测定水体生化需氧量两种方法比较探讨

郭中伟

（聊城市水文局，山东 聊城 252000）

随着工农业生产的发展，排入河流湖泊的有机污染物成分日益复杂,难以分别测定各种组分的定量数值，生化需氧量（BOD）作为衡量水体受有机物污染程度的综合性指标，能相对表示微生物可氧化的有机污染物的含量，因此，BOD是环境监测和污水处理控制中最常用、最重要的指标之一，而正确选择BOD的测定方法，就有着非常重要的作用。

1 测定方法

目前国内外主要采用2种方法测定BOD，一是经典方法即稀释接种法，二是快速测定法即微生物传感器法。稀释接种法是采用5d20℃培养法测定水样中的BOD值，该方法测定效果好、准确，得到了广泛应用，但测定周期较长，不能迅速反映水体污染状况，不适宜现场监测，给环境监测带来诸多不便。近年来，利用微生物传感器快速测定BOD得到了较广泛的研究以及应用，微生物传感器法具有操作简单、测定时间短、重现性好等优点，适合在某些特定条件下快速测定BOD。

1.1 稀释接种方法及其干扰因素

生化需氧量（BOD）是指在规定条件下，微生物分解水中的可氧化性物质所进行的生物化学过程中消耗的溶解氧的量。他是一个缓慢的过程，20℃培养时，可氧化性物质被完全分解需要100d左右，在实际应用中不可取。由于5d的耗氧量相当于完全氧化分解耗氧量的70%，因此国内外普遍规定将水样在20±1℃培养5d，分别测定培养前后的溶解氧，二者之差即为BOD5值。其干扰因素及消除方法如下：

1）物理因素。样品中的生化需氧量易随时间、温度的变化而变化。 BOD5的测定需要严格控制样品储存时间和培养时间，以及控制采样温度、样品储存温度，实验室温度及培养箱温度。

2）pH值的影响。pH影响微生物的增长速度，BOD5测定方法规定水样的pH必须在6.5～7.5之间，否则应加酸碱调节pH值。

3）有毒物质的影响。重金属、杀菌剂等有毒物质会抑制生化作用，可使用经驯化的微生物接种液的稀释水进行稀释，或提高稀释倍数以降低毒物的浓度。

4）藻类的影响。若样品中有大量藻类存在，BOD5的测定结果会偏高，当分析结果精度要求较高时，测定前应用滤孔为1.6μm的滤膜过滤。

5）游离氯的影响。污水处理厂的出水一般加氯消毒，为消除氯的影响，实验前将样品在室内环境温度下放置1～2h以扩散去除低浓度的氯，含高浓度氯的样品可通过加硫代硫酸钠去除。

1.2 微生物传感器法及其干扰因素

微生物传感器是由氧电极和微生物膜构成，测量BOD时，样品以一定流量进入流通池内与微生物传感器接触，样品中可生化降解的有机物被菌膜中的微生物分解，使扩散到氧电极表面上的氧减少，一段时间后，扩散到氧电极表面上的氧的质量也达到恒定并产生一恒定电流，该电流与初始电流的差值代表了微生物传感器表面溶解氧含量的变化，他与样品的BOD值在一定范围内线性相关。其干扰因素及消除方法如下：

1）微生物菌膜的影响。 微生物的活性及生长周期的变化对BOD有直接影响，每批次测量前需用标准样品对微生物传感器进行校准并定期更换微生物膜。

2）温度的影响。温度影响微生物的活性及溶解氧在水中的溶解度，传感器需置于恒温环境中。

3）高浓度的杀菌剂、农药类、游离氯及高浓度的含氰废水会对微生物产生较大的毒副作用，致使BOD5测定值降低，因此该法不适宜此类废水的测定。

2 两种方法的检测结果比较

1）为比较两种方法的准确度和测定结果有无显著性差异，首先选择了中国环境保护部标准样品（标准号为200232）的BOD标准样品进行检测，测定结果见表1。

表1 BOD经典法与快速法测定标准物质比较

由表1可知，两种方法的测定值均在允许误差范围内，相对误差均〈3%，说明两种方法准确度均符合要求。

若要检验两种方法测定结果有无显著性差异，须对其进行T检验，计算得统计值t=0.78〈t表=2.57（当自由度f=5，α=0.05时）。说明用两种方法测定标准物质的BOD值无显著性差异，结果一致。

2）在经典法与快速法均能满足标准物质检测的前提下，为了更好地了解这两种方法的适用范围，选取了不同类型、不同行业的水样进行测定，现对天然地表水、污水处理厂出水、生活污水、化工厂污水分别采取4个不同断面的水样进行测定，两种方法的测定结果见表2～表5。

表2 地表水测定结果比较

表3 污水处理厂出水测定结果比较

表4 生活污水测定结果比较

表5 化工厂污水测定结果比较

根据以上测量结果可知，两种方法测定天然水样、污水处理厂的出水相对偏差均〈10%,结果吻合性较好，快速测定法对含量较复杂的化工厂污水与经典法相比检测结果偏低，相对偏差较大。

3 结语

综上分析，在BOD经典法中，虽然操作过程繁琐，耗时较长，但测定时所选用的微生物是一个菌群，反映出的是该菌群5d的各种代谢活动的综合结果，是一系列极其复杂的氧化过程，能较好的反应客观实际，对于水样的测定来说，方法较稳定、准确度较高，所以在比对实验、仲裁分析等过程中应采用稀释接种法测定。在BOD快速法中，微生物膜固定的微生物量小，在较短时间内（一般小于20min）只是对浓度较低、组成成分比较简单的污水中易降解的有机物响应，对污染物组成复杂的废水响应不充分，对有毒有害物质缺乏抵抗性。但其操作简单、测定时间短、重现性好，对水质的适时监控更具实际意义。