微生物传感器快速测定水中BOD的分析研究

陈长茵

(河南省商丘水文水资源勘测局，河南 商丘 476000)

微生物传感器快速测定水中BOD的分析研究

陈长茵

(河南省商丘水文水资源勘测局，河南 商丘 476000)

本文采用220B型BOD快速测定仪对标准样品及水样实际样品进行BOD快速测定，并与五日生化稀释接种法进行了比对分析。在大量样品分析的基础上，阐述了微生物传感器快速测定法测定BOD与五日生化稀释接种法相比存在的优缺点。

微生物传感器；五日生化稀释接种法；比对分析

引言

目前国内外生化需氧量的测定普遍采用的是五日生化稀释接种法(GB7488-97)，但由于该方法的操作过程繁琐，测定周期长，干扰因素多，且不能迅速反映水体污染状况，因此迫切需要一种自动化程度高、操作简单和测量准确的新方法来测定BOD，近年来，微生物传感器快速测定仪得到了较广泛的应用，其操作简便、检测时间短、测量准确，且广泛适用于地表水、生活污水及工业废水的检测。

本文采用由天津赛普环保科技有限公司研制的220B型BOD快速测定仪，以《水质生化需氧量微生物传感器快速测定法》 (HJ/T86-2002)标准为依据，在保证实验室质量控制要求的基础上，采用微生物传感器快速测定法和五日生化稀释接种法(GB-7488)进行比对试验，阐述以上两种方法的优缺点。

1 实验方法

1.1 仪器与试剂

天津赛普环保科技有限公司220B型BOD快速测定仪；微生物菌膜、磷酸二氢钾、磷酸氢二钠、葡萄糖、谷氨酸。

1.2 试剂的配制

0.5mol/L磷酸盐缓冲溶液：将68克磷酸二氢钾和179克十二水磷酸氢二钠溶于1000mL蒸馏水中。

5000mg/L葡萄糖-谷氨酸(BOD)标准储备液：称取在103℃下干燥1 小时并冷却至室温的无水葡萄糖和谷氨酸各3.410g，溶于蒸馏水中，定容至至1000mL容量瓶中，即得5000mg/L的BOD标准溶液。冰箱保存2周。

吸取葡萄糖-谷氨酸(BOD)标准储备液(5000mg/L)0.25mL、0.5mL、1.0mL、1.5mL、2.0mL、2.5mL于250mL容量瓶中，分别加入2.5mL磷酸盐缓冲液0.5mol/L，配制成5mg/L、10mg/L、20mg/L、30mg/L、40mg/L、50mg/L 的标准溶液。

1.3 微生物膜的活化

先将干燥的微生物膜浸泡于500mL磷酸盐缓冲液0.005mol/L中，每24小时更换一次新的磷酸盐缓冲溶液，直至7天 。新更换的微生物膜须在仪器 “清洗”工作状态下，清洗一段时间，直至到Ⅰ0在4.0至10之间，并输出稳定，即可进行实验操作。

1.4 测量

取50mL待测样品，加入0.5mL，0.5mol/L的磷酸盐缓冲液，将样品由低浓度到高浓度依次放入自动进样器，35min后仪器自动读取BOD结果。由于该仪器的BOD 测量范围为2～50.0mg/L，当被测样品浓度大于50mg/L 时，应稀释至50.0mg/L 以下，再进行测量，以减少测量误差。

2 实验结果与讨论

2.1 准确度和精密度测试

分析水利部水环境研究与评价中心的BOD标准样品，对其进行准确度和精密度的测试。由表1可知标准样品的测定值均在允许的误差范围内，相对偏差<4，相对标准偏差[2]<5.0，准确性和重现性均良好。

2.2 稀释接种法与微生物膜法的比对实验

在确保实验室质量控制体系的基础上，为进一步验证BOD快速测定仪的可靠性和适用性，通过对标准样品、地表水水样、生活污水和工业废水进行国标稀释接种法与微生物膜法的比对试验。结果见表2。

表1 标准样品的准确度和精密度测试 mg/L

表2 两种方法的对比实验结果

由表2知，当水样BOD浓度较高时，悬浮物含量可能也较高，若取样不均匀，则微生物膜法与稀释接种法相比测定结果会偏低。以上两种方法对同一样品测定结果的相对偏差在1.4%～4.7%的范围内，是可以接受的。采用微生物膜法当样品BOD含量超过50.0mg/L时，需稀释样品，经稀释后，相对误差也在1.4%～4.7%范围内，说明微生物膜法与稀释接种法测定结果基本一致，可以满足BOD分析精度要求，微生物膜法具有一定的可靠性和适用性。

3 快速测定法与五日生化稀释接种法相比较的优缺点

微生物传感器快速测定BOD法与稀释接种法相比，具有以下优点：①操作简便、实验周期短，能快速反映水质状况，实现实时监测；②避免了稀释接种法长时间培养、人工操作引起的误差及硝化作用带来的影响；③测量稳定，重现性好。

由于微生物传感器能够实现在线监测，现已的到广泛应用，但由于固定的微生物对不同有机物降解能力的限制，微生物传感器快速测定法还存在许多局限性：①五日生化稀释接种法所选的微生物是一个菌群，反映该菌群5天代谢活动的综合结果，而微生物传感器则是一种(或两种)微生物在短时间内表现的活性变化，对污水中大分子物质降解不充分；②过酸、过碱、含游离氯等氧化性物质等对菌膜中的微生物菌种有危害作用，与五日法没有可比性，不适合此类废水的监测。

4 结 论

微生物膜法测定水中的BOD具有操作简便，分析周期短和灵敏度高等优点，能满足批量的样品和在线应急监测的需要。但是对与如何采用此方法测定强酸、强碱和有毒废水，以及提高菌膜中微生物的活性和使用寿命，这是微生物传感器迫切需要解决的实际难题。

[1]《水和废水监测分析方法》编委会．水和废水监测分析方法指南[M].中国环境科学出版社，1990.

[2]李子强，等.概率论与数理统计[M].北京：科学出版社.

Study on Rapid Determination of BOD in water by microbial sensor

CHEN Changyin

(Shangqiu Hydrology and Water Resources Survey Bureau of Henan，Henan Shangqiu 476000)

In this paper，220B BOD rapid determination of standard samples and water samples were measured by BOD，and compared with the five day biochemical dilution method.Based on the analysis of a large number of samples，the advantages and disadvantages of the rapid determination method of microbial sensor for the determination of BOD compared with the five day biochemical dilution inoculation method were expounded.

microbial sensor；five days biochemical dilution inoculation method；comparative method

陈长茵，学士，工程师，从事水环境监测与评价工作

X21

A

1673-288X(2017)03-0117-02

引用文献格式：陈长茵.微生物传感器快速测定水中BOD的分析研究[J].环境与可持续发展，2017，42(3)：117-118.