测定水样中BOD5标准稀释法的探讨
2021-04-03孙金萍
孙金萍
(甘肃省武威市凉州区黄羊河水利管理处,甘肃 武威 733000)
BOD5即五日生化需氧量,它是指水中有机物在好氧微生物(主要是好氧即兼性细菌)作用下,进行好氧分解过程中所消耗水中溶解氧的量,亦可以说是水中好氧微生物的增长繁殖或呼吸作用所消耗的氧量,同时,包括了很少部分无机物如硫化物、亚铁等还原性物质所耗用的氧量。水体受纳生活污水、工业废水或农田排水后遭致污染,其污染物质中除无机盐外,还含有大量的有机物。当受到有机物污染后,可能产生的后果是使人畜和鱼类等发生中毒,甚或致畸、致突容微生物,其中包括致病微生物,从而传播增加水中营养物质或发展成“富营养化,消耗水中溶解氧,使鱼类窒息、死亡,使水体腐化、浊发黑,产生恶臭等。由于水中所含的有机物往往是多种组分的极复杂的混合体,因而难以分别测定各组分的定量数值。为此,常常利用与水中有机物量相当的需氧量的测定,来间接表征水中有机物含量的多少。BOD5就是表征水体受有机物污染的指标之一。
1 BOD5的测定方法
自1913年英国皇家污水处理委员会首次提柜有机物在五天18℃下进行生物氧化所需的解氧作为水质有机污染程度的一个指标以菜陆续报道了各种测定方法,主要有以下几种:标准稀释法,高温法,活性污泥快速法,检压式库仑计法,测压法,微生物电极法,坪台值法,相关估算法。
我国大部分实验室采用的BOD5的测定方法是标准稀释法,我国颁布的水质分析方法标准亦采用此法,所以本人根据多年对BOD5的测定经生对此方法作了一些总结,提出了自己的一点看法。
2 标准稀释法
2.1 测定原理
经中和及除去毒性物质或经稀释后的水样(必要时加入适量好氧微生物的接种液,使水样中含有一定的对有机物有降解能力的微生物)置入培养瓶中,于20℃暗处培养5 d,培养前后分别测定溶解氧浓度,由两者的差值及稀释倍数求得BOD5值。
BOD5的测定是一种经验测定方法,它能相对表示微生物可分解的有机物量,比较符合水体自净的实际过程,但它毕竟在实验室,有诸多自然条件和因素是无法模拟和再现的,如水的流动、阳光、不同氧浓度、温度,各种微生物、包括浮游生物、藻及根生植物的生物群、底部沉积物的作用等等真实环境条件,所以它只是一个表征值,而不能完全反映耗氧全过程。
对某些地表水和大多数工业废水,因含有较多的有机物,需要稀释后再培养测定,以降低其浓度和保证有充足的溶解氧,稀释的程度应使培世中所消耗的溶解氧大于2 mg/L,而剩余溶解氧在1 mg/L以上。由于BOD5测定时间长,如某一环节出现问题,就不能折返,为尽可能避免测定获得符合要求的实验结果,稀释水和稀释倍数就是两个主要影响因素。
2.2 稀释水
稀释水的质量对测定具有重要意义。一般书中都说用处理的自来水或全玻璃蒸馏器蒸馏出来的蒸馏水,而本人总结认为,用污染河段上游河水更为理想,其次是自来水。
BOD5的检测过程本身是还原河道有机物被分解的耗氧过程,但在实验室中是不可能完全重现天然河道环境现场的,而只是一种模拟过程,稀释水就是环境因素之一。污染水中由于含有较多可生化降解的有机物和其它耗氧物质,致使水中无氧或存在少量溶解氧,稀释水的目的就是使水样通过稀释,使具有充足的溶解氧,保持培养瓶内好氧状态,这稀释操作是BOD5实验的一个特征。用污染河段上游的河水作稀释水,正好还原了河水排入河道的一个污染过程,河道中又有一定量可供降解有机物的原始微生物存在,而且,未经污染的上游河水的BOD5值基本在1 mg/L左右,符合稀释水要求,这大大简化了接种稀释的繁琐过程,既经济又实用。
自来水也可作稀释水,但因为自来水中存在某些挥发性有机物,所以在使用前必须充分曝气,使有机物挥发掉。又由于自来水经过了消毒处理,水中微生物相对偏少,但对一般河水而言也足够了。从河水与自来水的比对试验,相对偏差在5%以内,葡萄糖-谷氨酸校核实验也都在要求值的范围之内,但河水取自于原河道,现场还原性比自来水好,而且,自来水微生物偏少,相对于污染严重些的水样,分解可能不完全,使BOD5的值偏低,所以主张还是用河水。这也是对般污染而言,如果是某些特殊废水或含有大量剧毒物质的污水,那河水也远远不能满足要求,必须做增菌接种处理。
2.3 稀释倍数
BOD5试验的另一关键因素是稀释倍数.对一般未受污染的地表水,溶解氧含量较高,有机物含量少,采用直接培养法测定,即把水样引入两个培养瓶中,不能产生气泡,一瓶现场固定,测定溶解氧;一瓶放入培养?箱培养五昼夜后测定其剩余溶解氧,两者之差值即为BOD5值。
另一种就是受污染的地表水,这类水中的有机物大多是生活污水和工业废水的混合物,这种污水进入河道,由于有机物生化降解的耗氧作用,致使水体处于无氧或缺氧状态,这种污水就必须稀释后才能测定。这也是BOD5实验的意义。稀释倍数是否恰当,直接影响实验的成败,过大或过小,可招致五日耗氧太少或过多而无氧,超出耗氧范围,使实验失败,由于BOD5实验周期长,一旦出现上述情况就无法以原样补测,所以说稀释倍数是BOD5实验的一个关键因素。对于稀释倍数的确定,许多分析手册大多采用CODMN或CODCr的值来确定稀释比,但都存在时间长,操作不易。BOD5实验的稀释倍数可以说是一种经验数据,对不同监测点,由于季节,温度及其它环境条件的影响,稀释倍数也不可能确定。比如一个BOD5值约6~7 mg/L的水样来说,冬天由于气温低,他和含叙量可达9~10 mg/L甚至更多,那么这个水样就可以不不稀释直接测定,而夏天气温高,饱和含氧量只能达到8 mg/L甚至更少,那它就必须稀释以后才能培养测定。稀释倍数也随这些条件的改变而不同。
3 结语
(1)BOD5试验的影响因素很多,但最关键的是稀释水和稀释倍数。稀释水的质量影响BOD5值的还原性程度,但无法准确定位一个水样的BOD5值,只能用葡萄糖谷氨酸校核试验来验证稀释水成接种稀释水的质量,如果校核值落在200+37 mg/L则认为此次实验结果可靠。
(2)稀释倍数是否恰当,则直接影响实验的成败。如上所述,BOD5实验周期长,一旦失败就无法补测,但稀释倍数是一个经验数据,各条河流,各个监测点的自然条件及水中组分都不尽相同,所以,稀释倍数也不可能一致,而需要我们从实验中积累经验,掌握每个监测点溶解氧、氨氮和BOD5之间关系的规律,就可以很轻松的确定稀释倍数,减少稀释个数,提高效率。稀释水质量不合格,BOD5实验就失去了意义,稀释倍数失当,使实验失败,所以本人根据多年监测经验,针对稀释水和稀释倍数这两个关键因素在实际中的应用问题,阐述自己的经验和观点,与大家共同探讨。