影響B(tài)OD5測(cè)定結(jié)果因素探討

孫桂珍

（廣西來(lái)賓市環(huán)境保護(hù)監(jiān)測(cè)站，廣西 來(lái)賓 545002）

1 引言

五日生化需氧量（BOD5）是水質(zhì)監(jiān)測(cè)的重要項(xiàng)目，是衡量水體受有機(jī)物污染程度的一項(xiàng)重要指標(biāo)。它的結(jié)果直接反映水體中“可被生物降解”污染物的多少。影響它測(cè)定結(jié)果的因素也較多。本文從對(duì)它測(cè)定結(jié)果存在影響的溶解氧、硝化作用、毒害物質(zhì)、稀釋水、接種液、稀釋倍數(shù)等因素進(jìn)行分析和探討，以確保實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性及數(shù)據(jù)的可靠性。

2 測(cè)定原理

目前，國(guó)家現(xiàn)行的測(cè)定BOD5的方法是稀釋與接種法（HJ505－2009），即在規(guī)定的條件下，微生物分解存在水中的某些可氧化物質(zhì)，特別是有機(jī)物所進(jìn)行的生物化學(xué)過(guò)程中消耗溶解氧的量。此生物氧化全過(guò)程的時(shí)間很長(zhǎng)。目前國(guó)內(nèi)外普遍規(guī)定（20±1）℃培養(yǎng)5d，分別測(cè)定樣品培養(yǎng)前后的溶解氧，二者之差即為BOD5值，以氧的mg／L表示。

3 影響B(tài)OD5測(cè)定結(jié)果的有關(guān)因素

3.1 溶解氧

溶解氧的影響樣品中溶解氧濃度隨著溫度的升高呈下降變化，各種溫度下溶解氧濃度見(jiàn)表1。

表1 不同溫度下樣品中溶解氧濃度一覽

由表1可知，在20℃時(shí)，溶解氧濃度為9.12mg／L。當(dāng)采集的水樣和冷藏保存的水樣溫度低于20℃時(shí)，溶解氧濃度在9.12mg／L以上。另外，在藻類多的河流湖庫(kù)水體有時(shí)因碳酸同化作用產(chǎn)生的氧可能達(dá)到過(guò)飽和狀態(tài)。這樣的水樣在（20±1）℃下培養(yǎng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生氣泡，造成實(shí)驗(yàn)誤差，所以應(yīng)將水溫升至25℃左右減少溶解氧，然后再降至20℃左右，曝氣5～10min后作為測(cè)定水樣。另外，稀釋水中的溶解氧過(guò)高或過(guò)低，也會(huì)導(dǎo)致BOD5實(shí)驗(yàn)失敗。稀釋水溶解氧過(guò)高會(huì)因過(guò)飽和溶解氧自行逸出產(chǎn)生氣泡，造成BOD5測(cè)定誤差，過(guò)低則不足以氧化水樣中的有機(jī)物。

3.2 硝化作用

水中有機(jī)物的生物氧化分解過(guò)程大體上可分為兩個(gè)階段。第一階段為有機(jī)物中碳和氧在微生物的作用下氧化為二氧化碳和水，此階段稱為碳化階段，在20℃時(shí)完成碳化階段大約需要20d。第二階段為含氮有機(jī)物和氨在硝化細(xì)菌作用下被氧化成亞硝酸鹽和硝酸鹽，稱為硝化階段，在20℃時(shí)完成硝化階段大約需要100d。根據(jù)BOD5測(cè)定所規(guī)定的條件和定義來(lái)看，作為水體有機(jī)污染程度指標(biāo)的BOD5值，主要為第一階段的耗氧量，若在BOD5的測(cè)定過(guò)程中有硝化反應(yīng)存在，硝化作用就會(huì)造成測(cè)定結(jié)果偏高。在監(jiān)測(cè)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)、工業(yè)排放的原水和較為清潔的地表水（COD＜20mg／L），硝化作用根本不發(fā)生或很不顯著，對(duì)BOD5的測(cè)定無(wú)顯著影響，而對(duì)于受糞便污染的水體、生活污水、生化處理池的出水因其中含有大量硝化菌，硝化作用的影響顯著，需加入丙烯基硫脲硝化抑制劑，抑制硝化作用對(duì)BOD5測(cè)定的影響。

3.3 毒害物質(zhì)

阻礙微生物繁殖的毒害物質(zhì)有重金屬、氰化物、酚類、氯等，這些物質(zhì)的存在會(huì)抑制微生物的生長(zhǎng)，因此在分析前應(yīng)考慮消除這些干擾，在允許的條件下可通過(guò)稀釋加以解決。但是對(duì)于BOD5值低、不能稀釋至無(wú)影響范圍的樣品，只能事先馴化出具有抵抗這些有害物質(zhì)的接種液。值得注意的是，對(duì)于重金屬，不能采用形成氫氧化物、碳酸鹽沉淀而除去的辦法，因?yàn)橛袝r(shí)有機(jī)物可被沉淀物吸附而損失。

3.4 稀釋水

所謂稀釋水，就是保證好氧微生物的繁殖以及分解水樣中的有機(jī)物質(zhì)時(shí)供給必要的氧的水，它必須具備以下條件:

（1）在20℃下溶解氧接近飽和（8～9mg／L）；

（2）pH 值保持在7.2，有緩沖作用；

（3）添加有好氧微生物正常繁殖所必需的無(wú)機(jī)物（MgSO4、CaCl2、FeCl3、銨鹽、磷酸鹽等）；

（4）稀釋水自身的BOD5值小于2mg／L；

（5）不含有阻礙微生物生長(zhǎng)繁殖的物質(zhì)。

這些條件中第（4）條比較重要，如果稀釋水BOD5值小于2mg／L，原因可能是所有稀釋水在加無(wú)機(jī)鹽溶液或進(jìn)行曝氣操作時(shí)混入了有機(jī)物質(zhì)，或水本身原來(lái)就含有有機(jī)物。此外，BOD5測(cè)試實(shí)驗(yàn)必須使用蒸餾水，不能使用去離子水，因?yàn)槿ルx子水的微量有機(jī)物會(huì)使空白值增高。

3.5 接種液

接種稀釋水是BOD5測(cè)定進(jìn)行質(zhì)量控制的首要問(wèn)題，要獲得理想的接種水，就必須對(duì)接種液進(jìn)行認(rèn)真科學(xué)的選擇，接種液的來(lái)源之一是生活污水，生活污水不宜用剛排出的生活污水，最好采用污水井蓋下靠井壁位置的水，因?yàn)榇颂幬鬯Ａ魰r(shí)間長(zhǎng)，有利于微生物繁殖生長(zhǎng)。當(dāng)冬天天氣寒冷，菌種生活能力差，可采用室內(nèi)培養(yǎng)菌種，用淘米水在室溫下好氧發(fā)酵，大約放置5～7d聞到臭味即可使用，倒出上清液作為接種液，BOD5值大約為400mg／L，使用時(shí)可稀釋至100mg／L左右較好，用淘米水作接種液一般可使用三周，當(dāng)淘米pH值小于5時(shí)停止使用。接種液的另一來(lái)源是花園土壤浸出液，采集花園土?xí)r要考慮季節(jié)和溫度，春秋季陽(yáng)光充足溫和，適合細(xì)菌和微生物繁殖，可從淺層2～3cm處采集，夏季則因溫度過(guò)高、太陽(yáng)光直射的緣故要在離地表5～6cm處采集，否則細(xì)菌及微生物太少，冬季因溫度太低，不宜用花園土壤浸出液作為接種液。稀釋接種時(shí)還應(yīng)考慮到接種液的濃度、均勻性及加入量，接種液最好采用較高的濃度，經(jīng)過(guò)濾、稀釋后BOD5值為100mg／L左右較好，現(xiàn)按水樣濃度和接種比例接種，這樣可以避免因接種液的不均勻及比例不當(dāng)造成BOD5值的忽高忽低。

3.6 稀釋倍數(shù)

稀釋接種法操作較為繁瑣、費(fèi)時(shí)，若測(cè)定的是生活污水或某些可降解的有機(jī)物，此法穩(wěn)定、重現(xiàn)性好，但是對(duì)于測(cè)定那些有機(jī)成分復(fù)雜、結(jié)構(gòu)不同、濃度較高的各種工業(yè)廢水，測(cè)定過(guò)程中則存在多種影響因素，稀釋比的選擇就是一至關(guān)重要的。若選擇不當(dāng)，不僅得不到正確的測(cè)定結(jié)果，重要的是樣品已失去再測(cè)定的意義，否則需要再次取樣，重新測(cè)定。

正確的稀釋倍數(shù)，應(yīng)使培養(yǎng)后剩余的溶解氧濃度為原始濃度的1／3～2／3之間，或消耗的溶解氧在2mg／L以上，而剩余溶解氧在1mg／L以上。

為了獲得正確的稀釋倍數(shù)，首先需要仔細(xì)分析水樣的特點(diǎn)，然后再確定稀釋倍數(shù)的大小，若水樣是溶解氧含量較高、有機(jī)物含量較少的清潔地表水，可以不經(jīng)稀釋直接進(jìn)行生化培養(yǎng)，對(duì)于那此已受污染的廢水、工業(yè)廢水等，則必須先稀釋再培養(yǎng)。

稀釋倍數(shù)的確定方法常用的有3種:一是根據(jù)CODcr的數(shù)值，分別乘以0.075、0.15、0.225即為3種稀釋倍數(shù)，此法對(duì)大多數(shù)水樣選擇稀釋倍數(shù)均有較高的參考價(jià)值；二是根據(jù)CODMn的數(shù)據(jù)值，分別除以3、4、5所得的商即為3種稀釋倍數(shù)；三是根據(jù)BOD5的估計(jì)值確定稀釋倍數(shù)；另外，亦可以根據(jù)總有機(jī)碳（TOC）的數(shù)值來(lái)確定。

3.7 溶液酸堿度

由于降解有機(jī)物的微生物只能在pH值為6.5～8.3的范圍內(nèi)存活，因此在標(biāo)準(zhǔn)監(jiān)測(cè)方法中規(guī)定，稀釋水的pH值必須用緩沖液調(diào)至7.2。

4 結(jié)語(yǔ)

BOD5的測(cè)定是個(gè)復(fù)雜的生化過(guò)程，除受上述諸多因素的影響外，還存在光照、沉淀物等許多不確定因素的影響，測(cè)定的重現(xiàn)性相對(duì)較差，因此，不僅需要在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中嚴(yán)格控制條件，按照標(biāo)準(zhǔn)方法規(guī)范操作，而且在BOD5的水樣采集過(guò)程中對(duì)各類水體及污染源進(jìn)行認(rèn)真細(xì)致的調(diào)查研究。

［1］國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局《水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法》編委會(huì).水和廢水監(jiān)分析方法［M］.4版增補(bǔ)版.北京:中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社，2002:227～231.

［2］李國(guó)剛，王德龍.生化需氧量（BOD）測(cè)定方法綜述［J］.中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)，2002（2）:227～231.

［3］環(huán)境保護(hù)部.HJ 505－2009水質(zhì)五日生化需氧量（BOD5）的測(cè)定稀釋與接種法［S］.北京:中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社，2009.