壓差法測定生化需氧量的研究

任毅斌，康蘇花，楊麗杰，左文濤

(1.石家莊市環境監測中心，河北石家莊 050022；2.石家莊市市政建設公司，河北石家莊 050011)

壓差法測定生化需氧量的研究

任毅斌1，康蘇花1，楊麗杰1，左文濤2

(1.石家莊市環境監測中心，河北石家莊 050022；2.石家莊市市政建設公司，河北石家莊 050011)

介紹了壓差法測定水中生化需氧量(BOD)的原理和操作方法，分別用壓差法和稀釋接種法測定了標準樣品和實際水樣的生化需氧量，結果表明壓差法測定生化需氧量具有生化效率高、操作簡單、測試方便的優點，可自動儲存測量數據。壓差法測定的BOD5值能夠很好地表征水體可生化降解性，與傳統法的測定結果有較好的可比性。

壓差法；生化需氧量；稀釋接種法

目前生化需氧量(BOD)的測定通常采用經典的稀釋接種法，但其操作過程繁瑣，所需化學試劑多，水樣一般需要稀釋，而稀釋倍數難于把握，易導致出現誤差[1-4]。為了克服稀釋接種法的缺點，本實驗采用壓差法對水樣BOD的測定進行了研究。

1 實驗原理與方法

1.1測試儀器

壓差法所用儀器是由德國WTW公司采用無汞壓差法研發的OxiTop○R測試儀器，該儀器質量濃度測量范圍為0～4 000 mg/L，儀器的檢測限為1 mg/L；恒溫生化培養箱溫度為(20±1)℃。

1.2實驗原理

把水樣或經過預處理的水樣注入OxiTop○R培養瓶內，樣品中的微生物在降解有機物的同時需消耗O2，水中的溶解氧被消耗后，由密封的樣品瓶中的O2補充，樣品瓶中裝有NaOH的密封蓋用以吸收氧化有機物產生的CO2氣體，結果使樣品瓶中空氣壓力降低，樣品BOD值與瓶中O2壓力減少的程度成正比[5-6]。OxiTop○R測試BOD采用壓力感測法，用壓電傳感器感測壓力，用OxiTop○R測出氧分壓的下降量即為水樣的BOD值。

1.3測定方法

測試之前預估一下樣品的BOD5值，通常以BOD5值=80%×COD值，從表1查出所需樣品體積，量程太大會使測試不準確。準確量取一定體積的水樣注入OxiTop○R培養瓶內，加入電磁攪拌子，把橡膠套裝在瓶頸上，往密封橡膠套中加入CO2吸收劑(NaOH藥丸)，旋緊瓶蓋，然后將培養瓶放在電磁攪拌底座上，同時按下S鍵和M鍵2 s后顯示00，開始測試，然后將整套儀器置于20 ℃恒溫培養箱內，在20 ℃條件下放置5天，儀器等樣品溫度達到20 ℃左右時才開始測試O2消耗量，最少1 h，最多3 h，由AUTO TEMP功能控制。在這5天中，樣品一直處在攪拌狀態中。OxiTop○R每隔24 h自動儲存一次數值，5天后讀出存儲的數值，根據所取水樣量，把顯示值轉換成BOD值，BOD值=顯示值×系數×稀釋倍數，單位為mg/L。

表1 儀器測定范圍及取樣體積的選擇

2 實驗結果與討論

2.1壓差法準確度與精密度測試

利用質量濃度均為 150 mg/L的葡萄糖-谷氨酸的標準溶液進行BOD5測試，檢查儀器的性能和操作方法的準確性和可靠性。葡萄糖-谷氨酸標準溶液的BOD5標準值及不確定值為(210±20)mg/L。實驗步驟如下：

1) 在經適當方法曝氣的稀釋水中，按1 000∶1(體積比)加入接種液，并混合均勻；

2) 準確稱取經103 ℃烘干1 h的葡萄糖和谷氨酸各150 mg，溶于接種稀釋水中，并稀釋至1 000 mL；

3) 選擇適當的量程量取所制備含接種液的標準溶液，倒入OxiTop○R培養瓶中，按步驟測定，測定結果見表2。

壓差法測定葡萄糖和谷氨酸的標準溶液各平行樣測量值的相對誤差為-4.8%～9.5%，相對偏差為-7.0%～7.0%，其準確度和精確度分別在國家標準質控規定的相對誤差(±10%)和相對偏差(±15%)范圍內[7-9]，且OxiTop○R儀器實驗室內相對標準偏差為6.6%，完全滿足實際樣品測定要求。

表2 葡萄糖-谷氨酸標準溶液測定結果

2.2壓差法與稀釋接種法對標準樣品的測定比較

分別用壓差法和稀釋接種法測定標準樣品A(151±9)mg/L，B(127±8)mg/L，C(82.1±4.9) mg/L和D(58.3±4.8)mg/L，每個樣品分別做3個平行樣。測定結果見表3、表4。

表3 壓差法測定標準樣品的結果

表4 稀釋接種法測定標準樣品的結果

2.3壓差法與稀釋接種法對生活污水的測定比較

采用壓差法和稀釋接種法分別對10個不同的生活污水進行對比實驗，每個樣品分別做3個平行樣，取平均值。假定稀釋接種法測得的結果為真值，求出壓差法與稀釋接種法的相對誤差，進一步判斷壓差法測定BOD的可行性，測定結果見表5。

表5 壓差法與稀釋接種法測定生活污水的結果

用壓差法與稀釋接種法對生活污水測試出的BOD值，假定稀釋與接種法測得的結果為真值，得出壓差法稀釋接種法的相對誤差為-4.8%～7.4%，無顯著差異。

3 結 語

基于壓差法原理的OxiTop○R儀器測定水樣BOD，與稀釋接種法相比，操作簡單、安全(無汞測壓)，且測量數據自動存儲，可于日后再讀取數據；量程預留40～50數字，超量程不必開瓶復位，測定培養液的范圍寬，樣品一般不用稀釋并具有累加性，大大降低了確定稀釋比的難度。標準法只能測定BOD值<6 mg/L的培養液，因為培養液飽和狀態的溶解氧約為8 mg/L，而5天培養后剩余必須大于2 mg/L。而壓差法可測定BOD值<50 mg/L的培養液，因為液面上空氣含氧，足以保證培養液中溶解氧的消耗。

壓差法具有直觀性，直接讀數，克服了稀釋接種法操作繁瑣、工作量大、所需試劑多、稀釋倍數較難確定等缺點，具有操作簡便、測定直接、快速，從而節省人力、物力等優點[10-11]，且測定結果與稀釋接種法無顯著差異，其結果是準確可靠的，是一種有推廣價值的方法，具有一定的發展前景。

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Evaluation of BOD by differential pressure method

REN Yibin1, KANG Suhua1, YANG Lijie1, ZUO Wentao2

(1. Shijiazhuang Municipal Environmental Monitoring Center, Shijiazhuang Hebei 050022, China; 2.Shijiazhuang Municipal Construction Corporation, Shijiazhuang Hebei 050011, China)

This paper introduces the principle and operation method of the differential pressure method for the determination of biochemical oxygen demand(BOD)in water. The standard samples are measured with the differential pressure method and the dilution inoculation method and actual biochemical oxygen demand of water samples. The results show that the pressure method has high biochemical efficiency, and it is simple to operate with the measured data stored automatically. The measured BOD values can characterize the water biodegradation property well, and is better than the traditional method.

differential pressure method; BOD; diluted inoculation method

1008-1534(2013)04-0280-03

X832

A

10.7535/hbgykj.2013yx0414

2013-04-30;

2013-05-27

責任編輯：李 穆

任毅斌(1976-)，男，河北高邑人，高級工程師，主要從事環境監測方面的工作。

E-mail: 13582049933@126.com