測定水體生化需氧量兩種方法比較探討

郭中偉

（聊城市水文局，山東 聊城 252000）

隨著工農業生產的發展，排入河流湖泊的有機污染物成分日益復雜,難以分別測定各種組分的定量數值，生化需氧量（BOD）作為衡量水體受有機物污染程度的綜合性指標，能相對表示微生物可氧化的有機污染物的含量，因此，BOD是環境監測和污水處理控制中最常用、最重要的指標之一，而正確選擇BOD的測定方法，就有著非常重要的作用。

1 測定方法

目前國內外主要采用2種方法測定BOD，一是經典方法即稀釋接種法，二是快速測定法即微生物傳感器法。稀釋接種法是采用5d20℃培養法測定水樣中的BOD值，該方法測定效果好、準確，得到了廣泛應用，但測定周期較長，不能迅速反映水體污染狀況，不適宜現場監測，給環境監測帶來諸多不便。近年來，利用微生物傳感器快速測定BOD得到了較廣泛的研究以及應用，微生物傳感器法具有操作簡單、測定時間短、重現性好等優點，適合在某些特定條件下快速測定BOD。

1.1 稀釋接種方法及其干擾因素

生化需氧量（BOD）是指在規定條件下，微生物分解水中的可氧化性物質所進行的生物化學過程中消耗的溶解氧的量。他是一個緩慢的過程，20℃培養時，可氧化性物質被完全分解需要100d左右，在實際應用中不可取。由于5d的耗氧量相當于完全氧化分解耗氧量的70%，因此國內外普遍規定將水樣在20±1℃培養5d，分別測定培養前后的溶解氧，二者之差即為BOD5值。其干擾因素及消除方法如下：

1）物理因素。樣品中的生化需氧量易隨時間、溫度的變化而變化。 BOD5的測定需要嚴格控制樣品儲存時間和培養時間，以及控制采樣溫度、樣品儲存溫度，實驗室溫度及培養箱溫度。

2）pH值的影響。pH影響微生物的增長速度，BOD5測定方法規定水樣的pH必須在6.5～7.5之間，否則應加酸堿調節pH值。

3）有毒物質的影響。重金屬、殺菌劑等有毒物質會抑制生化作用，可使用經馴化的微生物接種液的稀釋水進行稀釋，或提高稀釋倍數以降低毒物的濃度。

4）藻類的影響。若樣品中有大量藻類存在，BOD5的測定結果會偏高，當分析結果精度要求較高時，測定前應用濾孔為1.6μm的濾膜過濾。

5）游離氯的影響。污水處理廠的出水一般加氯消毒，為消除氯的影響，實驗前將樣品在室內環境溫度下放置1～2h以擴散去除低濃度的氯，含高濃度氯的樣品可通過加硫代硫酸鈉去除。

1.2 微生物傳感器法及其干擾因素

微生物傳感器是由氧電極和微生物膜構成，測量BOD時，樣品以一定流量進入流通池內與微生物傳感器接觸，樣品中可生化降解的有機物被菌膜中的微生物分解，使擴散到氧電極表面上的氧減少，一段時間后，擴散到氧電極表面上的氧的質量也達到恒定并產生一恒定電流，該電流與初始電流的差值代表了微生物傳感器表面溶解氧含量的變化，他與樣品的BOD值在一定范圍內線性相關。其干擾因素及消除方法如下：

1）微生物菌膜的影響。 微生物的活性及生長周期的變化對BOD有直接影響，每批次測量前需用標準樣品對微生物傳感器進行校準并定期更換微生物膜。

2）溫度的影響。溫度影響微生物的活性及溶解氧在水中的溶解度，傳感器需置于恒溫環境中。

3）高濃度的殺菌劑、農藥類、游離氯及高濃度的含氰廢水會對微生物產生較大的毒副作用，致使BOD5測定值降低，因此該法不適宜此類廢水的測定。

2 兩種方法的檢測結果比較

1）為比較兩種方法的準確度和測定結果有無顯著性差異，首先選擇了中國環境保護部標準樣品（標準號為200232）的BOD標準樣品進行檢測，測定結果見表1。

表1 BOD經典法與快速法測定標準物質比較

由表1可知，兩種方法的測定值均在允許誤差范圍內，相對誤差均〈3%，說明兩種方法準確度均符合要求。

若要檢驗兩種方法測定結果有無顯著性差異，須對其進行T檢驗，計算得統計值t=0.78〈t表=2.57（當自由度f=5，α=0.05時）。說明用兩種方法測定標準物質的BOD值無顯著性差異，結果一致。

2）在經典法與快速法均能滿足標準物質檢測的前提下，為了更好地了解這兩種方法的適用范圍，選取了不同類型、不同行業的水樣進行測定，現對天然地表水、污水處理廠出水、生活污水、化工廠污水分別采取4個不同斷面的水樣進行測定，兩種方法的測定結果見表2～表5。

表2 地表水測定結果比較

表3 污水處理廠出水測定結果比較

表4 生活污水測定結果比較

表5 化工廠污水測定結果比較

根據以上測量結果可知，兩種方法測定天然水樣、污水處理廠的出水相對偏差均〈10%,結果吻合性較好，快速測定法對含量較復雜的化工廠污水與經典法相比檢測結果偏低，相對偏差較大。

3 結語

綜上分析，在BOD經典法中，雖然操作過程繁瑣，耗時較長，但測定時所選用的微生物是一個菌群，反映出的是該菌群5d的各種代謝活動的綜合結果，是一系列極其復雜的氧化過程，能較好的反應客觀實際，對于水樣的測定來說，方法較穩定、準確度較高，所以在比對實驗、仲裁分析等過程中應采用稀釋接種法測定。在BOD快速法中，微生物膜固定的微生物量小，在較短時間內（一般小于20min）只是對濃度較低、組成成分比較簡單的污水中易降解的有機物響應，對污染物組成復雜的廢水響應不充分，對有毒有害物質缺乏抵抗性。但其操作簡單、測定時間短、重現性好，對水質的適時監控更具實際意義。