生化需氧量(BOD)測定方法進展*

向文毓 徐惠敏 方繼敏 單子睿

(武漢理工大學資環學院，湖北 武漢 430070)

一、引言

由于現代化工技術的發展，人工合成有機物無論是種類還是數量都急劇上升，造成各類水體中有機物含量也越來越多。生化需氧量(BOD)的測定對水體水質分析具有重要意義。目前測定BOD方法主要可以分為兩大類，一類是國際公認的標準稀釋法。另一類即除稀釋法外的BOD快速測定方法。

二、標準稀釋法

標準稀釋法，也叫作稀釋接種法。其原理是通過測定生化反應前后水樣中溶解氧量的差值來計算BOD。具體操作過程是將水樣或稀釋水充滿溶解氧瓶，在20℃恒溫下將水樣培養一段時間，可得水樣消耗溶解氧量，即為BOD。該方法經過不斷完善，發展為現在的五日培養法，即BOD5。

作為測定BOD的國際方法之一，操作得當時，該方法準確度高，可比性強。但在實際工作中，由于生化反應過程復雜，其影響因素很多。水樣的存放時間、以及恒溫箱中培養時間等，均會使測定準確度降低。除此之外，溫度能直接影響微生物的生長繁殖速率，也會引起溶解氧的變化。許多金屬如銀、汞等和某些化合物如酚、乙醇、甲醛等對微生物新成代謝有抑制作用，影響BOD的測定結果。除上述之外，因水樣中微生物少而加入的接種液的質量、因水樣中有機物較多而稀釋水樣的倍數等也是影響BOD測定的重要因素。

三、BOD快速測定方法

經過大量科學家的不斷研究，在稀釋接種法的基礎上，出現了很多BOD快速測定方法。這些方法大致可以分為兩類，一類是以稀釋接種法為基礎的，以測定生化反應前后的耗氧量為目標的方法，另一類是以直接分析水樣中有機污染物含量為目標的方法。無論是哪種方法，都是建立在越來越發達的現代科學技術基礎上的。

(一)微生物電極法

微生物電極法是一種將微生物技術與電化學檢測技術相結合的測定BOD的方法。當把微生物電極插入水樣時，水樣與微生物電極接觸，膜中的微生物發生同化作用而耗氧，使進入氧電極的氧氣分子減少，電極輸出的電流減小，并在幾分鐘后降至一個新的恒定值，從而得到BOD值。在此基礎上，大量科學家從電極膜入手，對電極膜制備和微生物菌種的篩選進行了更為深入的研究，使之不斷發展進步，多種BOD微生物傳感器相繼問世。與傳統的稀釋法相比，該方法簡便快捷，在環境日常監測及應急監測等領域廣泛應用。但是，由于BOD本身的特殊性，該法也具有局限性。如對電極膜上的微生物有毒害作用水樣不適合用該法測定，例如含有農藥、殺菌劑等的廢水。

(二)活性污泥曝氣降解法

因活性污泥具有一定的特殊性，可培養適應特定成分的微生物，所以活性污泥曝氣法常用于測定工業廢水。測定方法為，在活性污泥環境中，將樣品強制曝氣一段時間，使之降解，再用重鉻酸鉀消解降解前后的樣品，測定其降解前后的化學需氧量，其差值即為BOD。但用該方法測定BOD時應注意，水樣中不應含有較高對活性污泥中微生物不利的成分。因活性污泥的局限性，目前這種方法在常規檢測中還沒有廣泛應用。

(三)測壓法

測壓法是近年來新興的BOD測量法，美國標準方法委員會已于2001將此法列入美國《水和廢水標準檢測方法》中，但其在我國應用不普遍且未列入國標。該法與稀釋接種法(簡稱傳統法)相比，有很多優勢，操作便捷、可讀性強等，比較適合于批量樣品的測定。

測壓法的原理是將水樣置于密閉的培養瓶中，水樣中溶解氧因微生物同化作用而被消耗，產生于耗氧量相當的CO2被堿吸收后，密閉系統的壓力因此降低，由壓差計可讀出壓差，即可換算求出水樣的BOD。

(四)檢壓庫倫法

最早由西德Sierp提出的檢壓庫倫法是將化學分析轉化為物理量來測量的方法，該法與壓差法有異曲同工之妙。其原理與壓差法類似，當水樣中溶解氧被消耗且同化作用產生的CO2被吸收時，培養瓶內氧氣分壓下降，此時電磁感應器感受到氧氣分壓下降并用電解法自動電解產生氧氣使培養瓶中氧氣含量不斷回升，當回升至原壓力時，電磁感應器接收到信號并停止電解氧氣。此時根據電解產氧消耗的電量即可求得補充的氧氣量，從而求出BOD含量。大量實驗證明，檢壓庫倫法靈敏度高、測定范圍寬、操作簡便，但同時由于該法需要先進靈敏的感應器裝置，早期由于儀器不夠完善，該法也具有一定局限性。

(五)紫外(UV)曝氣法

紫外曝氣法是一種運用紫外線掃描來分析有機物含量的方法，該方法通過掃描結果中峰高或峰面積來對有機物進行定量。該方法的定量依據是水樣中的有機物收到紫外光掃描時，會產生吸收峰，吸收峰越大，其結構越復雜。因此，掃描結果真實、直接的反應了水樣中有機物對人體的危害程度。紫外峰面積定量彌補了稀釋接種法在生化反應中氧化磷酸化效率不同的局限性，并為BOD快速測試儀提供了又一理論基礎。此方法在對工廠企業污染源監測中具有重要的指導意義。

四、結語

在水質分析評價中，BOD是反應水樣可生化降解程度的重要參考指標之一，這是其他參數所無法替代的。但是，BOD的測定過程是發生生化反應過程，具有一定的復雜性，其測定結果受諸多因素的影響。隨著BOD在水質分析領域及污水處理設備參數調控方面越來越具有參考意義，各種新型的快速測定儀器必將更加蓬勃的發展。

參考文獻：

[1]邱桂香.淺談生化需氧量(BOD)的測定[J].江西化工，2017(6)：28-29.

[2]潘鳴鐘.快速簡便測定BOD方法研究[J].河南科學，2008(2)：26.