稀釋接種法快速準(zhǔn)確測(cè)定BOD5標(biāo)準(zhǔn)樣品的技術(shù)探討

文_周麗珍 韶關(guān)市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站

《水質(zhì) 五日生化需氧量（BOD5）的測(cè)定稀釋與接種法》（HJ505-2009）是測(cè)定BOD5的國標(biāo)法（以下簡稱“國標(biāo)法”），更是經(jīng)驗(yàn)性常規(guī)方法。但該方法操作過程復(fù)雜，實(shí)驗(yàn)周期長，且受細(xì)菌接種液種類、加入量和稀釋倍數(shù)等多方面因素影響，易導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確度和重現(xiàn)性較差，因此需對(duì)細(xì)菌接種液加入量、稀釋倍數(shù)和實(shí)驗(yàn)操作方法等影響因素進(jìn)行深入研究探討，以提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

1 細(xì)菌接種液的培養(yǎng)

本實(shí)驗(yàn)室細(xì)菌接種液體系培養(yǎng)方式如下：按照生活污水處理廠生化池污泥水：生活污水處理廠進(jìn)口廢水：北江孟洲壩地表水=2：1：5大概比例加入廣口泡酒玻璃瓶；混勻后持續(xù)曝氣，并每天加入小半勺少量營養(yǎng)瓊脂，以確保細(xì)菌繁殖所需營養(yǎng)物質(zhì)足夠；并每月補(bǔ)充北江孟州壩地表水，以彌補(bǔ)每天玻璃瓶中蒸發(fā)的水分。

2 標(biāo)準(zhǔn)樣品的稀釋倍數(shù)

根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，標(biāo)準(zhǔn)樣品較為干凈，不存在不確定污染因素，本實(shí)驗(yàn)中稀釋倍數(shù)的計(jì)算方法采用目前普遍的計(jì)算方法之一，具體如下：

由（1）和（2）可得到：稀釋倍數(shù)=70%CODcr/4=0.175CODcr，根據(jù)計(jì)算出來的稀釋倍數(shù)，再從國標(biāo)法推薦的稀釋倍數(shù)中選用計(jì)算稀釋倍數(shù)左右相近的兩個(gè)稀釋倍數(shù)作為另外兩個(gè)稀釋比。

3 實(shí)驗(yàn)操作步驟

第1步：測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)樣品CODcr值，確定三個(gè)稀釋倍數(shù)。

第2步：稀釋接種水配置：①取所需蒸餾水量置于曝氣缸，將曝氣缸放于（20±1）℃恒溫培養(yǎng)箱，并接通曝氣裝置，至少曝氣1h，使稀釋水中的溶解氧達(dá)到8mg/L以上；②用虹吸管將曝氣缸中稀釋水定量引流到已標(biāo)定體積的屈臣氏瓶子中，按照1ml/L的比例分別加入國標(biāo)法中四種營養(yǎng)液；③將取出的細(xì)菌培養(yǎng)液稀釋大約4倍，再以5ml/L比例加入稀釋水，輕輕搖勻，得到稀釋接種水；④使用前將配置好的稀釋接種水放入恒溫培養(yǎng)箱，開口放置1h。

第3步：標(biāo)準(zhǔn)樣品的稀釋和測(cè)定：①根據(jù)計(jì)算好的稀釋倍數(shù)，將標(biāo)準(zhǔn)樣品按照算好體積直接加入已用重量法標(biāo)定好體積的溶解氧瓶，再用虹吸管將稀釋接種水導(dǎo)入溶解氧瓶，輕輕蓋好蓋子，防止氧氣進(jìn)入；②開機(jī)YSI5000溶解氧儀，預(yù)熱十分鐘左右，開始測(cè)標(biāo)準(zhǔn)樣品中的溶解氧；③測(cè)完溶解氧后，蓋好溶解氧瓶蓋子，用蒸餾水水封，保鮮膜包住固定后放入恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)5d，再測(cè)5d后溶解氧的濃度，最后根據(jù)國標(biāo)法計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)樣品BOD5濃度。

4 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果和討論

4.1 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果（表1～表5）

表1 加入不同體積比細(xì)菌接種液的BOD5值

表2 加入不同稀釋比細(xì)菌接種液的BOD5值

表3 標(biāo)準(zhǔn)樣品200252 BOD5數(shù)據(jù)結(jié)果

表4 標(biāo)準(zhǔn)樣品200253 BOD5數(shù)據(jù)結(jié)果

表5 標(biāo)準(zhǔn)樣品200250 BOD5數(shù)據(jù)結(jié)果

4.2 討論

4.2.1 細(xì)菌接種液加入量

根據(jù)《水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法（第四版）》內(nèi)容，稀釋接種水BOD5值以0.3～-1.0mg/L為宜。為滿足稀釋接種水BOD5值要求，本實(shí)驗(yàn)室經(jīng)長期實(shí)踐摸索，已成功建立了細(xì)菌接種液培養(yǎng)體系。現(xiàn)通過控制細(xì)菌接種液體積比和稀釋比兩種方式，摸索細(xì)菌接種液的最佳使用量，數(shù)據(jù)結(jié)果如表1和表2。

由表1可知，10‰體積比的稀釋接種液BOD5值均小于2倍5‰，說明接種體積倍數(shù)成比例的細(xì)菌接種液得到BOD5值倍數(shù)關(guān)系不顯著。由表2可知，接種不同稀釋比的細(xì)菌接種液BOD5值均倍數(shù)關(guān)系較顯著，因此結(jié)合我實(shí)驗(yàn)室的實(shí)際情況，得到控制稀釋接種水BOD5值細(xì)菌接種液最佳加入量是：將廣口玻璃泡酒瓶中取出的細(xì)菌接種液用蒸餾水稀釋大約4倍，再以5ml/L的比例加入稀釋水，得到稀釋接種水BOD5濃度能滿足0.3～-1.0mg/L范圍。由表3、表4和表5中的稀釋接種水BOD5空白數(shù)據(jù)結(jié)果表明，采用本方法得到的稀釋接種水BOD5值在0.3～-1.0mg/L，滿足方法要求。

4.2.2 標(biāo)準(zhǔn)樣品稀釋倍數(shù)

合理的稀釋程度應(yīng)使消耗和剩余溶解氧質(zhì)量濃度均大于2mg/L，且剩余溶解氧質(zhì)量溶度為開始濃度的1/3～-2/3為最佳。對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)樣品而言，標(biāo)準(zhǔn)樣品中不存在不確定性污染因素，因此采用本文上述方法確定稀釋倍數(shù)，基本能夠快速準(zhǔn)確測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)樣品中BOD5。表3中稀釋5倍和表4中稀釋10倍數(shù)據(jù)，培養(yǎng)后剩余的溶解氧均小于2mg/L，說明稀釋倍數(shù)過小，水體中有機(jī)物含量過高，消耗的溶解氧過大，應(yīng)舍去。

4.2.3 實(shí)驗(yàn)操作注意事項(xiàng)

在整個(gè)實(shí)驗(yàn)操作步驟中，必須控制好溶解氧和溫度兩大主要影響因素。為盡量避免空氣進(jìn)入樣品中而造成溶解氧的測(cè)量誤差，本實(shí)驗(yàn)采用的是直接稀釋法，即直接將標(biāo)準(zhǔn)樣品在溶解氧瓶中進(jìn)行稀釋，相比于國標(biāo)法中的間接稀釋法，一方面減少了量筒的稀釋轉(zhuǎn)移環(huán)節(jié)，避免了氧氣的進(jìn)入；另一方面，節(jié)省了標(biāo)準(zhǔn)樣品使用量，確保一次測(cè)試實(shí)驗(yàn)中只需使用一支標(biāo)準(zhǔn)樣品，減少了實(shí)驗(yàn)誤差。不同溫度時(shí)，溶解氧的飽和度不同，所以測(cè)試溶解氧時(shí)必須保證樣品的溫度基本一致，均在（20±1）℃。

由表3、表4和表5的數(shù)據(jù)結(jié)果表明，低、中、高濃度BOD5標(biāo)準(zhǔn)樣品按照本文上述操作方法，均能快速、準(zhǔn)確測(cè)定。

5 結(jié)語

稀釋接種法測(cè)定BOD5是經(jīng)驗(yàn)性實(shí)驗(yàn)，整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程長，環(huán)節(jié)繁瑣，影響因素較多。為盡量減少實(shí)驗(yàn)誤差，提高實(shí)驗(yàn)的成功率，本實(shí)驗(yàn)室經(jīng)過實(shí)踐摸索，已摸索出長期自行培養(yǎng)細(xì)菌接種液體系的技術(shù)方法，并對(duì)接種液最佳使用量、標(biāo)準(zhǔn)樣品的稀釋倍數(shù)和實(shí)驗(yàn)操作方法等關(guān)鍵性實(shí)驗(yàn)影響因素進(jìn)行深入分析探討，深度細(xì)化了《水質(zhì)五日生化需氧量（BOD5)的測(cè)定稀釋與接種法》（HJ505-2009）中實(shí)驗(yàn)過程，不但大幅度提高了實(shí)驗(yàn)效率，而且大大提高了實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性和成功率。