淺談稀釋法在五日生化需氧量測定中的應用

王敏英

（甘肅隆宇檢測科技有限公司，甘肅蘭州 730070）

0.引言

五日生化需氧量（BOD5）是一種用微生物代謝作用所消耗的溶解氧量來間接表示水體被有機物污染程度的一個重要指標。微生物對有機物的降解與溫度有關。一般最適宜的溫度是15℃～30℃；所以在測定生化需氧量時一般以20℃作為測定的標準溫度。20℃時在五日生化需氧量的測定條件（氧充足，不被攪動）下，一般有機物20d才能夠基本完成在第一階段的氧化分解過程（完成過程的99%），就是說測定第一階段的生化需氧量需要20d，這在實際工作中是難以做到的，為此又規(guī)定一個標準時間，一般以5d作為測定BOD5的標準時間，因此稱為五日生化需氧量。

1.測定原理

五日生化需氧量（BOD5）測定的方法原理[1]：在規(guī)定的條件下，微生物分解水中的某些可氧化的物質，特別是分解有機物的生物化學過程消耗的溶解氧。通常情況下是指水樣充滿完全密閉的溶解氧瓶中，在（20±1℃）的暗處培養(yǎng)5d±4h，分別測定培養(yǎng)前、后水樣中溶解氧的質量濃度，由培養(yǎng)前后溶解氧的質量濃度之差，計算每升樣品消耗的溶解氧量，以BOD5形式表示；其單位以O2的mg/L表示。若樣品的有機物含量較多，BOD5的質量濃度大于6mg/L,樣品要適當稀釋后測定；對不含或含微生物少的工業(yè)廢水，如酸性廢水、堿性廢水、高溫廢水、冷凍保存的生活污水中微生物以正常的速度降解的有機物或含有劇毒物質，應將馴化后的微生物引入水樣中進行接種，其測定方法分為稀釋法與非稀釋法[2]。其中，稀釋法又分為稀釋與接種法和非稀釋接種法。

水樣采集應注意事項：測定BOD5的水樣采集前應先將玻璃器皿徹底洗干凈。應先用洗滌劑浸泡清洗，然后用稀鹽酸浸泡，最后依次用自來水、蒸餾水洗凈。采集時確保水樣充滿并密封于瓶中，應在1℃～4℃下進行保存。在6h內經(jīng)行分析。如果需要遠距離轉運，貯存時間不應超過24h。運輸過程還要注意避免玻璃瓶之間互相碰撞，要盡量減少光照，熱對樣品影響時間[3]。主要使用的儀器設備見表1。

表1 儀器設備名稱

2.實驗步驟

實驗步驟：（1）接種液的選取。接種液選取是BOD5進行質量控制的首要問題。要想獲得理想的接種水就必須對接種液進行認真的科學選擇。首先，未受工業(yè)廢水污染的生活污水；且化學需氧量不大于300mg/L，總有機碳不大于100mg/L。接種液的來源：城市生活污水，不宜用剛排出的生活污水，必須是流動的生活污水。污水流出經(jīng)過的管道要有一定的距離，污水在管道中停留時間長有利于微生物繁殖生長。其次，生活污水pH值最好在6.5～7.5范圍，過酸過堿對微生物的活化不是很好，這樣直接影響樣品測定值的準確性。最后，微生物含量均勻有利于水樣的馴化；生活污水溶解氧值的測定：在室溫下放置一天，測定溶解氧值在0.1mg/L～0.5mg/L是微生物馴化最好的，是接種液的最佳選取。（2）稀釋水的制備。稀釋水的質量是分析好樣品的前提條件。稀釋水的配制一般選用新鮮，純凈的蒸餾水即可，在10L～20L玻璃瓶中裝入一定量新制的蒸餾水，在使用前充分曝氣6h～8h，以保證溶解氧接近飽和，溶解氧值達到8mg/L左右，臨用前取其1L水分別加入氯化鈣溶液、氯化鐵溶液、硫酸鎂溶液、磷酸鹽緩沖溶液各1ml，混勻。該配制稀釋水應在8h之內使用。（3）接種液的加入量接種液用量的多少直接關系到測定結果的準確性，是整個測定過程中至關重要的一個環(huán)節(jié)[4]。用量多了，5d后剩余的溶解氧值小于1mg/L，用量少了，稀釋培養(yǎng)過程中消耗的溶解氧小于2mg/L，測定結果不可靠。

本次采用編號為(GSB07-3160-2014 200253)的有證標準物質進行分析，步驟如下：按配制要求從安瓿瓶中準確吸取20.00ml標準液移入500ml容量瓶中，用新配制的蒸餾水定容到刻線，搖勻；備用。采用上述要求選取生活污水作為接種液，其溶解氧值為0.87mg/L，化學需氧量為183mg/L，pH值：7.21，符合接種液要求。按稀釋梯度每升加入1ml生活污水做接種液；用新制的蒸餾水經(jīng)曝氣后每升水分別加入4種營養(yǎng)鹽水配制稀釋水，測定稀釋水溶解氧值為8.20mg/L；盲樣分別用釋稀水稀釋5倍、10倍、20倍，即盲樣在培養(yǎng)液中所占的比例為20%、10%、5%3個稀釋比例按稀釋接種法要求經(jīng)行五日生化培養(yǎng)，培養(yǎng)前3個稀釋比例溶解氧分別為8.14mg/L、l8.17mg/L、8.13mg/L，空白為8.24mg/L；在恒溫20℃生化培養(yǎng)箱中培養(yǎng)5d后三個稀釋比例溶解氧分別為0.71mg/L、0.79mg/L、3.60mg/L，空白為7.77mg/L。因稀釋比例為20%，10%五天后其溶解氧結果小于2mg/L，是盲樣測定結果不可靠；因此，該有證標準物質分析結果為81.5mg/L，在其置信范圍82.3±5.9mg/L內，說明該方法適用于五日生化需氧量的測定。

不同實驗員對將同批次有證標準物質進行3次重復分析,結果均在置信范圍內,說明該方法可用于五日生化需氧量的測定。測定結果匯總見表2。

表2 五日生化需氧量分析記錄表

經(jīng)過多次測定，總結測定過程注意事項如下：

（1）水樣在分析前必須將其溫度恒溫到20℃左右，并輕輕搖動，消除可能存在的飽和氧；使溶解氧均勻，測定結果準確；（2）水樣若呈強酸性或強堿性，可加入少量氫氧化鈉或稀硫酸溶液經(jīng)行調節(jié)，使其pH在6～8之間；（3）分析全過程必須注意防止帶入氣泡，否則會造成實驗誤差；（4）試劑及樣品移取之前一定要充分搖勻，保證有效物質的濃度均一；（5）樣品培養(yǎng)前后溶解氧的測定應采用同一種國標方法；（6）稀釋水通常要曝氣，使水中溶解氧達到飽和，即8mg/L以上；（7）曝氣的稀釋水應在8h內使用，防止氧氣逸出，加入營養(yǎng)鹽和緩沖液以保證微生物的生長需要，盡快使用，以免玷污；（8）如果對水樣的污染程度及微生物含量沒有充分的把握，就應該多做幾組稀釋比經(jīng)行比較。當水樣稀釋超過100倍時，應預先在容量瓶中用蒸餾水初步稀釋后，再取適量經(jīng)行稀釋培養(yǎng)，正確的稀釋比是培養(yǎng)后剩余溶解氧大于或等于2mg/L，消耗的溶解氧必須大于或等于2mg/L；（9）如果幾組不同稀釋比的測定結果都符合要求時，應多考慮稀釋倍數(shù)小的一組；（10）數(shù)據(jù)處理過程應注意：BOD5檢出限為0.5mg/L；如果BOD5的測定結果低于檢出限應記為0.5mg/L；若小于100mg/L，應保留一位小數(shù)；若大于或等于100mg/L，應取整數(shù)；若大于1000mg/L，應科學計數(shù)法上報。

通過上述實驗方法驗證了“稀釋法在五日生化需氧量測定中的應用”，進一步提高監(jiān)測能力及處理數(shù)據(jù)的準確性，驗證了標準方法的可行性。