不同接種液對BOD5測定結果的影響初探

蘇黨林，李朋博，任少云

(1.牧原食品股份有限公司，河南 南陽 473000； 2.河南宏信檢測技術有限公司，河南 南陽 473000)

1 概 述

生化需氧量(BOD5)是指在規定的條件下，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[1]。生化需氧量是表征水體有機物污染量的一個綜合指標，是水質監測中經常需要測定的項目，BOD5值越高，水質越差[2]。當水樣的生化需氧量大于6 mg/L時，通常采用5日稀釋接種法測定水體中的BOD5含量，即將水樣充滿完全密閉的溶解氧瓶中，在(20±1)℃的暗處培養5 d±4 h之后，分別測定培養前后水樣中溶解氧的質量濃度，由培養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[3]。由于BOD5的測定周期長(5 d)，當發現測定失敗時，樣品已經失去了時效性，因此提高該方法測定的精密度和準確性顯得尤為重要[4]。

影響BOD5測定結果的因素有很多，如樣品的稀釋倍數、接種液的體積、接種液的種類等[5]。對于一些不含或少含微生物的水樣需要加入接種液，以引進一些微生物分解水樣中的有機物[6]。因此，獲得含有足夠量微生物的接種液，是BOD5檢測能否順利進行的關鍵問題之一[7]。本文采用《水質 五日生化需氧量(BOD5)的測定 稀釋與接種法》(HJ 505-2009)，分別使用不同接種液進行BOD5標準樣品測定的實驗，得出能夠準確測定出BOD5標準樣品的接種液，以期能夠給BOD5監測分析結果的準確性提供參考。

2 材料和方法

2.1 實驗儀器與試劑

實驗所用主要實驗儀器：①溶解氧儀：型號為JPSJ-605F，上海儀電科學儀器股份有限公司生產；②恒溫培養箱：型號為SHP-250，上海精宏實驗設備有限公司生產；③溶解氧瓶：容量在250～300 ml左右，具有磨口玻璃塞，能夠水封。實驗用水均為蒸餾水。實驗所用的主要溶液配制方法見表1。

表1 溶液配制方法

2.2 實驗步驟

實驗室使用的稀釋水在(20±1)℃條件下，曝氣1～2 h，使稀釋水中的溶解氧達到8 mg/L以上。在使用前，每升稀釋水中分別加入磷酸鹽溶液、硫酸鎂溶液、氯化鈣溶液和氯化鐵溶液各1 ml，丙烯基硫脲溶液2 ml，接種稀釋水需要現配現用。接種液的獲取方式見表2。實驗室自制的3種接種液，分別為H1、H2、H3，每升稀釋水中分別加入30 ml接種液。市購接種液，分別在每升稀釋水中加入0.5、1、2、3、4和5 ml的接種液。配置好稀釋接種水后，分別加入濃度為(74.7±4.9)和(123±8)mg/L的BOD5標準樣品，在完全密封的溶解氧瓶中，控制實驗溫度在(20±1)℃，培養5 d，分別測定培養前后的溶解氧含量，計算BOD5值，每個實驗均做兩個空白和兩個平行。

表2 接種液的獲取方式

3 結果與討論

3.1 實驗室自制接種液的實驗結果分析

實驗室自制的3種接種液實驗結果見圖1。從圖1中可以看出，經35℃～37℃培養后的花園土接種液(H2)和金魚水∶淘米水=5∶1混合后的接種液(H3)所得出的檢測結果中，74.7±4.9和123±8 mg/L兩種標準品值均在不確定度范圍內，而未經35℃～37℃培養的花園土接種液(H1)的測定結果均不在范圍內。這可能是因為土壤中微生物的數量受溫度和水分的影響而變化，當花園土浸出液未經培養時，接種液中的微生物含量較少，導致反應不夠完全，所以測定的BOD5值沒有達到規定的濃度范圍[8]。經培養后的花園土接種液可能是由于溫度的影響而增加了微生物的含量，所以測定結果均在濃度范圍。

圖1 實驗室自制接種液的標準品檢測結果注：標準品-1為74.7±4.9 mg/L的BOD5標準樣品；標準品-2為123±8 mg/L的BOD5標準樣品

金魚水∶淘米水=5∶1混合液在經過35℃～37℃培養時，由于淘米水本身含有極細顆粒的碳水化合物為金魚水所帶入微生物提供養分，因此混合液中的微生物會迅速的繁殖，產生能夠分解有機物質的大量微生物[9]。相比之下，實驗室自制的3種接種液中，花園土受環境和溫度的影響較大，而金魚水加淘米水作為接種液則不容易受到環境的影響，穩定性相對較好[10]。

3.2 市購接種液的實驗結果分析

市場購買的BOD5接種液在不同添加量下的標準品測定結果見圖2。從圖2中可以看出，不同添加量下所得出的結果不同。在每升稀釋水添加接種液為0.5、1.0和5.0 ml時，檢測的BOD5結果的兩個平行樣品中均只有一個在標準品的不確定度內，平行樣品的相對標準偏差分別為4.09%、5.64%和4.36%。在每升稀釋水添加接種液2.0和4.0 ml時，標準品的結果均超出不確定度范圍；在每升稀釋水添加接種液3.0 ml時，檢測的BOD5結果分別為79.73和73.88 mg/L，平均值為76.81 mg/L，相對標準偏差為4.14%，兩個標準品的檢測結果均在樣品的不確定度范圍內，且相對誤差較小。

圖2 市場購買的接種液在不同添加量下的標準品檢測結果

這可能是因為添加量不同時，引入的微生物含量不同，對測定結果產生了影響。所以，只有當引入的微生物數量得當時，才能使BOD5達到規定的濃度范圍(74.7±4.9)mg/L。本實驗購買的BOD5接種液的推薦使用量為每升稀釋水中加入0.5～5 ml的接種液。但是通過以上討論分析的結果可以說明不同使用量的情況下的標準樣品的測定結果是不一樣的，因此在使用市場購買的接種液前，要根據實驗條件的不同，選擇最合適的接種液使用量。

4 結論與展望

從以上各種檢測結果分析中可以看出，當選用實驗室自制接種液時，可選擇花園土浸出液在35℃～37℃培養24 h后和金魚水加淘米水5∶1混合，在35℃～37℃培養24 h后的兩種接種液，這兩種接種液在每升稀釋水添加量為30 ml時，均能測定出濃度范圍內的BOD5標準樣品值。當選用市購接種液時，在每升稀釋水中加入3 ml時，檢測結果的BOD5值均在濃度范圍內。相比之下，市場購買的接種液可以直接使用，能夠節省時間，商品性質相對更加穩定，受外部環境影響小，并且添加量得當時，能夠保證實驗結果的準確度。

在BOD5的具體實驗過程中，容易受到各種因素的干擾，對分析過程和人員的經驗要求極高。因此，要遵循國標方法中的規范操作步驟，不斷提高檢測人員的理論水平，嚴格控制實驗條件，積累實驗經驗，降低實驗誤差，這樣才能保證實驗結果的精密度和準確度。