水污染監測中BOD5與COD的相關性研究

梁艷菊（佛山市環境監測中心站，廣東佛山 528000）

水污染監測中BOD5與COD的相關性研究

梁艷菊（佛山市環境監測中心站，廣東佛山 528000）

本文對幾種不同水質的BOD5與COD關系進行了研究，并對其特征進行了討論。

BOD5；COD；相關性；監測

五日生化需氧量（BOD5）與化學需氧量（COD）是水污染監測中的兩個重要指標。按照《水質五日生化需氧量（BOD5）的測定稀釋與接種法》（HJ 505-2009）的定義，BOD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。而COD是指在強酸、加熱條件下，水樣在氧化劑作用下所消耗的氧量（以氧的質量濃度表示），我國一般采用重鉻酸鉀作為氧化劑，所以也稱為重鉻酸鉀法（CODCr），并按照《水質化學需氧量的測定重鉻酸鹽法》（GB 11914-89）規定的方法進行測定。BOD5間接表示水中可生化降解的有機物含量，因需5d才能出結果，對于水污染應急監測而言，這個時間可能太長了。目前，采用微生物傳感器、活性污泥曝氣降解等方法都可快速測定BOD［1］，但由于BOD5和COD之間存在相關性［2，3］，所以通過COD的測定預測BOD5是一種更加便捷的方法。

1 BOD5與COD關系研究

1.1 BOD5與COD監測結果

表1是幾種水質的BOD5與COD的監測數據。表1中監測數據說明：河流水質數據來自某城市4條河流2005年的監測結果；餐飲污水數據來自某城市2006-2010年餐飲隔油池廢水監測結果；屠宰場廢水數據來自某城市屠宰場廢水監測結果；啤酒廠廢水數據來自某城市啤酒廠糖化工段廢水監測結果。

1.2 BOD5與COD回歸關系的建立

將表1數據輸入Excel 2003工作表中，利用圖表向導建立“XY散點圖”，經過適當處理，選中圖表并從圖表下拉菜單中選擇“添加趨勢線”，同時“類型”選中“線性”，“選項”的“顯示公式”和“顯示R平方值”兩個選框也選中，就得到圖1-4。由圖1-4可見，不同水質BOD5與COD回歸方程不同，圖1和圖3的斜率更接近，圖2和圖4的斜率較接近；圖2和圖4中的BOD5與COD的相關性更強，它們的相關系數R＞0.98；而圖1和圖3的BOD5與COD的相關性差一些，但相關系數R＞0.80。

1.3 利用回歸關系預測BOD5值

已知COD值，代入圖1-4中線性回歸方程中即可求出BOD5的預測值。利用表1數據進行計算，得到表2。由表2可見，BOD5與COD的相關性高圖2和圖4的BOD5預測值的相對誤差更小一些，小于10%；而BOD5與COD的相關性差一些的圖1和圖3的BOD5預測值的相對誤差也更大一些。

2 討論

2.1 BOD5與COD相關性機理

由于重鉻酸鉀氧化性很強，水中大部分有機物都被其氧化，但其中有相當部分有機物，也包括部分無機物離子，不能被微生物氧化降解，所以通常COD＞BOD5，由此存在COD=CODB+ CODNB關系，其中CODB為可生化降解的有機物含量；CODNB為不可生化降解的有機物含量。水中有機物生化降解過程如圖5所示，可知BODu=A·CODB+B·C·CODB=（A+BC）CODB，其中BODu為總生化需氧量，A、B、C分別為呼吸代謝有機物、合成代謝有機物和內源呼吸氧化細胞物質的比例系數。根據BOD5反應動力學理論，有BOD5=BODu（1-10-5k），其中k為反應系數。因此，可以得出BOD5=（A+BC）CODB（1-10-5k），即CODB=BOD5/［（A+BC）（1-10-5k）］，則COD=BOD5/［（A+BC）（1-10-5k）］+CODNB。令K=1/［（A+ BC）（1-10-5k）］，故有COD=K·BOD5+CODNB，可見BOD5與COD有線性相關。

2.2 不同水質BOD5與COD相關性強弱分析

由1.2節可以看出，有機物含量高的餐飲污水和啤酒廠廢水的BOD5與COD相關性更強，而有機物含量低一些的河流水質和屠宰場廢水的BOD5與COD相關性要差一些，這可能是水中有機物含量高時“背景”物質對BOD5干擾影響相對地減弱了。另外，圖1-4中回歸直線斜率1/K=（A+BC）（1-10-5k），1/K顯然也與有機物含量有關，并且大致有機物含量越高1/K越小。

3 結語

由于BOD5與COD之間確實存在相關性，因此可通過COD測定結果預測BOD5值，但是不同水質的線性回歸方程斜率與截距不同，通過監測數據可以看到有機物含量高的水質BOD5與COD相關性更強。

［1］國家環保總局.水和廢水監測分析方法［M］.4版.北京：中國環境科學出版社，2002.

［2］易春葉，林親鐵.河流水體CODCr與BOD5相關性探討［J］.廣東化工，2012，39（9）：125-126.

［3］朱紹盛，劉揚.關于餐飲廢水中BOD5和CODCr比值的探討［J］.能源環境保護，2013，27（5）：54-55.（文獻［4］-［5］略）

3.4 結語

以上檢測方法，快速準確的檢測出了肥料中高含量鋅的結果。其線性范圍可根據儀器性能調整，該方法線性好、操作簡單、準確度高、再現性強，加標回收率滿足實驗要求。適用于各級實驗室，建議化工和農業部門向廣大農產品檢測部門推廣。

參考文獻：

［1］中華人民共和國化工行業標準HG3277-2000農業用硫酸鋅.

［2］中華人民共和國農業行業標準NY/T1974-2010水溶肥料銅、鐵、錳、鋅、硼、鉬含量的測定.