压差法测定水中的生化需氧量

李津津 郑锦辉

(中山市环境监测站，广东中山 528400)

生化需氧量是指在规定的条件下，微生物分解水中的某些可氧化的物质，特别是分解有机物的生物化学过程消耗的溶解氧［1］。作为水体有机物污染的重要指标之一，生化需氧量一直用稀释接种法 (HJ 505－2009)，但是该方法操作复杂，稀释倍数难以确定，易导致较大的误差［2］。压差法克服了稀释接种法的多种缺点，操作简单，便于随时观测，性能稳定，生化效率高，无论在高浓度还是低浓度都具备较高的准确性，在监测单位广泛使用。

1 实验原理与方法

1.1 测定仪器

OxiTop®IS 12测试仪 (德国WTW公司)，质量浓度测量范围为0～4 000 mg/L，恒温生化培养箱(20 ±1)℃。

1.2 实验原理

把待测水样或经过预处理的水样注入OxiTop®培养瓶内，水样中的微生物在降解有机物的同时消耗O2，水中的溶解氧被消耗后，由密封的样品瓶中的O2补充，样品瓶中装有NaOH颗粒，可以吸收氧化有机物产生的CO2气体，结果使得样品瓶中空气压力降低，样品的BOD值与样品瓶中O2压力减少的程度成正比。OxiTop®测试BOD采用压力感测法，用压电传感器感测压力，测出氧分压的下降量即为水样中的BOD值。

1.3 实验步骤

1.3.1 试剂

稀释水的准备:在5～20 L的玻璃瓶内装入一定量的蒸馏水，在20±1℃下用泵曝气2～8 h，使水中的溶解氧接近饱和，每升水加入四种盐溶液 (配制方法与稀释接种法相同)各1 mL，并混合均匀。

接种液的准备［3］:称取100 g的植物土壤，加入1 L的蒸馏水，溶解，沉淀后，取其10 mL上清液，用稀释水稀释至1 L，制得接种液。用此法获得的接种液，微生物数量相对稳定，测定的BOD值准确度高。

稀释接种液的准备:每升稀释水加入6 mL接种液，即得稀释接种液。

1.3.2 测定方法

水样的体积与预估的测试值有关，可以COD值的80%作参考依据。参见表1选择取样体积，测试范围和系数。量程太大会导致测量不准确。准确量取一定量的体积的样品到培养瓶内，放入搅拌子，插入橡胶套，用镊子往橡胶套中加入2粒NaOH药丸，把OxiTop旋入瓶子，注意要旋紧，同时按住M和S键清零，待显示为00后启动测试。把瓶子放入搅拌底座一起放入培养箱中，温度控制在20±1℃的条件下培养5 d，按S键可读取每天的数值。

表1 取样体积、测试范围和系数表

2 实验结果与讨论

2.1 压差法准确度与精密度测试

用质量浓度均为150 mg/L的葡萄糖－谷氨酸的标准溶液进行BOD5测试。标准液的BOD5值为200±20 mg/L。步骤如下:在称量瓶中准确称取经103℃干燥1 h葡萄糖和谷氨酸各150 mg，用稀释接种水溶解并定容到1 000 mL，得标准溶液。量取90 mL标准溶液+342 mL稀释接种水得432 mL的样品到培养瓶中进行测定。同时做6个平行样。测定结果见表2。

表2 葡萄糖－谷氨酸标准溶液测定结果

由表2可知，用压差法测定葡萄糖－谷氨酸标准溶液的BOD5值，其相对误差为－6.4% ～3.2%之间，在国家标准质控要求的±10%范围内，其相对偏差为－5.6%～4.0%，也在国家标准质控要求的±15%范围以内，且仪器实验室内相对标准偏差为4.0%。因此，完全满足实际样品的测定要求。

2.2 压差法与稀释接种法对标准样品的测定比较

分别用压差法和稀释接种法测定标准样品A(129±10 mg/L)、B(28.2±4.5 mg/L)每个样品均做3个平行样。测定结果见表3和表4所示。

表3 压差法对标准样品的测定

表4 稀释接种法对标准样品的测定

由表3和表4可知，用压差法和稀释接种法测定标准样品的BOD5值，其相对误差分别为－2.1%～7.1%和－9.2% ～4.5%，都在国家标准质控要求的±10%范围内［4］，其相对偏差分别为－4.76%～5.6%和－6.2% ～7.4%，也都在国家标准质控要求的±15%范围以内［4］，且两种方法测量的相对误差和相对偏差无显著差异。

2.3 压差法与稀释接种法对废水的测定比较

分别用压差法和稀释接种法测定不同浓度的10个废水样品，每个样品均做2个平行样，并假定稀释接种法的测量值为真值，结果如表5所见。

表5 压差法与稀释接种法对废水的测定结果

由表5可见，压差法与稀释接种法的相对误差范围在－8.0～8.4%，无显著差别，压差法能用于废水的生化需氧量测定。而且从表5中可看出对于低浓度样品仍具有较高的精密度，高浓度样品的，由于稀释倍数的增大，相对误差也相应增大。

2.4 压差法测定生化需氧量的影响因素

2.4.1 空白值的影响

为了减少误差，测试空白值和样品值时应选的体积最好一致。若空白值偏高可能存在一下几种原因:营养液配制时间过长或有微生物生长;瓶子清洗不干净;FeCl3溶液应放在0～4℃冰箱保存，且最好存放的时间不超过2周。

2.4.2 取样体积及稀释倍数的影响

OxiTop BOD测试仪显示数字范围一般为0～40，预留到40～50，超过40的数字也可显示出来，不过偏小。对于高浓度样品若直接根据表1的量程范围直接取样测定，由于量程太大会导致测量不准确，最好进行合适的稀释。对于浓度为200 mg/L以下的样品，可以取一定量的样品，稀释到432 mL进行测量，稀释倍数可选择8.64倍、4.32倍、4.8倍、5.4倍、2.88倍、1.73倍。

3 结语

综上所述，压差法测定BOD5的准确度和精密度与国标规定的稀释接种法无明显差异，且对于标准样品的测定相对误差和相对偏差均在国家标准质控允许范围内。该方法客服了稀释接种法操作繁琐、工作量大、所需试剂多、稀释倍数难以确定等缺点。

［1］环境保护部．HJ 505－2009．水质五日生化需氧量(BOD5)的测定稀释接种法［S］．北京:中国标准出版社，2009．

［2］杨斌，刘静，陈曜．生化需氧量(BOD)接种液的获取方法以及加入量的研究［J］．环境科学导刊，2010(1):93－94．

［3］张莉萍．如何提高压差法测定BOD5标样考核及格率［J］．环境科学导报，2012(5):109－110．

［4］郭影仪，刘玉玲．环境监测中常用的质控方法及其应用［J］．环境监测与管理，2005(4):21－23．