BOD快速测定仪在水中BOD测定中的应用

谢碧玉

摘 要：BOD（Biochemical Oxygen Demand）即为生化需氧量（生化耗氧量），它代表了水中有机物等需氧物质含量的综合指标，也证明了水中的所有有机物及微生物在生化作用中需要进行氧化分解过程。无论是在化学液体或是生活污水、工业废水中都含有大量的有机物及微生物，由于它们在水体中分解需要消耗大量的溶解氧，这就破坏了水体中氧的平衡，导致水质的严重恶化。本文利用BOD快速测定仪对水体中的BOD含量进行测定，证明该仪器在水中BOD测定过程中的高精密度、高精确性与高分析速度的特点，实现对样品分析的自动化、智能化检测应用。

关键词：BOD快速测定仪；生化需氧量；试验；预处理；准确度；结果分析

目前在我国对水体BOD的检测常用方法是稀释接种法，也被称为“五日法”。它的操作技术要求高且复杂，耗时较长，不能及时反映所测水体的污染情况，更不能满足环境监测部门的相关工作节奏，所以本文采用BOD快速测定仪来解决这些问题，它的操作更加便捷、测量更加精确、检测耗时也较短（仅需20分钟）。

一、基于BOD快速测定仪的试验材料及方法

1990年，日本颁布微生物电极法，利用微生物传感器来测定水体生化需氧量，即水体BOD值。它的测量结果精确且测量耗时短，被各大工业企业所广泛应用。进入21世纪，我国借鉴日本微生物传感技术经验，研制了新型BOD快速测定仪对水体BOD值进行检测。

（一）试验材料

1试验仪器的选择

目前市面上比较常见的是220B型BOD快速测定仪，该仪器所采用的就是微生物电极法，它是将微生物膜固定于隔膜式氧电极上，从而组成了微生物电极。在该过程中，测定仪所采用的是流通测量方法，基于测量池组件来进一步固定微生物膜。考虑到氧电极输出电流与溶解氧含量呈现正比比例，如果没有任何有机物缓冲溶液通过流通池，水体中微生物的同化作用就微乎其微，所以流经微生物膜的溶解氧就不会降低。如若存在有机物的溶液通过流通池，则微生物的同化作用就会活跃起来，进而消耗大量溶解氧，导致微生物膜中的溶解氧量锐减。如上述这种溶解氧含量在不同状况下的实时变化可以见得，如果直接使用氧电极的输出就会发生水体需氧量的同比变化，它也同时证明了输出电流变化值与样品有机物的含量，二者应该呈现正比关系，通过这种比例关系就可以计算出水体的BOD值。

从组成成分来看，试验仪器是由电子单元、测量电源与外设单元所共同组成的。其中测量单元中就涵盖了空气泵、蠕动泵、流通管路、微生物电极和恒温罐；而电子单元则包含了电路主板。恒温控制器与电源部分；外设单元则主要涵盖了打印机、显示器与键盘。

2试验试剂的选择

试验试剂主要包括4种，即融合了谷氨酸与葡萄糖并在103℃中热烘1小時的BOD溶液150mg、由磷酸二氢钾与磷酸氢二钠溶于1000ml重蒸水所得出的缓冲液、由蒸馏水稀释缓冲溶液所得到的清洗液以及用固定物称量法称取定量氯化钾并溶于100ml重蒸水所得到的电极液[1]。

（二）试验方法

基于BOD快速测定仪的水中BOD测定试验包含以下4个步骤。

1对水体BOD样品的预处理

一般来说，水体中都含有较高含量的余氯，对它的处理方法主要是加入定量的亚硫酸钠溶液进行分解消除。

2 pH值的调节

BOD快速测定仪是涵盖微生物传感器的，所以在pH值为4～10的范围内，被测样品会给予最佳响应。因此在测定前最好将待测样品pH值调节至7这一中性标准，然后再加入定量的缓冲溶液，保持水体中中微生物的活性，避免测量结果出现偏高误差。而且在操作过程中要尽量避免不要将任何气泡带入到待测样品中。

3对浑浊样品的处理

如果待测样品中出现浑浊现象，应该将水样静置并澄清约30～40min，然后将水样样品上层那些非沉降物质取出并进行试验测量。如果样品水温过高或过低，都应该首先将样品调整到20℃左右，并辅以充分振荡以确保澄清。

4试验操作

在BOD快速测定仪的各条管路都安置准确无误后，就可以将缓冲液与吸液管相连接并打开电源开关，为仪器运行设置合适的流速与温度，确保BOD样品的采样与清洗时间。当电极电位调整到相对稳定的标准参数状态后，对BOD样品数据的测量也将更加稳定[2]。

二、试验结果分析

基于BOD快速测定仪的水中BOD测定试验包括了准确度、精密度与实际样品的测试。

（一）准确度的测试

BOD快速测定仪是基于国家环境保护标准所研制的相关测量仪器，在本试验中对3种水体BOD样品进行了基于BOD快速测定仪的质控标准测定，其所测量的准确度相对误差均在0.5%～5.0%范围内，这表明BOD快速测定仪的水中BOD样品测量准确度处于较高水平。

（二）精密度的测试

在对BOD标准及实际样品反复进行测定后发现，基本其测量标准偏差值都保持在0.8%～1.5%以内，这体现了该测量仪器具有较高的重现性及精密度。

（三）实际样品的测试

像生活污水、地表水、工业废水这些实际样品，在利用BOD快速测定仪在对它们进行测定时发现，机械加工工业废水在测试过程中存在检测结果偏差，这就表明BOD快速测定仪中的微生物传感器对机械加工工业废水检测是存在局限性的，这是由于工业如石油类、重金属类等化工物质会对微生物膜菌产生毒害效果，从而强烈干扰检测效果。对于该问题的解决方案是筛选特殊水质，并试图驯化特殊水质中所存在的各种菌种，进而提升菌膜中微生物的活性和生命周期，这也能在一定程度上优化检测效果[3]。

总结：从本文的论述中可以见得，BOD快速测定仪具有相当高的测量精密度与准确度，它适合于对多种水体BOD的检测，并且适应于对水体BOD的快速检测需求。而且随着当代网络信息技术的革新，该检测流程也逐步实现了自动化，这对未来BOD的水体测定应用发展提供了相当坚实的技术基础。

参考文献

[1] 陈秋萍，白金平.生物传感器BOD快速测定仪电气控制系统[J].传感器与微系统，2011，30（9）：88-90.

[2] 张皓.BOD快速测定仪在水中BOD测定中的应用[J].农业灾害研究，2014，4（5）：60-62.

[3] 张晋红.BOD-220型快速测定仪在水质分析中的对比研究[J].山西建筑，2012，38（20）：127-128.