鲁湖五日生化需氧量数据分析

＊胡寒程

（武汉市生态环境局江夏区分局 湖北 430200）

引言

在地表水环境质量监测中，五日生化需氧量（BOD5）是必测项目之一。BOD5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的量[1]。本文分析对象为江夏区境内的湖泊鲁湖，功能区划为Ⅱ类水体。鲁湖位于法泗镇的北边，东邻郑店街，西靠金口街，呈不规则的三角形，属沉溺型河迹洼地湖。

1.实验部分

本文中，分析五日生化需氧量采用的是国标HJ 505-2009《水质五日生化需氧量（BOD5）的测定稀释与接种法》。

式中，ρ为五日生化需氧量；ρ1为培养前溶解氧；ρ2为培养后溶解氧。

稀释接种法BOD5的测定结果按式（3）计算样品：

(1)仪器与试剂

试剂：接种液、磷酸盐缓冲溶液、硫酸镁、氯化钙、氯化铁、硫代硫酸钠、碘化钾、氢氧化钠、硫酸锰、硫酸、淀粉（均使用符合国家标准的分析纯化学试剂）。仪器：溶解氧培养瓶、生化培养箱、碱式滴定管。

(2)BOD5的测定

将采集的水样利用虹吸法分装到两个260mL的溶解氧培养瓶中。其中一瓶密封后加上水封，置于恒温培养箱中，在20.0±1.0℃的暗处培养5d±4h，向另一培养瓶中加入1mL硫酸锰溶液，2mL碱性碘化钾溶液，摇匀后再加入2mL浓硫酸溶液，摇匀于暗处放置5min。取100mL此溶液（V2），使用已标定好浓度（C）的硫代硫酸钠溶液滴定，当溶液变为淡黄色时加入1mL淀粉溶液，继续滴定至无色，记录滴定体积（V1），计算培养前溶解氧Do。经过5天培养后的溶液使用相同方法滴定，计算培养后溶解氧Do。

Do的测定结果按式（1）计算：

式中，ρ为溶解氧；C为硫代硫酸钠浓度；V1为硫代硫酸钠消耗体积；V2为取样体积。

非稀释法BOD5的测定结果按式（2）计算：

式中，ρ为五日生化需氧量；ρ1为样品培养前溶解氧；ρ2为样品培养后溶解氧；ρ3为空白样品培养前溶解氧；ρ4为空白样品培养后溶解氧；f1为接种稀释水或稀释水在培养液中所占的比例；f2为原样品在培养液中所占的比例。

2.结果与讨论

图1是近三年江夏区鲁湖BOD5数据变化图（2020年由于特殊情况影响，2月和3月并未开展地表水环境质量监测），鲁湖功能区划为Ⅱ类水体，BOD5标准限制小于等于3mg/L[2]，均采用非稀释法分析计算。从图1中可以看出，2018年超标次数较多（BOD5＞3mg/L），2019年BOD5与2018年同期相比无明显降低趋势。但是，2020年BOD5与前两年相比已有明显下降趋势，除6月份超标外（3.9mg/L），其他月份数据均低于Ⅱ类标准。2016年底，江夏区对鲁湖境内鱼虾蟹养殖网箱进行了大面积的拆除，减少了饵料的投放，从源头上减轻污染，经过几年的水体自我修复，鲁湖的水质改善已初见成效。从图1中也可以看出，BOD5在夏季监测值要高于冬季监测值。这主要是由于夏季温度高（见图3），水体中溶解氧较低（见图2），导致一些生物和微生物的死亡[3]，水体中有机物增加，从而引起BOD5升高。

图1 五日生化需氧量变化图

图2是近3年鲁湖溶解氧变化图，环境质量标准限值为Ⅱ类（≥6mg/L）。三年同期相比（2020年由于特殊情况影响，2月和3月并未开展地表水环境质量监测），溶解氧无明显变化趋势，除18年8月Do（5.99mg/L）和19年4月Do（5.91mg/L）未达到Ⅱ类标准外，其余数据全部达标。同一年份，夏季温度高时（见图3）溶解氧要明显低于冬季温度低时的溶解氧，符合溶解氧与温度成反比的关系定律[4]。

图2 溶解氧变化图

图3 温度变化图

表1是所测标准物质（环境保护部标准样品研究所）BOD5，与样品分析同时进行，均采用稀释接种法分析计算。由表1可见，标准物质实测BOD5值均在有效范围之内。

表1 标准物质BOD5值

3.结语

江夏区鲁湖在鱼虾蟹等养殖网箱拆除后，减少了饵料的投放，从源头上减轻了污染，水体经过几年修复，BOD5已开始下降，达到Ⅱ类水质标准。鲁湖溶解氧高低与温度成反比关系，2018年至2020年三年同期对比比较稳定基本都达到Ⅱ类水质标准。