采测分离工作中五日生化需氧量检测方法的选择及注意事项

王 辉，王洪涛，薛 飞，李海滨，郑琳琳

（山东省济南生态环境监测中心，山东 济南 250014）

为贯彻落实国务院《生态环境监测网络建设方案》（国办发〔2015〕56号）和《国家生态环境质量监测事权上收实施方案》（环发〔2015〕176号）的要求，保证国控地表水监测数据准确可靠，同时进一步深入对地表水国控网运行质控新模式的探索研究，中国环境监测总站自2017年起，对国家地表水环境质量监测考核断面实施采测分离。2017年9月，环境保护部办公厅印发了《国家地表水环境质量监测网采测分离实施方案》（环办监测（2017）76号，以下简称“实施方案”），明确了采测分离的实施计划，规范并统一了样品采样、加密送样、集中分析和填报数据的工作程序，同时对全国各监测站实验室分析质量保证与质量控制提出了更高的技术要求。现山东省省内的地表水断面也参照监测总站的模式，采用采测分离的方式进行监测。本文根据近几年来山东省济南生态环境监测中心（以下简称“济南监测中心”）在采测分离工作五日生化需氧量（BOD5）检测过程中发现的问题及解决办法进行具体说明。

1 五日生化需氧量测定方法的选择

中国环境监测总站编发的国家地表水环境质量监测网监测任务作业指导书（试行）（以下简称“作业指导书”）中明确规定了采测分离每个项目的样品采集、保存与运输、测定、质量控制与质量保证，数据处理及报送等具体要求，其中五日生化需氧量的测定与《水质五日生化需氧量的测定稀释与接种法HJ505-2017》中基本一致，指导书中规定五日生化需氧量（以下简称“BOD5”）的分析测定方法有非稀释法和稀释与接种法，其中非稀释法分两种情况：非稀释法和非稀释接种法，稀释与接种法也分两种情况：稀释法和稀释接种法[1]。

1.1 五日生化需氧量测定方法选择的重要性

采测分离样品跟日常例行工作不同之处在于：采测分离由中国环境监测总站制定实施计划，第三方机构采样，水样加密送至分析测站，分析测站对所接收的合格水样进行分析，并对监测全流程各环节留痕质控，原始监测数据通过“国家考核断面样品采集保存与交接管理系统”直传中国环境监测总站，确保数据真实、准确。这种方式能够从一定程度上保证数据的准确性，但是有一个突出问题就是测站人员对于水样不熟悉，只能根据水样状态进行初步估算，影响五日生化需氧量的因素很多，如微生物，含氯消毒剂，强氧化还原性物质，水体中藻类及其他动植物，水体中微生物的含量等等，对于测站接收的完全不熟悉的采测分离样品，如何进行初步判断，又快又好地进行五日生化需氧量的分析测定极为重要，因为方法选择的错误将直接影响实验结果，五日生化需氧量分析过程繁琐，时间漫长，五天的培养时间导致很难对样品进行复测，分析人员需要积累经验，熟悉各种不同性质的水样，利用各种快速测定方法尽快确认定合理有效的测定方法，对于需要稀释的水样，要根据现有的实验条件，尽快尽量准确地确定稀释倍数，以及稀释接种需要的制备方法，加入量等[2]。

1.2 五日生化需氧量测定方法选择的原则

根据济南监测中心几年来采测分离样品BOD5测定过程遇到的不同问题，来阐述五日生化需氧量测定方法选择的原则。首先根据总有机碳，高锰酸盐指数，化学需氧量的测定值预估样品是否需要稀释及稀释倍数范围，这三个项目根据具体实验室的条件进行选择，可先快速准确检测方便的项目。具备总有机碳分析仪的实验室可以选择先将采测分离样品进行总有机碳的测定，有化学需氧量或者高锰酸盐指数快速测定仪的实验室可以选择进行这两个项目的快速测定，初步判断采测分离样品五日生化需氧量的稀释倍数，如果几个项目之间得出的稀释比差异较大，建议选2～3个稀释比进行测定。采测分离工作中，要达到总站的新要求，需要检测人员在之前国标规定的基础上增加水样稀释比的判断手段，力求尽量少增加不同稀释倍数的前提下，还能达到实验过程消耗溶解氧质量浓度不小于2 mg/L而且培养后剩余溶解氧质量浓度不小于2 mg/L。

HJ505-2009中给出了不同类型水样BOD5与总有机碳，高锰酸盐指数，化学需氧量等项目的比值，实验人员在表1的基础上，根据这几个项目的参考数据初步确定稀释倍数，实际工作中为了达到总站新要求，尽量选择3个以上稀释倍数进行实验分析，根据日常经验，国家采测分离水样BOD5浓度大部分不超过10 mg/L，日常分析可以选择稀释倍数建议为2倍，4倍，5 倍等[3]。

表1 五日生化需氧量与总有机碳等项目的典型比值

除了根据总有机碳等项目进行稀释倍数的确定外，在采测分离过程中发现偶尔会遇到高氯水，这类水不仅要通过这几个项目参考五日生化需氧量测定的稀释倍数，还要根据氯的含量进行接种。本中心是选用哈希的余氯测定试纸，一般情况下余氯超过100 mg/L就可以考虑接种法了。根据稀释倍数的测定选择非稀释接种法还是稀释接种法[4]。

1.3 接种液的选择

根据《水质五日生化需氧量的测定稀释与接种法HJ505-2017》的规定，接种液的选择可以购买市售的接种液，也可以自己配置，如未受工业废水污染的生活污水，含城镇污水的河水和湖水，污水处理厂的出水等等，这几种接种液部分实验室采集可能都不太方便，没法做到随时取用，本中心通常选择花园土浸出液，效果还可以，具体方法如下：称取100 g花园或者植物生长土壤，选取表层土，去除杂质及植物叶片根茎等，加入1 000 mL纯水，混匀并静置，取上清液，静置1小时后仍不能完全分离建议离心取上清液，离心机4 000转10分钟即可，每升稀释水中加入土壤浸出液的上清液30 mL左右，外界环境温度过低的情况下，可提前一天制备花园土浸出液并在37 ℃培养箱中过夜静置，效果更好[5]。

2 五日生化需氧量测定过程中的注意事项

按照前面的原则，基本能够确定采测分离BOD5样品的稀释倍数及是否需要接种。采测分离样品进入实验室后，需要尽快进行测定，首先采测分离运输过程中需要冷藏，而生化需氧量分析中溶解氧的测定要求在20 ℃左右进行，所以需要先将样品平衡到20 ℃左右，环境温度在20 ℃左右的时候将样品放置到与室温平衡即可。夏天或者冬天室温过高或过低，需要将样品放置到20 ℃培养箱中进行温度平衡再进行测定。溶解氧的测定可以采用碘量法或者电化学法，如果采用碘量法需要将水样分装到两个碘量瓶中，尽量采取虹吸的方式，避免产生气泡影响溶解氧测定结果；如果采用电化学法，也可以转移到溶解氧瓶中进行溶解氧的测定，测定之前进行电极的校准，样品接触探头时，需要保持流动状态，可以用搅拌器并且加入转子，混匀后再进行测定，待溶解氧数据稳定后再进行计数。溶解氧测定过程中如果遇到异常偏低或者偏高的数据，也要对水样进行不同浓度稀释接种之后再测定溶解氧浓度并进行培养[6]。

除溶解氧测定过程需要注意外，五日生化需氧量实验过程繁琐，影响因素复杂，尤其是稀释接种法，受水温、接种液活性、稀释比例等影响较大，冬天外界环境温度过低时，需要将接种液提前培养再进行稀释接种，溶解氧测定前也要平衡到20 ℃进行测定，如果质控样浓度偏低，应该考虑接种液加入量过低，可以调整接种液比例或者更换其他更加适合的接种液来进行实验，定值及能力验证考核时，可以根据化学需氧量或者总有机碳浓度来确定稀释比例，选取适合的稀释比例再进行实验。

3 结论

本文根据中心近年来采测分离生化需氧量测定过程中遇到的问题进行总结，摸索出了如何选择生化需氧量的测定方法，稀释倍数的确定及接种液选择与制备方法等，并总结了其他实验过程中的注意事项，采测分离样品具有其特殊性。分析人员对样品状态需要进行全面分析，谨慎选择方法，尽量保证质控样品及实验数据的准确可靠。