微生物传感器快速测定生化需氧量

微生物传感器快速测定生化需氧量
肖美丽;李明明
【摘要】利用微生物传感器快速测定水中生化需氧量.用该法对标准样品进行测定,测定结果的相对标准偏差为3.30%～4.67%(n-4),与标准值的相对误差在±5%之内.用该方法和经典稀释接种法对实际样品进行测定,该方法测定结果的相对误差为
4.1%～11.3%.微生物传感器法能满足环境监测的要求.
【期刊名称】《化学分析计量》
【年(卷),期】2005(014)005
【总页数】2页(P55-56)
【关键词】微生物;快速测定;生化需氧量
【作者】肖美丽;李明明
【作者单位】济南市环境保护科学研究所,济南,250014;济南市环境保护科学研究所,济南,250014
【正文语种】中文
【中图分类】O6
生化需氧量是反映水质有机污染的一项重要指标。

经典的五日稀释接种法操作繁琐，耗时长，无法及时、大批量地进行样品分析。

采用微生物传感器快速测定法测定生化需氧量，不需培养箱培养，可直接测定，能满足车载监测使用，稀释倍数易于掌握。

并且采用微生物传感器快速测定法测定单个样品的生化需氧量仅需8 min，可
大大缩短实验周期，适合于地表水、生活污水和工业废水的监测。

1 实验部分
1.1 方法原理
微生物传感器是由氧电极和微生物膜组成，当含有饱和溶解氧的不含任何有机物的液体(磷酸缓冲溶液)通过流通池时，微生物的溶解氧几乎没有减少，此时产生一恒定电流为初始电流。

当含有饱和溶解氧的水样进入流通池中与微生物传感器接触时，水中溶解性可生化降解的有机物受到微生物菌膜中菌种的作用，使扩散到氧电极表面上氧的质量减少，当水中可生化降解的有机物向菌膜扩散速度(或质量)达到恒定时，此时产生一个恒定电流。

初始电流跟此时电流之差与样品有机物的含量呈正比关系，由此计算出BOD值。

1.2 主要仪器与试剂
BOD快速测定仪：220A型，塞普环保科技发展有限公司；
微生物膜：赛普环保科技发展有限公司。

新菌膜需放入0.005 mol/L缓冲溶液中
活化48 h，然后将其安装在微生物传感器中(如果间隔测量时间超过7 d，应重新
更换新的菌膜)；
磷酸盐缓冲溶液储备液：0.5 mol/L。

将68 g磷酸二氢钾和71 g磷酸氢二钠溶于蒸馏水中，定容至1 000 mL；
磷酸盐缓冲溶液：0.005 mol/L。

用磷酸盐缓冲溶液储备液稀释制得；
盐酸溶液：0.5 mol/L。

分析纯；
氢氧化钠溶液：20 g/L。

将20 g氢氧化钠(分析纯)溶于少量蒸馏水中，定容至1 000 mL；
亚硫酸钠溶液：1.575 g/L。

将1.575 g亚硫酸钠溶于蒸馏水中，定容至1 000 mL；
葡萄糖-谷氨酸标准溶液：称取在103℃下干燥1 h并冷却至室温的葡萄糖(分析纯)
和L-谷氨酸(生化试剂)各1.705 g，溶于磷酸盐缓冲溶液中，并稀释至1 000 mL。

制得2 500 mg/L的BOD标准溶液；
葡萄糖-谷氨酸标准使用液：100 mol/L。

取葡萄糖-谷氨酸标准溶液10.0 mL，用磷酸盐缓冲溶液定容至250 mL。

1.3 水样的采集和预处理
按水样的采集和保存要求[1]采集济南市水库、湖泊及河流水样各一份。

样品分析
之前进行如下预处理：
(1)用盐酸或氢氧化钠溶液调节水样pH约为7；
(2)水样静置2 h左右，取上层部分进行分析；
(3)水样含游离氯时，可加适量的亚硫酸钠溶液除去；
(4)对含有过饱和溶解氧的水样应迅速加热至20℃左右，并充分振摇赶出过饱和溶解氧。

1.4 仪器条件
样品进样或仪器清洗时磷酸盐缓冲溶液的流量：4.5 mL/min；空气流量：500
mL/min；测量时间：8 min；环境温度：5～40℃。

2 结果与讨论
2.1 标准工作曲线
取5只50 mL具塞比色管，分别加入2.5、5、7.5、10 mL葡萄糖-谷氨酸标准使用液，用0.005 mol/L的磷酸盐缓冲溶液稀释至刻度，摇匀。

按由低到高的顺序
测量，以BOD的浓度为横坐标，以电流差为纵坐标绘制工作曲线。

线性回归方程为Y=0.060X-0.023 9，相关系数为0.998 1，表明在测定范围内线性关系良好。

2.2 标准样品测定
取BOD标准样品使用液(国家环境保护总局标准样品研究所)50.0 mL(样品溶液浓
度大于50 mol/L时，应稀释至50 mol/L以下)加入0.5 mol/L磷酸盐缓冲溶液
0.5 mL，摇匀。

测定每个样品的电流差，根据内存曲线得出样品的BOD值。

每个试样进行4次平行测定，测定结果与标准值基本吻合，准确度、精密度符合环境监测质量控制的要求。

测定结果及测定结果的相对标准偏差和相对误差列于表1。

2.3 样品测定
用本方法对预处理后的样品进行测定，并与经典稀释接种法测定结果进行比对，结果列于表2。

表1 BOD标准样品测定结果标准值/mol·L-1稀释倍数测定值/mol·L-1平均值
/mol·L-1RSD/%相对误差/%10．5110．9 10．109．90 9．9010．24．67-3．815410164 152159 1621593．303．2
由表2可知，该方法测定结果的相对误差为4.1%～11.3%，满足分析技术要求。

表2 样品测定结果试验方法地表水1地表水2地表水3稀释接种法8．3232．34．64微生物传感器快速测定法7．3835．64．45相对误差
/%11．310．24．1
3 结语
生化需氧量(BOD)的微生物传感器快速测定法操作简单、快速，测定结果精密度、准确度较高,能满足环境监测的应急监测和大批量样品的快速监测要求。

参考文献
1 国家环境保护总局《水和废水监测分析方法》编委会.水和废水监测分析方法.第4版.北京:中国环境科学出版社,2002.232。