膜电极法测定五日生化需氧量(BOD5)影响因素分析与探讨

膜电极法测定五日生化需氧量(BOD5)影响因素分析与探讨

摘要随着现代环境检测技术的发展，膜电极法测定五日生化需氧量正逐步代替碘量法测定。本文简述了膜电极法测定五日生化需氧量的各种影响因素，如接种稀释水，pH的调节，稀释倍数等等，及相关的注意事项。

关键词五日生化需氧量影响因素

在当前水体污染物中，有机污染物仍然是影响水质的重要因素，尤其在我国各主要河流、湖泊中超标情况十分严重。而反映水体有机物污染的综合指标主要有高猛酸盐指数、化学需氧量（COD）、生化需氧量（BOD）、总有机碳（TOC）等几种，因BOD是表示微生物自然降解有机物的量，即水中有机物分解时所消耗的溶解氧，符合水体自净的实际情况和大部分污水处理技术工艺路线，[1]因此，BOD对水体污染反映更具有实际意义。

生物氧化全过程进行的时间很长，完成此过程需100多天。目前国内外普遍规定20℃±1℃培养5d, [2]即五日生化需氧量（BOD5），其分析方法有非稀释法、稀释和接种法两种，但对于日常分析采用最多的则是稀释接种法。而测定样品培养前后的溶解氧膜电极法具有快速、简便、抗干扰的特性。针对样品测定时会受到稀释水、接种液、稀释倍数等等影响因素，结合实际工作总结，提出了以下影响因素及相应改进方法。

1 稀释接种水

曝气时间和溶解氧的平衡

按照标准要求稀释水的曝气时间至少1小时，但是对于溶解氧最终要达到8mg/L的要求来说，实验室环境条件完全恒温在20℃，可能会无法达到这个要求，而冬夏两季对此影响则更明显。为此，笔者做了多次实验，夏季曝气时间至少为4小时，冬季为1小时，然后均放入培养箱中，20℃平衡24小时，其溶解氧均能满足要求。见表1

表1稀释水曝气时间和溶解氧平衡关系表

冬季曝气室温(℃) 17 18 18 19 20

曝气时间（h）2 1 3 2 4

平衡后DO(mg/L) 9.09 8.61 8.78 8.56 8.27

夏季曝气室温(℃) 24 24 26 23 25

曝气时间（h）6 8 8 7 8

平衡后DO(mg/L) 7.97 8.04 7.93 8.01 7.93

接种液的选择

接种液来源主要有生活污水、污水处理厂的出水及河流水或湖泊水，但对于北方冬季来说，菌类的存活在冬季有一定的困难，因此可采用室内培养菌种，例如家里的淘米水，让其在20℃培养箱中培养3～5天，有酸臭味即可，取上清液为接种液，其原液BOD5大约为400mg/L,使用时根据实际水样进行稀释后使用。

接种液的另一来源是花园土壤浸出液，这一种接种液尽量现采现用，因土壤采回实验室后因环境温度、湿度、营养等原因易造成土壤中菌群死亡，因此每次可少量采集，满足实验即可。同时，采集土壤时应注意，春秋季节各种环境条件比较适宜，可从土壤表层2～3㎝处采集，夏季温度过高，阳光强烈的情况下需从土壤表层5～8㎝处采集，冬季与夏季采集深度一样，但是采回后需在20℃培养箱中培养3～5天方能使用，否则接种液中微生物数量太少，对样品降解不完全。注意花园土壤浸出液做接种液时应使用过滤掉各种杂物的均匀滤出液，以避免因接种液不均匀造成样品最终结果不准确的情况。

pH值的影响

因微生物存活需在pH为6.5～8.3范围内，所以经接种稀释水稀释后水样pH 也必须在

此范围内，若水样pH值偏离此范围程度较大，应用高浓度盐酸或氢氧化钠进行调节，直至调至中性，但加入量不可超过水样体积的0.5%，否则造成人为误差。

笔者在实际工作中发现，我实验室用水pH偏酸约为6.5，而非中性，加入缓冲溶液及

各无机营养盐后pH为6.7,也在6.5～8.3范围内，但是无论稀释法空白还是稀释接种法空白都无法达到实验要求，经多方查找终于发现是接种稀释水的pH 未达到中性。后稀释水或稀释接种水经调节其pH后均能达到实验要求。

2 水样稀释倍数的选择

选定合理的稀释倍数是BOD5测定成功的关键之一，通常来讲，未受污染的地表水可根据其高锰酸盐指数的值分别除以3、4、5即得三种稀释倍数；对于受污染地表水或工业废水可直接用其CODcr值乘以0.075、0.15、0.25即得三种稀释倍数，此方法对大多数水样具有重要参考意义。

但对于污染严重，且伴有不均匀悬浮物的样品，稀释倍数的不同其最终结果却相距甚远。表2是几个废水样品测定结果，由此可以看出稀释倍数对实验最终值的影响。

表2同一样品不同稀释倍数的测定结果

样品1 样品2 样品3

稀释倍数100 50 50 20 50 25

BOD5值（mg/L）220 185 187 90 150 86.4

由表2看出，随着稀释倍数的增加样品的BOD5值也随之变大，并且两个稀释倍数的结果不成比例，因此为保证样品测定值的可靠性，建议对含污染的地表水及工业废水稀释倍数最少取三种，并且要兼顾大、中、小三个稀释倍数，这样才能避免因稀释倍数或大或小使测定值偏离，最后计算时需以三组数据的平均值作为样品的最终BOD5值，而不能因主观原因选择某一稀释倍数的结果为最后结果。但由于工业废水的成分复杂，可生化性的差别很大，仍可能因稀释倍数不合理导致测定失败。[3]

3 仪器对样品测定的影响

笔者做此项实验时，应用的溶解氧仪是美国哈纳沃德9146N系列的仪器，其溶解氧测定范围是(0.5～45)mg/L,并配有自动温度补偿感应器，自校准功能，完全满足日常实验要求。

在实际工作中，每次使用前都要对仪器进行零点校准和接近饱和值的校准。零点校准是用“零点检查液”（HJ506-2009水质溶解氧的测定电化学探头法）来进行“校零”。接近饱和值的校准是按照仪器说明中的“空气标定法”进行校准，即在室温条件下的空气中进行校准。

在测定溶解氧时，温度每增加1℃，探头的输出电流近似增加3.5%,[4]尽管探头有温度补偿装置，但随着实验室条件、操作人、样品种类等等的变化，其灵敏度便会慢慢降低，因此，在使用溶解氧仪时，建议除了刚开机时的校准，在测定样品时每测1个样品便进行1次饱和值校准（即在空气中校准），尽量让校准条件与测试条件保持一致，这样也才能保证测定的数据的可靠性。注意，探头上的温度感应器一定要没入液面以下，否则无法起到温度补偿作用。

4小结