生化需氧量又称生化耗氧量(Biochemical oxygen demand,简写为BOD),是水体中的微生物在一定温度下将水中有机物分解成无机物质,这一特定时间内氧化过程中所需要的溶解氧量。
生化需氧量是表示水中可被微生物氧化降解的有机物含量的一个综合指标,广泛用于表示废水、污水处理厂出水以及受纳水体中有机物污染的程度,是重要的水质污染参数。例如,存在于生活污水和制糖、食品、造纸、纤维等工业废水中的碳氢化合物、蛋白质、油脂、木质素等有机污染物,可经微生物的生物化学作用而分解。若这类污染物质排入水体过多,将造成水中溶解氧缺乏,同时,有机物又通过水中厌氧菌的分解引起腐败,产生甲烷、硫化氢、硫醇和氨等恶臭气体,使水体变质发臭。因此,检测BOD获取水体受污染程度的信息显得尤为重要。
有机物生物降解的整个过程可分为两个阶段。在第一个阶段,有机物在好氧微生物的作用下被降解,转化为二氧化碳、水和氨,这一阶段在自然条件下(温度20℃),一般的有机物可在20 天内完全降解;第二个阶段,主要是氨转化为亚硝酸盐和硝酸盐的硝化反应,这一阶段在自然条件下(温度20℃)大致需要一百天才能最终完成。为了缩短检测时间,快速反馈信息,迅速及时指导实际工作,一般生化需氧量以被检验的水样在20℃下,五天内的耗氧量为代表,称其为五日生化需氧量,简称BOD5,对生活污水来说,它约等于完全氧化分解耗氧量的70%。
① 采集和保存水样
应尽量缩短贮存时间。在水样采集完成 2h 时间内,如果不能完成对于水样的分析,则应在 4℃或低于 4℃保存,并且在 6h 内开始分析,如果在 6h 以内无法完成分析,则应该注意对储存时间以及储存温度进行详细记录,并在 24h 时间内完成对于水样的分析。对于冷冻样品,首先需要对其进行解冻处理和均质化处理,然后再进行接种分析。
② 选择测定方法
目前最常用的是稀释接种法和压差法。测定地表水BOD时,稀释接种法比压差法得出的结果更加稳定可靠;测定工业废水和生活污水时,两种方法均适用,但稀释接种法在操作上不如压差法简便易上手,并且当废水样的有机污染物浓度小于40mg/L时,压差法不用稀释,因而压差法可为首选;测定有证标准样品时,两种方法均适用。
③ 去除干扰物质
如果水样中含有较多活性或惰性大颗粒悬浮物,则会对测定造成不良影响。对此,应该使用超声波清洗器对水样进行均质化预处理。
④ 确定稀释倍数
若在水样含有较多有机物的情况下直接培养、测定BOD,水样中原有的溶解氧不能确保其中的有机物被微生物完全分解,培养后溶解氧为零,则不知道水样中还有多少有机物未被分解,因此需要稀释后再培养测定。稀释倍数根据水样类型和BOD的估计值确定。
编号 |
水样类型 |
BOD估计值/mg/L |
稀释倍数 |
1 |
河水、市政污水 |
6~12 |
2 |
10~30 |
5 |
||
20~60 |
10 |
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2 |
轻度污染的工业废水 |
40~120 |
20 |
100~300 |
50 |
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200~600 |
100 |
||
3 |
重度污染的工业废水 |
400~1200 |
200 |
1000~3000 |
500 |
||
2000~6000 |
1000 |
⑤ 配置接种稀释水
通常采用现用现配接种稀释水,将一定量接种液加入到稀释水中混合均匀,稀释样品。为了节约时间和成本,也可提前3~4天将稀释水和接种液分开存放,使用前再加入稀释样品,避免提前混合对实验数据准确性的影响。
总之,在具体的测定过程中,为了保证测定质量,需要对样品、测定方法和操作过程的严格控制,才能保证测定结果的准确性,为实际工作提供有价值的参考。