BOD快速测定法与BOD5测定法的比较分析

张国辉

（河北省唐山水文水资源勘测局，河北 唐山063000）

目前测定生化需氧量（BOD）方法很多，主要有BOD5（国家标准方法）、微生物电极快速测定法、活性污泥曝气降解法、高温法、空气压差法、相关估算法等［1］，国内较为普遍采用的是“5天法”（BOD5）。BOD5即五日生化需氧量，国家标准编号是GB 7488—1987，操作方法比较复杂，对操作人员的技术要求比较高，其操作过程为：水样经过处理后，在20 ℃±1 ℃的条件环境条件下，让培养瓶在培养箱中培养5d，测定培养当天和5d后的溶解氧的值，根据计算公式计算BOD5的值。微生物电极快速测定法的，工作基本原理是当流通池中只通过缓冲溶液时，电极值变化很小，当流通池中通过含有有机物的溶液时，微生物膜同化作用活跃，电极值变化较大，有机物含量越大，电极值变化也越大，成正向关系［2］。

1 两种方法对比分析

1.1 以标准样品为样品进行两种方法比对分析

首先领取1只BOD标准样品，该标准样品是从水利部水环境监测评价研究中心购买的，分析批号为140308，查看标准样品的稀释方法及稀释后的浓度，该方法上规定，从分析批号为140308的安瓿瓶中准确移取10.0 mL标准溶液，定容至500mL，该样品的标准值和不确定度为56.6±4.6mg/L。本文只介绍微生物电极快速测定法，对于BOD5国标法省略不再介绍，在实验中采用天津市赛普环保发展科技有限公司生产的220B型微生物电极快速测定仪。220B型微生物电极快速测定仪主要技术指标简要介绍一下：每个分析样品体积略大于50mL，测量范围在2～4000mg/L之间，单个样品测量时间为8min，清洗恢复微生物膜的时间为25min，可连续测定24个样品［3］。由于220B型微生物电极快速测定仪标准样品值是22.0mg/L，所以要求被测样品值接近22.0mg/L，测定结果精度才会比较高。首先从分析批号为140308的标准溶液的安瓿瓶中，先取10 mL定容到100mL，再从定容后的溶液中取20 mL定容到250 mL的容量瓶中，此样品的标准值和不确定度为22.6±1.8mg/L，再从这个标准溶液的安瓿瓶中，先取5 mL定容到50mL，再从定容后的溶液中取20 mL定容到250 mL的容量瓶中，此样品的标准值和不确定度为22.6±1.8mg/L。测定结果如表1，两种方法测定结果均在测定范围之内，测定结果均符合要求，测定结果比较满意。

表1 140308标准样品测定结果统计

1.2 天然样品处理及保存

1.2.1 样品处理

消除水样中的干扰物质，当水样中的氰化物超过20mg/L和亚硫酸根离子超过1000mg/L以上时，会使测定的结果产生较大误差，必需加以消除。高浓度毒物不适合用本仪器进行检测，水样中的重金属含量应符合表2所列的限值。调节样品的pH值至4～10之间，用于检测分析［4］。

表2 重金属含量限值

1.2.2 样品的保存

天然样品采集到密封培养瓶中，在2 ℃～5 ℃的条件下保存，采集后应在6h内检测为宜，如果不能在6h内完成测定，最好在24h内完成测定［5］。

1.3 以天然水样为样品进行两种方法比对分析

天然水样样品涉及河道、水库等地表水样品，有机物含量有高有低，水质状况有好有坏，从2015年2月2日现场采集的水样中，选取6个样品进行典型分析［6］，分析结果如表3。从表中的分析数据可知，水库水体水质状况较好，水中成分相对于河道水体来说较简单，干扰物质较少，两种测定方法测定的数值比较接近，河道水体成分相对复杂，两种方法测定的值差异较大。

表3 天然样品分析比对

2 比对结果分析

2.1 有机物含量高的样品分析

通过分析发现，样品值含量高的两种分析方法比较接近，差异比较小，吻合度高［7］。

2.2 有机物含量低的样品分析

通过分析发现，样品值含量低的两种分析方法比较分析，差异比较大，微生物电极快速测定仪普遍偏高，可以采用最小二乘法对检测数据线性回归分析［8］，建立回归方程（如图1），BOD5=K·BOD+m，将上述检测数据带入回归方程进行拟合［9］，确定回归方程为BOD5=2.0·BOD-3.6，将测定的数据进行拟合后，能够使220B型微生物电极快速测定仪测定的数据更加接近BOD5的测定值［10］，测定的差异性更小。

图1 回归方程

3 BOD快速测定仪检测数据不稳定处理

由于BOD快速测定仪使用的微生物膜需要激活，也称作活化，微生物膜需要在磷酸盐缓冲溶液中浸泡7d，2～3d更换一次磷酸盐缓冲溶液，7d之后将其安装到仪器电极上，使仪器处于“清洗”状态下，将其活化，此过程需要持续1～3d，以使其输出达到稳定，有的微生物膜需要活化的时间更长才能达到稳定［11］。以微生物膜输出状态不稳定且处在活化阶段的情况为例，具体测试数据如表4，根据表中的监测数据可知，序号代表样品的进样顺序，同样的标准样品序号为6～10连续进样时，样品的电位差从0.49μA升至0.61μA，每次测量电位差的增幅为0.03μA，电位差在0.61μA时有一个短暂的平稳，之后电位差继续增大，影响测试数据的准确性，全部测试数据如表4。如果将上述测试数据序号6～14的样品采用下述方法进行假设测试，即一个标样一个样品进行测试，假设测试数据的电位差变化规律和之前的测试规律一致，假设测试结果如表5，计算4次测定结果的均值为23.5，比真值22.6略大，绝对误差为+0.9，小于最大绝对误差1.8，满足测定范围在20.8～24.4之间的考核要求，数据测定的稳定度得到大幅提高［12］，不稳定的电位差假设测试结果如表5。

表4 不稳定的电位差测试数据

表5 不稳定的电位差假设测试结果

4 结语

（1）BOD5标准方法为GB 7488—1987，该方法需要培养5d，不能够及时反映水中有机污染物的状况，需要能够快速、简便测出水中的BOD，BOD快速测定仪应运而生。

（2）BOD快速测定仪的优点是测定速度快，配备自动进样器，节省人力。

（3）BOD快速测定仪的局限性，一次检测样品数量最多为24个，微生物膜需要活化，活化周期有点长，仪器维护有点繁杂［13］。

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