BOD5(
Biochemical Oxygen Demand)是一种用微生物
代谢作用所消耗的
溶解氧量来间接表示水体被有机物污染程度的一个重要指标。
生化需氧量
生物需氧量是一种用微生物
代谢作用所消耗的
溶解氧量来间接表示水体被有机物污染程度的一个重要指标。其定义是:5天内
好氧微生物氧化分解单位体积水中有机物所消耗的
游离氧的数量,表示单位为氧的毫克/升(O2,mg/L)。主要用于监测水体中有机物的污染状况。一般有机物都可以被微生物所分解,但
微生物分解水中的
有机化合物时需要消耗氧,如果水中的
溶解氧不足以供给微生物的需要,水体就处于污染状态。
定义
微生物对有机物的降解与温度有关,一般最适宜的温度是15~30℃,所以在测定
生化需氧量时一般以20℃作为测定的
标准温度。20℃时在
BOD的测定条件(氧充足、不搅动)下,一般有机物20天才能够基本完成在第一阶段的
氧化分解过程(完成过程的99%)。就是说,测定第一阶段的生化需氧量,需要20天,这在实际工作中是难以做到的。为此又规定一个
标准时间,一般以5日作为测定BOD的标准时间,因而称之为
五日生化需氧量,以BOD5表示之。BOD5约为BOD20的70%左右。
说法
一是因为5天的时候主要为有机物耗氧明显,不会产生
氨氮等其他物质的消耗。二是最开始做这项研究是在英国,而所有的英国河流流出国境(即:流入大海)的最长时间是5天。三是因为5天
内生物的降解已经达到一个较高的比例了 ,检测明显。
测定
本标准参照
采用国际标准ISO 5815--1983,本
国家标准规定采用稀释与接种法作为测定水中
生化需氧量的
标准方法,这是一种经验性的常规方法。
适用范围:本方法适用于BOD5或等于2mg/L并且不超过6000mg/L的水样。BOD5大于6000mg/L的水样仍可用本方法,但由于稀释会造成误差,有必要要求对测定结果做慎重的说明。本试验得到的结果是
生物化学和化学作用共同产生的结果,它们不像单一的、有明确定义的
化学过程那样具有严格和明确的特性,但是它能提供用于评价各种水样质量的指标。本试验的结果可能会被水中存在的某些物质所干扰,那些对微生物有毒的物质,如杀菌剂、有毒金属或
游离氯等,会抑制生化作用。水中的
藻类或硝化微生物也可能造成虚假的偏高结果。
原理:将水样注满
培养瓶,塞好后应不透气,将瓶置于恒温条件下培养5天。培养前后分别测定
溶解氧浓度,由两者的差值可算出每
升水消耗掉氧的质量,即
BOD5值。由于多数水样中含有较多的需氧物质,其
需氧量往往超过水中可利用的溶解氧(DO)量,因此在培养前需对水样进行稀释,使培养后剩余的溶解氧(DO)符合规定。一般
水质检验所测BOD5只包括含碳物质的
耗氧量和无机
还原性物质的耗氧量。有时需要分别测定含碳物质耗氧量和
硝化作用的耗氧量。常用的区别含碳和氮的硝化耗氧的方法是向培养瓶中投加
硝化抑制剂,加入适量硝化抑制剂后,所测出的耗氧量既为含碳物质的耗氧量。在5天培养时间内,硝化作用的耗氧量取决于是否存在足够数量的能进行此种
氧化作用的
微生物,原污水或初级处理的出水中这种微生物的数量不足,不能氧化显著量的还原性氮,而许多二级
生化处理的出水和受污染较久的水体中,往往含有大量硝化微生物,因此测定这种水样时应抑制其
硝化反应。在测定BOD5的同时,需要
葡萄糖和
谷氨酸标准溶液完成
验证试验。
试剂:分析时,只采用公认的
分析纯试剂和
蒸馏水或同等纯度的水(在全玻璃装置中蒸馏的水或
去离子水),水中含铜不应高于0.01mg/L,并不应有氯、氯氨、可性碱、
有机物和酸类。
1接种水
如
试验样品本身不含有足够的合适性微生物,应采用下述方法之一,以获得接种水:
a.
城市废水,取自污水管或取自没有明显工业污染的住宅区污水管。
b.在1L水中加入100g花园土壤,混合并静置10min。取10ml上清液用水稀释至1L。
e.当待分析水样为含
难降解物质的
工业废水时,取自待分析水排放口下游约3-8km的水或所含微生物适宜于待分析水并经实验室培养过的水
2盐酸液
下述溶液至少可稳定一个月,应贮存在
玻璃瓶内,置于暗处。一旦发现有生物滋长迹象,则应弃去不用。
将8.5g
磷酸二氢钾(KH2PO4)、21.75g
磷酸氢二钾(K2HPO4)、33.4g七水
磷酸氢二钠(Na2HPO4·7H2O)和1.7g
氯化铵(NH4Cl)溶于约500ml水中,稀释至1000ml并混合均匀。
此缓冲溶液的pH应为7.2。
将22.5g的七水
硫酸镁(MgSO4·7H2O)溶于水中,稀释至1000ml并混合均匀。
将27.5g的无水
氯化钙(CaCl2)(若用水合氯化钙,要取相当的量)溶于水,稀释至1000ml并混合均匀。
将0.25g六水
氯化铁(FeCl3·6H2O)溶解于水中,稀释至1000ml并混合均匀。
取每种
盐溶液各1ml,加入约500ml水中,然后稀释至1000ml并混合均匀,将此溶液置于20°C下恒温,曝气1h以上,采取各种措施,使其不受污染,特别是不被
有机物质、氧化或
还原性物质或金属污染,确保
溶解氧浓度不低于8mg/L。此溶液的
五日生化需氧量不得超过0.2mg/L。此溶液应在8h内使用。
4接种的稀释水
根据需要和接种水的来源,向每升稀释水中加1.
0-5.0ml接种水,将已接种的稀释水在约20℃下保存,8h后尽早应用。已接种的稀释水的5天(20℃)
耗氧量应在每升0.3-1.0mg之间。
7
亚硫酸钠(NaSO3)溶液:1.575g/L,此溶液不稳定,需每天配制。
将一些
无水葡萄糖(C6H12O6)和一些谷氨酸(HOOC–CH2–CH2–CHNH2–COOH)在103°C下干燥1h,每种称量150±1mg,溶于
蒸馏水中,稀释至1000ml并混合均匀。此溶液于临用前配制。
仪器
使用的
玻璃器皿要认真清洗,不能吸有毒的或生物可解物的化合物,并防止
沾污。常用的
实验室设备如下:
1培养瓶:
细口瓶的容量在250-300ml之间,带有
磨口玻璃塞,并具有供水封用的钟型口,最好是直尖的。
4用于样品运输和贮藏的冷藏手段(0-4°C)。
5稀释容器:带塞玻璃瓶,刻度精确到毫升,其容积大小取决于使用稀释水样品的体积。
样品的贮存
样品需充满并密封于瓶中,置于2-5°C保存到进行分析时。一般应在采样后6h内进行检验。若需远距离转运,在任何情况下贮存皆不得超过24h。样品也可以
深度冷冻贮存。
操作步骤
1.1样品的中和
如果样品的pH不在6-8之间,先做单独试验,确定需要用的盐酸溶液或氢氧化钠溶液的体积,再称样品,不管有无沉淀形成。
加入所需体积的
氢氧化钠溶液,使样品中自由氯和结合氯失效,注意避免过量。
2试验水样的准备
将试验样品温度升至约20°C,然后再半充满的容器内摇动样品,以便消除可能存在的过饱和氧。
将已知体积样品置于稀释容器中,用稀释水或接种稀释水稀释,轻轻地中和,避免夹杂空气泡。
水污染指标