生化需氧量又稱生化耗氧量(Biochemical oxygen demand,簡寫為BOD),是水體中的微生物在一定溫度下將水中有機物分解成無機物質,這一特定時間內氧化過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機物含量的一個綜合指標,廣泛用于表示廢水、污水處理廠出水以及受納水體中有機物污染的程度,是重要的水質污染參數。例如,存在于生活污水和制糖、食品、造紙、纖維等工業廢水中的碳氫化合物、蛋白質、油脂、木質素等有機污染物,可經微生物的生物化學作用而分解。若這類污染物質排入水體過多,將造成水中溶解氧缺乏,同時,有機物又通過水中厭氧菌的分解引起腐敗,產生甲烷、硫化氫、硫醇和氨等惡臭氣體,使水體變質發臭。因此,檢測BOD獲取水體受污染程度的信息顯得尤為重要。
有機物生物降解的整個過程可分為兩個階段。在第一個階段,有機物在好氧微生物的作用下被降解,轉化為二氧化碳、水和氨,這一階段在自然條件下(溫度20℃),一般的有機物可在20 天內完全降解;第二個階段,主要是氨轉化為亞硝酸鹽和硝酸鹽的硝化反應,這一階段在自然條件下(溫度20℃)大致需要一百天才能最終完成。為了縮短檢測時間,快速反饋信息,迅速及時指導實際工作,一般生化需氧量以被檢驗的水樣在20℃下,五天內的耗氧量為代表,稱其為五日生化需氧量,簡稱BOD5,對生活污水來說,它約等于完全氧化分解耗氧量的70%。
① 采集和保存水樣
應盡量縮短貯存時間。在水樣采集完成 2h 時間內,如果不能完成對于水樣的分析,則應在 4℃或低于 4℃保存,并且在 6h 內開始分析,如果在 6h 以內無法完成分析,則應該注意對儲存時間以及儲存溫度進行詳細記錄,并在 24h 時間內完成對于水樣的分析。對于冷凍樣品,首先需要對其進行解凍處理和均質化處理,然后再進行接種分析。
② 選擇測定方法
目前最常用的是稀釋接種法和壓差法。測定地表水BOD時,稀釋接種法比壓差法得出的結果更加穩定可靠;測定工業廢水和生活污水時,兩種方法均適用,但稀釋接種法在操作上不如壓差法簡便易上手,并且當廢水樣的有機污染物濃度小于40mg/L時,壓差法不用稀釋,因而壓差法可為首選;測定有證標準樣品時,兩種方法均適用。
③ 去除干擾物質
如果水樣中含有較多活性或惰性大顆粒懸浮物,則會對測定造成不良影響。對此,應該使用超聲波清洗器對水樣進行均質化預處理。
④ 確定稀釋倍數
若在水樣含有較多有機物的情況下直接培養、測定BOD,水樣中原有的溶解氧不能確保其中的有機物被微生物完全分解,培養后溶解氧為零,則不知道水樣中還有多少有機物未被分解,因此需要稀釋后再培養測定。稀釋倍數根據水樣類型和BOD的估計值確定。
編號 |
水樣類型 |
BOD估計值/mg/L |
稀釋倍數 |
1 |
河水、市政污水 |
6~12 |
2 |
10~30 |
5 |
||
20~60 |
10 |
||
2 |
輕度污染的工業廢水 |
40~120 |
20 |
100~300 |
50 |
||
200~600 |
100 |
||
3 |
重度污染的工業廢水 |
400~1200 |
200 |
1000~3000 |
500 |
||
2000~6000 |
1000 |
⑤ 配置接種稀釋水
通常采用現用現配接種稀釋水,將一定量接種液加入到稀釋水中混合均勻,稀釋樣品。為了節約時間和成本,也可提前3~4天將稀釋水和接種液分開存放,使用前再加入稀釋樣品,避免提前混合對實驗數據準確性的影響。
總之,在具體的測定過程中,為了保證測定質量,需要對樣品、測定方法和操作過程的嚴格控制,才能保證測定結果的準確性,為實際工作提供有價值的參考。