国标法与仪器法测定BOD5的比对实验分析

国标法与仪器法测定BOD5的比对实验分析

陈乐宏

万宁市生态环境监测站    海南省 万宁市  571500

摘 要：通过采用国家标准方法（稀释接种法）与BOD测定仪器法（压差法）分别对标准样品、实际水样进行BOD5比对测定，对检测结果进行显著性差别验证。基于两种方法在有机物组分单一、浓度较低时检测结果无显著性差别的结论，结合国标法存在操作繁琐、依赖操作人员经验等缺点，仪器法呈现操作简单、检测效率高等优点，提出企业开展BOD5自行监测时可选用压差法。

关键词：BOD5；稀释与接种法；压差法

1  引言

BOD5（Biochemical Oxygen Demand），是一种用微生物代谢作用所消耗溶解氧的量来间接表示水体被有机物污染程度的一个重要指标，通过B : C 比值（BOD与同源水体中的COD的比值）可判断水体是否具备可生化性。

本文基于国家标准方法（稀释接种法）与BOD测定仪器法（压差法）的实验过程、结果进行比对分析，探讨BOD测定仪器法（压差法）在企业自行监测中选用的可行性。

2  稀释接种法与压差法测定BOD5的对比实验

2.1稀释接种法测定BOD5的流程

稀释接种法工作原理：水样充满完全密闭的溶解氧瓶中，在（20士1)℃的暗处进行 5d ±4h培养，分别测定培养前后水样中溶解氧的质量浓度之差，计算每升样品消耗的溶解氧量，以 BOD5形式表示。[1]，该方法的检出限为0.5mg/L，方法的测定下限为2mg/L，测定上限为6000mg/L。

（1）材料准备。实验需要准备磷酸盐缓冲液、硫酸镁、氯化钙、氯化铁等营养盐溶液；Qxi7310台式溶解氧测定仪、BSP-250生化培养箱等HJ505-2009要求的器材。

（2）测试过程。10L玻璃瓶加入去离子水，在（20±1）℃的环境下用曝气装置曝气，其次对水样的COD进行快速检测，得出目标样品的稀释倍数，确定每个样品进行3个不同浓度的稀释倍数，接种液使用未受工业污染的城市生活污水配制[2]，稀释接种水按比例加入丙烯基硫脲消化抑制剂和四种盐溶液混匀，将测定溶解氧后水样放入恒温培养箱中20±1℃的暗处培养 5d，测定培养前后的溶解氧差值，根据样品的稀释倍数代入相关的计算公式可得出最终测定值。

2.2压差法测定BOD5的流程

压差法工作原理：样品中的有机物在微生物的好氧作用下分解，大部分因微生物的好氧呼吸主要生成了二氧化碳，使用氢氧化钾吸收瓶内的二氧化碳，此时培养瓶中空气压力减少的量，相当于微生物所消耗的溶解氧的量，此时样品BOD5值与培养瓶中空气压力减少的程度成正比，通过压力探测头探测压力变化来测定氧气消耗情况，进而从而自动换算成水体中BOD5值。  

（1）材料准备。哈希BODTrak II型BOD测定仪和营养盐缓冲液、去离子水、驯化菌种、量筒。

（2）测试过程。首先预估样品BOD5浓度，按照标准流程对样品进行接种和稀释，量取不同的体积样品加入培养瓶中，随后加入营养盐胶囊和接种液，混匀，最后设定仪器数值后将样品放入恒温培养箱中20±1℃培养5天后直接读取仪表盘显示的测定数值。

2.3稀释接种法与压差法测定BOD5的实验对比

为了检验两种方法的在实际工作的适用性，分别使用高标和低标两种标样进行了测定，同时对地表水和污水处理厂的进、出水开展检测，根据检测的结果引入配对数据均值比较的t检验来验证结果是否存在显著差异。

2.4 标准样品测定t检验结果比较

2.4.1 高标浓度测定t检验结果比较

（1）建立假设H0:μd=0；H1:μd≠0。

（2）确定检验水准α=0.05

（3）计算统计量t值

∑d=14，∑d2=274，d=14/5=2.8，Sd=7.662，当自由度ƒ=5-1=4查t界值表，t表=2.776,

t计=d /（Sd/）=2.8/（7.662/）=0.8171

结果表明，t表＞t计，说明两种方法的测量结果无显著性差别，即两种方法测定浓度为123±8mg/L的生化需氧量标样的结果是一致的。

2.4.2 低标浓度测定t检验结果比较

（1）建立假设H0:μd=0；H1:μd≠0。

（2）确定检验水准α=0.05

（3）计算统计量t值

∑d=9.5，∑d2=104.29，d=9.5/5=1.9，Sd=4.643，当自由度ƒ=5-1=4查t界值表，t表=2.776,

t计=d /（Sd/）=1.9/（4.643/）=0.9168

结果表明，t表＞t计，说明两种方法的测量结果无显著性差别，即两种方法测定浓度为47.6±4.5mg/L的生化需氧量标样的结果是一致的。

表1       稀释接种法与压差法结果比较-标样测试      单位：mg/L（已标注除外）

2.5 实际样品测定结果比较

为了进一步了解两种方法对BOD5在实际样品检测结果的差异性，对一家污水处理厂的进水口和出水口、东山河支流闸口断面间隔20分钟进行等时采样监测分析。

表2    稀释接种法与压差法结果比较-实样测试        单位：mg/L（已标注除外）

表3              稀释接种法与压差法实样测试统计检验结果 

2.6 比对实验结果分析

2.6.1 标准样品比对实验结果分析

稀释接种法与压差法对高、低浓度标样的测试结果无显著性差别，原因是标样中有机物质单一，微生物生长条件适宜，表现出较好的可生化性。

2.6.2 实际水样比对实验结果分析

稀释接种法与压差法对东山河支流闸口、污水处理厂出口水样的测试结果无显著性差别，原因是水样BOD5含量较低，无需稀释，直接测定。对污水处理厂进水口水样检测结果呈现显著性差别，原因该水样有机质成份复杂、含量高，在检测时需对样品进行稀释，不同的稀释倍数对测定结果影响较大。有研究指出，接种液的判定和选用、样品稀释倍数的判断是测定BOD5的首先考虑的因素[4]。

3  结论

比对实验结果表明，哈希BODTrakII型BOD测定仪器法（压差法）在有机物组分单一、浓度较低时检测结果与国家标准方法（稀释接种法）无显著性差别，且操作简便、效率高，企业开展BOD5自行监测时可选用该分析方法。

参考文献(References)：

[1]水质 五日生化需氧量（BOD5）的测定 稀释与接种法 HJ505-2009

[2] 张莉萍、王瑞波、杨再荣.稀释与接种发测定水质BOD5质量控制技术及建议[J].环境科学导刊，2019，38(z1)：97

[3]李珊，稀释接种法、微生物传感器快速测定法和压差法测定生化需氧量的方法比对[J].低碳世界，2018(5)：26-27

[4]李晓曼,舒丽,李敏,等.稀释与接种法在分析BOD5过程中系列问题探讨[J].环境科学导刊.2018,(z1).