微生物傳感器快速測定水中BOD的分析研究

陳長茵

(河南省商丘水文水資源勘測局，河南 商丘 476000)

微生物傳感器快速測定水中BOD的分析研究

陳長茵

(河南省商丘水文水資源勘測局，河南 商丘 476000)

本文采用220B型BOD快速測定儀對標準樣品及水樣實際樣品進行BOD快速測定，并與五日生化稀釋接種法進行了比對分析。在大量樣品分析的基礎上，闡述了微生物傳感器快速測定法測定BOD與五日生化稀釋接種法相比存在的優缺點。

微生物傳感器；五日生化稀釋接種法；比對分析

引言

目前國內外生化需氧量的測定普遍采用的是五日生化稀釋接種法(GB7488-97)，但由于該方法的操作過程繁瑣，測定周期長，干擾因素多，且不能迅速反映水體污染狀況，因此迫切需要一種自動化程度高、操作簡單和測量準確的新方法來測定BOD，近年來，微生物傳感器快速測定儀得到了較廣泛的應用，其操作簡便、檢測時間短、測量準確，且廣泛適用于地表水、生活污水及工業廢水的檢測。

本文采用由天津賽普環保科技有限公司研制的220B型BOD快速測定儀，以《水質生化需氧量微生物傳感器快速測定法》 (HJ/T86-2002)標準為依據，在保證實驗室質量控制要求的基礎上，采用微生物傳感器快速測定法和五日生化稀釋接種法(GB-7488)進行比對試驗，闡述以上兩種方法的優缺點。

1 實驗方法

1.1 儀器與試劑

天津賽普環保科技有限公司220B型BOD快速測定儀；微生物菌膜、磷酸二氫鉀、磷酸氫二鈉、葡萄糖、谷氨酸。

1.2 試劑的配制

0.5mol/L磷酸鹽緩沖溶液：將68克磷酸二氫鉀和179克十二水磷酸氫二鈉溶于1000mL蒸餾水中。

5000mg/L葡萄糖-谷氨酸(BOD)標準儲備液：稱取在103℃下干燥1 小時并冷卻至室溫的無水葡萄糖和谷氨酸各3.410g，溶于蒸餾水中，定容至至1000mL容量瓶中，即得5000mg/L的BOD標準溶液。冰箱保存2周。

吸取葡萄糖-谷氨酸(BOD)標準儲備液(5000mg/L)0.25mL、0.5mL、1.0mL、1.5mL、2.0mL、2.5mL于250mL容量瓶中，分別加入2.5mL磷酸鹽緩沖液0.5mol/L，配制成5mg/L、10mg/L、20mg/L、30mg/L、40mg/L、50mg/L 的標準溶液。

1.3 微生物膜的活化

先將干燥的微生物膜浸泡于500mL磷酸鹽緩沖液0.005mol/L中，每24小時更換一次新的磷酸鹽緩沖溶液，直至7天 。新更換的微生物膜須在儀器 “清洗”工作狀態下，清洗一段時間，直至到Ⅰ0在4.0至10之間，并輸出穩定，即可進行實驗操作。

1.4 測量

取50mL待測樣品，加入0.5mL，0.5mol/L的磷酸鹽緩沖液，將樣品由低濃度到高濃度依次放入自動進樣器，35min后儀器自動讀取BOD結果。由于該儀器的BOD 測量范圍為2～50.0mg/L，當被測樣品濃度大于50mg/L 時，應稀釋至50.0mg/L 以下，再進行測量，以減少測量誤差。

2 實驗結果與討論

2.1 準確度和精密度測試

分析水利部水環境研究與評價中心的BOD標準樣品，對其進行準確度和精密度的測試。由表1可知標準樣品的測定值均在允許的誤差范圍內，相對偏差<4，相對標準偏差[2]<5.0，準確性和重現性均良好。

2.2 稀釋接種法與微生物膜法的比對實驗

在確保實驗室質量控制體系的基礎上，為進一步驗證BOD快速測定儀的可靠性和適用性，通過對標準樣品、地表水水樣、生活污水和工業廢水進行國標稀釋接種法與微生物膜法的比對試驗。結果見表2。

表1 標準樣品的準確度和精密度測試 mg/L

表2 兩種方法的對比實驗結果

由表2知，當水樣BOD濃度較高時，懸浮物含量可能也較高，若取樣不均勻，則微生物膜法與稀釋接種法相比測定結果會偏低。以上兩種方法對同一樣品測定結果的相對偏差在1.4%～4.7%的范圍內，是可以接受的。采用微生物膜法當樣品BOD含量超過50.0mg/L時，需稀釋樣品，經稀釋后，相對誤差也在1.4%～4.7%范圍內，說明微生物膜法與稀釋接種法測定結果基本一致，可以滿足BOD分析精度要求，微生物膜法具有一定的可靠性和適用性。

3 快速測定法與五日生化稀釋接種法相比較的優缺點

微生物傳感器快速測定BOD法與稀釋接種法相比，具有以下優點：①操作簡便、實驗周期短，能快速反映水質狀況，實現實時監測；②避免了稀釋接種法長時間培養、人工操作引起的誤差及硝化作用帶來的影響；③測量穩定，重現性好。

由于微生物傳感器能夠實現在線監測，現已的到廣泛應用，但由于固定的微生物對不同有機物降解能力的限制，微生物傳感器快速測定法還存在許多局限性：①五日生化稀釋接種法所選的微生物是一個菌群，反映該菌群5天代謝活動的綜合結果，而微生物傳感器則是一種(或兩種)微生物在短時間內表現的活性變化，對污水中大分子物質降解不充分；②過酸、過堿、含游離氯等氧化性物質等對菌膜中的微生物菌種有危害作用，與五日法沒有可比性，不適合此類廢水的監測。

4 結 論

微生物膜法測定水中的BOD具有操作簡便，分析周期短和靈敏度高等優點，能滿足批量的樣品和在線應急監測的需要。但是對與如何采用此方法測定強酸、強堿和有毒廢水，以及提高菌膜中微生物的活性和使用壽命，這是微生物傳感器迫切需要解決的實際難題。

[1]《水和廢水監測分析方法》編委會．水和廢水監測分析方法指南[M].中國環境科學出版社，1990.

[2]李子強，等.概率論與數理統計[M].北京：科學出版社.

Study on Rapid Determination of BOD in water by microbial sensor

CHEN Changyin

(Shangqiu Hydrology and Water Resources Survey Bureau of Henan，Henan Shangqiu 476000)

In this paper，220B BOD rapid determination of standard samples and water samples were measured by BOD，and compared with the five day biochemical dilution method.Based on the analysis of a large number of samples，the advantages and disadvantages of the rapid determination method of microbial sensor for the determination of BOD compared with the five day biochemical dilution inoculation method were expounded.

microbial sensor；five days biochemical dilution inoculation method；comparative method

陳長茵，學士，工程師，從事水環境監測與評價工作

X21

A

1673-288X(2017)03-0117-02

引用文獻格式：陳長茵.微生物傳感器快速測定水中BOD的分析研究[J].環境與可持續發展，2017，42(3)：117-118.