五日生化需氧量全自動滴定法的分析探討

王煒瑋 李玉玲 栗 萍 郭 靚

1.河北省邯鄲生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心 河北 邯鄲 056002

2.邯鄲市環(huán)境保護(hù)局 河北 邯鄲 056002

前言

根據(jù)HJ505-2009水質(zhì) 五日生化需氧量(BOD5)的測定 稀釋與接種法的規(guī)定，需要測定五日前與五日后的溶解氧，根據(jù)是否需要接種與稀釋來測定水樣的五日生化需氧量。這就需要試劑配制、水樣預(yù)處理、水樣稀釋倍數(shù)確定、待測試樣五日前和五日后溶解氧測定等一系列步驟，需要大量實(shí)驗(yàn)室工作。其中溶解氧測定這一步驟是關(guān)鍵，在實(shí)際面對大量水樣時，急需提高實(shí)驗(yàn)效率。全自動滴定儀在溶解氧滴定這一環(huán)節(jié)，如果其準(zhǔn)確度和精密度能符合標(biāo)準(zhǔn)方法的質(zhì)量控制要求，則可以大大提高五日生化需氧量工作效率，解決實(shí)際中測定水樣量大、人手不足問題。

本文就全自動滴定儀法與HJ505-2009水質(zhì) 五日生化需氧量(BOD5)的測定 稀釋與接種法的比較，通過不同水樣與質(zhì)控樣的測定，對全自動滴定法實(shí)際應(yīng)用性和可行性進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探討。

1 原理

生化需氧量是指在規(guī)定條件下，微生物分解水中某些可氧化物質(zhì)，特別是分解有機(jī)物生物化學(xué)過程消耗的溶解氧。通常情況下是指水樣充滿完全密閉的溶解氧瓶中，在(20±1)℃的暗處培養(yǎng)5d±4h或(2+5)d±4h，分別測定培養(yǎng)前后水樣中溶解氧的質(zhì)量濃度，由培養(yǎng)前后溶解氧質(zhì)量濃度之差，計(jì)算每升樣品消耗溶解氧量，以BOD5形式表示。

全自動滴定儀法采用仿生學(xué)智能顏色傳感器，一鍵啟動按鈕后，自動排廢、震蕩、滴定，通過顏色變化來自動控制終點(diǎn)，可以避免人為的顏色偏差，提高精度、效率和穩(wěn)定性。

2 材料和方法

2.1 儀器和設(shè)備 全自動滴定儀、25ml堿式滴定管、溶解氧瓶、測定杯、磁力攪拌子。

2.2 試劑

2.2.1 水 三級蒸餾水；

2.2.2 接種液 河水。

2.2.3 鹽溶液 磷酸鹽緩沖溶液、硫酸鎂溶液(11.0g/L)、氯化鈣溶液(27.6g/L)、氯化鐵溶液(0.15g/L)；

2.2.4 稀釋水 在5～20L的玻璃瓶中加入一定量水，控制水溫(20±1)℃，用曝氣裝置至少曝氣1h，使稀釋水中的溶解氧達(dá)到8mg/L以上。使用前每升水中加入上述四種鹽溶液各1.0ml，混勻，20℃保存。在曝氣的過程中防止污染，特別是防止帶入有機(jī)物、金屬、氧化物或還原物。稀釋水中氧的質(zhì)量濃度不能過飽和，使用前需開口放置1h，且應(yīng)在24h內(nèi)使用。剩余的稀釋水應(yīng)棄去。

2.2.5 接種稀釋水 河水加10～100ml，將接種稀釋水存放在(20+1)℃的環(huán)境中，當(dāng)天配制當(dāng)天使用。接種的稀釋水p H值為7.2，BOD5應(yīng)小于1.5mg/L。

2.2.6 鹽酸溶液，c(HC1)=0.5mol/L：將40ml濃鹽酸(HCI)溶于水中，稀釋至1000ml。

2.2.7 氫氧化鈉溶液，c(NaOH)=0.5mol/L：將20g氫氧化鈉溶于水中，稀釋至1000ml。

2.2.8 亞硫酸鈉溶液，c(Na2SO3)=0.025mol/L：將1.575g亞硫酸鈉(Na2SO3)溶于水中，稀釋至1000ml.此溶液不穩(wěn)定，需現(xiàn)用現(xiàn)配。

2.2.9 乙酸溶液 1+1；

2.2.10 碘化鉀溶液，ρ(KI)=100g/L：將10g碘化鉀(KI)溶于水中，稀釋至100ml；

2.2.11 淀粉溶液，ρ=5g/L：將0.50g淀粉溶于水中，稀釋至100ml.

3 實(shí)驗(yàn)方法

全自動儀器法與稀釋與接種法的不同之處就在于溶解氧測定滴定這一環(huán)節(jié)。本次實(shí)驗(yàn)的前期工作均按照HJ505-2009的要求操作，在此不再贅述。在測定滴定這一環(huán)節(jié)，兩種方法的測定步驟分別為；

稀釋與接種法：移取100.0ml上述溶液于250ml錐形瓶中，用硫代硫酸鈉溶液滴定至溶液呈淡黃色，加入lml淀粉溶液，繼續(xù)滴定至藍(lán)色剛好褪去為止，記錄硫代硫酸鈉溶液用量。

全自動滴定儀法：移取100.0ml上述溶液于250ml測定杯中，防止磁力攪拌子，加入淀粉溶液，放置對應(yīng)的樣品槽中，設(shè)置好所有參數(shù)后，點(diǎn)擊“過程編輯”，勾選、編輯對應(yīng)通路參數(shù)，最后點(diǎn)擊“開始滴定”進(jìn)行樣品的滴定操作。

本次實(shí)驗(yàn)選擇了兩個空白、河流地表水樣2個、質(zhì)控樣200254、200256、200257來進(jìn)行比較測定。

4 結(jié)果與討論

4.1 測定結(jié)果比較 通過兩種方法測定的結(jié)果如下表1。

表一 全自動滴定法與稀釋與接種法測定結(jié)果比較

4.2 兩種方法的準(zhǔn)確度與精密度分析 通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：全自動滴定儀測定結(jié)果不論從精密度還是準(zhǔn)確度，與傳統(tǒng)稀釋與接種法一樣，均符合國家標(biāo)準(zhǔn)方法質(zhì)控要求。且空白值結(jié)果也符合標(biāo)準(zhǔn)方法對空白的質(zhì)控要求。

全自動滴定儀法完全可以替代稀釋與接種法的人工滴定，有其可行性，可以大大提高五日生化需氧量實(shí)際測定工作效率，解決實(shí)際工作中測定水樣工作量大的難題。