稀釋與接種法測定BOD5中接種液的選擇和加入量的探討

文_林奕 李友海 楊麗仙

1 云南省生態環境廳駐玉溪市生態環境監測站 2 玉溪市生態環境質量分析中心

水環境中的耗氧污染物能消耗水體中的溶解氧導致水體惡化，是影響水體質量的重要因素，而五日生化需氧量（BOD5）能相對表示微生物可分解的有機量，即水中有機物分解時所消耗的溶解氧。因此，準確測定BOD5對水體污染程度的判定以及控制具有重要的意義。國標HJ505-2009中闡明了BOD5的測定根據待測樣品的不同情況分為2種方法，即非稀釋法和稀釋與接種法。當BOD5濃度較低（＜6mg/L）的時候采用非稀釋法，當BOD5濃度較高（＞6mg/L）的時候采用稀釋與接種法。其中，非稀釋法又分為非稀釋法和非稀釋接種法，稀釋與接種法分為稀釋法和稀釋接種法，區別在于稀釋水里加接種液與否。當水樣中有足夠的微生物，可根據水體情況采用非稀釋法或稀釋法進行分析測定；當水樣中無足夠的微生物，則應根據水體情況采用非稀釋接種法或稀釋接種法進行測定分析。

在日常工作中，我們經常測定分析的水樣絕大部分是地表水，水體中有微生物，所以選擇非稀釋法進行分析就能得到準確的結果。但是，國標HJ505-2009上要求每批樣品需做一個標準樣品，結合國家采測分離上報系統的要求，每批樣品做一個有證標準物質作為質控。而標準樣品并沒有足夠的微生物，所以我們做質控的時候必須采用稀釋接種法進行測定。稀釋接種法的關鍵在于接種液的選擇以及加入量。

國標HJ505-2009中對于接種液的選擇列舉了常用的接種液的幾種來源，即城市生活污水、污水處理廠出水、河水以及湖水，并對每種類型的接種液標明了大致的用量，即每升稀釋水中加入1～10mL城市生活污水和污水處理廠出水，10～100mL河水或湖庫水。有研究標明，有的廢水環境不適合微生物生長且難以馴化，且在目前日常工作中，地表水的分析測定的數量遠遠大于污水的數量，選用合適的地表水做接種液更方便。但是標準上給出的這個范圍過大，在日常工作中需要依靠經驗和多次實驗來得出最適宜的加入量。因此，本文選擇了在例行監測和采測分離中常見的幾種濃度的地表水作為接種液來分別進行標準樣品的測定，并探討每種水樣作為接種液的可行性并確定更準確的加入量。

1 實驗部分

1.1 儀器和試劑

培養箱：美國安諾BOD測定儀，能穩定恒溫（20±1）℃；溶解氧儀：WTW Oxi7310臺式溶解氧測定儀，以及配套的溶解氧瓶；磷酸鹽緩沖溶液、硫酸鎂溶液、氯化鈣溶液和氯化鐵溶液均按照國標HJ505-2009要求配制；稀釋水：在大玻璃瓶（5～20L）中放入一定量的去離子水，在（20±1）℃的環境下用曝氣裝置曝氣，國標上要求稀釋水的溶解氧要達到8mg/L以上，但是本實驗室地處高原地區，經過多次實驗，稀釋水溶解氧達到7mg/L就能實驗需要，臨用前每升水分別加入氯化鈣溶液、硫酸鎂溶液、氯化鐵溶液和磷酸鹽緩沖溶液各1mL，混合均勻，該稀釋水應在8h內使用。

1.2 標準樣品

本實驗使用的標準樣品為生態環境部有證標準物質，采用高中低3個濃度的標準樣品進行分析測定，批號及濃度分別為200256（123±8mg/L）、200257（33.3±3.9mg/L）和200255（74.7±4.9mg/L）。稀釋方法按照國標HJ505-2009要求，稀釋倍數分別為50倍、10倍和20倍。

1.3 接種液的選擇

本實驗選擇作為接種液的水樣為日常工作中經常分析測定的地表水樣品，因為COD結果當天可出，因此可用CODMn和CODCr濃度來衡量，分別選取濃度高的富營養化水體和濃度低的貧營養化水體以及河流水作為接種液。每種接種液分別加入10mL、20mL、30mL、40mL、50mL、60mL、70mL、80mL、90mL和100mL于每升稀釋水中，測定空白BOD5值和3種濃度標準樣品的結果。

接種液的加入量直接影響了空白的BOD5值，加入量過大會導致空白偏高。國標要求稀釋接種法空白必須小于1.5，空白超出范圍則不可用；加入量過小，水樣中的易生化物質不能被完全生化，同樣影響測定結果。因此，空白值是準確測定BOD5濃度的關鍵性因素。

2 結果與討論

2.1 湖水A作為接種液

湖水A屬于富營養化水體，肉眼可見的藻類不多，水體總體呈黃綠色，經測定，CODmn濃度為11mg/L，CODCr濃度為51mg/L。用該湖水作為接種液測定接種稀釋水空白值以及三種濃度標準樣品結果如表1。

表1中可以看出每升稀釋水加入100mL該湖水接種液時空白超過1.5mg/L，不符合國標要求；標準樣品200256在加入量為10～20m L時不滿足保證值范圍要求，50～90mL時，最接近真值；標準樣品200257在加入量為10～20mL時不滿足保證值范圍要求，60～80mL時最接近真值；標準樣品200255在加入量為10～20mL時不滿足保證值范圍要求，70～80mL時最接近真值。當空白值在0.4～1.5mg/L時，3種濃度標準樣品的測定值均滿足保證值范圍要求，且在0.4～1.0mg/L時3種濃度標準樣品均最接近真值。

表1 湖水A做接種液測定標準樣品結果一覽表

2.2 湖水B作為接種液

湖水B是貧營養水體，水質清澈，經測定，CODmn濃度為1.6mg/L，CODCr濃度為8mg/L。用該湖水作為接種液測定接種稀釋水空白值以及三種濃度標準樣品結果如表2。

表2中的數值標明，加入量為10～100mL時，3個標準樣品的值均不在保證值范圍內，因此，湖水B不適合作為接種液。

表2 湖水B做接種液測定標準樣品結果一覽表

2.3 水庫水C作為接種液

水庫水C經測定，CODmn濃度為3mg/L，CODCr濃度為13mg/L。用該水樣作為接種液測定接種稀釋水空白及3種濃度標樣品結果如表3。

表3 水庫水C做接種液測定標準樣品結果一覽表

表3數值標明，加入量為100mL時，3種標準樣品的測定值均在保證值范圍內；加入量為90mL時，標準樣品200257低于保證值范圍，而200256和200255均在范圍內；當加入量為10～80mL時，三種濃度標準樣品測定值均不在保證值范圍內。當空白值為0.4mg/L時，3種濃度的標準樣品測定值均滿足保證值范圍要求；當空白值為0.3mg/L時，標準樣品200256和200255滿足保證值范圍，而200257超出范圍。

2.4 某地表水D作為接種液

經測定，該水樣CODmn濃度為5mg/L，CODcr濃度為23mg/L。用該水樣作為接種液測定接種稀釋水空白值及3種濃度標準樣品結果如表4。

表4中數值標明，每升稀釋水接種液加入量為70～100mL時，3種濃度標準樣品的測定值均在保證值范圍內；加入量為60mL時，標準樣品200256和200255測定值在保證值范圍內，而標準樣品200257則超出范圍；加入量小于60mL時，3種標準樣品的測定值均超出范圍。當空白值在0.4～0.7mg/L時，3種標準樣品測定值均在保證值范圍內，且在0.4～0.7mg/L時最接近真值。

表4 地表水D做接種液測定標準樣品結果一覽表

2.5 某地表水E作為接種液

該地表水經測定，CODmn濃度為9mg/L，CODcr濃度為30mg/L。用該水樣作為接種液測定接種稀釋水空白值及3種濃度標準樣品結果如表5。

表5中的數值標明，每升稀釋水接種液加入量為40～100mL時，三種濃度標準樣品的測定值均在保證值范圍內；加入量低于30mL時，均不能滿足保證值范圍要求；當加入量為60～100mL時，3種濃度的標準樣品最接近真值。當空白值在0.4～0.8mg/L時，3種濃度標準樣品的測定值均滿足保證值范圍要求，且均較為接近真值，結果穩定。

表5 地表水E做接種液測定標準樣品結果一覽表

3 結語

為達到準確測定標準樣品濃度的目的，采用地表水作為接種液時，每升稀釋水加入接種液的量可參考以下數據：CODmn濃度小于3mg/L，CODcr濃度小于10mg/L的貧營養化湖泊的水樣不適合作為接種液；CODmn濃度為3～5mg/L，CODcr濃度為10～20mg/L的地表水每升稀釋水加入量為100mL；CODmn濃度為5～10mg/L，CODcr濃度為20～30mg/L的地表水每升稀釋水加入量為40～100mL；CODmn濃度為10mg/L左右，CODcr濃度為50mg/L左右的水樣每升稀釋水加入量為40～90mL。

從幾種接種液測定標準樣品的濃度值實驗中最接近標準樣品濃度真值的數據來看，空白值為0.5～0.8時，3種濃度的標準樣品最接近真值，測定準確率最高。