魯湖五日生化需氧量數據分析

＊胡寒程

（武漢市生態環境局江夏區分局 湖北 430200）

引言

在地表水環境質量監測中，五日生化需氧量（BOD5）是必測項目之一。BOD5是指在規定的條件下，微生物分解水中的某些可氧化的物質，特別是分解有機物的生物化學過程消耗的溶解氧的量[1]。本文分析對象為江夏區境內的湖泊魯湖，功能區劃為Ⅱ類水體。魯湖位于法泗鎮的北邊，東鄰鄭店街，西靠金口街，呈不規則的三角形，屬沉溺型河跡洼地湖。

1.實驗部分

本文中，分析五日生化需氧量采用的是國標HJ 505-2009《水質五日生化需氧量（BOD5）的測定稀釋與接種法》。

式中，ρ為五日生化需氧量；ρ1為培養前溶解氧；ρ2為培養后溶解氧。

稀釋接種法BOD5的測定結果按式（3）計算樣品：

(1)儀器與試劑

試劑：接種液、磷酸鹽緩沖溶液、硫酸鎂、氯化鈣、氯化鐵、硫代硫酸鈉、碘化鉀、氫氧化鈉、硫酸錳、硫酸、淀粉（均使用符合國家標準的分析純化學試劑）。儀器：溶解氧培養瓶、生化培養箱、堿式滴定管。

(2)BOD5的測定

將采集的水樣利用虹吸法分裝到兩個260mL的溶解氧培養瓶中。其中一瓶密封后加上水封，置于恒溫培養箱中，在20.0±1.0℃的暗處培養5d±4h，向另一培養瓶中加入1mL硫酸錳溶液，2mL堿性碘化鉀溶液，搖勻后再加入2mL濃硫酸溶液，搖勻于暗處放置5min。取100mL此溶液（V2），使用已標定好濃度（C）的硫代硫酸鈉溶液滴定，當溶液變為淡黃色時加入1mL淀粉溶液，繼續滴定至無色，記錄滴定體積（V1），計算培養前溶解氧Do。經過5天培養后的溶液使用相同方法滴定，計算培養后溶解氧Do。

Do的測定結果按式（1）計算：

式中，ρ為溶解氧；C為硫代硫酸鈉濃度；V1為硫代硫酸鈉消耗體積；V2為取樣體積。

非稀釋法BOD5的測定結果按式（2）計算：

式中，ρ為五日生化需氧量；ρ1為樣品培養前溶解氧；ρ2為樣品培養后溶解氧；ρ3為空白樣品培養前溶解氧；ρ4為空白樣品培養后溶解氧；f1為接種稀釋水或稀釋水在培養液中所占的比例；f2為原樣品在培養液中所占的比例。

2.結果與討論

圖1是近三年江夏區魯湖BOD5數據變化圖（2020年由于特殊情況影響，2月和3月并未開展地表水環境質量監測），魯湖功能區劃為Ⅱ類水體，BOD5標準限制小于等于3mg/L[2]，均采用非稀釋法分析計算。從圖1中可以看出，2018年超標次數較多（BOD5＞3mg/L），2019年BOD5與2018年同期相比無明顯降低趨勢。但是，2020年BOD5與前兩年相比已有明顯下降趨勢，除6月份超標外（3.9mg/L），其他月份數據均低于Ⅱ類標準。2016年底，江夏區對魯湖境內魚蝦蟹養殖網箱進行了大面積的拆除，減少了餌料的投放，從源頭上減輕污染，經過幾年的水體自我修復，魯湖的水質改善已初見成效。從圖1中也可以看出，BOD5在夏季監測值要高于冬季監測值。這主要是由于夏季溫度高（見圖3），水體中溶解氧較低（見圖2），導致一些生物和微生物的死亡[3]，水體中有機物增加，從而引起BOD5升高。

圖1 五日生化需氧量變化圖

圖2是近3年魯湖溶解氧變化圖，環境質量標準限值為Ⅱ類（≥6mg/L）。三年同期相比（2020年由于特殊情況影響，2月和3月并未開展地表水環境質量監測），溶解氧無明顯變化趨勢，除18年8月Do（5.99mg/L）和19年4月Do（5.91mg/L）未達到Ⅱ類標準外，其余數據全部達標。同一年份，夏季溫度高時（見圖3）溶解氧要明顯低于冬季溫度低時的溶解氧，符合溶解氧與溫度成反比的關系定律[4]。

圖2 溶解氧變化圖

圖3 溫度變化圖

表1是所測標準物質（環境保護部標準樣品研究所）BOD5，與樣品分析同時進行，均采用稀釋接種法分析計算。由表1可見，標準物質實測BOD5值均在有效范圍之內。

表1 標準物質BOD5值

3.結語

江夏區魯湖在魚蝦蟹等養殖網箱拆除后，減少了餌料的投放，從源頭上減輕了污染，水體經過幾年修復，BOD5已開始下降，達到Ⅱ類水質標準。魯湖溶解氧高低與溫度成反比關系，2018年至2020年三年同期對比比較穩定基本都達到Ⅱ類水質標準。