郭艷玲
(新疆烏魯木齊市環境監測中心站,新疆 烏魯木齊 830000)
環境污染問題的日益嚴重已經對人們現階段生活環境質量的提升與優化產生了負面影響,相關環保部門想要對環境質量進行優化,就必須要重視環境污染監測與管理工作。尤其是水體污染問題,已經成為當前城市發展過程中必須重點解決的環境問題。但是由于多種因素的影響,生活污水BOD指標的檢測,BOD5指標的檢測結果與實際情況存在著較大的偏差。如果不對這一問題進行針對性的處理解決,相關環保部門將很難對生活污水污染的嚴重程度有一個準確的把握,甚至對后續的污染水體治理工作產生影響。所以,對影響生活污水BOD測定的因素進行詳細分析,具有較強的現實意義。
BOD,全稱是Biochemieal oxygen demand,指的是生活污水中的微生物與水中有機物發生反應過程中所產生的耗氧量。耗氧量越大,證明生活污水中含有的有機污染物就越多,水體遭到的污染程度也就越嚴重。也就是說,這一耗氧量的測定計算結果,可以將生活污水中所含污染有機物的量進行如實的反應,并對經過處理后水體的凈化程度是否符合排放標準,進行一個準確判斷[1]。而目前常用的BOD測定方法主要包含以下幾種。
生活污水中的微生物與有機物發生反應,是一個異常緩慢的過程。對生活污水進行處理,需要花費至少20 d的時間才能夠徹底降解其中的有機污染物。并且,這一降解過程,還容易受到外界環境溫度的影響。通過標準稀釋法對生活污水中的BOD進行測定,需要確保處理環境的溫度保持在20 ℃,并且以5 d污水中的有機污染物降解BOD為判定指標。大多數情況下,在生化氧化反應的作用下,生活污水中的有機污染物會生成碳化和硝化。而碳化反應的過程,就是水中有機污染物分解成水和二氧化碳的過程。需要注意的是,要想保證整個碳化反應的徹底進行,需要將反應溫度控制在20 ℃左右,并持續反應20 d。當碳化反應持續5 d之后,生活污水中32%的有機污染物就已經被成功降解,所以以5日標準稀釋法測定值為判定標準,可以對水體水質進行有效的判定。而通過這種方法最終獲得的BOD數值,也就是BOD5值。
5日標準稀釋法的具體操作方法為,先對水樣進行過濾、稀釋或者接種處理,再將處理后的水樣放到具有較強密閉性的培養瓶中,并將培養瓶放在沒有光照的地方。在正式開始試驗之前測量一次瓶中水樣的溶解氧量,標記為DO0,保持溫度20 ℃不變,5 d之后,再對瓶中水樣的溶解氧含量進行測量,并標記為DO5。將DO0和DO5相減,就可以得出BOD5值[2]。
在微生物傳感器電極上貼上含有活躍好氧微生物的微生物膜,使用流通量測量方法,水樣只要經過流通池,微生物膜中的微生物就會與水樣中的有機物發生生化反應,對溶解氧進行消耗。有機物反應完全,溶解氧量也就變得穩定。此時,只要對溶解氧濃度進行測定,就可以明確水樣中的BOD值[3]。
在溫度保持在33 ℃的條件下,通過活性污泥對樣品進行2 h的連續曝氣處理,然后利用重鉻酸鉀法對曝氣前、曝氣后的水樣化學需氧量值進行測定,得出的差值,就是水樣中的BOD值。
利用稀釋水對生活污水中的BOD5值進行測定的時候,需要先準備500 ml的污水樣品,分別添加1 ml的磷酸鹽緩沖溶液、氯化鈣溶液以及硫酸鎂溶液,之后再加入適量的水,使混合溶液達到1 000 ml,然后將其放置到20 ℃的環境中培養和測定。需要注意的是,這一過程中,稀釋水應當為生活污水。但是,生活污水中,一般都會含有藻類物質。藻類物質是一種對溶解氧消耗極大的物質,如果沒有光合作用,藻類物質就會經過一系列反應形成有機物,并對污水中的溶解氧進行進一步的消耗。而這,必然會對最終的BOD5值測定結果產生影響。另外,稀釋水中還會加入一些鹽溶液。這些鹽溶液還會引起沉淀異常或者微生物迅猛增長的問題,使稀釋水遭到污染,影響最終BOD5值測定結果的準確性[4]。
如果使用接種水對生活污水中的BOD5值進行測定,需要使用標準的測定環境,且將接種液添加到樣品水體中,通過控制不同成分的液體質量,來保證水體中微生物菌種與稀釋水的充分接觸。只有這樣,才能夠為生活污水的生化培養過程的順利進行提供保證,提升BOD5值檢測結果的準確性。
在對生活污水中的BOD5值進行測定的時候,如果沒有科學選擇水樣稀釋倍數,也會對測定結果的準確性與有效性產生影響。甚至,如果樣品失效,將無法進行再次檢測。這樣一來,工作人員就必須要進行生活污水樣品的重新采集與檢測,工作量就會增加,工作成本也會增大。要想避免這一問題,就必須要對樣品稀釋倍數進行科學合理的確定。首先,工作人員要對所選生活污水的特性進行研究,如果本身就有著較高的溶解氧值,那么其含有的有機物就會偏少,所以這樣的水體樣品,可以直接進行檢測,而無需培養。但是,如果實體樣品中的有機物質比較多,那么還可以利用以下幾種方法確定稀釋倍數:CODCr方法、CODMn方法、有機碳數值方法及BOD5期望值方法。這些都是非常有效的,且測定結果相對精準的稀釋倍數確定方法。
林世奇在《水樣BOD5使用兩種方法測定研究》一文中,對某一居民區一段時間排放的生活污水進行檢測[4]。對相同的水體樣品選擇了不同數值的稀釋倍數,其最終的測定結果如表1。通過表1可知,稀釋倍數確定的不同,其最終的測定結果也有著明顯的差異,且稀釋倍數越大,耗氧率越低,BOD5值越高。如果科學選擇樣品稀釋倍數,將水體耗氧率控制在40%~70%之間,可能其獲得的測定結果的準確性也就可以得到保證。

表1 稀釋倍數與檢測指標、耗氧率之間的關系
在對生活污水中的BOD5值進行測定的時候,還需要對樣品的保存與預處理進行高度的重視。如果這一環節出現問題,那么BOD5值的測定結果的準確性也會受到影響。首先,工作人員在選好污水樣品之后,需要使用棕色玻璃瓶進行保存。需要注意的是,棕色玻璃瓶中的污水樣品量還需要控制,當其達到一定容量后就進行密封,并將其保存在0~4 ℃溫度的條件中。只有這樣,才能夠有效抑制微生物分解活動的活躍性。其次,針對樣品的運輸,一定不要震蕩,防止出現玻璃瓶密封失效,無法對樣品進行檢測的問題。最后,針對樣品的處理,如果是夏季時節,那么需要提前對其進行濾膜處理,加強樣品中藻類含量的控制;如果是冬季時節,則需要對樣品進行平衡處理,確保水溫達到測定標準。
在對生活污水中的BOD5值進行測定的時候,溫度也是一個不可忽視的影響因素。如果測定過程中的溫度在20 ℃以上,那么樣品溶解氧的測定結果準確性就得不到保證。所以,為了保證生活污水中的BOD5值測定結果的準確性,首先,需要加強溫度的控制,確保整個測定過程的溫度始終保持在20 ℃,其浮動范圍在19~21 ℃之間。其次,測定過程中使用到的稀釋水、接種水,其溫度也應當控制在20 ℃。如果稀釋水和接種水的溫度控制不嚴格,其最終的溶解氧測定指標就可能會出現較大的誤差。再次,樣品培養箱的溫度也應當控制在19~21 ℃之間,且對樣品進行生化培養的過程中不要頻繁地開啟箱門,使溫度發生較大的幅度。最后,工作人員還需要深入研究培養箱的校準證書,以此為基礎對箱內溫度進行科學的監測與調整,加強箱內溫度的控制。
綜上所述,由于稀釋水、接種水、樣品稀釋倍數、樣品、溫度等因素的影響,生活污水中BOD值的測定結果存在著較大的誤差。要想提升生活污水中BOD值的測定結果準確性,還需要相關環保部門的專業人員進一步加強這些因素的研究,并采取針對性的有效措施降低這些因素對BOD值測定結果的不利影響,提升測定結果的準確度與可靠性。只有這樣,才能夠將當前生活污水中有機污染物對水體的污染程度進行客觀地反映。