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【摘要】采用220B型BOD快速测定仪，对标准样品和不同工业废水中的BOD进行测定，与五日生化培养法进行了比对分析，文章重点论述生物传感器法，并对其优缺点做了分析比较，指出微生物传感器法所存在的问题，最后对BOD快速测定方法进行了展望。
【关键词】BOD快速测定仪；比对分析；存在问题
【中图分类号】 TH771 【文献标识码】A
【文章编号】1671－5969（2007）10－0160-02
生化需氧量(biochemical oxygen demand，BOD)的测定是监测水体被有机物污染状况的最常用指标，其反映的可生化降解性是其他参数无法替代的。本文运用 BOD 快速测定仪，以 HJ/T86-2002《微生物传感器快速测定法》为检测标准，在一系列实验室质量控制要求得以保证的基础上，对标准样品和大量不同行业的实际样品中的 BOD 进行快速测定，与GB7488-1987五日生化需氧量法（BOD5）进行比对试验，筛选出B O D 微生物传感器快速测定法的适用范围，指出了该方法的影响因素、注意事项以及应用范围，同时从各个方面阐述BOD 快速测定法与五日生化需氧量法（BOD5）比较的优缺点。
一、仪器与试剂
（一）仪器
220B型微生物电极法BOD快速测定仪（天津赛普环保科技发展有限公司）
（二）试剂
1．磷酸盐缓冲溶液（0.5mol/L）：68g 磷酸二氢钾和 71g 磷酸氢二钠用蒸馏水溶解后移入1000mL容量瓶中，用水稀释至标线。
2．磷酸盐缓冲溶液使用液（0.005mol/L）：用（1）稀释100倍制得。
3．葡萄糖—谷氨酸（BOD）标准溶液（2500±37mg/L）：称取在103℃下干燥 1h 并冷却至室温的无水葡萄糖和谷氨酸各1.705g，溶于磷酸缓冲溶液使用液（2）中，并用此溶液稀释至 1000mL，混合均匀。
4．BOD 标准使用溶液（100mg/L）：取上述 BOD 标准溶液10.00mL 用磷酸缓冲溶液使用液（2）稀释至250mL。
二、实验部分
（一）标准曲线绘制
取5支50 mL具塞比色管，分别加入BOD标准使用液（4）1 mL、5 mL、10 mL、15 mL、25 mL，用磷酸盐缓冲液（2）稀释至标线，摇匀，配制成浓度为2 mg/L、10 mg/L、20 mg/L、30 mg/L、50 mg/L的标准系列，得到不同BOD浓度与其相应电位差（△Ⅰ）值，依此绘制出BOD（mg/L）与△Ⅰ的关系曲线。
（二）样品的测定
地表水可不用稀释，直接取50 mL水样加入0.5mL，0.5 mol/L磷酸盐缓冲溶液（1）进行样品测定；
生活污水和工业废水依据CODCr值估算BOD的浓度范围确定其稀释比，使待测液BOD值控制在2~50 mg/L。取预处理后样品50mL，加入0.5mL，0.5 mol/L磷酸盐缓冲溶液（1），调节待测液的pH值为5~9之间，测量完成直接读出BOD （mg/L）值。
三、实验结果
（一）方法检出限
连续测定20次空白溶液，按美国EPA SW-846中规定方法检出限计算方法MDL=3.143SD【SD-空白平行测定（批内）标准偏差（重复测定7次）】，得方法检出限为0.5 mg/L。
（二）准确度和精密度
分析国家环保总局标准物质研究所的BOD标准样品200227、200226、200225各6次，进行准确度和精密度的测试。由表1可知：标准样品的测得值均在允许误差范围内，相对偏差<3，相对标准偏差<3%，准确性和重现性均良好。
（三）实际样品的比对
在保证实验室质量控制体系的情况下，对地表水、不同行业的生活污水和工业废水进行大量的BOD微生物传感器快速测定法（HJ86-2002）和BOD5稀释接种法（GB7488-1987）的比对实验，详见表2。
由下表可见，微生物传感器快速测定法使用于地表水和可生化性较好的生活污水、酒厂废水、餐饮废水等，此类废水由两种方法测得的结果有较好可比性，相对偏差均小于10%；然而对于可生化性较差的印染废水、化工废水、农药废水等的测定结果却不尽人意，相对偏差甚至达到90%以上，其相对偏差远远大于实验室质量控制的最大标准偏差（25%）的要求，数据不可用，这是由于这些废水中含有的有毒有害物质严重影响了微生物的活性，微生物对其中的毒害物质缺乏抵抗性，致使其完全失去作用。
四、微生物传感器优缺点简述
在大量样品分析的基础上，与标准稀释法相比，微生物传感器快速测定BOD法具有以下优点：（1）操作简单方便、测量周期短：BOD微生物传感器的响应时间为8min，测定周期33 min，，能迅速反映水质情况，能实现实时监测。（2）避免了标准稀释法五日生化长时间培养以及人工操作引起的误差，微生物传感器快速法温度控制精度好，整个测量过程在恒温条件下进行，同时避免了硝化作用带来的影响。（3）对可生化性好的水样测量稳定，重现性好。与五日法分析长达5天的培养过程中众多的微生物代谢相比，微生物传感器快速法测定可生化性好的水样时，BOD波动范围小，精度高，避免五日生化稀释带来的结果偏差。同时应用微生物传感器快速法测定测定BOD存在以下几个问题：
1．该法利用传感器中菌膜内的微生物对水中有机物进行BOD的测定，微生物的活性及生长周期对BOD的影响至关重要，应根据水样情况进行标准校准。
2．水样中的悬浮物颗粒对该法测定BOD与五日法测定会有一定偏差，因悬浮物在五天培养过程中只有部分被生化降解，因此取样时应取静置30min后的中间溶液。
3．过酸过碱废水、高浓度的杀菌剂、农药类、游离氯、高浓度的含氰废水、重金属等对菌膜中的微生物有危害作用，所得数据与五日法没有可比性，不适合此类废水的测定。
五、结论
BOD微生物传感器快速测定操作简单、检测速度快、灵敏度高、重线性好、测量稳定可靠，为环境监测的连续性提供了可能，降低了环境监测的成本。但是普适性不强，如何适应强酸强碱、毒害、高盐度等的特殊水质是微生物传感器法急需解决的问题。 通过筛选、驯化获得适应特殊水质的菌种，或者多种菌种协同作用，提高菌膜中微生物的活性和使用寿命，这将是BOD快速测定仪的一项非常必要和迫切解决的实际难题。
参考文献
[1]国家环保总局《水和废水监测分析方法》编委会.水和废水监测分析方法（第四版）[M].北京：中国环境科学出版社，2002．
[2] SW-846.美国EPA方法.
[3]中国环境监测总站《环境水质监测质量保证手册》编写组.环境水质监测质量保证手册（2版）[M].北京：中国环境科学出版社，1989.
[4] HJ/T86-2002.水质生化需氧量（BOD）的测定.微生物传感器快速测定法.
[5] GB7488-87.水质.五日生化需氧量（BOD5）的测定.稀释与接种法.
[6]齐文启主编.环境监测实用技术[M].中国环境科学出版社，2006．
[7]普利锋，等.生物传感器快速测定BOD的研究[M].中国生物工程，2003.
[8]天津赛普环保科技发展有限公司.220B型微生物电极法BOD快速测定仪说明书.
作者简介：胡笑妍（1981－），女，浙江永康人，浙江省环境监测中心助理工程师，研究方向：环境监测分析。
【关键词】BOD快速测定仪；比对分析；存在问题
【中图分类号】 TH771 【文献标识码】A
【文章编号】1671－5969（2007）10－0160-02
生化需氧量(biochemical oxygen demand，BOD)的测定是监测水体被有机物污染状况的最常用指标，其反映的可生化降解性是其他参数无法替代的。本文运用 BOD 快速测定仪，以 HJ/T86-2002《微生物传感器快速测定法》为检测标准，在一系列实验室质量控制要求得以保证的基础上，对标准样品和大量不同行业的实际样品中的 BOD 进行快速测定，与GB7488-1987五日生化需氧量法（BOD5）进行比对试验，筛选出B O D 微生物传感器快速测定法的适用范围，指出了该方法的影响因素、注意事项以及应用范围，同时从各个方面阐述BOD 快速测定法与五日生化需氧量法（BOD5）比较的优缺点。
一、仪器与试剂
（一）仪器
220B型微生物电极法BOD快速测定仪（天津赛普环保科技发展有限公司）
（二）试剂
1．磷酸盐缓冲溶液（0.5mol/L）：68g 磷酸二氢钾和 71g 磷酸氢二钠用蒸馏水溶解后移入1000mL容量瓶中，用水稀释至标线。
2．磷酸盐缓冲溶液使用液（0.005mol/L）：用（1）稀释100倍制得。
3．葡萄糖—谷氨酸（BOD）标准溶液（2500±37mg/L）：称取在103℃下干燥 1h 并冷却至室温的无水葡萄糖和谷氨酸各1.705g，溶于磷酸缓冲溶液使用液（2）中，并用此溶液稀释至 1000mL，混合均匀。
4．BOD 标准使用溶液（100mg/L）：取上述 BOD 标准溶液10.00mL 用磷酸缓冲溶液使用液（2）稀释至250mL。
二、实验部分
（一）标准曲线绘制
取5支50 mL具塞比色管，分别加入BOD标准使用液（4）1 mL、5 mL、10 mL、15 mL、25 mL，用磷酸盐缓冲液（2）稀释至标线，摇匀，配制成浓度为2 mg/L、10 mg/L、20 mg/L、30 mg/L、50 mg/L的标准系列，得到不同BOD浓度与其相应电位差（△Ⅰ）值，依此绘制出BOD（mg/L）与△Ⅰ的关系曲线。
（二）样品的测定
地表水可不用稀释，直接取50 mL水样加入0.5mL，0.5 mol/L磷酸盐缓冲溶液（1）进行样品测定；
生活污水和工业废水依据CODCr值估算BOD的浓度范围确定其稀释比，使待测液BOD值控制在2~50 mg/L。取预处理后样品50mL，加入0.5mL，0.5 mol/L磷酸盐缓冲溶液（1），调节待测液的pH值为5~9之间，测量完成直接读出BOD （mg/L）值。
三、实验结果
（一）方法检出限
连续测定20次空白溶液，按美国EPA SW-846中规定方法检出限计算方法MDL=3.143SD【SD-空白平行测定（批内）标准偏差（重复测定7次）】，得方法检出限为0.5 mg/L。
（二）准确度和精密度
分析国家环保总局标准物质研究所的BOD标准样品200227、200226、200225各6次，进行准确度和精密度的测试。由表1可知：标准样品的测得值均在允许误差范围内，相对偏差<3，相对标准偏差<3%，准确性和重现性均良好。
（三）实际样品的比对
在保证实验室质量控制体系的情况下，对地表水、不同行业的生活污水和工业废水进行大量的BOD微生物传感器快速测定法（HJ86-2002）和BOD5稀释接种法（GB7488-1987）的比对实验，详见表2。
由下表可见，微生物传感器快速测定法使用于地表水和可生化性较好的生活污水、酒厂废水、餐饮废水等，此类废水由两种方法测得的结果有较好可比性，相对偏差均小于10%；然而对于可生化性较差的印染废水、化工废水、农药废水等的测定结果却不尽人意，相对偏差甚至达到90%以上，其相对偏差远远大于实验室质量控制的最大标准偏差（25%）的要求，数据不可用，这是由于这些废水中含有的有毒有害物质严重影响了微生物的活性，微生物对其中的毒害物质缺乏抵抗性，致使其完全失去作用。
四、微生物传感器优缺点简述
在大量样品分析的基础上，与标准稀释法相比，微生物传感器快速测定BOD法具有以下优点：（1）操作简单方便、测量周期短：BOD微生物传感器的响应时间为8min，测定周期33 min，，能迅速反映水质情况，能实现实时监测。（2）避免了标准稀释法五日生化长时间培养以及人工操作引起的误差，微生物传感器快速法温度控制精度好，整个测量过程在恒温条件下进行，同时避免了硝化作用带来的影响。（3）对可生化性好的水样测量稳定，重现性好。与五日法分析长达5天的培养过程中众多的微生物代谢相比，微生物传感器快速法测定可生化性好的水样时，BOD波动范围小，精度高，避免五日生化稀释带来的结果偏差。同时应用微生物传感器快速法测定测定BOD存在以下几个问题：
1．该法利用传感器中菌膜内的微生物对水中有机物进行BOD的测定，微生物的活性及生长周期对BOD的影响至关重要，应根据水样情况进行标准校准。
2．水样中的悬浮物颗粒对该法测定BOD与五日法测定会有一定偏差，因悬浮物在五天培养过程中只有部分被生化降解，因此取样时应取静置30min后的中间溶液。
3．过酸过碱废水、高浓度的杀菌剂、农药类、游离氯、高浓度的含氰废水、重金属等对菌膜中的微生物有危害作用，所得数据与五日法没有可比性，不适合此类废水的测定。
五、结论
BOD微生物传感器快速测定操作简单、检测速度快、灵敏度高、重线性好、测量稳定可靠，为环境监测的连续性提供了可能，降低了环境监测的成本。但是普适性不强，如何适应强酸强碱、毒害、高盐度等的特殊水质是微生物传感器法急需解决的问题。 通过筛选、驯化获得适应特殊水质的菌种，或者多种菌种协同作用，提高菌膜中微生物的活性和使用寿命，这将是BOD快速测定仪的一项非常必要和迫切解决的实际难题。
参考文献
[1]国家环保总局《水和废水监测分析方法》编委会.水和废水监测分析方法（第四版）[M].北京：中国环境科学出版社，2002．
[2] SW-846.美国EPA方法.
[3]中国环境监测总站《环境水质监测质量保证手册》编写组.环境水质监测质量保证手册（2版）[M].北京：中国环境科学出版社，1989.
[4] HJ/T86-2002.水质生化需氧量（BOD）的测定.微生物传感器快速测定法.
[5] GB7488-87.水质.五日生化需氧量（BOD5）的测定.稀释与接种法.
[6]齐文启主编.环境监测实用技术[M].中国环境科学出版社，2006．
[7]普利锋，等.生物传感器快速测定BOD的研究[M].中国生物工程，2003.
[8]天津赛普环保科技发展有限公司.220B型微生物电极法BOD快速测定仪说明书.
作者简介：胡笑妍（1981－），女，浙江永康人，浙江省环境监测中心助理工程师，研究方向：环境监测分析。