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水的生化需氧量〔BOD〕
水和盐
- 培养法
-
A 原理
水样在驯化的生物体系中，20℃培养5天。对比水样在培养前与培养后的含氧量就是BOD的量度。$$该方法适于未处理或处理过的生活污水、工业用水和工业废水。下面几类物质影响需氧量：〔1〕可作为需氧微生物食物的有机质〔是许多废水BOD之源〕；〔2〕来自亚硝酸盐、NH3、有机含氮化合物中可氧化的N，这些化合物可用为特种细菌的食物〔例如，亚硝化单细胞菌属和硝化细菌属〕〔是生物处理排放水需氧之源〕；〔3〕化学上可氧化的物质〔例如，Fe^2+^、S^2-^、SO^2-^^^3^^〕当存在这些物质时，检验必须以最初的溶氧量来计算。$$工业污水中的许多合成有机组分不能被普通微生物所分解。如果没有专用的接种物，就会出现明显的效应如由于毒物效应或由于没有或缺乏相似的微生物而引起的需氧代谢作用的阻滞现象。蒸馏水中的毒物，经常是铜，可导致较低的BOD。$$由50个实验室的74位分析工作者分析含有已知可氧化有机物增量的蒸馏水，得如下结果：$$$T有机物增量mg/L@标准偏差%@标准偏差mg/L@偏差%@偏差mg/L$$2.2@33@0.7@-4@-0.08$$194@15@26@-10@-19$T
B 仪器
B.a 培养瓶
250或300ml带玻璃塞的玻璃瓶。
B.b 细菌培养箱
空气浴或水浴保持在20±1℃并且避光。
C 试剂
C.a 水
含铜量小于等于0.01mg/L，通过蒸馏水的两次除盐或用全玻璃或用有锡衬里的蒸馏装置蒸馏获得。
C.b 氯化钙溶液
27.5g无水CaCl2/L。
C.c 氯化铁溶液
0.25gFeCl3·6H2O/L。
C.d 硫酸镁溶液
22.5MgSO4·7H2O/L。
C.e 磷酸盐缓冲溶液
pH＝7.2。将8.5g KH2PO4、21.75gK2HPO4、33.40gNa2HPO4·7H2O和1.70gNH4Cl溶解于约500ml水中，并稀释至1L。
C.f 接种物
从以下几方面有时可得到或培养出令人满意的接种物：取生活污水的上层液并在20℃贮存24－36h；从排放点收取下游的流水；或者对于工业废水所含有机物不能被生活污水菌种氧化的，在实验室培养驰化种菌的发展。
C.g 氢氧化钠溶液
50gNaOH/L。
C.h 亚硫酸钠溶液
1.575gNa2SO3/L，现用时现配。
D 稀释水的制备
将C(a)中的水以足够长的时间贮存在带棉塞的瓶内，在20℃以大气氧饱和，或用压缩机向瓶内通入经过滤除来自压缩机油污的空气[19L需要小于等于1h充气时间]。将所需容积的氧饱和水于合适的瓶中，并且于每L水中加磷酸盐缓冲液、MgSO4、CaCl2和FeCl3溶液各1ml。向稀释水接种接种物，所用体积是由检验的特选废水最为合适的用量经验值得来的。配制好的已接种的稀释水要在24h内使用。$$要定期地核查稀释水的质量。接种物的有效性和对特定化合物的分析技术，如果已知在污水中有此种化合物存在，对一般工作来说，或是核查用葡萄糖和谷氨酸的混合物〔各150mg/L)的分析技术，其BOD测定的95%应约为220±30mg/L；若有明显的偏离，就要检查水的质量、接种物的活性或分析技术。
E 水样的制备
在采集水样和开始分析之间的持续时间要尽可能的短。保持水样不接触大气氧。如果有必要，预先处理水样如下：
E.a 含有苛性碱或酸的水样
用稀H2SO4和5%NaOH中和水样到pH大约为7，用pH计或溴百里酚蓝作外指示剂。已接种的稀释水的pH值不能因水样稀释而改变。
E.b 含有余氯的水样
只要让水样静置1－2h，余氯就可能消失。如果无效，就用Na2SO3处理。为确定需要使用的量，把10ml HOAc(1+1)或H2SO4(1+49)和10ml 10%KI加入到1L水样中，用Na2SO3溶液滴定到淀粉碘的终点。把滴定指出的体积加入到水样中，用淀粉碘溶液检查小份水样来核查处理是否完全。
E.c 毒性物质
除去或中和。对毒性物质的试验如下：将等量的接种物加入到两套BOD瓶中。往每瓶中加入稀释水时，要为加不同数量的水样留有余地，以便使水样最终浓度为0.06，0.12，0.25，0.50，1.0，2.5，5，10，20和40%。中和水样，将所需体积的水样加入到两个平行样瓶中，并用稀释水冲满。稀释液配制后大约15min，测定第一组的溶解氧。三天后测定第二组的溶解氧。用溶解氧的氧量对浓度作图。溶解氧浓度改变的大小将取决于水样中可用的食物的量和水样的毒性。如果毒性是主要因素，高浓度时氧耗量将降低。
E.d 氧的过饱和
在冬季或藻类生长茂盛时可找到在20℃含氧大于等于9.2mg/L的水样。为防止在培养期间的氧损失，可在大约20℃把水样转移到半充满的瓶中，并且猛烈摇动而把氧含量减少到饱和状态。
F 测定
必须用已接种的稀释水来稀释水样，这样至少一次稀释液在经过5d检测期能达到溶解氧损耗为1mg/L(ppm)，而剩余的溶解氧不能减少到小于1mg/L。〕预先测定化学需氧量〔COD〕，26-7，可以作为估算BOD范围的依据。〕$$小心地把已接种的稀释水虹吸到1L或2L量杯内，达半满。加入充分混合好的一定体积的水样达到所要求的稀释度，并用稀释水充满至刻度。用柱塞式搅拌棒充分混合，要防止带入空气。如可能出现的BOD范围是大的，应制备几何级数系列的稀释液以包括可能的范围。在不断搅拌下将稀释的水样虹吸充满3个BOD瓶：1个用于培养，1个用于测定溶解氧含量；1个用于测定瞬时溶解需氧量〔IDOD〕。插入瓶塞时不能带入任何气泡。用在26-6A中指出的方法测定溶解氧。$$另一作法，制备稀释水样是用粗尖咀移液管把水样直接移入已知容量的BOD瓶内，并用已接种的稀释水充满。如果要求稀释度比例大于1：100，先在量杯内配制，然后加到BOD瓶中。$$将用于稀释水样的已接种的稀释水的体积配制成空白实验液，用来测定初始溶解氧含量。准备两个装有未接种的稀释水的BOD瓶作对比。将其中一个盖好瓶塞并用水封以供培养〔如果没有专用的水封瓶，可浸入水槽中水封〕，另一个瓶则要先测定溶解氧然后培养。如果获得的耗氧量小于等于0.2mg/L，这种稀释水的质量是令人满意的。耗氧量最好是小于等于0.1mg/L。但这数值不能用来作为空白校正。$$将准备好的混合物，水封；在20±1℃培养5d，并测定最后溶解氧含量。
G 计算
以mg/L(ppm)计算如下：$$瞬时溶解需氧量〔IDOD〕＝〔D0－D1〕/P$$当不需要接种时，BOD＝〔D1－D2〕/P$$当使用接种稀释时，BOD＝[〔D1－D2〕－〔B1－B2〕f]/P$$包括IDOD在内，如果很小或未检测，则BOD＝(D0－D2)/P$$式中：$$D0＝原稀释水的溶解氧〔DO〕；D1＝已稀释水样在配制后15min的DO；D2＝已稀释水样在培养后的DO；S＝未稀释的原始水样的DO；D0：在零时〔开始时〕稀释水中的有用的DO，DO＝D0p+SP；p；取用稀释水的小数位部分；P：取用水样的小数位部分；B1：培养前接种对照稀释液的DO；B2：培养后接种对照稀释液的DO；f：水样接种液和对照接种液之比 f＝D1接种液(%)/B1接种液(%)
H 说明
规定5d培养期，对测量未处理和已处理的生活污水的载氧量是令人满意的。但对于含有不易被生物氧化的有机物的废水可能使人产生误解。可用三种培养周期来研究一系列废水稀释液，将提供有关滞后周期的信息、接种体的适应性、生化氧化速度、最后需氧量、生化自净的适应性。特别重要的是5dBOD对最后需氧量的比。
