五日生化需氧量(BOD5)的测定

出处：按学科分类—工业技术 中国轻工业出版社《皮革工业手册制革分册》第657页（4328字）

1．原理

将注满水样的溶解氧瓶(培养瓶)塞严使不透气，在恒温下培养五天。培养前后分别测定溶解氧浓度，由两者的差值算出每升水样消耗氧的质量，即BOD₅值。

由于多数水样中含有较多需氧物质，需在培养前对水样进行稀释。稀释的程度应使培养中所消耗的溶解氧(DO)大于2mg／L，而剩余DO在1mg／L以上。稀释水通常要通入空气进行曝气，使其中溶解氧接近饱和。稀释水中还加入一定量的无机营养盐的缓冲物质(磷酸盐、钙、镁的铁盐等)，以保证微生物生长的需要。

对于不含或含微生物很少的废水，应进行接种，引入能分解废水中有机物的微生物。

在测定BOD₅的同时，需用葡萄糖和谷氨酸标准溶液完成验证试验。

2．试剂

除测定溶解氧的试剂外，尚需配制：

(1)盐溶液：以下四种溶液贮存在玻璃瓶内，置于暗处，至少可稳定一个月。发现有生物滋长迹象，应弃去。

①磷酸盐：缓冲溶液。

将8．5g磷酸二氢钾(KH₂PO₄)、21．75g磷酸氢二钾(K₂HPO₄)、33．4g七水磷酸氢二钠(Na₂HPO₄·7H₂O)和1．7g氯化铵(NH₄CI)溶于约500mL水中，稀释至1000mL并混匀。溶液pH值应为7．2。

②七水硫酸镁：22．5g／L溶液。

将22．5g的七水硫酸镁(MgSO4·7H₂O)溶于水中，稀释至1000mL并混匀。

③氯化钙：27．5g／L溶液。

将27．5g的无水氯化钙(CaCl₂)(若用水合氯化钙，要取相当的量)溶于水，稀释至1000mL并混匀。

④六水氯化铁(Ⅲ)：0．25g／L溶液。

将0．25g六水氯化铁(Ⅲ)(FeCl₃·6H₂O)溶解于水中，稀释至1000mL并混匀。

(2)稀释水。

取以上四种盐溶液各1mL，加入约500mL水中，稀释至1000mL并混匀。将此溶液置于20℃下恒温，曝气1h以上，确保溶解氧浓度不低于8mg／L。此溶液的5日生化需氧量不大于0．2mg／L。此溶液应在8h内使用。

曝气时要使水不被有机物质、氧化或还原性物质或金属污染。建议用压缩空气瓶，或采用隔膜泵压缩机，使空气不接触润滑油并经过滤和洗涤。或用真空式射水吸气管曝气。

(3)接种的稀释水：制革废水一般含有足够的微生物，不需另行接种。如水样不含有足够的合适性微生物，可向每升稀释水中加1～5mL生活污水，作为微生物的接种。将已接种的稀释水在约20℃下保存，8h后尽早使用。

已接种的稀释水的5日(20℃)耗氧量应在每升0．3～1．0mg之间。

(4)HCl溶液：0．5mol·L^－1。

(5)NaOH溶液：20g／L。

(6)Na₂SO₃溶液：1．575g／L。此溶液不稳定，需当天配制。

(7)葡萄糖－谷氨酸标准溶液：将无水葡萄糖(C₆H₁₂O₆)和谷氨酸(HOOC－CH₂－CH₂－CHNH₂－COOH)在103℃干燥1h后，各称取150±1mg，溶于蒸馏水中，稀释至1000mL并混匀。此溶液于临用前配制。

3．仪器

(1)培养箱：能控制在20±1℃。

(2)溶解氧瓶(培养瓶)：细口玻璃瓶，容量在250～300mL之间，带有磨口玻璃塞，并具有供水封用的钟形口，最好是直肩的。

(3)用于样品运输和贮藏的冷藏手段(0～4℃)。

(4)稀释容器：带塞玻璃瓶，刻度精确到毫升，其容积大小取决于使用稀释样品的体积，或用1000mL量筒。

4．操作步骤

(1)样品的贮存和预处理

样品需充满并密封于瓶中，在2～5℃保存到分析时。一般应在采样后6h内测定。若需远距离转运，任何情况下贮存不超过24h。

样品的中和：如果样品的pH不在6～8之间，先做单独试验，确定需用的盐酸或氢氧化钠溶液的体积，再中和样品，不管有无沉淀形成。

含游离氯或结合氯的样品：加入亚硫酸钠溶液，注意避免加过量(刚使淀粉－碘化钾不变蓝)。

过饱和溶解氧的样品：将水样温度升至约20℃，在半充满的容器内充分摇动，以赶出过饱和的溶解氧。

(2)水样的稀释

稀释倍数的确定：根据预期BOD5值，按表5－8确定稀释比。

若BOD₅值难于预选估计，可由重铬酸钾法测得的COD值分别乘以0．075、0．15、0．225，算出三个稀释倍数。配制三个不同稀释比的培养液，最后选取符合要求条件的测定结果。

表5－8 测定BOD₅时建议稀释的倍数

表中：R－河水；E－生物净化过的污水；S－澄清过的污水；C－原污水；Ⅰ－严重污染的工业污水。

按选定的稀释比例配制培养液：将需要量的水样用虹吸法沿器壁引入稀释容器或量筒，用稀释水或接种稀释水稀释，小心混匀，避免产生气泡。

若采用的稀释比大于100，将分两步或几步进行稀释。

(3)测定

培养液装瓶：将稀释后的水样用虹吸法充满两个培养瓶至稍溢出，加塞，瓶内不应留有气泡。如有三种稀释比的培养液则装6瓶。

平行空白实验：按同样方法装两瓶，用稀释水或接种稀释水(空白溶液)。

将瓶子分成两组，每组都含有选定稀释比的稀释水样(培养液)和空白溶液。当天测定第一组中每瓶的溶解氧浓度。另一组瓶放于20℃培养箱内，在暗中放置5天后，测定每瓶的溶解氧浓度。

5．结果的表示

被测定溶液若满足以下条件，表明选定的稀释比恰当，测定结果可靠。即培养5天后：

剩余DO≥1mg／L；

消耗DO≥2mg／L。

若不能满足以上条件，应舍掉该组结果。若有几种稀释比所得数据均符合以上条件，则几种稀释比所得结果均有效，以其平均值表示检测结果。

式中 ρ₁——培养液(稀释后的水样)当天的溶解氧浓度(mg／L)；

ρ₂——培养液培养5天后的溶解氧浓度(mg／L)；

ρ₃——空白溶液当天的溶解氧浓度(mg／L)；

ρ₄——空白溶液培养5天后的溶解氧浓度(mg／L)；

f₁——稀释水(或接种稀释水)在培养液中所占比例；

f₂——水样在培养液中所占比例。

6．验证试验

将20mL葡萄糖－谷氨酸标准溶液用接种稀释水稀释至1000mL，并按前述试验步骤进行测定。

得到的BOD₅应在180～230mg／L之间。否则，应检查接种稀释水。如果必要，还应检查分析人员的技术。

验证试验与试验样品同时进行。

7．注意事项

(1)玻璃器皿应彻底洗净。先用洗涤剂浸泡清洗，然后用稀盐酸浸泡，最后依次用自来水、蒸馏水洗净。不能沾附有毒的或生物可降解的化合物。

(2)若只需要测定有机物降解的耗氧量，需加入硝化抑制剂。为此在每升稀释水样中加入1～2mL浓度为50mg／L的烯丙基硫脲(ATU，C₄H₈N₂S)溶液或一定量的固定在氯化钠(NaCl)上的α－氯代－6一三氯甲基吡啶(TCMP，Cl－C₅H₃N－CCl₃)，使TCMP在稀释样品中的浓度大约为0．5mg／L。

(3)本方法适用于BOD₅≥2mg／L并且不超过6000mg／L的水样。BOD₅大于6000mg／L的水样仍可用本方法，但会因稀释造成误差，应对测定结果慎重说明。