摘  要：本文探討了用微生物傳感器快速測(cè)定法對(duì)水中BOD的測(cè)定。實(shí)驗(yàn)表明，該方法的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均達(dá)到國(guó)   家規(guī)范要求，為BOD的測(cè)定提供了一種簡(jiǎn)便、可行的新方法。

1 前言

水中BOD是評(píng)價(jià)水體富營(yíng)養(yǎng)化時(shí)的重要指標(biāo)之一，一般采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 7488-1987的方法進(jìn)行測(cè)定，該方法分析周期長(zhǎng)，對(duì)實(shí)驗(yàn)人員的操作技術(shù)要求比較高，對(duì)于比較緊急的樣品往往不能及時(shí)報(bào)出數(shù)據(jù)，無(wú)法滿(mǎn)足客戶(hù)的要求;用微生物傳感器快速測(cè)定法安全可靠，精密度好，準(zhǔn)確度高,能在較短時(shí)間內(nèi)完成樣品的分析，及時(shí)報(bào)出分析數(shù)據(jù)。目前在國(guó)內(nèi)是一種新方法，可用于地面水、飲用水及廢水等的BOD測(cè)定，實(shí)驗(yàn)結(jié)果令人滿(mǎn)意，值得推廣。

2 方法原理［1］

BOD微生物傳感器是由氧電極和微生物菌膜構(gòu)成，當(dāng)含有飽和溶解氧的水樣與微生物傳感器接觸，水樣中溶解性氧可生化降解的有機(jī)物受到微生物菌膜中菌種的作用，使擴(kuò)散到氧電極表面上的質(zhì)量減少，當(dāng)水樣中可生化降解的有機(jī)物向菌膜擴(kuò)散速度(質(zhì)量)達(dá)到恒定時(shí)，此時(shí)擴(kuò)散到氧電極表面上氧的質(zhì)量也達(dá)到恒定，因此產(chǎn)生了一個(gè)恒定電流，由于恒定電流與水樣中可生化降解的有機(jī)物濃度的差值與氧的減少量存在定量關(guān)系，據(jù)此可換算出水樣中生物化學(xué)需氧量。

3 主要儀器和試劑

3.1主要儀器：賽普公司220B型微生物傳感器BOD快速測(cè)定儀。

3.2 試劑：分析過(guò)程中全部實(shí)驗(yàn)用水均使用純水，試劑均為分析純以上。所用玻璃儀器均需以鹽酸或硫酸(?＝20％)浸泡一晝夜，用水反復(fù)沖洗，最后用純水沖洗干凈。

3.2.1 0.5mol/l磷酸緩沖溶液:

3.2.2 0.5mol/l鹽酸溶液。

3.2.3 20g/l 氫氧化鈉溶液。

3.2.4 5000mg/l BOD 標(biāo)準(zhǔn)溶液。

4 實(shí)驗(yàn)步驟

4.1儀器條件［2］。開(kāi)機(jī)，調(diào)節(jié)響應(yīng)溫度至33℃，用0.005mol/l磷酸鹽緩沖溶液清洗微生物傳感器，使初始電流I0保持穩(wěn)定。

4.2工作曲線(xiàn)及樣品分析。選擇方法文件，編寫(xiě)樣品名稱(chēng)文件，編寫(xiě)質(zhì)量控制表，確定稀釋倍數(shù)，待初始電流平穩(wěn)后進(jìn)行曲線(xiàn)繪制和樣品分析。

5 結(jié)果與討論

5.1由0.005mol/l磷酸鹽緩沖溶液逐級(jí)稀釋?zhuān)渲瞥蓾舛葹?.0mg/l、5.0mg/l、10.0mg/l、25mg/l、50mg/l的BOD標(biāo)準(zhǔn)系列。進(jìn)行上機(jī)分析，以濃度標(biāo)準(zhǔn)液對(duì)應(yīng)的電流差值ΔI繪制工作曲線(xiàn)，實(shí)驗(yàn)進(jìn)行多次，值均在0.9993～1.0000之間，線(xiàn)性符合要求。

5.2 方法的檢出限

對(duì)24個(gè)低濃度樣品作全程序平行測(cè)定，并取4.6倍的標(biāo)準(zhǔn)偏差［3］得出本方法最低檢出限為1.4mg/l。

5.3 方法的精密度和準(zhǔn)確度

對(duì)某廢水的低、中、高三個(gè)點(diǎn)位進(jìn)行五次平行測(cè)定，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差在3.1%～4.1%之間，加標(biāo)回收率在93.0%～98.0%之間，對(duì)編號(hào)為00222國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)樣品進(jìn)行測(cè)定，平均值為98.8mg/l，相對(duì)誤差為3% 。

表1 精密度統(tǒng)計(jì)

測(cè)量值mg/l 平均值

mg/l SD RSD%
4.8 5.3 5.2 5.1 4.9 5.06 0.207 4.1
24.0 24.4 24.9 26.0 25.3 24.92 0.780 3.1
47.9 46.9 50.5 51.0 48.3 48.92 1.756 3.6

表2 準(zhǔn)確度統(tǒng)計(jì)

樣品編號(hào) 樣品濃度mg/l 加標(biāo)后濃度mg/l 加標(biāo)回收率%

1 7.5 17.1 96.0
2 12.3 22.1 98.0
3 18.6 27.9 93.0
4 11.4 20.9 95.0
5 28.1 37.8 97.0

注：
1、加標(biāo)回收率=(加標(biāo)后濃度-加標(biāo)前濃度)×100%/加標(biāo)量

2、加標(biāo)量：1ml 500mg/l標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)。

5.4 分析結(jié)果和傳統(tǒng)稀釋與接種法比較

為了檢驗(yàn)微生物快速分析法測(cè)定分析的結(jié)果與傳統(tǒng)方法的相關(guān)性，任選某廢水相同時(shí)間、相同點(diǎn)位的樣品用微生物快速法與BOD5進(jìn)行比較。結(jié)果(見(jiàn)表3)相對(duì)偏差小于10%，證明數(shù)據(jù)合理，方法可靠。

點(diǎn)位 微生物快速法測(cè)量值mg/l 傳統(tǒng)法BOD5 mg/l 相對(duì)偏差 %

1# 2.7 3.2 8.5
2# 15.1 14.5 2.0
3# 21.5 22.3 1.8
4# 25.4 24.2 2.4
5# 40.3 47.1 7.7
6# 33.8 37.8 5.6
7# 106.3 103.5 1.3

5.5 響應(yīng)溫度和響應(yīng)時(shí)間對(duì)結(jié)果的影響

本實(shí)驗(yàn)所要求的響應(yīng)溫度和響應(yīng)時(shí)間是關(guān)鍵條件，否則都會(huì)使測(cè)定結(jié)果偏低，工作曲線(xiàn)也達(dá)不到要求，當(dāng)溫度過(guò)高或過(guò)低時(shí)，微生物的活性受到制約。33℃為最佳溫度設(shè)定，冬天可設(shè)置到34℃。當(dāng)響應(yīng)時(shí)間過(guò)低時(shí)，還沒(méi)有來(lái)得及反應(yīng)，到八分鐘之后趨于平衡。

5.6 pH值的影響

由于儀器的微生物傳感器，對(duì)pH值在4～10之間的被測(cè)樣品有最佳的響應(yīng)，因此，測(cè)定前先將待測(cè)樣品調(diào)節(jié)其pH約為7，后加緩沖溶液，如果超出則影響微生物的活性，從而使結(jié)果偏高。

5.7 其他干擾

 對(duì)于醫(yī)院廢水(含余氯)和電鍍廢水、線(xiàn)路板廢水等樣品，由于含對(duì)微生物膜內(nèi)菌種有毒害作用的Cu、Zn、Cd、Cr、Hg、Ce、Pb、Sn等離子，經(jīng)初步探索, 用本方法會(huì)產(chǎn)生較大的誤差，建議采用傳統(tǒng)稀釋接種法進(jìn)行測(cè)定。對(duì)于海洋樣品，由于鹽度對(duì)膜內(nèi)菌群也有毒害作用，不能用此方法，建議用傳統(tǒng)方法(五日培養(yǎng)法)進(jìn)行測(cè)定。

6 結(jié)論

本實(shí)驗(yàn)采用微生物快速分析方法測(cè)定水質(zhì)中的BOD含量,精密度好，準(zhǔn)確度高，克服了傳統(tǒng)方法繁瑣復(fù)雜、耗時(shí)、費(fèi)力等缺點(diǎn)，是一種先進(jìn)、可靠的分析方法。但是有一定局限性,對(duì)于醫(yī)院廢水(含余氯)和電鍍廢水、線(xiàn)路板廢水、海洋等樣品用本方法會(huì)產(chǎn)生較大誤差,有待進(jìn)一步探討研究。

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