还在为难以精准掌控BOD5技术而发愁吗？质控样品五日生化需氧量测定准确性的技术关键在这里！
质控样品五日生化需氧量测定准确性的技术关键
吴丽娟, 胡晓乐
(南京市环境监测中心站, 江苏 南京 210013)
摘 要：五日生化需氧量质控样品的测定关系到该指标实际样品测定准确与否，本文通过环保部标样所定值样品的测定，对现行最新国标方法-稀释与接种法测定的全程质量控制技术关键进行了探讨，详细的叙述了质控样品的整个测定流程，在标准方法的基础上更加细化步骤。检查空白稀释水、操作中尽量不进入气泡以及严格控制培养温度，能够确保结果的准确度和精密度，为五日生化需氧量的分析测定提供一个准确可靠的保证。
关键字：五日生化需氧量;溶解氧；质控样品
中图分类号：X832 文献标识码：A
Key Technology of Determination of Standard Sample with Biochemical Oxygen Demand After Five Days
Wu Lijuan,Hu Xiaole
(Nanjing Environmental Monitoring Centre, Nanjing, Jiangsu 210013, China)
Abstract: The determination of standard sample with biochemical oxygen demand after Five days is an important index to determine the accuracy of environmental monitoring results. This paper introduced the key technology of the latest revised national standard method—dilution and inoculation method in the whole determination process of sample quality on the basis of the standard approach to more detailed steps. The accuracy in determining BOD5 can be guaranteed by checking up the diluted water，avoiding introduction of bubbles and controlling the cultivation temperature strictly. It provided a reliable guarantee for the determination.
Key words: biochemical oxygen demand after five days;dissolvedOxygen;standard sample
生化需氧量是指在好氧微生物作用下，水中有机物进行分解过程中所消耗水中溶解氧的量[1]。实际监测时，常控制在有机物的碳化阶段，也就是常说的“五日生化需氧量”，记作“BOD5”。我国现行的测定方法为HJ505-2009 稀释与接种法[2-3]，由于本法和微生物的作用息息相关，测定周期长，复测难度大，重现性比较差，即使是实验室内及实验室间的比对都难以做到百分之百在误差范围内。所以每一批样品都需要测定质控样品来对全程进行准确性的控制，质控样品在可控范围内，则实际样品的数据才真实可信[4]。
1. 实验部分
1.1仪器与试剂
带风扇的生化恒温培养箱：（LRH-250）,（20土1）℃,上海一恒科技公司；溶解氧测定仪（YSI 5000）：美国YSI公司；带水封的溶解氧瓶；用于分取样的虹吸管；盐溶液：磷酸盐缓冲溶液，硫酸镁溶液，氯化钙溶液，氯化铁溶液（配制方法参照HJ505-2009）；葡萄糖-谷氨酸标准溶液：将葡萄糖（C6H12O6，优级纯）和谷氨酸（HOOC-CH2-CH2-CHNH2-COOH，优级纯），在130℃干燥1 h，各称取150 mg溶于1000 mL水中，此溶液的BOD5为（210±20）mg/L，现用现配；质控样品：有证标准物质或环保部标样所派发的定值样品；实验用水为三级水（电阻率不小于0.2 MΩ∙cm）。
1.2实验步骤
按照有证标物给定的样品浓度范围，根据标准方法（HJ505-2009）的稀释要求，即样品稀释的程度应使消耗的溶解氧质量浓度不小于2mg/L，培养后样品中剩余溶解氧质量浓度不小于2 mg/L，且试样中剩余的溶解氧的质量浓度为开始浓度的1/3-2/3为最佳。确定2或3个合理的稀释倍数进行稀释，测定培养前溶解氧的质量浓度，在（20土1）℃于暗处培养5天，再测定培养后试样中溶解氧的质量浓度，由培养前后质量浓度之差计算每升样品的耗氧量，结果以BOD5表示[5]。
2. 结果讨论
2.1空白稀释水的要求[6]
在五日生化需氧量测定的标准方法（HJ505-2009）中对空白值做了规定，稀释法BOD5结果不能超过0.5mg/L，否则需要检查污染来源。在分析测定环境水样的时候，不论是地表水或废水，样品基本都能够自带微生物，所以只需要控制空白稀释水的上限即可。但是在分析质控样品的时候，由于样品本身是人为配制的特殊性，是无菌样品。在测定过程中，需要依靠空白稀释水中的微生物来进行生物氧化过程，空白稀释水过于洁净，微生物不足，该过程反应不完全，样品的测定值也会偏低，甚至出现空白值倒置的情况。
有证标准物质或定值样品的体积往往有限，开封后不易保存，所以对于空白稀释水的控制尤为重要，在测定之前一定要先对空白稀释水进行空白和自配葡萄糖-谷氨酸溶液的带标实验，当空白和带标值都满足要求时，方可进行测定。
2.2操作的注意事项
在BOD5的测定中，操作步骤繁多，每一步对于最后的测定值都有着至关重要的影响，所以操作过程中的细节也是决定成败的关键。
2.2.1 稀释水的准备及稀释过程
稀释水最好提前一天准备，在培养箱或者与培养箱温度接近的环境中敞口放置，使得温度和溶解氧得以平衡，使用前再加入四种盐溶液混匀（1.1），混匀过程要注意不带入气泡。
在取样稀释阶段，一定要用虹吸管缓慢取样、稀释，以免液体冲击引起溶解氧的变化，稀释好的水样转移至溶氧瓶中时，同样使用虹吸管沿瓶壁放入，充满溶氧瓶，如果在瓶壁发现有气泡，应用橡胶棒轻轻敲击，让气泡溢出后再进行初始溶氧的测定。表1为操作过程中对气泡影响考虑与否的对比实验，可以看出在混匀过程中大力搅拌以及不使用虹吸管分取液从而引入气泡对于五日后的溶氧值有显著的影响，BOD5的值明显偏低，平均降低了24%。
表1 气泡引入的对比实验
|
|
五日前DO(mg/L) |
五日后DO(mg/L) |
BOD5(mg/L) |
|
未引入气泡 |
8.55 |
4.93 |
195 |
|
8.58 |
4.82 |
204 |
|
|
8.59 |
4.67 |
213 |
|
|
引入气泡 |
8.58 |
5.68 |
146 |
|
8.58 |
5.30 |
168 |
|
|
8.58 |
5.62 |
149 |
2.2.2 培养过程
放入培养箱之前，加入水封，在五天的培养过程中，应定时关注水封的情况，一旦发现水封快干之前，需要及时补加，以免五天后试样体积减少，影响溶解氧的测定。此外，培养的温度要严格控制，如果达不到标准的要求，对测定值会产生干扰，结果见表2。
表2 培养箱温度对比实验
|
培养箱温度 |
五日前DO(mg/L) |
五日后DO(mg/L) |
BOD5(mg/L) |
|
实测温度20℃ |
8.55 |
4.93 |
195 |
|
8.58 |
4.82 |
204 |
|
|
8.59 |
4.67 |
213 |
|
|
实测温度18℃ |
8.58 |
5.34 |
166 |
|
8.57 |
5.27 |
154 |
|
|
8.56 |
5.52 |
166 |
2.3质控样品的测定
以我站两年来参与环保部标样所定值为例，两支环保部标样所的定值样品给出的浓度范围分别是50.0-120mg/L，45.0-70.0mg/L。根据作业指导书的要求，稀释剂为纯水，稀释倍数为25倍。按照实验步骤1.2拟进行2至3个稀释倍数的测定，结果如表3、表4所示。最终环保部标样所统计后的结果，定值样品1的值为78.9±6.8 mg/L，定值样品2的值为58.8±5.1mg/L，我们的结果均被采用。
表3 定值样品1的测定数据
|
编号 |
空白值 (mg/L) |
稀 释 比 |
培养前溶解氧 (mg/L) |
培养后溶解氧 (mg/L) |
水样浓度 (mg/L) |
|
1 |
0.40 |
20/300 |
9.55 |
3.50 |
85.2 |
|
2 |
15/300 |
9.55 |
5.03 |
82.8 |
|
|
3 |
10/300 |
9.55 |
6.37 |
83.8 |
|
|
4 |
0.43 |
20/300 |
9.34 |
3.70 |
78.6 |
|
5 |
15/300 |
9.31 |
4.99 |
78.2 |
|
|
6 |
15/300 |
9.31 |
4.75 |
83.0 |
|
|
7 |
0.22 |
20/300 |
9.33 |
3.80 |
79.9 |
|
8 |
20/300 |
9.35 |
3.97 |
77.6 |
|
|
9 |
15/300 |
9.33 |
5.10 |
80.4 |
|
|
10 |
0.39 |
15/300 |
9.56 |
5.18 |
80.0 |
|
11 |
15/300 |
9.57 |
3.89 |
79.6 |
|
|
12 |
20/300 |
9.54 |
3.94 |
78.4 |
表4 定值样品2的测定数据
|
编号 |
空白值 (mg/L) |
稀 释 比 |
培养前溶解氧 (mg/L) |
培养后溶解氧 (mg/L) |
水样浓度 (mg/L) |
|
1 |
0.26 |
25/300 |
9.03 |
3.56 |
62.8 |
|
2 |
20/300 |
9.05 |
4.94 |
60.1 |
|
|
3 |
20/300 |
9.05 |
4.76 |
60.7 |
|
|
4 |
0.23 |
25/300 |
9.00 |
3.73 |
60.7 |
|
5 |
25/300 |
8.96 |
3.96 |
57.5 |
|
|
6 |
20/300 |
9.03 |
4.79 |
60.4 |
|
|
7 |
0.41 |
20/300 |
8.89 |
4.57 |
59.1 |
|
8 |
25/300 |
8.90 |
3.38 |
61.7 |
|
|
9 |
20/300 |
8.87 |
4.55 |
59.1 |
3. 结论
通过对BOD5样品测定过程的经验积累及总结，优化了操作步骤，大量实验数据表明，质控样品的分析结果都能够在样品保证值的范围内，重现性好，准确性高，为BOD5的测定提供了可靠的质量保证，更加客观的反映出废水的污染强度和废水处理的效率。
参考文献
[1]谢姬弘.测定五日生化需氧量(BOD5)结果准确性的控制因素[J].山西建筑,2013,39(17):108-109
[2] HJ 505-2009 水质 五日生化需氧量(BOD5)的测定 稀释与接种法 [S]
[3]周婷,周勤,潘虹,谢争.BOD微生物传感器快速测定法的适用性探究.[J].现代科学仪器,2006,5:98-100
[4]邓玉梅,黄秋艳等.五日生化需氧量质控考核的探讨[J].轻工科技,2012,43(4): 117- 118.
[5]张钧,杨文武.水和废水中五日生化需氧量测定全程质量控制[J].环境科学与管理,2011,36(7) :139-141.
[6]周海燕,张晓郁.生化需氧量质控样品的测定方法研究 [J].环境科学与管理,2014,39(7):130-132
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