生活污水与工业废水中含有大量的有机物，这些有机物在水体中分解时要消耗大量溶解氧，从而破坏水体中氧的平衡，使水质恶化。通常水体中的有机物成分复杂，难以一一测定，人们常常利用水中有机物在一定条件下所消耗的氧来间接表示水体中有机物的含量，生化需氧量就属于这类重要指标。

生化需氧量的经典测定方法，是稀释接种法。本次任务学习，我们要了解BOD₅测定的基本原理及意义，掌握本方法操作技能，如稀释水的制备、稀释倍数选择、稀释水的校核和溶解氧的测定等。

生化需氧量测定时，是指在好氧条件下，微生物分解水中的某些可氧化物质、特别是有机物所进行的生物化学过程所消耗的溶解氧量。这个生化全过程进行的时间很长，如在20℃下培养，完成此过程需100多天。目前国内外都采用20±1℃培养5d作为检验指标，分别测定样品培养前后的溶解氧，二者之差称为五日生化需氧量(BOIL)，以氧的mg/L表示。

本方法适用于BOD₅大于或等于2mg/L且不超过6000mg/L的水样。BOD₅大于6000mg/L的水样仍可用本方法，但由于稀释会造成误差，有必要对测定结果做慎重的说明。本方法得到的结果是生物化学和化学作用共同产生的结果，它们不像单一的、有明确定义的化学过程那样具有严格和明确的特性，但是它能提供用于评价各种水样质量的指标。

在好氧条件下，微生物分解水中的有机物质，根据参加反应的物质和最终生成的物质，可用下列的反应式来概括生物化学反应过程：

对某些地面水及大多数工业废水，因含较多的有机物，需要稀释后再培养测定，以降低有机物浓度并保证有充足的溶解氧。稀释的程度应使培养中所消耗的溶解氧大于2mg/L剩余溶解氧在1mg/L以上。

为保证水样稀释后有足够的溶解氧，稀释水通常要通入空气进行曝气(或通入氧气)，使稀释水中溶解氧接近饱和。稀释水中还应加入一定量的无机营养盐和缓冲物质(磷酸盐、钙、镁和铁盐等)，以保证微生物生长的需要。

对于不含或少含微生物的工业废水，其中包括酸性废水、碱性废水、高温废水或经过氯化处理的废水，在测定BOD时应进行接种，以引入能分解废水中有机物的微生物。当废水中存在着难以被一般生活污水中的微生物以正常速度降解的有机物或含有剧毒物质时，应将驯化后的微生物引入水样中进行接种。

[任务实施]

一、仪器与试剂

1．仪器

(1)恒温培养箱(20℃±10℃)。

(2) 5～20L细口玻璃瓶。

(3)1000～2000m1量筒。

(4)玻璃搅棒：棒的长度应比所用量筒高度长200mm。在棒的底端固定一个直径比量筒底小、并带有几个小孔的硬橡胶板。

(5)溶解氧瓶：250～300ml之间，带有磨口玻璃塞并具有供水封用的钟形口。

(6)虹吸管，供分取水样和添加稀释水用。

2．试剂

(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七水合磷酸氢二钠(Na₂HPO₄·7H₂O)和1.7g氯化铵(NH₄Cl)溶于水中，稀释至1000m1。此溶液的pH应为7.2。

(2)硫酸镁溶液

将22.5g七水合硫酸镁(MgSO₄·7H₂O)溶于水中，稀释至1000m1。

(3)氯化钙溶液

将27.5g无水氯化钙溶于水中，稀释至1000ml。

(4)氯化铁溶液

将0.25g六水合氯化铁(FeCl₃·6H₂O)溶于水中，稀释至1000ml。

(5)盐酸溶液(0.5mol/L)

将40ml盐酸(σ=1.18g/ml)溶于水中，稀释至1000ml。

(6)氢氧化钠溶液(0.5mol/L)

将20g氢氧化钠溶于水中，稀释至1000m1。

(7)亚硫酸钠溶液(1/2Na₂SO₃=0.025mol/L)

将1.575g亚硫酸钠溶于水中，稀释至1000m1。此溶液不稳定，需每天配制。

(8)葡萄糖一谷氨酸标准溶液

将葡萄糖(C₆H₁₂O₆)和谷氨酸(HOOC-CH₂-CH₂-CHNH₂-COOH)在103℃干燥1h后，各称取150mg溶于水中，移入1000m1容量瓶内并稀释至标线，混合均匀。此标准溶液临用前配制。

(9)稀释水

在5～20L玻璃瓶内装入一定量的水，控制水温在20℃左右。然后用无油空气压缩机或薄膜泵，将吸入的空气先后经活性炭吸附管及水洗涤管后，导入稀释水内曝气2～8h，使稀释水中的溶解氧接近于饱和。停止曝气亦可导入适量纯氧。瓶口盖以两层经洗涤晾干的纱布，置于20℃培养箱中放置数小时，使水中溶解氧含量达8mg/L左右。临用前每
升水中加入氯化钙溶液、氯化铁溶液、硫酸镁溶液、磷酸缓冲溶液各1ml，并混合均匀。

图8-12 稀释水曝气充氧装置

稀释水的pH应为7.2，其BOD₅应小于0.2mg/L。

(10)接种液

可选择以下任一方法，以获得适用的接种液。

①城市污水，一般采用生活污水，在室温下放置一昼夜，取上清液供用。

②表层土壤浸出液，取l00g花园或植物生长土壤，加入1L水，混合并静止10min取上清液供用。

③用含城市污水的河水或湖水。

④污水处理厂的出水。

⑤当分析含有难于降解物质的废水时，在其排污口下游3～8km处取水样作为废水的驯化接种液。如无此种水源，可取中和或经适当稀释后的废水进行连续曝气，每天加入少量该种废水，同时加入适量表层土壤或生活污水，使能适应该种废水的微生物大量繁殖。当水中出现大量絮状物，或检查其化学需氧量的降低值出现突变时，表明适用的微生物已进行繁殖，可用做接种液。一般驯化过程需要3～8d。

(11)接种稀释水

分取适量接种液，加于稀释水中，混匀。每升稀释水中接种液加入量为：生活污水1～10ml；或表层土壤浸出液20～30m1；或河水、湖水10～100ml。

接种稀释水的pH值应为7.2，BOD₅值以在0.3～1.0mg/L之间为宜。接种稀释水配制后应立即使用。