一、目的和要求

(1)了解生物化学需氧量（BOD）测定的意义及稀释法测定BOD的基本原理。

(2）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。

二、原理

生物化学需氧量是指在好氧条件下，微生物分解有机物质的生物化学过程中所需要的溶解氧量。

根据参加反应的物质和最终生成的物质，可用下面的反应式概括生物化学反应过程：

                                  酶

3C₆H₁₂O₆＋8O₂十2NH3——→2C₅H₇O₂N＋8CO₂↑十14H₂O

               O2

有机污染物——→CO2↑＋H2O＋NH3↑

             微生物

微生物分解有机物是一个缓慢的过程，要把可分解的有机物全部分解常需要20d以上的时间，微生物的活动与温度有关，所以测定生化需氧量时，常以20℃作为测定的标准温度。一般来说，在第五天消耗的氧量大约是总需氧量的70%，为便于测定，目前国内外普遍采用20℃培养5d所需要的氧作为指标，以氧的mg/L表示，简称BODS。

水体发生生物化学过程必须具备以下条件：

(1) 水体中存在能降解有机物的好氧微生物。对于易降解的有机物，如糖类（碳水化合物）、脂肪酸、油脂等，一般微生物均能将其降解；如硝基或磺酸基取代芳烃等，则必须进行生物菌种驯化。

(2) 有足够的溶解氧。为此，实验用的稀释水要充分曝气以达到氧的饱和或接近饱和。稀释还可以降低水中有机污染物的浓度，使整个分解过程在有足够的溶解氧的条件下进行。

(3) 有微生物生长所需的营养物质。本实验加入了一定量的无机营养物质，如磷酸盐、钙盐、镁盐和铁盐等。

稀释法测定BOD是将水样经过适当稀释后，使其中含有足够的溶解氧供微生物5d生化需氧的要求，将此水样分成两份：一份测定培养前的溶解氧；另一份放入20℃恒温箱内培养5d后测定溶解氧，两者的差值即为BOD5。

水中有机污染物的含量越高，水中溶解氧消耗越多，BOD值也越高，表明水质越差。BOD是一种量度水中可被生物降解部分有机物（包括某些无机物）的综合指标，常用来评价水体有机物的污染程度，并已成为污水处理过程中的一项基本指标。

三、仪器与试剂

(1) 恒温培养箱［(20±1)℃]。

(2) 20L细口玻璃瓶。

(3) 抽气泵（或无油压缩泵）。

(4）特制搅拌棒，在玻棒下端装一个2mm厚，大小和量筒相匹配的有孔橡皮片。

(5) 250一300mL碘量瓶。

(6) 氯化钙溶液。称取27. 5g无水氯化钙，溶于水中，稀释至1L。

(7）三氯化铁溶液。称取0. 25g三氯化铁（FeC1₃·6H₂O)，溶于水中，稀释至1L。

(8）硫酸镁溶液。称取22. 5g硫酸镁（MgSO4·7H₂0),溶于水中，稀释至1L。

(9) 磷酸盐溶液。称取8. 5g磷酸二氢钾（KH2 PO4) , 21. 75g磷酸氢二钾(K2 HPO4) ,33. 4g磷酸氢二钠（Na₂HPO4·7H2O）和1. 7g氯化铵(NH₄ Cl)，溶于水中，稀释至1L，此溶液的pH应为7.2。

(10）葡萄糖－谷氨酸溶液。分别称取150mg葡萄糖和谷氨酸（均于130℃烘过1h)，溶于水中，稀释至1L。

(11) lmol盐酸溶液。

(12) lmol氢氧化钠溶液。

(13）稀释水。在20L玻璃瓶内加入18L水，用抽气泵或无油压缩机通入清洁空气2-8h，使水中溶解氧饱和或接近饱和（(20℃时溶解氧大于8mg/L)。使用前，每升水中加入氯化钙溶液、三氯化铁溶液、硫酸镁溶液和磷酸盐溶液各1mL,混匀。稀释水pH应为7. 2, BOD5值应小于0.2mg/L;

(14）接种稀释水。取适量生活污水于20℃放置24—36h，上层清液即为接种液，每升稀释水中加入1-3mL接种液即为接种稀释水。对某些特殊工业废水最好加入专门培养驯化过的菌种。

(15) 其他溶液。与碘量法测定溶解氧实验相同的硫酸锰溶液、碱性碘化钾溶液、浓硫酸、0. 025mo1硫代硫酸钠标准溶液和1％的淀粉溶液（详见实验4)。

四、实验步骤

1．水样的采集、储存和预处理

(1) 采集水样于适当大小的玻璃瓶中（根据水质情况而定），用玻璃塞塞紧，且不留气泡。采样后，需在2h内测定；否则应在4℃或4℃以下保存，且应在采集后10h内测定。

(2）用lmol氢氧化钠或lmol盐酸溶液调节pH为7.2。

(3) 游离氯大于0.10mg/L的水样，加亚硫酸钠或硫代硫酸钠除去[见注意事项（1)。

(4）确定稀释倍数［见注意事项（(2)]。

2．水样的稀释

根据确定的稀释倍数，用虹吸法把一定量的污水引入1L量筒中，再沿壁慢慢加入所需稀释水（接种稀释水），用特制搅拌棒在水面以下慢慢搅匀（不应产生气泡）。然后沿瓶壁慢慢倾入两个预先编号、体积相同的（250mL)碘量瓶中，直到充满后溢出少许为止。盖严瓶口并水封，注意瓶内不应有气泡。

用同样方法配制另两份稀释比水样。

3．对照样的配制

另取两个有编号的碘量瓶加入稀释水或接种水作为空白。

4. 培养

将各稀释比的水样、稀释水（接种稀释水）空白各取一瓶放人（20±1)℃的培养箱内培养5d，培养过程中需每天添加封口水。

5. 溶解氧的测定

参见实验4。

(1) 用碘量法测定未经培养的各份稀释比的水样和空白水样中的剩余溶解氧。

(2) 用同样方法测定经培养5d后，各份稀释水样和溶解水样中的剩余溶解氧。

五、数据处理

根据公式计算BOD5，并以表格形式表示测定数据和结果。

BOD5浓度( 以O2计）(mg/L)=[(D1—D2)—（B1—B2)×f1]/f2

式中：D1—稀释水样培养前的溶解氧量，mg/L;

D2—稀释水样培养5d后残留溶解氧量，mg/L;

B1—稀释水（或接种稀释水）培养前的溶解氧量，mg/L;

B2—稀释水（或接种稀释水）经培养5d后残留溶解氧量，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。

六、注意事项

(1) 为除去水样中游离氯而加入亚硫酸钠或硫代硫酸钠的量可用实验方法得到。取100. 0mL待测水样于碘量瓶中，加入1mL 1％硫酸溶液、1mL 10％碘化钾溶液，摇匀，以淀粉为指示剂，用标准硫代硫酸钠或亚硫酸钠溶液滴定，计算100mL水样所需硫代硫酸钠溶液的量，推算所用水样应加入的量。

(2) 稀释比应根据水中有机物的含量来确定：

① 较为清洁的水样，不需稀释。

② 污染严重的水样，稀释100-1000倍。

③ 常规沉淀过的污水，稀释20-100倍。

④ 受污染的河水，稀释0-v4倍。

⑤ 性质不了解的水样，稀释倍数从COD值估算，取大于酸性高锰酸盐指数值的1/4，小于CODCr值的1/5。原则上，是以培养后减少的溶解氧占培养前溶解氧的40%-70％为宜。

(3) 本实验操作最好在20℃左右室温下进行，实验用稀释水和水样应保持在20℃左右。

(4）所用试剂和稀释水如发现混浊有细菌生长时，应弃去重新配制，或用葡萄糖一谷氨酸标准溶液校核。当测定2％稀释度的葡萄糖一谷氨酸标准溶液时，若BOD5超过（200±37)mg/L，则说明试剂或稀释水有问题或操作技术有问题。