实验八 水中生物化学需氧量的测定

实验八 水中生物化学需氧量的测定（碘量法） 水中生物需氧量BOD5的测定 （碘量法） 一、原理 生化需氧量是指在一定条件下，微生物分解水中有机物质所进行的生物化学过程中消耗溶解氧的量。分别测定水样培养前的溶解氧含量和在（20±1）℃培养5天后的溶解氧含量，两者之差即为五日生化过程所消耗的氧量（BOD5），以mgO2/L表示。     对于某些地面水及大多数工业废水、生活污水，因含较多的有机物，需要稀释后再培养测定，以降低其浓度，保证降解过程在有足够溶解氧的条件下进行。具体水样稀释倍数可借助于高锰酸钾指数或化学需氧量（COD）推算。     对于不含或少含微生物的工业废水，在测定BOD5时应进行接种，以引入能分解废水中有机物的微生物。 当废水中存在难于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，应接种经过驯化的微生物。     如生化需氧量<7mgO2/L时，可直接测定水样在20°C培养5天前后的溶解氧减少量，即为BOD520（BOD5）。   如生化需氧量>7mgO2/L时，由于水中有机物含量多、溶解氧有限，则在培养之前必须用含有一定养份和饱和溶解氧的水（稀释水）稀释，使培养后减少的DO至少是2mg/L，水中剩余的DO最好在1mg/L 以上，这样的稀释量才能得到可靠的结果。 三、方法的适用范围     本方法适用于测定BOD5大于或等于2mg/L，最大不超过6000mg/L的水样。当水样BOD5大于6000mg/L时，会因稀释带来一定的误差。 四、仪器 （1）恒温培养箱（20℃±l℃）； （2）5~20L下口玻璃瓶； （3）1000mL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。 五、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）溶于蒸馏水中，稀释至1000mL，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）溶于蒸馏水中，稀释至1000mL。 （3）氯化钙溶液：将27.5g无水氯化钙溶于蒸馏水，稀释至1000mL。 （4）氯化铁溶液：将0.25g六水合氯化铁（FeCl3·6H2O）溶于蒸馏水，稀释至1000mL。 （5）盐酸溶液（0.5mol/L）：将40mL（ρ=l.18g/mL）盐酸溶于蒸馏水，稀释至1000mL。 （6）氢氧化钠溶液（0.5mol/L）：将20g氢氧化钠溶于蒸馏水，稀释至1000mL。 （7）亚硫酸钠溶液（1/2Na2SO3=0.025mol/L）：将1.575g亚硫酸钠溶于蒸馏水，稀释至1000mL。此溶液不稳定，现用现配。 （8）葡萄糖-谷氨酸 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 溶液：将葡萄糖（C6H12O6）和谷氨酸（HOOC-CH2-CH2-CHNH2一COOH）在103℃干燥1h后，各称取150mg溶于水蒸馏中，移入1000mL容量瓶内并稀释至标线，混合均匀，用前配制。 （9）稀释水：在5~20L玻璃瓶内装入一定量的蒸馏水，控制水温在 20℃左右。然后用无油空气压缩机、薄膜泵或抽水曝气装置（见图4—28），将吸入的空气先后经活性炭吸附管及水洗涤管后，导入瓶内曝气2~8h，使瓶中水的溶解氧接近于饱和。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、磷酸盐缓冲溶液各1mL，混合均匀。稀释水的pH值应为7.2，其BOD5应小于0.2mg/L 图 4—28 稀释水曝气装置 （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100g花园或植物生长土壤，加入1L水，混合并静置10min。取上清液供用。 ③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，在其排污口下游适当距离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化学需氧量去除率有较大提高时，表明适用的微生物已进行繁殖，可用作接种液。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20~30mL；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。配制后应立即使用。 六、分析步骤 1．水样的预处理 （1）水样的pH若超出6.5~7.5范围时，可用盐酸或氢氧化钠稀溶液调节pH近于7，但用量不要超过水样体积的0.5%。若水样的酸度或碱度很高，可改用浓度高的碱或酸液进行中和。 （2）水样中含有铜、铅、锌、镉、铬、砷，氰等有毒物质时，可使用经驯化的微生物接种液的稀释水进行稀释，或提高稀释倍数以减少毒物的浓度。 （3）含有少量游离氯的水样，一般放置1~2h，游离氯即可消失。对于游离氯在短时间不能消散的水样，可加入亚硫酸钠溶液除去。其加入量确定方法为：取己中和好的水样100mL，加入（1+1）乙酸10mL，10%碘化钾溶液1mL，混匀。以淀粉溶液为指示剂，用亚硫酸钠溶液滴定游离碘。由亚硫酸钠溶液消耗的体积，计算出水样中应加亚硫酸钠溶液的量。 （4）从水温较低的水域或富营养化的湖泊中采集的水样，可遇到含有过饱和溶解氧，此时应将水样迅速升温至20℃左右，在不使满瓶的情况下，充分振摇，并时时开塞放气，以赶出过饱和的溶解氧。 从水温较高的水域或废水排放口取得的水样，则应迅速使其冷却至20℃左右，并充分振摇，使与空气中氧分压接近平衡。 2．不经稀释水样的测定 （1）溶解氧含量较高、有机物含量较少的地表水，可不经稀释而直接以虹吸法将约20℃的混匀水样转移入两个溶解氧瓶内，转移过程中应注意不产生气泡。以同样的操作使两个溶解氧瓶充满水样后溢出少许，加塞。瓶内不应留有气泡。 （2）其中一瓶随即测定溶解氧，另一瓶的瓶口进行水封后，放入培养箱中，在20℃士1℃培养5d。在培养过程中注意添加封口水。 （3）从开始放入培养箱算起，经过五昼夜后，弃去封口水，测定剩 余的溶解氧。 平行做两份水样，取其平均值。 溶解氧的测定按分析步骤要求进行。 3．需经稀释水样的测定 （1）稀释倍数的确定：可按下述计算方法计算稀释倍数。 地表水：由水样的高锰酸盐指数与一定的系数的乘积求得稀释倍数，见表4一11。 表 4—11 由高锰酸盐指数与一系数的乘积求得的稀释倍数 高锰酸盐指数/ mol·L-1 系数 高锰酸盐指数/ mol·L-1 系数 <5 5-10 —— 0.2、0.3 10-20 >20 0.4、0.6 0.5、0.7、1.0 工业废水：由水样的COD值来确定，通常需作三个稀释比。 使用稀释水时，由COD值分别乘以系数0.075，0.15，0.225，即获 得三个稀释倍数。 使用接种稀释水时，则分别乘以0.075，0.15和0.25三个系数。   如无现成的高锰酸钾盐指数或COD值的资料，一般污染较严重的废水（如工业废水）可稀释成0.1%-1%；对于普通和沉淀过的污水可 稀释成1%-5%；生物处理后的出水可稀释成5%-25%；对污染的河水可稀释成25%-100%。 （2）稀释操作    一般稀释法：按照选定的稀释比例，用虹吸法沿量筒壁先引入部分稀释水（或接种稀释水）于1000mL的量筒中，加入需要量的均匀水样，再加入稀释水（或接种稀释水)至800mL，用带胶板的玻璃棒小心上下搅匀。搅拌时勿使搅棒的胶板露出水面，防止产生气泡。    按不经稀释水样的测定相同操作步骤进行装瓶、测定当天溶解氧和培养5d后的溶解氧。做两份平行样，取其平均值。    另取两个溶解氧瓶，用虹吸法装满稀释水（或接种稀释水）作为空白试验。测定5d前后的溶解氧。    直接稀释法：直接稀释法是在溶解氧瓶内直接稀释。在已知两个容积相同（ΔV<1mL)的溶解氧瓶内，用虹吸法加入部分稀释水（或接种稀释水），再加入根据瓶容积和稀释比例计算出的水样量，然后用稀释水（或接种稀释水）使刚好充满，加塞，勿留气泡于瓶内。其余操作与一般稀释法相同。    BOD5测定中，当水样NO2- N浓度大于0.1mg/L时，可采用叠氮化钠改良法消除干扰。     叠氮化钠改良法测溶解氧：用1%叠氮化钠碱性碘化钾溶液（将1g叠氮化钠NaN3溶于4mL蒸馏水中，用碱性碘化钾溶液稀释至100mL）代替碘量法中的碱性碘化钾溶液，其它同碘量法。 七、计算 1．不经稀释直接培养的水样 BOD5(mg/L)= C1 – C2          式中，C1—水样在培养前的溶解氧浓度（mg/L）； C2—水样经5d培养后，剩余溶解氧浓度（mg/L）。 2 经稀释后培养的水样 （C1- C2）- (B1-B2)f1 BOD5(mg/L)= ───────────   f2 式中，B1—稀释水（或接种稀释水）在培养前的溶解氧（mg/L）； B2—稀释水（或接种稀释水）在培养后的溶解氧（mg/L）； f1—稀释水（或接种稀释水）在培养液中所占的比例； f2—水样在培养液中所占的比例。 注：f1、f2的计算：例如培养液的稀释比为3%，即3份水样，97份稀释水，则f1=0.97，f2=0.03。 、实验结果 记录 混凝土 养护记录下载土方回填监理旁站记录免费下载集备记录下载集备记录下载集备记录下载 不经稀释水样编号 1 2 5天前溶解氧C1/mgO2·L-1   5天后溶解氧C2/ mgO2·L-1     水样BOD5 /mg·L-1     水样BOD5平均值/mg·L-1     稀释水样编号 1 2 5天前溶解氧C1/mgO2·L-1   5天后溶解氧C2/ mgO2·L-1     稀释水培养前的溶解氧 B1/ mgO2·L-1     稀释水培养后的溶解氧 B2/ mgO2·L-1     稀释水在培养液中所占比例f1     水样在培养液中所占比例f2     水样BOD5 /mg·L-1     水样BOD5平均值/mg·L-1     九、注意事项 （1）在两个或三个稀释比的样品中，凡消耗溶解氧大于2mg/L和剩余溶解氧大于1mg/L，计算结果时，应取其平均值。若剩余的溶解氧小于1mg/L，甚至为零时，应加大稀释比。溶解氧消耗量小于2mg/L，有两种可能，一是稀释倍数过大；另一种可能是微生物菌种不适应，活性差，或含毒物质浓度过大。这时可能出现在几个稀释比中，稀释倍数较大的消耗溶解氧反而较多的现象。 （2）为检查稀释水和接种液的质量，以及实验人员的操作水平，可将20mL葡萄糖-谷氨酸标准溶液用接种稀释水稀释至1000mL，按测定BOD5的步骤操作。测得BOD5的值应在180~230mg/L 之间。否则应检查接种液、稀释水的质量或操作技术是否存在问题。 （3）水样稀释倍数超过100倍时，应预先在容量瓶中用水初 步稀释后，再取适量进行最后稀释培养。 （4）培养过程中经常检查溶氧瓶封口的水，要及时加满，勿使干涸。 （5）水样的pH值应在6.5~7.5之间，否则可用少量盐酸或氢氧化钠溶液调节pH≈7。 （6）如生化处理后的水中有硝化细菌则干扰BOD5的测定，可加硫脲或用酸处理消除干扰。