探讨标准稀释法测定生化需氧量中稀释水的影响因素

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探讨标准稀释法测定生化需氧量中稀释水的影响因素
摘要:目的: 旨在寻找生化需氧量(BOD)标准稀释法测定中稀释水的一些影响因素,提高测定的灵敏度与准确度,为今后的教学研究提供一定的参考。方法: 分别以不同水源、不同曝气平衡时间、不同温度为研究条件测试稀释水的5 d生化过程所消耗的氧量(BOD5),以确定最佳实验条件。结果: 以蒸馏水和纯净水作为稀释水水源,其BOD5都小于0.2 mg/L,均达到标准;平衡时间增长,当日溶解氧量趋于降低,与标准值的差值也逐渐增大,未经平衡的溶解氧量接近饱和;20 ℃时的测定结果达标。结论: 以经济实用的蒸馏水为稀释水水源,在20 ℃恒温实验室进行测定,并在水样采集、稀释过程中严格遵守操作步骤,避免气泡的产生。

关键词: 水污染; 温度; 时间因素; 水质; 平衡时间; 生化需氧量

  生化需氧量(Biochemical oxygen demand,BOD),是指在有氧的条件下,水中微生物分解有机物的生物化学过程中所需溶解氧的质量浓度[1]。BOD是反映水体被有机物污染程度的综合指标,也是研究废水的'可生化降解性和生物化学处理效果,以及生物化学处理废水工艺设计和动力学研究中的重要参数。测量中,当耗氧量超过水样中溶解氧时,需用配制的饱和稀释水将水样适当稀释,再测定其消耗量,现行标准要求稀释水的5 d生化过程所消耗的氧量(BOD5)不超过0.2 mg/L。但实际测定中,由于水样溶解氧受各种因素影响较大,从而影响测定结果。2006年10月~2007年3月就测定过程中稀释水BOD5的影响因素进行了探讨。
  1 材料与方法
  1.1 材料
  1.1.1 仪器
  恒温箱(20±1)℃,250 ml溶解氧瓶,250 ml碘量瓶,1 000 ml量筒,搅拌器和虹吸管,250 ml三角瓶,50 ml酸式和碱式滴定管,吸管(100 ml球形吸管和10 ml直形吸管等),20 L曝气瓶3个。
  1.1.2 试剂
  磷酸盐缓冲溶液,硫酸镁溶液,氯化钙溶液,三氯化铁溶液,硫酸锰溶液,碱性碘化钾溶液,0.5% 淀粉溶液,0.025 mol/L硫代硫酸钠标准溶液,0.005 mol/L草酸溶液,0.002 mol/L高锰酸钾溶液,1∶3硫酸溶液,分析纯浓硫酸。
  1.1.3 样品来源
  本实验以新蒸蒸馏水(48 h内)、纯净水为稀释水水源。
  1.2 方法分别测定水样培养前的溶解氧含量(DO及时)和在(20±1)℃培养5 d后的溶解氧含量(DO5),二者之差为BOD5,即:BOD5=DO及时-DO5。  
  DO的测定:将处理过的稀释水水样吸取100 ml,放入250 ml碘量瓶中,一式2份,立即用0.025 0 mol/L硫代硫酸钠标准溶液滴定至终点,记录用量V1(ml);同法再滴定另一份,记录用量V2(ml)。根据已有的溶解氧含量计算公式得出:DO(mg/L)=V1 V2[2]。确定稀释水水源:分别以蒸馏水和纯净水为稀释水源,在室温条件下曝气48 h,之后平衡48 h,测定其BOD5。确定平衡时间:以纯净水为水源,在室温条件分别曝气0 h平衡0 h、曝气48 h平衡0 h、曝气48 h平衡24 h、曝气48 h平衡48 h,测定其BOD5值。确定温度的影响:分别在5 d前后温度为20/19 ℃、15/15 ℃和11/9 ℃3个温度下测试稀释水的BOD5。
 2 结果
  2.1 水源  
  以新蒸蒸馏水和纯净水分别作为水源测定其BOD5,结果见表1。实验发现,以新蒸蒸馏水和纯净水作为稀释水水源,其BOD5都小于0.2 mg/L,均达到标准,无明显差异。表1 不同水源的BOD5(略)
  2.2 平衡时间  
  由2.1的实验结果,以新蒸蒸馏水为水源, 分别作未曝气、曝气48 h后平衡 0 h、曝气48 h后平衡 12 h、曝气48 h后平衡 24 h和曝气48 h后平衡 48 h的测试,测定其DO及时,与当日标准状态下的DO值(DO标T)进行比较,结果见表2。实验中发现,平衡时间增长, DO及时趋于降低,与标准值的差值也逐渐增大,未经平衡的DO及时接近饱和。由于贵州海拔较高,大气压较低,因此比较时应根据以下公式进行校正:DO及时T =(P及时T / P标)* DO标T[3]。式中:DO及时T为T ℃时及时测定溶解氧应有值,P及时T为测定当日实测大气压,P标为标准大气压:760 mmHG,DO标T为T ℃时的测定当日溶解氧标准值。例如曝气后平衡 0 h的DO值为9.70,当日温度为11 ℃,气压为671.0 mmHG,则当日标准DO值=(671.0 /760.0)*11.0=9.72 mg/L。