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水質(zhì) 生化需氧量(BOD)的測(cè)定 微生物傳感器快速測(cè)定法

來(lái)源:北京中儀科信科技有限公司   2012年03月16日 16:23  

水質(zhì) 生化需氧量(BOD)
的測(cè)定 微生物傳感器快速測(cè)定法
Water quality —Determination of biochemical oxygen demand (BOD)
Speedy testing method of microorganism sensor

2002-01-29發(fā)布 2002-07-01實(shí)施
國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局 發(fā)布
前 言
  為貫徹執(zhí)行《環(huán)境保護(hù)法》、《水污染防治法》等有關(guān)法律法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn),保護(hù)人體健康和生態(tài)平衡,參照國(guó)內(nèi)外有關(guān)標(biāo)準(zhǔn),制訂本標(biāo)準(zhǔn)。
  本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了測(cè)定水和污水中生化需氧量的微生物傳感器快速測(cè)定法。
  本標(biāo)準(zhǔn)為制訂。
  本標(biāo)準(zhǔn)由國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局科技司提出并歸口。
  本標(biāo)準(zhǔn)由天津市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心、中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站負(fù)責(zé)起草。
  本標(biāo)準(zhǔn)委托中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站負(fù)責(zé)解釋。

1 主題內(nèi)容和適用范圍
1.1
主題內(nèi)容
  本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了測(cè)定水和污水中生化需氧量(BOD)的微生物傳感器快速測(cè)定法。
  本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的生物化學(xué)需氧量是指水和污水中溶解性可生化降解的有機(jī)物在微生物作用下所消耗溶解氧的量。
1.2
適用范圍
本方法適用于地表水、生活污水和不含對(duì)微生物有明顯毒害作用的工業(yè)廢水中BOD的測(cè)定。
1.3
干擾及消除
  水中以下物質(zhì)對(duì)本方法測(cè)定不產(chǎn)生明顯干擾的zui大允許量為: 5mg/L; 5 mg/L 4 mg/L; 5 mg/L; 2 mg/L 2 mg/L ; 5 mg/L; 5 mg/L; 0.5 mg/L; 0.05 mg/L;懸浮物250 mg/L。對(duì)含有游離氯或結(jié)合氯的樣品可加入1.575g/L的亞硫酸鈉溶液使樣品中游離氯或結(jié)合氯失效,應(yīng)避免添加過(guò)量。對(duì)微生物膜內(nèi)菌種有毒害作用的高濃度殺菌劑、農(nóng)藥類的污水不適用本測(cè)定方法。
2
術(shù)語(yǔ)
2.1
生化需氧量
  在一定條件下,微生物分解存在于水中的某些可被氧化物質(zhì),特別是有機(jī)物所進(jìn)行的生物化學(xué)過(guò)程中消耗溶解氧的量。
2.2
微生物菌膜
  將絲孢酵母菌在保持其生理機(jī)能的狀態(tài)下封入膜中,稱之為微生物菌膜或固定化微生物膜。
2.3
微生物傳感器
  微生物傳感器是由氧電極和固定化微生物膜組成??蓹z測(cè)微生物在降解有機(jī)物時(shí)引起的氧濃度的變化。
2.4
流通式
  水樣或清洗液在蠕動(dòng)泵的作用下連續(xù)不斷地將樣品或清洗液在單位時(shí)間內(nèi)按一定量比連續(xù)不斷地被送入測(cè)量池中。
2.5
間斷式(加入式)
  將緩沖溶液加入到測(cè)量池中,使微生物傳感器(微生物菌膜)與緩沖溶液保持接觸狀態(tài),然后加入定量的被測(cè)水樣,測(cè)得被測(cè)水樣的BOD值。
2.6
恒溫控制裝置
  微生物電極的反應(yīng)性能依賴于一定的溫度條件,因此要求在試驗(yàn)過(guò)程中要有一穩(wěn)定的溫場(chǎng)。該裝置在儀器中稱之為恒溫控制裝置。
2.7
清洗液(緩沖溶液)
  清洗液是由磷酸二氫鉀和磷酸氫二鈉配制而成。其主要作用是作為緩沖液調(diào)節(jié)樣品的pH值,清洗和維持微生物傳感器使其正常工作,并具有沉降重金屬離子的作用。
3
原理
  測(cè)定水中BOD的微生物傳感器是由氧電極和微生物菌膜構(gòu)成,其原理是當(dāng)含有飽和溶解氧的樣品進(jìn)入流通池中與微生物傳感器接觸,樣品中溶解性可生化降解的有機(jī)物受到微生物菌膜中菌種的作用,而消耗一定量的氧,使擴(kuò)散到氧電極表面上氧的質(zhì)量減少。當(dāng)樣品中可生化降解的有機(jī)物向菌膜擴(kuò)散速度質(zhì)量達(dá)到恒定時(shí),此時(shí)擴(kuò)散到氧電極表面上氧的質(zhì)量也達(dá)到恒定,因此產(chǎn)生一個(gè)恒定電流。由于恒定電流的差值與氧的減少量存在定量關(guān)系,據(jù)此可換算出樣品中生化需氧量。
4
試劑
  分析純?cè)噭┖驼麴s水,蒸餾水使用前應(yīng)煮沸2-5min左右,放置室溫后使用。
4.1
磷酸鹽緩沖溶液:0.5mol/L
  將68g磷酸二氫鉀( )134g磷酸氫二鈉( )溶于蒸餾水中,
  稀釋至1000ml,備用。此溶液的pH值約7左右。
4.2
磷酸鹽緩沖使用液(清洗液):0.005mol/L
4.3
鹽酸(HCL)溶液:0.5mol/L
4.4
氫氧化鈉(NaOH)溶液:20g/L
4.5
亞硫酸鈉( )溶液:1.575g/L,此溶液不穩(wěn)定,臨使用前配制。
4.6
葡萄糖谷氨酸標(biāo)4.7 準(zhǔn)溶液
  稱取在103℃下干燥1小時(shí)并冷卻至室溫的無(wú)水葡萄糖( )和谷氨酸( )1.705g,溶于4.2中磷酸鹽緩沖溶液的使用液中,并用此溶液稀釋至1000ml混合均勻即得2500mg/LBOD標(biāo)準(zhǔn)溶液。
4.7
葡萄糖谷氨酸標(biāo)準(zhǔn)使用溶液(臨用前配制)
  取4.6中標(biāo)準(zhǔn)10.00 ml置于250ml容量瓶中,用0.005 mol / L磷酸鹽緩沖使用液定容至標(biāo)準(zhǔn)線,搖勻,此溶液濃度為100mg/L
5
儀器
  使用的玻璃儀器及塑料容器要認(rèn)真清洗,容器壁上不能存有毒或生物可降解的化合物,操作中應(yīng)防止污染。
5.1
微生物傳感器BOD快速測(cè)定儀。
5.2
微生物菌膜:微生物菌膜內(nèi)菌種應(yīng)均勻,膜與膜之間應(yīng)盡可能一致。其保存方法能濕法保存也可在室溫下干燥保存。微  生物菌膜的連續(xù)使用壽命應(yīng)大于30d。
5.3
微生物菌膜的活化:將微生物菌膜放入0.005mol/L磷酸鹽緩沖使用液中浸泡48h以上,然后將其安裝在微生物傳感器上。
5.4 10L
聚乙稀塑料桶。
6
樣品的貯存
  樣品采集后不能在2h內(nèi)分析時(shí),則應(yīng)在低于0℃4℃ 的條件下保存,并在6h內(nèi)分析,當(dāng)不能在6h內(nèi)分析時(shí),則應(yīng)將貯存時(shí)間和溫度與分析結(jié)果一起報(bào)

出。無(wú)論在任何條件下貯存決不能超過(guò)24h
7
操作步驟
7.1
樣品的預(yù)處理
7.1.1
樣品的中和

  如果樣品的pH值不在4-10之間,可用鹽酸溶液(4.3)或氫氧化鈉溶液(4.4),將樣品中和至pH7左右即可。
7.1.2
測(cè)試樣品的準(zhǔn)備7.1.3
  (1)將樣品放置至室溫。

  (2)地表水樣品可不用稀釋(無(wú)特殊情況)直接按7.3.3做樣品測(cè)定。
 ?。?span lang="EN-US">3)生活污水和工業(yè)廢水可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)或預(yù)期BOD值確定稀釋倍數(shù),使其BOD值控制在50mg/L以下后作為待測(cè)樣品。
7.2
測(cè)定步驟
7.2.1
測(cè)定前應(yīng)先開(kāi)啟儀器,用磷酸鹽緩沖使用液(4.2)清洗微生物傳感器至電位E。(或電流I。)穩(wěn)定。
7.2.2
工作曲線的繪制
 ?。?span lang="EN-US">1)取550ml具塞比色管,分別加入葡萄糖谷氨酸標(biāo)準(zhǔn)使用溶液(4.71.50ml3.50ml;7.50ml12.50ml;25.00ml,用0.005mol/L磷酸鹽緩沖使用液(4.2)稀釋至標(biāo)線,搖勻。
 ?。?span lang="EN-US">2)進(jìn)樣分別測(cè)出電位E。(或電流I。)差值(此差值與BOD濃度成正比)。
  (3)用5個(gè)不同標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度對(duì)應(yīng)電位差△E(或電流差△I)繪制工作曲線。

7.2.3
樣品的測(cè)定
  取預(yù)處理后樣品50ml加入0.5ml 0.5mol/L磷酸鹽緩沖溶液(4.1)搖勻后進(jìn)行測(cè)定。
8
結(jié)果表示
  直接讀取儀器顯示測(cè)定濃度值或由工作曲線計(jì)算出濃度值。
  精密度和準(zhǔn)確度
  四個(gè)實(shí)驗(yàn)室分析BOD含量為25.3mg/L、10.3mg/L的統(tǒng)一分發(fā)標(biāo)準(zhǔn)溶液,其分析結(jié)果如下:
  實(shí)驗(yàn)室內(nèi)相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為3.0%、2.6% 。
  實(shí)驗(yàn)室間相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為3.5%、2.7%
  四個(gè)實(shí)驗(yàn)室測(cè)定50.6mg/L統(tǒng)一已知BOD樣品,相對(duì)誤差為-2.0%2.8% 。

注意事項(xiàng):
1.
由于進(jìn)樣量可調(diào)控,但無(wú)論何種情況單個(gè)樣品的進(jìn)樣量不應(yīng)小于10ml
2.
為縮短測(cè)定周期,將水樣中BOD值稀釋至25mg/L左右為宜。
3
.測(cè)定BOD水樣的貯存條件同GB7488-876。

 

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