水质五日生化需氧量(BOD5)的测定.pdf

中华人民共和国国家环境保护标准 HJ 5052009 代替GB/T 7488-1987 水质 五日生化需氧量（BOD5）的测定 稀释与接种法 警告：丙烯基硫脲属于有毒化合物，操作时应按规定要求佩带防护器具，避免接触皮肤和衣服；标准溶液的配制应在通风柜内进行操作；检测后的残渣残液应做妥善的安全处理。1 适用范围 本标准规定了测定水中五日生化需氧量（BOD5）的稀释与接种的方法。本标准适用于地表水、工业废水和生活污水中五日生化需氧量（BOD5）的测定。方法的检出限为0.5mg/L，方法的测定下限为2mg/L，非稀释法和非稀释接种法的测定上限 为6mg/L，稀释与稀释接种法的测定上限为6000mg/L。2 规范性引用文件 本标准内容引用了下列文件中的条款。凡是不注日期的引用文件，其有效版本适用于本标准。GB/T 6682 分析实验室用水规格和试验方法 GB/T 7489 水质 溶解氧的测定 碘量法 GB/T 11913 水质 溶解氧的测定 电化学探头法 HJ/T 91 地表水和污水监测技术规范 3 方法原理 生化需氧量是指在规定的条件下，微生物分解水中的某些可氧化的物质，特别是分解有机物 的生物化学过程消耗的溶解氧。通常情况下是指水样充满完全密闭的溶解氧瓶中，在（201）的暗处培养5d4h 或(2+5)d4h(先在04的暗处培养2d，接着在(201)的暗处培养5d，即培养(2+5)d)，分别测定培养前后水样中溶解氧的质量浓度，由培养前后溶解氧的质量浓度之差，计算每升样品消耗的溶解氧量，以BOD5 形式表示。若样品中的有机物含量较多，BOD5 的质量浓度大于6mg/L，样品需适当稀释后测定；对不 含或含微生物少的工业废水，如酸性废水、碱性废水、高温废水、冷冻保存的废水或经过氯化处 理等的废水，在测定BOD5 时应进行接种，以引进能分解废水中有机物的微生物。当废水中存在 难以被一般生活污水中的微生物以正常的速度降解的有机物或含有剧毒物质时，应将驯化后的微 1 生物引入水样中进行接种。4 试剂和材料 本标准所用试剂除非另有说明，分析时均使用符合国家标准的分析纯化学试剂。4.1 水：实验用水为符合GB/T 6682 规定的3 级蒸馏水，且水中铜离子的质量浓度不大于0.01 mg/L，不含有氯或氯胺等物质。4.2 接种液：可购买接种微生物用的接种物质，接种液的配制和使用按说明书的要求操作。也可 按以下方法获得接种液。4.2.1 未受工业废水污染的生活污水：化学需氧量不大于300mg/L，总有机碳不大于100mg/L；4.2.2 含有城镇污水的河水或湖水；4.2.3 污水处理厂的出水；4.2.4 分析含有难降解物质的工业废水时，在其排污口下游适当处取水样作为废水的驯化接种 液。也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，同时加入少量生 活污水，使适应该种废水的微生物大量繁殖。当水中出现大量的絮状物时，表明微生物已繁殖，可用作接种液。一般驯化过程需38 d。4.3 盐溶液 4.3.1 磷酸盐缓冲溶液：将8.5g 磷酸二氢钾（KH2PO4）、21.8g 磷酸氢二钾（K2HPO4）、33.4g 七 水合磷酸氢二钠（Na2HPO47H2O）和1.7g 氯化铵（NH4Cl）溶于水中，稀释至1000ml，此溶液 在04可稳定保存6 个月。此溶液的pH 值为7.2。4.3.2 硫酸镁溶液，(MgSO4)=11.0g/L：将22.5g 七水合硫酸镁（MgSO47H2O）溶于水中，稀 释至1000ml，此溶液在04可稳定保存6 个月，若发现任何沉淀或微生物生长应弃去。4.3.3 氯化钙溶液，(CaCl2)=27.6g/L：将27.6g 无水氯化钙（CaCl2）溶于水中，稀释至1000ml，此溶液在04可稳定保存6 个月，若发现任何沉淀或微生物生长应弃去。4.3.4 氯化铁溶液，(FeCl3)=0.15g/L：将0.25g 六水合氯化铁（FeCl36H2O）溶于水中，稀释 至1000ml，此溶液在04可稳定保存6 个月，若发现任何沉淀或微生物生长应弃去。4.4 稀释水：在520L 的玻璃瓶中加入一定量的水，控制水温在(201)，用曝气装置（5.9）至少曝气1 小时，使稀释水中的溶解氧达到8mg/L 以上。使用前每升水中加入上述四种盐溶液（4.3）各1.0ml，混匀，20保存。在曝气的过程中防止污染，特别是防止带入有机物、金属、氧化物或还原物。2 稀释水中氧的浓度不能过饱和，使用前需开口放置1 小时，且应在24 小时内使用。剩余的 稀释水应弃去。4.5 接种稀释水：根据接种液的来源不同，每升稀释水（4.4）中加入适量接种液（4.2）：城市生 活污水和污水处理厂出水加110 ml，河水或湖水加10100 ml，将接种稀释水存放在（201）的环境中，当天配制当天使用。接种的稀释水pH 值为7.2，BOD5 应小于1.5mg/L。4.6 盐酸溶液，c(HCl)=0.5mol/L：将40ml 浓盐酸（HCl）溶于水中，稀释至1000ml。4.7 氢氧化钠溶液，c(NaOH)=0.5mol/L：将20g 氢氧化钠溶于水中，稀释至1000ml。4.8 亚硫酸钠溶液，c(Na2SO3)=0.025mol/L：将1.575g 亚硫酸钠（Na2SO3）溶于水中，稀释至 1000ml。此溶液不稳定，需现用现配。4.9 葡萄糖-谷氨酸标准溶液：将葡萄糖（C6H12O6，优级纯）和谷氨酸（HOOC-CH2-CH2-CHNH2-COOH，优级纯）在130干燥1 小时，各称取150mg 溶于水中，在 1000ml 容量瓶中稀释至标线。此溶液的BOD5 为21020 mg/L，现用现配。该溶液也可少量冷冻 保存，融化后立刻使用。4.10 丙烯基硫脲硝化抑制剂，(C4H8N2S)=1.0g/L：溶解0.20g 丙烯基硫脲（C4H8N2S）于200ml 水中混合，4保存，此溶液可稳定保存14d。4.11 乙酸溶液,1+1。4.12 碘化钾溶液,(KI)=100 g/L：将10g 碘化钾(KI)溶于水中，稀释至100ml。4.13 淀粉溶液,=5 g/L：将0.50g 淀粉溶于水中，稀释至100ml。5 仪器和设备 本标准除非另有说明，分析时均使用符合国家A 级标准的玻璃量器。本标准使用的玻璃仪器 须清洁、无毒性和可生化降解的物质。5.1 滤膜：孔径为1.6m。5.2 溶解氧瓶：带水封装置，容积250300 ml。5.3 稀释容器：10002000 ml 的量筒或容量瓶。5.4 虹吸管：供分取水样或添加稀释水。5.5 溶解氧测定仪。5.6 冷藏箱：04。5.7 冰箱：有冷冻和冷藏功能。5.8 带风扇的恒温培养箱：（201）。6 样品 6.1 采集与保存 样品采集按照地表水和污水监测技术规范（HJ/T 91）的相关规定执行。采集的样品应充满并密封于棕色玻璃瓶中，样品量不小于1000 ml，在04的暗处运输和 保存，并于24 h 内尽快分析。24 h 内不能分析，可冷冻保存（冷冻保存时避免样品瓶破裂），冷 冻样品分析前需解冻、均质化和接种。6.2 样品的前处理 6.2.1 pH 值调节 若样品或稀释后样品pH 值不在68 范围内，应用盐酸溶液（4.6）或氢氧化钠溶液（4.7）调节其pH 值至68。6.2.2 余氯和结合氯的去除 若样品中含有少量余氯，一般在采样后放置12h，游离氯即可消失。对在短时间内不能消 失的余氯，可加入适量亚硫酸钠溶液去除样品中存在的余氯和结合氯，加入的亚硫酸钠溶液的量 由下述方法确定。取已中和好的水样100ml，加入乙酸溶液（4.11）10ml、碘化钾溶液（4.12）1ml，混匀，暗 处静置5min。用亚硫酸钠溶液滴定析出的碘至淡黄色，加入1ml 淀粉溶液（4.13）呈蓝色。再继 续滴定至蓝色刚刚褪去，即为终点，记录所用亚硫酸钠溶液体积，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体积。6.2.3 样品均质化 含有大量颗粒物、需要较大稀释倍数的样品或经冷冻保存的样品，测定前均需将样品搅拌均 匀。6.2.4 样品中有藻类 若样品中有大量藻类存在，BOD5 的测定结果会偏高。当分析结果精度要求较高时，测定前 应用滤孔为1.6m 的滤膜（5.1）过滤，检测报告中注明滤膜滤孔的大小。6.2.5 含盐量低的样品 4 若样品含盐量低，非稀释样品的电导率小于125S/cm 时，需加入适量相同体积的四种盐溶 液（4.3），使样品的电导率大于125S/cm。每升样品中至少需加入各种盐的体积V 按公式（1）计算：V=(K 12.8)/113.6（1）式中：V 需加入各种盐的体积，ml；K 样品需要提高的电导率值，S/cm。7 分析步骤 7.1 非稀释法 非稀释法分为二种情况：非稀释法和非稀释接种法。如样品中的有机物含量较少，BOD5 的质量浓度不大于6mg/L，且样品中有足够的微生物，用非稀释法测定。若样品中的有机物含量较少，BOD5 的质量浓度不大于6mg/L，但样品中无足 够的微生物，如酸性废水、碱性废水、高温废水、冷冻保存的废水或经过氯化处理等的废水，采 用非稀释接种法测定。7.1.1 试样的准备 7.1.1.1 待测试样 测定前待测试样的温度达到（202），若样品中溶解氧浓度低，需要用曝气装置（5.9）曝气15min，充分振摇赶走样品中残留的空气泡；若样品中氧过饱和，将容器2/3 体积充满样品，用力振荡赶出过饱和氧，然后根据试样中微生物含量情况确定测定方法。非稀释法可直接取样测 定；非稀释接种法，每升试样中加入适量的接种液(4.2)，待测定。若试样中含有硝化细菌，有可 能发生硝化反应，需在每升试样中加入2 ml 丙烯基硫脲硝化抑制剂（4.10）。7.1.1.2 空白试样 非稀释接种法，每升稀释水中加入与试样中相同量的接种液(4.2)作为空白试样，需要时每升 试样中加入2 ml 丙烯基硫脲硝化抑制剂（4.10）。7.1.2 试样的测定 7.1.2.1 碘量法测定试样中的溶解氧 将试样（7.1.1.1）充满二个溶解氧瓶（5.2）中，使试样少量溢出，防止试样中的溶解氧质量 浓度改变，使瓶中存在的气泡靠瓶壁排除。将一瓶盖上瓶盖，加上水封，在瓶盖外罩上一个密封 5 罩，防止培养期间水封水蒸发干，在恒温培养箱（5.8）中培养5d4h 或（2+5）d4h 后测定试 样中溶解氧的质量浓度。另一瓶15min 后测定试样在培养前溶解氧的质量浓度。溶解氧的测定按GB/T 7489 进行操作。7.1.2.2 电化学探头法测定试样中的溶解氧 将试样（7.1.1.1）充满一个溶解氧瓶（5.2）中，使试样少量溢出，防止试样中的溶解氧质量 浓度改变，使瓶中存在的气泡靠瓶壁排除。测定培养前试样中的溶解氧的质量浓度。盖上瓶盖，防止样品中残留气泡，加上水封，在瓶盖外罩上一个密封罩，防止培养期间水封 水蒸发干。将试样瓶放入恒温培养箱（5.8）中培养5d4h 或（2+5）d4h。测定培养后试样中 溶解氧的质量浓度。溶解氧的测定按GB/T 11913 进行操作。空白试样的测定方法同7.1.2.1 或7.1.2.2。7.2 稀释与接种法 稀释与接种法分为二种情况：稀释法和稀释接种法。若试样中的有机物含量较多，BOD5 的质量浓度大于6mg/L，且样品中有足够的微生物，采 用稀释法测定；若试样中的有机物含量较多，BOD5 的质量浓度大于6mg/L，但试样中无足够的 微生物，采用稀释接种法测定。7.2.1 试样的准备 7.2.1.1 待测试样 待测试样的温度达到（202），若试样中溶解氧浓度低，需要用曝气装置（5.9）曝气15min，充分振摇赶走样品中残留的气泡；若样品中氧过饱和，将容器的2/3 体积充满样品，用力振荡赶 出过饱和氧，然后根据试样中微生物含量情况确定测定方法。稀释法测定，稀释倍数按表1 和表 2 方法确定，然后用稀释水（4.4）稀释。稀释接种法测定，用接种稀释水（4.5）稀释样品。若样 品中含有硝化细菌，有可能发生硝化反应，需在每升试样培养液中加入2 ml 丙烯基硫脲硝化抑 制剂（4.10）。稀释倍数的确定：样品稀释的程度应使消耗的溶解氧质量浓度不小于2mg/L，培养后样品中 剩余溶解氧质量浓度不小于2mg/L，且试样中剩余的溶解氧的质量浓度为开始浓度的1/32/3 为最佳。稀释倍数可根据样品的总有机碳（TOC）、高锰酸盐指数（IMn）或化学需氧量（CODCr）的 测定值，按照表1 列出的BOD5 与总有机碳（TOC）、高锰酸盐指数（IMn）或化学需氧量（CODcr）的比值R 估计BOD5 的期望值（R 与样品的类型有关），再根据表2 确定稀释因子。按照确定的稀释倍数，将一定体积的试样或处理后的试样用虹吸管（5.4）加入已加部分稀释 水或接种稀释水的稀释容器中（5.3），加稀释水或接种稀释水至刻度，轻轻混合避免残留气泡，待测定。若稀释倍数超过100 倍，可进行两步或多步稀释。若试样中有微生物毒性物质，应配制几个不同稀释倍数的试样，选择与稀释倍数无关的结果，并取其平均值。试样测定结果与稀释倍数的关系确定如下：当分析结果精度要求较高或存在微生物毒性物质时，一个试样要做2 个以上不同的稀释倍数，每个试样每个稀释倍数做平行双样同时进行培养。测定培养过程中每瓶试样氧的消耗量，并画出 氧消耗量对每一稀释倍数试样中原样品的体积曲线。若此曲线呈线性，则此试样中不含有任何抑制微生物的物质，即样品的测定结果与稀释倍数 无关；若曲线仅在低浓度范围内呈线性，取线性范围内稀释比的试样测定结果计算平均BOD5 值。7.2.1.2 空白试样 稀释法测定，空白试样为稀释水（4.4），需要时每升稀释水中加入2 ml 丙烯基硫脲硝化抑制剂（4.10）。稀释接种法测定，空白试样为接种稀释水（4.5），必要时每升接种稀释水中加入2 ml 丙烯基硫脲硝化抑制剂（4.10）。7.2.2 试样的测定 试样和空白试样的测定方法同7.1.2.1 或7.1.2.2。8 结果计算 8.1 非稀释法 非稀释法按公式（3）计算样品BOD5 的测定结果：.式中：五日生化需氧量质量浓度，mg/L；1水样在培养前的溶解氧质量浓度，mg/L；2水样在培养后的溶解氧质量浓度，mg/L。8.2 非稀释接种法 非稀释接种法按公式（4）计算样品BOD5 的测定结果：=（12）（3 4）（4）式中：五日生化需氧量质量浓度，mg/L；1 接种水样在培养前的溶解氧质量浓度，mg/L；2 接种水样在培养后的溶解氧质量浓度，mg/L；3 空白样在培养前的溶解氧质量浓度，mg/L；4 空白样在培养后的溶解氧质量浓度，mg/L。8.3 稀释与接种法 稀释法和稀释接种法按公式（5）计算样品BOD5 的测定结果：P=21)43()21(ffPPPP （5）式中：五日生化需氧量质量浓度，mg/L；1 接种稀释水样在培养前的溶解氧质量浓度，mg/L；8 2 接种稀释水样在培养后的溶解氧质量浓度，mg/L；3 空白样在培养前的溶解氧质量浓度，mg/L；4 空白样在培养后的溶解氧质量浓度，mg/L；f1 接种稀释水或稀释水在培养液中所占的比例；f2 原样品在培养液中所占的比例。BOD5 测定结果以氧的质量浓度（mg/L）报出。对稀释与接种法，如果有几个稀释倍数的结 果满足要求，结果取这些稀释倍数结果的平均值。结果小于100mg/L，保留一位小数；100 1000mg/L，取整数位；大于1000mg/L 以科学计数法报出。结果报告中应注明：样品是否经过过 滤、冷冻或均质化处理。9.质量保证和质量控制 9.1 空白试样 每一批样品做两个分析空白试样，稀释法空白试样的测定结果不能超过0.5mg/L，非稀释接 种法和稀释接种法空白试样的测定结果不能超过1.5mg/L，否则应检查可能的污染来源。9.2 接种液、稀释水质量的检查 每一批样品要求做一个标准样品，样品的配制方法如下：取20ml 葡萄糖-谷氨酸标准溶液（4.9）于稀释容器中，用接种稀释水(4.5)稀释至1000 ml，测定BOD5，测定结果BOD5 应在180 mg/L230 mg/L 范围内，否则应检查接种液、稀释水的质量。9.3 平行样品 每一批样品至少做一组平行样，计算相对百分偏差RP。当BOD5 小于3 mg/L 时，RP 值应 小于（等于）15%；当BOD5 为3100 mg/L 时，RP 值应小于（等于）20%；当BOD5 大于 100 mg/L 时，RP 值应小于（等于）25%。计算公式如下：RP=2121PPPP100%式中：RP 相对百分偏差，%；1 第一个样品BOD5 的质量浓度，mg/L；2 第二个样品BOD5 的质量浓度，mg/L。9 10 精密度和准确度 非稀释法实验室间的重现性标准偏差为0.100.22mg/L，再现性标准偏差为0.26 0.85mg/L。稀释法和稀释接种法的对比测定结果重现性标准偏差为11 mg/L，再现性标准偏差为3.7-22 mg/L.