生化需氧量(Biochemical Oxygen Demand,BOD),是指水體中的好氧微生物在一定溫度條件下,一定時(shí)間內,將水中有機物分解成無(wú)機質(zhì),在此過(guò)程中所需要的溶解氧量。
BOD可反映水體被有機物污染的程度,水體中所含有機物越多,則需要消耗的溶解氧量也越多,BOD值也越大。
圖1 健康水體中的有機物含量少,溶解氧多,可供魚(yú)類(lèi)等水生生物呼吸之用(源/Quikr Exam)
為了使樣品具有可比性,我們常用一個(gè)時(shí)間段內的溶解氧量的消耗量來(lái)表征BOD值。例如,我們通常設定實(shí)驗溫度為20℃,用水樣培養微生物,測定水中溶解氧的消耗情況。如果這一時(shí)間段是5天,就稱(chēng)為5日生化需氧量,記做BOD5,單位一般用mg/L來(lái)表示。數值越大,說(shuō)明水中含有的有機物越多,污染也越嚴重。
表1 受有機物污染程度不同的水體測量得到的BOD值
人們通常用稀釋接種法來(lái)測量生化需氧量,計算公式如下:
BOD=(D1-D2)/ P
其中,BOD是生化需氧量(mg/L);D1是稀釋水樣的初始溶解氧量(mg/L);D2是稀釋水樣經(jīng)20℃恒溫培養箱培養n天之后的溶解氧量(mg/L);P是稀釋因子,表示為水樣體積(mL)與稀釋后水樣體積(mL)的比值。
這種測量方法有不足之處。例如,只有“點(diǎn)”上的數據,無(wú)法獲得變化“過(guò)程”中的BOD數據;另外,如果想繼續測量水樣BOD在其他時(shí)間點(diǎn)的數據,如BOD20,樣品測量瓶需取出恒溫培養箱,測試樣品就會(huì )被干擾,導致后續的測量數據準確度下降。而且,樣品BOD的平臺期是在什么時(shí)間達到的也不清楚。
針對這一測量難題,意大利VELP公司推出了BOD EVO無(wú)線(xiàn)傳輸自動(dòng)測定儀。
BOD EVO無(wú)線(xiàn)傳輸自動(dòng)測定儀采用壓強傳感器對樣品生化需氧量進(jìn)行測量。經(jīng)稀釋接種或含菌的水樣被置于密閉的培養瓶中,水樣中溶解氧不斷被消耗,使得密閉樣品瓶?jì)鹊膲簭娊档?,儀器內置的壓強傳感器可一直監測此壓強變化,根據壓差變化,計算水樣的BOD值。
這種測量方法有其一系列獨到優(yōu)點(diǎn)。
模擬自然條件,結果更真實(shí)可靠
傳統方法,樣品接種稀釋后滿(mǎn)瓶測量,不再為樣品提供多余氧氣,且靜置放置數天,這樣瓶?jì)任⑸锎x產(chǎn)物容易集結,易產(chǎn)生區域性溶解氧匱乏,生化反應受抑制可能性加大;BOD EVO培養瓶?jì)葮悠飞戏剿?1%氧氣不斷溶入水樣中,攪拌子連續攪拌,可為微生物生長(cháng)提供充分的溶解氧和有機物。測量結果更真實(shí)可靠。
操作簡(jiǎn)單,測量方便
傳統法操作繁瑣、準備樣品時(shí)間長(cháng),量程窄,一般BOD值大于100mg/L時(shí)需稀釋?zhuān)倚枞斯y量初始、終止溶解氧量,在培養過(guò)程中需要專(zhuān)人看管。BOD EVO操作簡(jiǎn)單,軟件功能強大,可預先設置好采樣時(shí)間間隔,自動(dòng)連續測量溶解氧。無(wú)線(xiàn)數據盒能自動(dòng)接收傳感器發(fā)送的數據,并將其傳輸到計算機中。整個(gè)測量過(guò)程,無(wú)需專(zhuān)人看管。專(zhuān)業(yè)軟件允許實(shí)驗員對數據進(jìn)行監控、記錄和分析,可自動(dòng)生成實(shí)驗報告。
無(wú)線(xiàn)數據傳輸
BOD EVO可連續顯示記錄生化需氧量數據
傳統方法監測到的是“點(diǎn)”上的數據,如BOD5。若想了解整個(gè)過(guò)程的動(dòng)態(tài)數據,幾乎無(wú)法實(shí)現。BOD EVO連續顯示各時(shí)間點(diǎn)的耗氧量并存儲BOD數據,從而直觀(guān)了解樣品耗氧動(dòng)力學(xué)過(guò)程。
BOD EVO可深入研究樣品有機物生化降解過(guò)程
根據水樣耗氧曲線(xiàn),可深入研究水樣有機物生化降解反應過(guò)程中的“滯后現象”等。
不得不說(shuō),BOD EVO是生化需氧量測量領(lǐng)域的一款革命性產(chǎn)品。