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,一定時間內(nèi),將水中有機物分解成無機質(zhì),在此過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,可供魚類等水生生物呼吸之用(源/Quikr Exam)
為了使樣品具有可比性,我們常用一個時間段內(nèi)的溶解氧量的消耗量來表征BOD值。例如,我們通常設(shè)定實驗溫度為20℃,用水樣培養(yǎng)微生物,測定水中溶解氧的消耗情況。如果這一時間段是5天,就稱為5日生化需氧量,記做BOD5,單位一般用mg/L來表示。數(shù)值越大,說明水中含有的有機物越多,污染也越嚴(yán)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(yǎng)箱培養(yǎng)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”上的數(shù)據(jù),無法獲得變化“過程”中的BOD數(shù)據(jù);另外,如果想繼續(xù)測量水樣BOD在其他時間點的數(shù)據(jù),如BOD20,樣品測量瓶需取出恒溫培養(yǎng)箱,測試樣品就會被干擾,導(dǎo)致后續(xù)的測量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度下降。而且,樣品BOD的平臺期是在什么時間達(dá)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無線傳輸自動測定儀。
BOD EVO無線傳輸自動測定儀采用壓強傳感器對樣品生化需氧量進行測量。經(jīng)稀釋接種或含菌的水樣被置于密閉的培養(yǎng)瓶中,水樣中溶解氧不斷被消耗,使得密閉樣品瓶內(nèi)的壓強降低,儀器內(nèi)置的壓強傳感器可一直監(jiān)測此壓強變化,根據(jù)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。
模擬自然條件,結(jié)果更真實可靠
傳統(tǒng)方法,樣品接種稀釋后滿瓶測量,不再為樣品提供多余氧氣,且靜置放置數(shù)天,這樣瓶內(nèi)微生物代謝產(chǎn)物容易集結(jié),易產(chǎn)生區(qū)域性溶解氧匱乏,生化反應(yīng)受抑制可能性加大;BOD EVO培養(yǎng)瓶內(nèi)樣品上方所含21%氧氣不斷溶入水樣中,攪拌子連續(xù)攪拌,可為微生物生長提供充分的溶解氧和有機物。測量結(jié)果更真實可靠。
操作簡單,測量方便
傳統(tǒng)法操作繁瑣、準(zhǔn)備樣品時間長,量程窄,一般BOD值大于100mg/L時需稀釋,且需人工測量初始、終止溶解氧量,在培養(yǎng)過程中需要專人看管。BOD EVO操作簡單,軟件功能強大,可預(yù)先設(shè)置好采樣時間間隔,自動連續(xù)測量溶解氧。無線數(shù)據(jù)盒能自動接收傳感器發(fā)送的數(shù)據(jù),并將其傳輸?shù)接嬎銠C中。整個測量過程,無需專人看管。專業(yè)軟件允許實驗員對數(shù)據(jù)進行監(jiān)控、記錄和分析,可自動生成實驗報告。
無線數(shù)據(jù)傳輸
BOD EVO可連續(xù)顯示記錄生化需氧量數(shù)據(jù)
傳統(tǒng)方法監(jiān)測到的是“點”上的數(shù)據(jù),如BOD5。若想了解整個過程的動態(tài)數(shù)據(jù),幾乎無法實現(xiàn)。BOD EVO連續(xù)顯示各時間點的耗氧量并存儲BOD數(shù)據(jù),從而直觀了解樣品耗氧動力學(xué)過程。
BOD EVO可深入研究樣品有機物生化降解過程
根據(jù)水樣耗氧曲線,可深入研究水樣有機物生化降解反應(yīng)過程中的“滯后現(xiàn)象”等。
不得不說,BOD EVO是生化需氧量測量領(lǐng)域的一款革命性產(chǎn)品。