BS EN 01899——水质生化需氧量(BOD)测定标准系列(稀释接种法与未稀释法)

Water Quality — Determination of Biochemical Oxygen Demand after n Days (BODn)(EN 1899 系列)

💧 BS EN 1899 是欧洲标准 EN 1899 在英国的等同采用版本,规定了水质生化需氧量(biochemical oxygen demand after n days, BODn)的测定方法。生化需氧量是衡量水中有机污染物可生物降解程度的核心指标,广泛用于污水、地表水与废水处理的监测与评估。系列按方法分两部分:第 1 部分(BS EN 1899-1:1998)规定稀释接种法(dilution and seeding method with allylthiourea addition);第 2 部分(BS EN 1899-2:1998)规定未稀释样品法(method for undiluted samples)。两标准同时被赋予 BS 6068 系列的次级编号(BS 6068-2.63 与 BS 6068-2.64),属于水质物理、化学与生化方法系列。英国由技术委员会 EH/3(水质)下属分委员会 EH/3/2(物理、化学与生化方法)归口,ICS 分类号为 13.060.01 与 13.060.30。

💡 BOD 反映的是微生物在好氧条件下分解有机物所消耗的溶解氧量。它是一个”动态生物过程”指标,对稀释比、接种、温度与培养时间高度敏感,因此标准化的操作程序与严格的质量控制是得到可靠结果的前提。

一、标准系列构成与适用范围 📌

BS EN 1899 系列按样品是否需要稀释/接种分两部分规定测定方法,适用于各类水体与废水。英国在标准起草的投票阶段曾提出不同意见:认为应将 5 天与 7 天两种培养周期分开成独立标准,以避免引用与报告时的混淆。实际应用中必须明确培养周期(如 BOD5、BOD7),并在报告中标明。

分部标准号方法适用范围
第 1 部分BS EN 1899-1:1998(BS 6068-2.63)稀释接种法(含烯丙基硫脲 ATU)BOD 较高的污水、工业废水及需接种的样品
第 2 部分BS EN 1899-2:1998(BS 6068-2.64)未稀释样品法BOD 较低的洁净水、地表水及可直测样品
⚠️ 标准在正式投票阶段曾收到英国的不同意见:原草案将 5 天与 7 天两种方法合并在一份标准中,英国认为应分为两个独立标准以避免引用与报告时的混淆。实际使用中应明确所采用的培养周期(如 BOD5、BOD7)。

二、第 1 部分:稀释接种法(含烯丙基硫脲)🔧

第 1 部分规定用稀释接种法测定 BODn:

  • 原理:将样品稀释并加入接种物,在(20±1)°C 下于暗处培养 n 天(通常 5 天),测定培养前后溶解氧(DO)的差值。
  • 烯丙基硫脲(ATU):加入 ATU 抑制硝化作用,使测定结果主要反映碳化需氧量,避免硝化菌消耗氧造成结果偏大。
  • 接种校正:对接种稀释水进行空白试验,从样品结果中扣除接种物自身的耗氧。
  • 稀释比:根据样品预计 BOD 选择合适稀释倍数,保证培养后仍有足够溶解氧。

除稀释比外,样品中若存在游离氯、异常酸碱度或对微生物有毒的物质,也会干扰 BOD 测定。标准要求对样品进行必要预处理(如中和、脱氯),并在报告中记录异常情况。溶解氧测定应使用经校准的溶解氧电极或采用碘量法,保证培养前后两次测定的一致性。

三、第 2 部分:未稀释样品法 🔩

第 2 部分规定未稀释样品的 BODn 测定方法:

  • 适用条件:适用于溶解氧含量足够、不需稀释即能测定的较洁净样品。
  • 培养条件:与第 1 部分相同的温度、避光与培养时间要求。
  • 结果计算:由培养前后溶解氧差值直接计算 BODn,无需稀释与接种校正。
🚨 无论采用哪种方法,都必须保证培养结束后样品中仍留有足够的溶解氧(通常不低于 1 mg/L),否则好氧分解受限、结果失真。稀释比选择不当是 BOD 测定最常见的误差来源。

四、质量控制与数据处理 🔥

BOD 测定的可靠性依赖严格的质量控制:

  • 溶解氧测定仪器应校准,温度应控制在规定范围。
  • 使用标准物质(如葡萄糖-谷氨酸混合液)进行质控,验证操作与接种活性。
  • 样品应避免曝气、尽快测定,防止有机物降解导致结果偏低。
  • 平行样、空白样与重复试验应按要求进行,结果以规定单位(mg/L)报告。

实验室还应关注接种物的活性来源:不同来源的活性污泥、河水或驯化菌种其分解能力不同,接种量应经过预试验确定,以保证耗氧过程在培养期内充分进行且不至于过快耗尽溶解氧。必要时对接种物进行驯化,使测定结果更能代表实际水体的生物降解过程。

五、工程实践应用 🛠️

在污水处理厂、环境监测站与废水排放监管中应用本系列标准时,应注意:

  • 🔍 方法选择:根据样品类型与预计 BOD 范围选择稀释法或未稀释法。
  • 📊 采样与保存:样品应低温保存并尽快分析,避免好氧分解与扰动。
  • 📋 合规监测:BOD 是排放限值的重要指标,应结合 COD、TOC 等指标综合评价有机物负荷。
  • 🔧 实验室质控:建立标准操作程序,定期用质控样校验,保证数据可比性。

六、常见问题解答 ❓

❓ 问:BOD5 和 BOD7 有什么区别?
答:BOD5 指培养 5 天测得的生化需氧量,BOD7 为 7 天。不同国家与行业标准可能采用不同周期,引用与报告时必须标明培养天数。
❓ 问:为什么要加烯丙基硫脲(ATU)?
答:ATU 可抑制硝化细菌的硝化作用,避免其耗氧干扰碳化需氧量的测定,使结果更稳定、更反映有机物的生物降解需氧量。
❓ 问:为什么必须进行接种校正?
答:接种稀释水本身含微生物与有机物,会消耗部分溶解氧。从样品结果中扣除接种空白,才能得到样品自身的 BOD。
🔍 问:稀释比如何确定?
答:根据样品预计 BOD 范围选择,保证培养后剩余溶解氧不低于规定值、且耗氧量在可测区间。必要时做梯度稀释预试验确定合适倍数。
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