化學(xué)需氧量

化學(xué)需氧量：化學(xué)需氧量COD（Chemical Oxygen Demand）是以化學(xué)方法測(cè)量水樣中需要被氧化的還原性物質(zhì)的量，它是一個(gè)重要的而且能較快測(cè)定的有機(jī)物污染參數(shù)，常以符號(hào)COD表示在地表水及污水中,  化學(xué)需氧量分別對(duì)應(yīng)高錳酸鹽指數(shù)(permanganate index, CODMn) 和化學(xué)需氧量(chemical oxygen demand, CODCr) 兩個(gè)指標(biāo),即采用高錳酸鉀或重鉻酸鉀作為氧化劑氧化水中還原性的耗氧污染物,  以消耗的氧化劑的量折算成相當(dāng)于消耗溶解氧的量. 

生物需氧量

生物需氧量（常記為BOD）是指在一定條件下，微生物分解存在于水中的可生化降解有機(jī)物所進(jìn)行的生物化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中所消耗的溶解氧的數(shù)量。以毫克/升或百分率、ppm表示。它是反映水中有機(jī)污染物含量的一個(gè)綜合指標(biāo)。BOD值越高, 表明水中污染物被自身水環(huán)境中微生物降解的風(fēng)險(xiǎn)越高, 越容易導(dǎo)致水環(huán)境溶解氧急劇降低, 造成一系列的生態(tài)問(wèn)題，例如魚蝦**等。

很顯然,  以化學(xué)氧化劑處理水樣通過(guò)當(dāng)量折算獲得的耗氧量與采用環(huán)境微生物利用溶解氧生物氧化水樣污染物所直接獲得的溶解氧消耗量相比, BOD 監(jiān)測(cè)更為客觀、直接及環(huán)保，因此更重要。

五日培養(yǎng)法

現(xiàn)行常規(guī)的測(cè)量方法為五日培養(yǎng)法，是指將待測(cè)水樣在密閉、恒溫的條件下培養(yǎng)五日,  利用水樣中固有的微生物種群對(duì)可生物氧化的污染物進(jìn)行生化降解,  計(jì)算水樣培養(yǎng)前后溶解氧含量的變化差值,  因此所得結(jié)果稱為五日生化需氧(BOD5)，相應(yīng)地還有BOD10、BOD20 。

這種方法需要多梯度稀釋,  受干擾因素多、耗時(shí)長(zhǎng)、不能及時(shí)反映水質(zhì)變化、無(wú)法及時(shí)有效地預(yù)警突發(fā)水污染事件. 

微生物傳感器

將實(shí)驗(yàn)室內(nèi)預(yù)先培養(yǎng)好的已知種類的微生物菌種通過(guò)固定化材料包埋成膜,  覆蓋在DO傳感探頭表面構(gòu)成微生物傳感器。測(cè)量水樣前,  微生物傳感器一般置于不含有機(jī)物的磷酸鹽緩沖溶液中以維持微生物膜的活性。此時(shí),微生物傳感器所測(cè)量得到的氧含量代表磷酸鹽緩沖液的DO濃度.  當(dāng)向緩沖液中加入有機(jī)基質(zhì)時(shí),  加入的有機(jī)物引起固定化微生物耗氧呼吸強(qiáng)度增加,  導(dǎo)致滲透過(guò)微生物膜的DO濃度降低.通過(guò)比較微生物傳感器對(duì)所加入的標(biāo)樣與水樣所測(cè)得的DO變化差值計(jì)算水樣BOD.

原位生長(zhǎng)微生物膜在線BOD檢測(cè)新技術(shù)

本方法中，以待測(cè)水樣中固有的微生物為源，以特制的功能化的管路內(nèi)壁為基底,基于流動(dòng)檢測(cè)體系,實(shí)現(xiàn)水樣微生物在管路基底表面的逐層生長(zhǎng)進(jìn)而構(gòu)建原位生長(zhǎng)的微生物膜反應(yīng)器.以空氣飽和水樣的溶解氧含量為初始計(jì)算依據(jù),當(dāng)水樣在流經(jīng)微生物膜反應(yīng)器時(shí),微生物膜利用水樣中的溶解氧生物降解耗氧污染物,再以溶解氧傳感器檢測(cè)水樣流出微生物膜反應(yīng)器時(shí)的溶解氧含量為測(cè)量信號(hào),計(jì)算微生物膜反應(yīng)器的短時(shí)耗氧量,通過(guò)與標(biāo)準(zhǔn)樣品比較從而計(jì)算水樣BOD含量。

  微生物傳感器使用的微生物如果與被測(cè)水質(zhì)中含有的微生物不同，則檢測(cè)值會(huì)有較大偏差，這是普通微生物傳感器加工的重大缺陷，而使用原位生長(zhǎng)微生物膜則可以消除這種影響，但是由于使用了多種微生物，甚至是不熟悉的微生物，因此在加工過(guò)程中難免影響微生物組成及固定化影響微生物的活性，因此必然存在一定檢測(cè)重現(xiàn)性差的情況。

  一種檢測(cè)方法要想實(shí)現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用，需要解決穩(wěn)定性、靈敏度、檢測(cè)范圍、抗干擾性、特異性等技術(shù)要求，而穩(wěn)定性往往是微生物傳感器的巨大障礙，因?yàn)槲⑸锏幕钚院蛿?shù)量很難與水體的微生物活性及數(shù)量?jī)?yōu)質(zhì)一致。

  5日培養(yǎng)法，雖然需要的時(shí)間久，但是檢測(cè)值與實(shí)際更接近，因此可以算作BOD檢測(cè)的金標(biāo)準(zhǔn)。而其他方法推廣前要經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的與5日培養(yǎng)法進(jìn)行對(duì)照分析，從而給出穩(wěn)定的檢測(cè)時(shí)段或校準(zhǔn)方法。

  之前本公號(hào)介紹過(guò)發(fā)光**，這種菌與水質(zhì)污染或毒性有非常顯著的對(duì)映關(guān)系，因此發(fā)光**傳感器目前是研究的熱點(diǎn)。