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稀释接种法、微生物传感器快速测定法和压差法测定生化需氧量的方法比对

更新时间:2016-07-05

生化需氧量(BOD)是反映水质有机污染的一项重要指标。在水质检测中,广泛被应用。生化需氧量的检测方法有多种,有稀释接种法、微生物传感器快速测定法、压差法、增温法、活性污泥曝气降解法、近红外光谱法、重铬酸钾紫外光度法、分光光度法、紫外曝气法等[1],本文对应用较广泛的稀释接种法、微生物传感器快速测定法和压差法进行探讨。

1 方法原理

1.1 稀释接种法

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物质,特别是分解有机物的生物化学过程消耗的溶解氧。在(20±1)℃的暗处培养5±4h,分别测定培养前后水样中溶解氧的浓度,二者之差即为生化需氧量(用BOD5表示)[2]

1.2 微生物传感器快速测定法

其原理是当含有饱和溶解氧的样品进入流通池与微生物传感器接触,水样中溶解性可生化降解的有机物受微生物的作用,消耗了使扩散到氧电极表面上氧的质量减少,当样品中可生化降解的有机物向菌膜的扩散速度达到恒定时,此时扩散到氧电极表面上的氧的质量也达到恒定,便产生一个恒定电流。由于电流的差值与氧的减少量存在定量关系,据此可换算出水样的生化需氧量[3]

出于对未来的顾虑和担忧,照料者通常回避制定长期计划。⑦或者为了不让心智障碍人士伤心,或者由于条件不成熟(如经济状况不允许等),照料者直接选择回避与心智障碍人士“未来”相关的议题。少有家长会主动和孩子讨论未来安置规划或了解孩子对未来居住安排的偏好。⑧Hatfield和Lefley也发现,照料者对未来的高度担忧是其回避未来安置规划议题的最大阻力。⑨选择忽视或不讨论未来安置规划并非个例,而是一个普遍存在的事实。在不同家庭的理性选择下,采取回避或忽视的态度有其合理性,但当危机出现时,这些家庭仍不得不直面“未来”这一议题。⑩

1.3 压差法

一个BOD瓶和一个BOD感应器组成一个密闭的BOD5系统。在BOD瓶内,准备好的样品上面为一个空间。在一个密闭的环境内,在(20±1)℃的暗处培养5d,微生物消耗溶解于样品中的氧。而BOD瓶内样品上面空间中的氧气不断补充这种消耗。位于瓶内橡胶盖中的氢氧化钾吸收微生物产生的二氧化碳,系统产生一个压力,感应器将测量出降低的压力转换成BOD值并显示出来[4]

2 仪器设备

恒温恒湿培养箱(LRHS-150-Ⅱ上海跃进)、酸式滴定管(葵花牌)、微电脑BOD测定仪(ET99724罗威邦)、微生物法BOD快速测定仪(BOD-220A天津赛普)。

3 实验内容

(2)三种方法测定不同类型水质的生化需氧量样品结果见表2。

(1)水源水、地表水、生活污水和食品废水,水样水质较干净,干扰较小,基本不含或含有极少的对微生物菌膜有毒害性的物质(如:重金属、氧化剂、杀菌剂、农药、氰化物等高浓度毒物或pH过高或过低),故微生物传感器快速测定法和稀释接种法的比对数据能较好地吻合(相对偏差小于10%)。医疗废水、电镀废水、试验水因为水质中含有对微生物菌膜有毒害的物质,故数据相差较大。此三种类型水样不适合采用微生物传感器快速测定法。

4 实验结果

(1)三种方法测定生化需氧量标准样品结果见表1。

经研究数据显示,对实验组和对照组患者在术后采用不同方式进行护理后,两组的术后睡眠质量和生活质量的差异均较为明显,存在统计学意义。根据结果显示,在术后对结直肠癌患者进行护理干预,可以提高患者心理的放松度,让患者拥有愉悦的心情,而且可以延长患者的睡眠时间,可见,这种术后护理干预可以显著提高患者的睡眠和生活质量,帮助患者早日恢复健康。

分别使用稀释接种法、微生物传感器快速测定法和压差法测量国家有证标准样品。将环保部标准样品 (GSB07-3160-2014,批号:200246,理论值:106±9mg/L)按照证书要求稀释后,用三种方法进行测定。每种方法做7个平行。其中稀释接种法和压差法需接种,稀释接种法、微生物传感器快速测定法需稀释样品。

表2的结果表明:

表1 三种方法测定生化需氧量标准样品结果一览表

测定次数 稀释接种法(mg/L) 微生物传感器快速测定法(mg/L)压差法(mg/L)平行样1 113 105 107平行样2 100 104 109平行样3 110 104 107平行样4 107 103 110平行样5 110 103 108平行样6 105 106 106平行样7 109 105 109平均值(mg/L) 108 104 108标准偏差(mg/L) 4.23 1.11 1.41相对标准偏差(%) 3.93 1.07 1.31

表2 三种方法测定不同类型水质的生化需氧量样品结果一览表

注:将稀释接种法测定值当作真值来计算相对偏差。

压差法与稀释接种法相对偏差(%)水源水 2.5 2.4 2.3 -4.00 -8.00地表水 5.3 5.2 5.5 -1.89 3.80生活污水 28.0 27.0 26.0 -3.57 -7.10医疗废水 8.7 7.0 8.0 -19.5 -8.00食品废水 43.2 46.1 48.5 6.71 12.3电镀废水 26.3 19 22.6 -27.8 -14.1试验水 1.93×103 1.23×103 1.75×103 -36.3 -9.30样品类型 稀释接种法(mg/L)微生物传感器快速测定法(mg/L)压差法(mg/L)微生物传感器快速测定法与稀释接种法相对偏差(%)

5 讨论

表1的结果表明:三种方法在测量国家有证标准样品时,均可以将标准样品做到标准范围内,且微生物传感器快速测定法的结果最接近理论值。因为标准样品基质较单一,干扰小,用该方法测定时前处理简单,所以精度最高。而且微生物传感器快速测定法测试周期短,样品用量少,可以重复多次确认样品数值,所以在做标准样品方面,占有很大的优势。稀释接种法操作过程复杂,影响测定因素多,故精度稍低。压差法由于没有国家标准方法,虽不够权威,但按照产品说明书操作,比稀释接种法操作简单,而且不用稀释精度也高。

中俄界江地区是一个多民族、多文化糅合的地理空间,具有突出的地域色彩和民族特色。然而,当下中俄生态旅游产品设计尚未充分发掘当地的民族文化特色,在研发过程中缺乏地域特征,产品大量的的借鉴与模仿,面临同质化严重的问题。当地众多旅游景点一味地粗放式开发、建设与管理,缺乏对生态旅游的深刻理解,片面地追求经济利益必然忽视了当地生态旅游发展的客观规律,导致旅游产品同质化现象广泛存在。无特色、同质化的盲目开发不单会造成地区生态旅游资源的极大浪费,更会最终导致当地生态环境的持续恶化。

厌食是小儿时期的一种常见病症,古代文献多将其归为“乳食不下”“恶食”“伤食”等证论述治疗。病变脏腑主要在脾胃,胃司受纳,脾主运化,《灵枢·脉度》:“脾气通于口,脾和则口能知五谷矣。”厌食主要由脾胃不和,纳化失职所造成。《诸病源候论·脾胃病诸候》:“脾者,脏也;胃者,腑也。脾胃二气,相为表里……所以谓之脾胃气不和不能饮食也。”

使用三种方法分别对水源水、地表水、生活污水、医疗废水、食品废水、电镀废水、试验水的生化需氧量进行测试,每种类型的样品和每个方法均测三个平行样,最终报出值为平均值。同时,每批样品做两个空白试样和有证标准样品。

(2)对于不同类型水质的样品,采用压差法和稀释接种法相对偏差均小于15%,比对数据吻合度高。但都需要培养5d,故不能大批量快速测定样品,且对于含微生物少的水样,压差法测试结果偏低。并且压差法没有国标,检测方法不固定,不同设备测试结果可能相差稍大。

根据以上讨论结果和查阅相关资料总结三种方法优缺点如表3。

6 注意事项

(1)稀释接种法中规定水样pH需调到6~8,经多次实验发现调到7.2做标准样品更能接近理论值。

表3

方法名称 优点 缺点 适用范围稀释接种法①是最经典方法,有国家标准方法;②质量标准指定的检测方法;③测试成本低。①不稀释的测量范围0~6mg/L,故一般样品均要稀释,而且稀释的倍数多,稀释的倍数值确定较难,确定错误会导致实验失败;②测试时间需要5d,测定样品耗时,无法实现现场检测;③人工滴定容易引入误差;④操作复杂,影响测定因素多;⑤工作量大,所需试剂多。地表水、工业废水、生活污水。微生物传感器快速测定法①有国家标准方法;②测定时间短,一个样品测试时间只需8min,可实现连续在线测定,可迅速反映环境污染状况;③重现性好;④整个测量过程恒温,测定精度高;⑤操作简单。①基质复杂或含有对微生物菌膜有害的废水测试的数据波动大,且微生物膜缺乏对该类水的抵抗性;②传感器维护复杂;③菌膜寿命只有一个月,到期要更换,测试成本高。地表水、大部份生活污水、不含对微生物有明显毒害作用的工业废水。压差法①直接读数,无需化学滴定,具有累加性,可实时读数;②操作简单;③一般水样不用稀释,能较好的反应实际水体的耗氧状况。①没有国家标准方法;②测试时间仍需要5d;③一台设备只能做6个样,如要大批量做样品,需要很多台设备;④含微生物少的水,测试结果偏低。地表水、工业废水、生活污水。

(5)当样品中含有锌、镉、铜、铅、铬、砷、氰等有毒物质时,可采用驯化的微生物接种的稀释水来稀释,或者提高稀释倍数以减少毒物的浓度。

(4)对于冷冻样品,首先需要对其进行解冻处理(恒温水浴锅)和均质化处理(超声波清洗器),然后再进行分析。若水样中有藻类,则会造成测定结果偏高,需将水样完全通过1.6μm孔径的滤膜过滤。

(3)BOD5的测定关键是溶解氧的测定,故要尽量避免气泡的产生。

试验鸡只管理如通风、光照、免疫接种等按照峪口禽业蛋种鸡育成期的常规饲养管理。饲养条件为阶梯式笼养、乳头式饮水器,鸡只自由饮水、采食。在试验4周后(鸡只13周龄末),鸡群转入产蛋舍,从见蛋开始跟踪记录鸡只10 d的产蛋情况,观察育成期日粮蛋白质水平对鸡在产蛋期产蛋性能的影响。

(2)水样在测试前需要把温度控制在(20±2)℃,冬天样品温度一般低于该温度,需要在样品中插入温度计,将水样放入20℃恒温水浴锅中升温,当水样温度达到后再进行测定;夏天样品则需敞口放入20℃恒温生化培养箱中降温,当水样温度达到后再进行测定,这样可以提高测量结果的准确度。

(6)微生物电极的清洗时间应根据被测水样的污染情况适当调整,如浓度较高,清洁时间应延长。

李珊
《低碳世界》 2018年第05期
《低碳世界》2018年第05期文献

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