一、儀器簡(jiǎn)介及使用范圍:
生物化學(xué)需氧量BOD5是水質(zhì)評(píng)價(jià)的必測(cè)項(xiàng)目,是衡量有機(jī)物對(duì)水質(zhì)污染的重要質(zhì)量指標(biāo)。傳統(tǒng)BOD5的測(cè)定方法采用化學(xué)稀釋法。該方法操作繁瑣,對(duì)分析人員的實(shí)驗(yàn)技能要求較高,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的離散性較大,往往造成無(wú)法得出準(zhǔn)確的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
CY-II型直讀式BOD5測(cè)定儀是利用空氣壓差法進(jìn)行生化需氧量測(cè)定的一種新型儀器,其操作簡(jiǎn)單,能提供與化學(xué)稀釋法可比的準(zhǔn)確測(cè)量結(jié)果,讀數(shù)直觀,使用和維護(hù)方便。廣泛應(yīng)用于環(huán)保監(jiān)測(cè)、石油化工、醫(yī)療衛(wèi)生、教學(xué)科研等部門對(duì)水質(zhì)的監(jiān)測(cè),是廣大分析工作者的有力工具。
二、工作原理:
1、B0D5基本原理定義生化需氧量(BOD5)定義為水中需氧微生物消耗溶解氧的量,當(dāng)樣品放在培養(yǎng)箱中,培養(yǎng)溫度為20℃養(yǎng)五天時(shí),測(cè)定所消耗溶解氧的含量來(lái)確定水樣的BOD5值。
生化需氧量(英文縮寫(xiě)B(tài)OD),是指在特定條件下,通過(guò)水中需氧微生物的繁殖和呼吸作用,分解水中有機(jī)物質(zhì)時(shí)所消耗或所需要溶解氧量。水中的BOD5值通常以樣品在20℃放置5天所消耗溶解氧的量(mg/L數(shù))表示,記為“BOD5”。
2、測(cè)定原理將預(yù)先選好量程并按量程范圍量好體積的水樣倒入培養(yǎng)瓶中,在主機(jī)攪拌器上連續(xù)攪拌。并將主機(jī)和培養(yǎng)瓶放入培養(yǎng)箱中。調(diào)節(jié)培養(yǎng)箱內(nèi)溫度為20℃±1℃,待樣品恒溫后進(jìn)行五日培養(yǎng)。培養(yǎng)瓶中的水樣在連續(xù)攪拌的情況下保證了足夠的溶解氧供微生物進(jìn)行生化反應(yīng)。水樣中的有機(jī)物經(jīng)過(guò)生物氧化作用,轉(zhuǎn)變成氮、碳和硫的氧化物。在這一過(guò)程中,從水樣中溢出的氣體二氧化碳被氫氧化鈉(或氫氧化鉀)吸收。此時(shí),培養(yǎng)瓶中空氣壓力減少量,相當(dāng)于微生物所消耗的溶解氧含量,即水樣BOD5值與瓶中空氣壓力減少的程度成正比,所以BOD5的值可以由空氣壓力減少值來(lái)測(cè)定,增加或減少所取樣品的量可以增加或降低壓力減少值。這樣操作者就能準(zhǔn)確測(cè)量很寬范圍的BOD5值。培養(yǎng)瓶中空氣壓力的變化是通過(guò)壓力計(jì)中汞柱高度的變化來(lái)進(jìn)行檢測(cè)的,通過(guò)簡(jiǎn)單的計(jì)算即能讀出水樣的BOD5值。
三、主要技術(shù)指標(biāo)
1、環(huán)境溫度:0℃~40℃
2、測(cè)定方法:差壓法
3、測(cè)量范圍:0mg/L~1000mg/L(BOD5值超過(guò)測(cè)量范圍時(shí)需要稀釋)
4、批處理量:每次8份水樣
5、準(zhǔn) 確 度:符合國(guó)標(biāo)“GB7488-87”標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定(葡萄糖谷氨酸標(biāo)液BOD5值在180mg/L~230mg/L范圍內(nèi))
6、顯 示:從壓力計(jì)刻度尺上可直讀出樣品BOD5值(mg/L)
7、培養(yǎng)溫度:20℃±1℃
8、電 源:DC12V
9、主機(jī)尺寸:400mm×270mm×350mm
10、主機(jī)重量:5kg11、功 耗:儀器18W
四、儀器的組成本儀器由BOD測(cè)定裝置主機(jī)、BOD培養(yǎng)瓶、配件盒及生化培養(yǎng)箱組成。
五、安裝和使用
(一)本儀器的安裝環(huán)境條件:
1、溫度:0℃~40℃2、濕度:≤80%
(二)儀器部件說(shuō)明
1、攪拌子 2、壓力計(jì)管 3、旋鈕 4、培養(yǎng)瓶 5、水樣6、刻度尺 7、NaOH(固) 8、密封杯 9、培養(yǎng)瓶蓋 10、接頭11、連接管 12、水柱蓋 13、密封圈 14、水柱 15、水 16、汞 17、密封管主機(jī)在實(shí)驗(yàn)時(shí),主機(jī)放入培養(yǎng)箱內(nèi),主機(jī)內(nèi)有8只磁力攪拌器,實(shí)驗(yàn)過(guò)程中它帶動(dòng)培養(yǎng)瓶?jī)?nèi)的攪拌子對(duì)水樣進(jìn)行攪拌,以促進(jìn)培養(yǎng)瓶?jī)?nèi)空氣中的氧氣溶解于樣品液中,保證在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,水樣中的微生物有足夠的溶解氧進(jìn)行生化反應(yīng)。
2、BOD培養(yǎng)瓶樣品放人培養(yǎng)瓶中進(jìn)行生化培養(yǎng),該培養(yǎng)瓶經(jīng)過(guò)篩選處理,各臺(tái)儀器之間一般不可互換,亦不容許用其它類似的瓶代替。
(三)準(zhǔn)備工作
1、開(kāi)箱檢查,按裝箱清單核對(duì)主機(jī)、培養(yǎng)瓶、配件盒及生化培養(yǎng)箱是否齊全。
2、檢查實(shí)驗(yàn)用電源,應(yīng)為交流220V±22V,頻率50Hz±0.5Hz。
3、為確保安全和儀器工作正常,儀器應(yīng)有可靠的接地線。
(四)儀器安裝(如圖2)圖21、攪拌子 2、壓力計(jì)管 3、旋鈕 4、培養(yǎng)瓶 5、培養(yǎng)液6、刻度尺 7、NaOH(固) 8、密封杯 9、培養(yǎng)瓶蓋 10、接頭11、連接管 12、水柱蓋 13、密封圈 14、水柱 15、水16、汞 17、密封管 18、注射器灌水銀:用注射針筒將裝置中附帶的水銀分別裝到八個(gè)水銀瓶中。
步驟為:擰開(kāi)水銀瓶蓋,用針筒分別小心地對(duì)八個(gè)水銀瓶灌入1.6~1.8ml水銀,再分別注入1-2ml蒸餾水以防水銀蒸發(fā)。調(diào)整水銀壓力計(jì)零點(diǎn):用膠吸球(洗耳球)將壓力計(jì)的水銀柱吸到滿標(biāo)尺,然后松開(kāi)吸球讓其自由下降,正常時(shí)水銀柱降至一定位置時(shí)應(yīng)有回跳一兩次的現(xiàn)象,顯得較靈活,若水銀柱下降較慢且平穩(wěn)無(wú)回跳現(xiàn)象,可能水銀中有雜物或水銀中夾有氣泡,應(yīng)設(shè)法清除,對(duì)于水銀加的氣泡可用洗耳球?qū)⑺y柱壓入后反復(fù)多次吸上放下,直至將氣泡排除為止,八條水銀柱高低應(yīng)基本一致且活動(dòng)靈活。
六、分析方法及分析步驟
(一)四種無(wú)機(jī)鹽的制備1、緩沖液用蒸餾水溶解下列試劑并稀釋至1升。
?。?)21.75g磷酸氫二鉀(K2HPO4)。
(2)8.5g磷酸二氫鉀(KH2PO4)。
?。?)33.4g磷酸氫二鈉(Na2HPO4·7 H2O濕度在61.07%~80.51%穩(wěn)定)。
?。?)1.7g氯化銨(N H4Cl)。
2、硫酸鎂溶液在蒸餾水中溶解22.5克硫酸鎂(MgSO 4·7H2O)并稀釋至1升。
3、氯化鈣溶液在蒸餾水中溶解27.5克氯化鈣(CaCl2)并稀釋至1升。
4、三氯化鐵溶液在蒸餾水中溶解0.25克三氯化鐵(FeCl3·6H2O)并稀釋至1升。
★制備無(wú)機(jī)鹽溶液所使用的蒸餾水不應(yīng)含有微生物生長(zhǎng)抑制劑(如堿、無(wú)機(jī)酸、余氯和重金屬)。
(二)實(shí)際樣品BOD 5的測(cè)量
1、接通培養(yǎng)箱電源,將培養(yǎng)箱上溫度設(shè)置顯示溫度為20℃,保持溫度為20℃。把主機(jī)放在培養(yǎng)箱上,將BOD主機(jī)電源線的一端插入儀器后部插座上,另一端插入培養(yǎng)箱內(nèi)對(duì)應(yīng)插座上,打開(kāi)儀器電源開(kāi)關(guān),儀器前側(cè)電源指示燈亮,8只攪拌器正常攪拌。
葡萄糖——谷氨酸標(biāo)準(zhǔn)樣品BOD5試驗(yàn)方法如下:
1、制備稀釋水取1只2000mL燒杯,用量筒量取2000mL蒸餾水倒入燒杯中,在燒杯中加入四種無(wú)機(jī)鹽各2mL。
2、將制備好的稀釋水倒出約200mL用于溶解300mg葡萄糖(C6H12O6)和300mg谷氨酸(如實(shí)驗(yàn)室用葡萄糖帶一個(gè)結(jié)晶水,葡萄糖稱量330mg,這種標(biāo)準(zhǔn)溶液應(yīng)在每次使用前新鮮配制),溶解后再倒入盛有稀釋水的燒杯中。在燒杯中放一攪拌子,燒杯放在培養(yǎng)箱內(nèi)主機(jī)上恒溫?cái)嚢?~3小時(shí)。
3、用1000mL燒杯取新鮮的生活污水作為接種液,把燒杯放在培養(yǎng)箱內(nèi)的主機(jī)上與標(biāo)準(zhǔn)樣品同時(shí)恒溫2~3小時(shí)。
4、待標(biāo)準(zhǔn)樣品全部溶解后,按10%接種,用量筒倒出200mL,再用量筒取200mL生活污水倒人標(biāo)準(zhǔn)樣品中,將接種后的標(biāo)準(zhǔn)樣品仍放在培養(yǎng)箱內(nèi)攪拌器上恒溫?cái)嚢?~2小時(shí)。
5、按說(shuō)明書(shū)表格中0~300mg/L量程規(guī)定的取水樣量量取接種后的標(biāo)準(zhǔn)樣品,分別倒人7個(gè)培養(yǎng)瓶中,另一個(gè)培養(yǎng)瓶按0~100測(cè)量范圍取接種水進(jìn)行平行測(cè)定。
稀釋CY-II型直讀式BOD5測(cè)定儀測(cè)定范圍為0~1000mg/L。如果試驗(yàn)樣品的BOD5估計(jì)值高于1000mg/L可用稀釋水稀釋樣品。所加入的稀釋水也應(yīng)保持為20℃,并曝氣使氧達(dá)到飽和,如需要若干份相同的樣品試驗(yàn)時(shí),應(yīng)稀釋足夠量的原水樣,并從稀釋樣中取出與量程對(duì)應(yīng)的體積。例如,當(dāng)試驗(yàn)原水樣稀釋兩倍時(shí),稀釋倍數(shù)為2;當(dāng)原水樣按1:10稀釋時(shí),則應(yīng)為10,所測(cè)結(jié)果應(yīng)乘上稀釋倍數(shù)。
接種什么是接種BOD5實(shí)驗(yàn)要求水樣含有供生物氧化的有機(jī)物和適量的氧化有機(jī)物的需氧細(xì)菌,以及吞食有機(jī)物和增進(jìn)需氧細(xì)菌生長(zhǎng)的其他微生物。如果水樣中根本沒(méi)有或幾乎沒(méi)有這類微生物,就必須對(duì)水樣按一定比例加入這類微生物溶液。這個(gè)過(guò)程應(yīng)稱之為接種。
與生活污水不同,工業(yè)廢水可能不含有足夠量的細(xì)菌以供樣品中所含有機(jī)物*的生化分解,如果所測(cè)定的樣品為這種廢水,應(yīng)加入接種溶液。
接種方法制備接種溶液接種溶液用于接種的溶液為20℃放置24~36小時(shí)的未經(jīng)處理新鮮生活污水的上清液。
在下次實(shí)驗(yàn)中,若要使用以前測(cè)定過(guò)的水樣作為接種液應(yīng)經(jīng)濾紙過(guò)濾,這種濾液在冷藏(約20℃)、避光的條件下保存,一般在一個(gè)月內(nèi)是有效的。
將準(zhǔn)備測(cè)定的樣品放入培養(yǎng)瓶中,使用吸管將一定量的接種液加入到樣品中(根據(jù)樣品量)。按步驟測(cè)定BOD5,五日后獲得的讀數(shù)可以作為試驗(yàn)樣品真實(shí)的BOD5值。