一种生化需氧量的检测方法技术

本发明专利技术提供一种生化需氧量的检测方法。本发明专利技术提供的方法以活性污泥、地表水、生活污水或含有微生物的工业废水为含微生物水样，将其进行微生物培养，得到微生物膜；将空白水样和目标水样分别通过所述微生物膜，检测得到所述空白水样和目标水样的溶解氧还原电流，从而得到所述目标水样与空白水样的溶解氧还原电流差值，根据所述溶解氧还原电流差值与预定的标准曲线，得到所述目标水样的生化需氧量。本发明专利技术提供的方法采用活性污泥、地表水、生活污水或含有微生物的工业废水为含微生物水样，培养得到的微生物膜具有较强的环境适应能力，因此本发明专利技术无需为其提供缓冲溶液体系，以自来水、井水、降水或地下水中的一种或多种为介质即可满足其生理活性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及环境保护
，尤其涉及ー种生化需氧量的检测方法。
技术介绍
生化需氧量(BOD)是指微生物分解水中某些可被氧化的物质，特别是有机物质所消耗的溶解氧的量，如进行生物氧化的时间为五天就称为五日生化需氧量(BOD5)。生化需氧量是分析水体有机污染物含量的重要指标，是水质常规监测中最重要的參数之一，其值越高说明水中有机污染物质越多，污染也就越严重。目前，国际上測定生化需氧量普遍采用稀释与接种法，也称BOD5法，但是这种方法耗时长、工作量大、操作繁琐、干扰因素多、重复性差，且不能及时反映水质的变化，不能实现水质的在线监測。为了克服BOD5法的不足之处，现有技术中公开了多种检测BOD的方法。如微生物传感器法，这种方法首先培养所需的微生物，将培养好的微生物经离心、定量后物理吸附在纤维素膜或透析膜等的表面，得到生物膜，或采用溶胶-凝胶类聚合物化学包埋微生物制得生物膜；将得到的生物膜紧贴于氧电极的表面，目标水样经过生物膜表面吋，微生物呼吸作用增强，耗氧増加，氧电极检测到的氧含量因此而降低。这种方法是利用微生物呼吸作用的強弱与有机物含量成正比，从而得到水样的B0D。如媒介体方法，采用人工电子受体，如铁氰化钾，代替自然电子受体氧气，提高了微生物对有机物的降解效率，提高了检测结果的准确度。如微生物膜反应器法，它利用富集的微生物群体对有机物的降解作用，通过检测氧气含量的变化来实现对水体BOD的測定。这种微生物膜反应器法为了维持微生物群体的稳定，需要连续不断地补充有机物，操作复杂，维护成本高。现有技术中对BOD的检测还有微生物燃料电池法，这种方法主要依靠富集的微生物群体降解有机物时产生电流，通过电流的強度判定水体中BOD的值。上述对水体BOD检测的方法都是基于微生物对有机物的作用，包括微生物的呼吸作用和微生物对有机物的降解作用，为了维持微生物的生理活性，为其提供一定的PH值环境和渗透压，现有技术为微生物的生存提供缓冲溶液体系，目前最常用的缓冲溶液有磷酸盐缓冲溶液和Tris-HCl缓冲体系，其中磷酸盐缓冲溶液会造成环境的二次污染，Tris-HCl 缓冲体系价格昂贵，不适合在线监測。现有技术中没有不采用缓冲体系实现对水体BOD检测的方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供ー种生化需氧量的检测方法，本专利技术提供的生化需氧量的检测方法无需采用缓冲体系即可实现对水体BOD的检测。本专利技术提供ー种生化需氧量的检测方法，包括以下步骤a)将空气饱和的含微生物水样进行微生物培养，得到微生物膜；b)将空气饱和的空白水样通过所述步骤a)得到的微生物膜，检测得到所述空白水样的溶解氧还原电流；c)将空气饱和的目标水样通过进行所述步骤b)后的微生物膜，检测得到所述目标水样的溶解氧还原电流；d)根据所述步骤b)得到的空白水样的溶解氧还原电流和所述步骤c)得到的目标水样的溶解氧还原电流，计算得到所述空白水样的溶解氧还原电流与所述目标水样的溶解氧还原电流的差值；e)根据所述步骤d)得到的差值和预定的标准曲线，得到目标水样的生化需氧量；所述含微生物水样为活性污泥、地表水、生活污水或含有微生物的エ业废水；所述空白水样为自来水、井水、降水或地下水中的ー种或多种。优选的，所述微生物源为活性污泥、地表水或对含有微生物的エ业废水。优选的，所述步骤a)具体为al)在20°C 45°C的条件下，将空气饱和的含微生物水样进行微生物初级培养， 得到初级微生物膜；a2)将空气饱和的空白水样通过所述步骤al)得到的初级微生物膜，清洗所述初级微生物膜，直至检测得到稳定的溶解氧还原电流；a3)将空气饱和的标准溶液通过所述步骤a2)中清洗后的初级微生物膜，检测得到所述标准溶液的溶解氧还原电流；a4)重复步骤al)至步骤a3)所述的过程，直至检测得到的标准溶液的溶解氧还原电流稳定，完成微生物的培养，得到微生物膜。优选的，所述步骤b)中的空白水样为自来水或地下水中的ー种或两种。优选的，所述步骤a)中进行微生物培养的时间为20小时 300小时。优选的，所述步骤e)中的标准曲线按照以下方法获得以所述空白水样为溶剂，配制空气饱和的系列生化需氧量浓度的标准溶液；将空气饱和的空白水样通过所述步骤a)得到的微生物膜，检测得到所述空白水样稳定的溶解氧还原电流；将所述标准溶液经过所述空白水样通过后的微生物膜，检测得到所述标准溶液的溶解氧还原电流；根据所述空白水样的溶解氧还原电流与所述标准溶液的溶解氧还原电流，得到所述空白水样的溶解氧还原电流与所述标准溶液的溶解氧还原电流的差值；根据所述差值与所述标准溶液的生化需氧量浓度，得到标准曲线。优选的，所述标准溶液为葡萄糖溶液、谷氨酸溶液、葡萄糖-谷氨酸混合溶液或蔗糖溶液。优选的，所述标准溶液的生化需氧量浓度为I. Omg 02/L 60. Omg 02/し优选的，所述步骤a)中进行微生物培养为在反应器中进行微生物培养。优选的，所述反应器为管状；所述反应器的材质为玻璃、こ烯-醋酸こ烯酯共聚物、塑料、尼龙、石英或硅胶；所述反应器的长度为30. Ocm 420. Ocm ；所述反应器的内径为I. Omm 4. 0mm。本专利技术提供ー种生化需氧量的检测方法，本专利技术提供的方法将空气饱和的含微生物水样进行微生物培养，得到微生物膜，所述含微生物水样选自活性污泥、地表水、生活污水或含有微生物的エ业废水；将空气饱和的空白水样和目标水样先后通过所述微生物膜后，检测得到所述空白水样和目标水样的溶解氧还原电流，微生物对目标水样中的有机污染物进行降解消耗了其中的溶解氧，从而得到所述空白水样和目标水样的溶解氧还原电流差值；根据预定的标准曲线与所述空白水样和目标水样的溶解氧还原电流差值，得到目标水样的生化需氧量；所述空白水样为自来水、井水、降水或地下水中的ー种或多种。在本专利技术提供的生化需氧量的检测方法中，所述含微生物水样选自活性污泥、地表水、生活污水或含有微生物的エ业废水，这些含微生物水样中的微生物具有较强的固有的环境适应能力， 其生物活性受体系PH值和离子浓度变化的影响不明显，因此将其进行微生物培养后得到的微生物膜也具有较强的环境适应能力，将得到的微生物膜置于自来水、井水、降水或地下水中的ー种或多种提供的体系中，所述自来水、井水、降水或地下水中含有多种微量元素、 一定含量的金属离子和痕量有机物，这些条件足以使微生物膜維持正常的生理活性，从而无需为其提供常规的缓冲溶液体系即可实现对目标水样生化需氧量的检测。因此，本专利技术提供的检测方法降低了检测成本及人工成本，如避免了缓冲试剂的消耗、纯水的制备以及缓冲溶液的配制；而且，本专利技术提供的检测方法避免了如磷酸盐类缓冲溶液带来的二次污染。另外，本专利技术采用自来水、井水、降水或地下水中的一种或多种作为空白水样，其中的有机物含量极低，并且这部分有机物微弱的耗氧被视为内源呼吸作用带来的，在对空白水样的检测中予以扣除；而且目标水样的重金属离子很容易地与所述空白水样中的阴离子络合，形成沉淀物，減少了重金属离子对BOD检测的影响，使得本专利技术得到的检测结果具有较高的准确度。另外，本专利技术提供的生化需氧量的检测方法对目标水样的检测过程能够在10分钟左右完成，提高了检测速度；而且本专利技术制备的微生物膜不易脱落，杂质更易去除，从而不会对检测体系造成堵塞，同时在对目标本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘长宇，董绍俊，
申请(专利权)人：中国科学院长春应用化学研究所，
类型：发明
国别省市：