在水环境的各类污染物中耗氧污染物仍是当前影响水体水质的重要因素，其主要危害是消耗水中溶解氧，导致水质恶化。在我国，各主要河流、湖泊中有机污染物（主要的耗氧污染物）超标的情况仍相当严重。由于水中有机物的成分十分复杂，在现有技术装备和财力支持条件下，很难定量分析各种有机物的含量。因而，在未来相当长的时间，采用生化需氧量 (BOD) 、化学需氧量 (COD) 、总有机碳 (TOC) 、总需氧量 (TOD) 等指标综合反映有机污染物的污染程度，仍将是水环境监测中的重要方法。

生化需氧量又称生化耗氧量，英文（ biochemical oxygen demand ）缩写 BOD ，水体中微生物分解有机物的过程中消耗水中的溶解氧量称为生化需氧量，其单位为 mg(O₂)/L ，是表示水中有机物等需氧污染物质含量的一个综合指标，反映水体中可被微生物分解的有机物总量。 BOD 说明水中有机物出于微生物的生化作用进行氧化分解，使之无机化或气体化时所消耗水中溶解氧的总数量。其值越高，说明水中有机污染物质越多，污染也就越严重。加以悬浮或溶解状态存在于生活污水和制糖、食品、造纸、纤维等工业废水中的碳氢化合物、蛋白质、油脂、木质素等均为有机污染物，可经好气菌的生物化学作用而分解，由于在分解过程中消耗氧气，故亦称需氧污染物质。若这类污染物质排入水体过多，将造成水中溶解氧缺乏，同时，有机物又通过水中厌氧菌的分解引起腐败现象，产生甲烷、硫化氢、硫醇和氨等恶臭气体，使水体变质发臭。

有机物的微生物氧化分解分两个阶段进行。第一阶段主要是有机物被转化为无机的 CO₂ 、 H₂O 和氨；第二阶段氨被转化为 NO^2- 、 NO^3- 。第二阶段的环境影响较小，所以生化需氧量一般是指第一阶段有机物经微生物氧化分解所需的氧量。微生物分解有机物的速度和程度与温度、时间有关。如在 20 ℃时，通常生活污水中的有机物需要 20d 左右才能基本完成第一阶段的生化氧化，但经过 5d 也可完成第一阶段转化的 70% 左右。为缩短测定时间，同时使 BOD 值有可比性，因而采用在 20 ℃条件下，培养 5 d 测定生化需氧量作为标准方法，称为五日生化需氧量，以 BOD₅ 表示。 BOD 基本上能反映出有机物在自然状况下氧化分解所消耗的氧量，较确切说明需氧有机污染物对环境的影响。但 BOD 的测定时间长，对毒性大的废水因微生物活动受到抑制，而难以准确测定。若要尽快知道水中有机物的污染状况，可测定化学需氧量。

BOD 能相对表示微生物可分解的有机物量，即水中有机物分解时所消耗的溶解氧 ，符合水体自净的实际情况和大部分污水处理技术工艺路线，因此， BOD 的测定对控制水体污染具有更重要的意义。

BOD 测定方法主要有以下几种：

1 、标准稀释法

将水样稀释至一定浓度后，在 20 ℃恒温下培养 5d ，测出培养前后水中溶解氧量，便可计算出 BOD 值 ( 即 BOD₅ ) 。该方法 1936 年被美国公共卫生协会标准方法委员会采用， ISO/ TC-147 也推荐该法，成为国际上约定俗成的分析方法。

2 、微生物电极法

其原理是以一定的流量使水样及空气进入流通测量池中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菌膜中微生物的作用，使扩散到氧电极表面上氧的质量减少，当水样中可生化降解的有机物向菌膜的扩散速度达到恒定时，扩散到氧电极表面上的氧的质量也达到恒定并产生一恒定电流，由于该电流与水样中可生化降解的有机物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。通常采用 BOD₅ 标准样品比对，以换算出水样的 BOD₅ 值。

3 、活性污泥曝气降解法

控制温度为 30 ℃～ 35 ℃，利用活性污泥强制曝气降解样品 2 h ，经重铬酸钾消解生物降解前后的样品，测定生物降解前后的化学需氧量，其差值即为 BOD 。根据与标准方法的对比实验结果，可换算为 BOD₅ 值。

4 、测压法

在密闭的培养瓶中，水样中溶解氧被微生物消耗，微生物因呼吸作用产生与耗氧量相当的 CO₂ ，当 CO₂ 被吸收剂吸收后使密闭系统的压力降低，根据压力计测得的压降可求出水样的 BOD 值。

除此之外，还有高温法、检压式库仑计法、坪台值法和相关估算法，但目前已很少采用，这里不再赘述。

在 BOD 测定的众多方法中，标准稀释法是生化需氧量经典且广泛应用的测定方法，但是其缺点尤其显著。首先，培养前、后溶解氧的确定多采用碘量法或其修正法，需两次滴定，方法操作烦琐，尤其在分析大批量样品时，时间消耗较长。对于含有活性污泥等样品，碘量法很难给出准确的结果，这时可采用膜电极法进行测定。其次，此测定方法的重现性较差，测定值的波动范围太大。主要是由于水样中的有机物种类不同，结构各异，微生物接种的菌种不确定，生化降解过程所需时间不同，所以标准稀释测定法的重现性差，测定的波动值大， 有时甚至相差好几倍。还有，由于测定的重现性差，测定的精度也不高。

由于 BOD₅ 的测定时间冗长，不能迅速反映环境污染状况，因而给环境监测带来诸多不便，作为污水处理的调控指标也缺乏实际意义，因此， BOD 的快速测定方法应运而生。

BOD₅ 的最新快速测定方法即是使用微生物传感器，它是一种集微生物学与现代电子技术与一体的高新技术产品，具有测定周期短、重现性好、测定精度提高等特点，是一种较为理想的方法。将微生物体以一定的方式固定后制作成微生物膜作为敏感材料并与其密切配合的基础电极组成分析系统，基础电极将生物膜产生的生化信号转化成电流信号，该信号经放大、 处理后输出。与传统的五日法不同，生物传感器测定 BOD₅ 只涉及到初始氧化速率，二者之间的相关性可以通过对标准溶液的测定获得，可以使测定时间控制在 1h 之内，实现了高速化、自动化、直读化，使微生物传感器测定 BOD 技术广泛应用于环保、化工、印染、 食品、饮料等行业的水质监测。

活性污泥曝气降解法也是一种快速测定 BOD₅ 的方法。应用活性污泥曝气降解法最大的优点在于活性污泥中含适应特定成分废水的微生物，针对某种特定废水的测定具有较高的可靠性。对于未经验证的废水则需同一水样做 BOD₅ 和 BOD ，经统计回归，再进行换算。 BOD 的测定范围较宽，一般不需对水样进行稀释。但应注意水样中是否含较高的对微生物有毒有害物质成分，如杀菌剂、农药等。鉴于温度对 BOD 测定的影响，应进一步提高曝气培养过程中的控温精度 ( 标准方法中要求的温度范围为 30 ℃～ 35 ℃ ) 。另外整个测定过程略显繁琐，如果适当缩短测定时间，并将测定的自动化程度提高，该法更适于某一污染源的连续在线监测。

需要指出的是，任何一种 BOD 快速测定方法与稀释接种法相比因测定方法不同，所得 BOD 值与 BOD₅ 不会完全相同。除非找到每一种水样的标准样品，使之具有相同的反应过程，这当然是不现实的。快速方法是通过使用适当的条件使之与 BOD₅ 具有较高的相关性，并达到快速检测 BOD 浓度的目的。

就两种快速测定法的特点来看，微生物电极法快捷简便，更适于环境的日常及应急监测，活性污泥曝气降解法适用于成分稳定的工业废水的测定及应用该原理的在线监测。

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