随着工业化和城市化的快速发展,大量有机废水排入自然水体,导致溶解氧耗竭、生态系统失衡。BOD的测定能够量化这一过程的需氧量,从而揭示污染物对水环境的潜在影响。例如,高BOD值通常意味着水体自净能力超载,可能引发鱼类死亡或黑臭现象。因此,理解BOD的原理及其环境意义,对水质管理至关重要。
BOD的测定基于微生物在有氧条件下分解有机物的过程,具体原理如下:
1.微生物代谢消耗氧气:水体中的异养微生物通过呼吸作用分解有机物(如碳水化合物、蛋白质等),消耗水中的溶解氧(DO)。
2.溶解氧变化量定量:通过测定水样在特定条件下(如20℃恒温、黑暗环境)培养前后的溶解氧差值,计算BOD值。
标准方法(BOD₅):培养5天后的溶解氧消耗量,单位为mg/L。
公式:
BOD=DO (初始)−DO (培养后)
3.模拟自然降解过程:BOD测定通过控制温度、光照等条件,模拟自然水体中有机物的生物降解过程,反映水体的实际污染负荷。
BOD在环境监测中的应用
水质评价:
地表水:BOD值是判断河流、湖泊等水体是否受有机污染的重要依据。例如,我国《地表水环境质量标准》规定,Ⅰ类水BOD₅≤3 mg/L,Ⅴ类水≤10 mg/L。
污水排放:通过监测污水厂进水和出水的BOD值,评估处理效果,确保达标排放。
污染源追踪:
高BOD值可指示工业废水、生活污水或农业面源污染的输入,帮助定位污染源。
生态风险预警:
BOD过高会导致水体缺氧,威胁水生生物生存,甚至引发“黑臭水体”等生态灾难。
环境管理与政策制定:
BOD数据为制定水环境容量、排污许可及生态补偿政策提供支撑。
四、BOD监测的局限性
耗时长:传统BOD₅测定需5天,无法满足实时监测需求。
受环境因素影响:温度、pH值、微生物种群等均可能影响测定结果。
仅反映可生物降解有机物:对难降解有机物(如某些工业污染物)不敏感,需结合化学需氧量(COD)等指标综合评估。
BOD作为环境监测的核心指标之一,通过量化水体中有机污染物的生物降解需求,为水质评价、污染治理及生态保护提供了重要依据。尽管存在一定局限性,但通过技术改进与多指标联用,BOD在环境管理中的作用仍不可替代。