生化需氧量（BOD）是衡量水體有機物污染程度的關(guān)鍵指標，傳統(tǒng)5日培養(yǎng)法耗時久，難以滿足實時監(jiān)測需求。BOD快速測定儀通過優(yōu)化微生物反應條件或檢測方式，將檢測周期縮短至數(shù)小時內(nèi)，廣泛應用于污水處理廠、環(huán)保監(jiān)測站、食品化工等領(lǐng)域。掌握其原理與校準方法，是確保檢測數(shù)據(jù)準確的核心。

一、原理

BOD快速測定儀的原理圍繞“加速微生物降解”與“精準捕捉反應信號”展開，主流技術(shù)路線分為微生物電極法與光度法兩類，適配不同檢測場景。

1、微生物電極法：實時監(jiān)測溶解氧變化

該方法利用固定化微生物的代謝特性，將微生物（如假單胞菌、芽孢桿菌）固定在電極表面，構(gòu)建微生物電極。檢測時，將電極浸入水樣，水樣中的有機物被微生物分解，過程中消耗溶解氧，電極（如溶解氧電極）實時捕捉溶解氧濃度變化。

由于微生物已提前馴化，代謝速率穩(wěn)定，且儀器通過控溫（維持適宜微生物活性的溫度）、攪拌（保證水樣與微生物充分接觸）加速降解過程，通常2-4小時即可完成檢測。溶解氧的消耗速率與水樣中可降解有機物濃度（即BOD值）呈正相關(guān)，儀器通過內(nèi)置算法，將溶解氧變化曲線轉(zhuǎn)化為BOD檢測結(jié)果，實現(xiàn)快速定量。

這類儀器優(yōu)勢在于抗干擾能力強（固定化微生物對特定有機物選擇性降解），適用于工業(yè)廢水、復雜水體等場景，但需定期更換微生物膜，確保微生物活性。

2、光度法：監(jiān)測微生物代謝產(chǎn)物或底物變化

光度法通過檢測微生物代謝過程中的產(chǎn)物變化或底物殘留量，間接計算BOD值，常見有底物消耗法與濁度法兩種形式。

底物消耗法中，儀器向水樣中加入特定可降解底物（如葡萄糖-谷氨酸混合液）與指示劑（如氧化還原指示劑）。微生物降解底物時，會還原指示劑，使溶液顏色發(fā)生變化（如從藍色變?yōu)闊o色），儀器通過檢測吸光度變化（顏色深淺對應指示劑還原程度），結(jié)合反應時間，計算BOD值——吸光度變化越大、反應越快，說明水樣中原有有機物濃度越高，BOD值越大。

濁度法則利用微生物降解有機物時自身繁殖導致的濁度變化：有機物越豐富，微生物繁殖越快，水樣濁度（懸浮顆粒濃度）上升越明顯，儀器通過檢測濁度變化速率，關(guān)聯(lián)BOD值。這類方法無需電極，維護簡單，適用于清潔水體（如飲用水、地表水），但對高濁度、含色素的水體適應性較弱。

二、校準方法

校準是確保儀器檢測精度的關(guān)鍵，需按“校準前準備-空白校準-標準溶液校準-驗證”的流程操作，周期通常為每月1次，若檢測數(shù)據(jù)異常或更換核心部件（如微生物膜、光源），需立即重新校準。

1、校準前準備：排查儀器與試劑狀態(tài)

首先確保儀器處于正常工作狀態(tài)：開機預熱至穩(wěn)定（通常30分鐘以上），檢查控溫模塊（溫度顯示是否穩(wěn)定）、攪拌模塊（轉(zhuǎn)速是否均勻）、檢測模塊（光源、檢測器無異常）；清潔檢測容器（如比色管、電極反應池），確保無殘留有機物或污染物（可用純水反復沖洗3次以上，晾干備用）。

試劑方面，需準備無BOD純水（如超純水，經(jīng)高溫滅菌去除有機物）、BOD標準溶液（如葡萄糖-谷氨酸標準液，濃度已知且在儀器檢測范圍內(nèi)）、微生物活性試劑（如微生物膜活化液、菌種營養(yǎng)液，按說明書配制，確保微生物活性）。標準溶液需現(xiàn)配現(xiàn)用，或按要求冷藏保存，避免有機物降解導致濃度偏差。

2、空白校準：消除基線干擾

空白校準的核心是排除純水、試劑自身對檢測結(jié)果的影響，需使用無BOD純水進行操作，具體步驟因原理不同略有差異：

微生物電極法：將微生物電極浸入無BOD純水中，開啟攪拌與控溫，待溶解氧讀數(shù)穩(wěn)定（數(shù)值不再波動），執(zhí)行“空白校準”，儀器會將此時的溶解氧值設定為基線（空白值），后續(xù)檢測時自動扣除空白干擾。若空白值異常（如溶解氧持續(xù)下降，說明純水含有機物或微生物膜污染），需更換純水、重新活化微生物膜，直至空白值符合要求。

光度法：向比色管中加入無BOD純水與等量試劑（如指示劑、底物），不加水樣，按正常檢測流程操作，檢測吸光度或濁度值，執(zhí)行“空白校準”，儀器將該值作為基準，后續(xù)樣品檢測值需減去空白值，確保結(jié)果準確。若空白吸光度超范圍（如高于儀器設定閾值），需檢查試劑是否變質(zhì)（如指示劑褪色）、比色管是否清潔，整改后重新校準。

3、標準溶液校準：建立濃度-信號關(guān)聯(lián)

標準溶液校準需使用至少2個濃度梯度的BOD標準溶液（如低濃度、中濃度，覆蓋日常檢測的主要范圍），按以下步驟操作：

微生物電極法：先將電極浸入低濃度標準溶液，待溶解氧變化穩(wěn)定（儀器顯示“檢測完成”），記錄儀器檢測值；用純水沖洗電極后，再浸入中濃度標準溶液，重復檢測。儀器會根據(jù)“標準濃度-溶解氧變化”數(shù)據(jù)，擬合校準曲線（線性或非線性曲線），若某濃度點檢測值與標準值偏差超±5%，需重新檢測該點，排查是否為電極污染（如微生物膜活性下降）、溶液溫度波動導致，整改后重新擬合曲線。

光度法：分別向比色管中加入低濃度、中濃度標準溶液，按說明書加入試劑，混勻后放入儀器檢測室，記錄吸光度（或濁度）與對應的BOD檢測值。同樣擬合校準曲線，若吸光度與濃度無明顯線性關(guān)系（如相關(guān)系數(shù)低于0.995），需檢查試劑配比（如指示劑用量錯誤）、光源強度（是否衰減），調(diào)整后重新校準。

4、校準驗證：確保結(jié)果可靠

校準完成后，需用“未參與校準的中間濃度標準溶液”進行驗證：選取校準濃度區(qū)間中部的標準溶液（如校準用10mg/L、50mg/L，驗證用30mg/L），按正常檢測流程操作，若檢測值與標準值偏差在±5%以內(nèi)，說明校準合格；若偏差超范圍，需回溯校準步驟，排查空白校準是否徹底、標準溶液是否污染、儀器參數(shù)是否誤設，必要時重新執(zhí)行全流程校準。

此外，可定期與傳統(tǒng)5日培養(yǎng)法對比驗證：選取同一水樣，分別用快速測定儀與5日法檢測，若兩者結(jié)果偏差在±10%以內(nèi)，進一步證明儀器校準有效，檢測數(shù)據(jù)可靠。

三、總結(jié)

BOD快速測定儀通過微生物代謝與現(xiàn)代檢測技術(shù)結(jié)合，實現(xiàn)了BOD的快速檢測，其原理差異決定了適用場景的不同——微生物電極法適用于復雜水體，光度法適用于清潔水體。校準則需圍繞“消除干擾、建立基準、驗證精度”展開，通過規(guī)范操作，確保儀器長期輸出準確數(shù)據(jù)。日常使用中，除定期校準外，還需關(guān)注微生物活性（如定期更換微生物膜、活化菌種）、試劑新鮮度，才能充分發(fā)揮快速測定儀的優(yōu)勢，為水體污染監(jiān)測與治理提供及時支撐。