生化需氧量（BOD）是衡量水體有機(jī)物污染程度的關(guān)鍵指標(biāo)，傳統(tǒng)5日培養(yǎng)法耗時(shí)久，難以滿足實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)需求。BOD快速測(cè)定儀通過(guò)優(yōu)化微生物反應(yīng)條件或檢測(cè)方式，將檢測(cè)周期縮短至數(shù)小時(shí)內(nèi)，廣泛應(yīng)用于污水處理廠、環(huán)保監(jiān)測(cè)站、食品化工等領(lǐng)域。掌握其原理與校準(zhǔn)方法，是確保檢測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確的核心。

一、原理

BOD快速測(cè)定儀的原理圍繞“加速微生物降解”與“精準(zhǔn)捕捉反應(yīng)信號(hào)”展開(kāi)，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(cè)場(chǎng)景。

1、微生物電極法：實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)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(cè)時(shí)，將電極浸入水樣，水樣中的有機(jī)物被微生物分解，過(guò)程中消耗溶解氧，電極（如溶解氧電極）實(shí)時(shí)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(guò)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(guò)程，通常2-4小時(shí)即可完成檢測(cè)。溶解氧的消耗速率與水樣中可降解有機(jī)物濃度（即BOD值）呈正相關(guān)，儀器通過(guò)內(nèi)置算法，將溶解氧變化曲線轉(zhuǎn)化為BOD檢測(cè)結(jié)果，實(shí)現(xiàn)快速定量。

這類儀器優(yōu)勢(shì)在于抗干擾能力強(qiáng)（固定化微生物對(duì)特定有機(jī)物選擇性降解），適用于工業(yè)廢水、復(fù)雜水體等場(chǎng)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(cè)微生物代謝產(chǎn)物或底物變化

光度法通過(guò)檢測(cè)微生物代謝過(guò)程中的產(chǎn)物變化或底物殘留量，間接計(jì)算BOD值，常見(jiàn)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(shí)，會(huì)還原指示劑，使溶液顏色發(fā)生變化（如從藍(lán)色變?yōu)闊o(wú)色），儀器通過(guò)檢測(cè)吸光度變化（顏色深淺對(duì)應(yīng)指示劑還原程度），結(jié)合反應(yīng)時(shí)間，計(jì)算BOD值——吸光度變化越大、反應(yīng)越快，說(shuō)明水樣中原有有機(jī)物濃度越高，BOD值越大。

濁度法則利用微生物降解有機(jī)物時(shí)自身繁殖導(dǎo)致的濁度變化：有機(jī)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(guò)檢測(cè)濁度變化速率，關(guān)聯(lián)BOD值。這類方法無(wú)需電極，維護(hù)簡(jiǎn)單，適用于清潔水體（如飲用水、地表水），但對(duì)高濁度、含色素的水體適應(yīng)性較弱。

二、校準(zhǔn)方法

校準(zhǔn)是確保儀器檢測(cè)精度的關(guān)鍵，需按“校準(zhǔn)前準(zhǔn)備-空白校準(zhǔn)-標(biāo)準(zhǔn)溶液校準(zhǔn)-驗(yàn)證”的流程操作，周期通常為每月1次，若檢測(cè)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(zhǔn)。

1、校準(zhǔn)前準(zhǔn)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(kāi)機(jī)預(yù)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(cè)模塊（光源、檢測(cè)器無(wú)異常）；清潔檢測(cè)容器（如比色管、電極反應(yīng)池），確保無(wú)殘留有機(jī)物或污染物（可用純水反復(fù)沖洗3次以上，晾干備用）。

試劑方面，需準(zhǔn)備無(wú)BOD純水（如超純水，經(jīng)高溫滅菌去除有機(jī)物）、BOD標(biāo)準(zhǔn)溶液（如葡萄糖-谷氨酸標(biāo)準(zhǔn)液，濃度已知且在儀器檢測(cè)范圍內(nèi)）、微生物活性試劑（如微生物膜活化液、菌種營(yíng)養(yǎng)液，按說(shuō)明書(shū)配制，確保微生物活性）。標(biāo)準(zhǔn)溶液需現(xiàn)配現(xiàn)用，或按要求冷藏保存，避免有機(jī)物降解導(dǎo)致濃度偏差。

2、空白校準(zhǔn)：消除基線干擾

空白校準(zhǔn)的核心是排除純水、試劑自身對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響，需使用無(wú)BOD純水進(jìn)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(wú)BOD純水中，開(kāi)啟攪拌與控溫，待溶解氧讀數(shù)穩(wěn)定（數(shù)值不再波動(dòng)），執(zhí)行“空白校準(zhǔn)”，儀器會(huì)將此時(shí)的溶解氧值設(shè)定為基線（空白值），后續(xù)檢測(cè)時(shí)自動(dòng)扣除空白干擾。若空白值異常（如溶解氧持續(xù)下降，說(shuō)明純水含有機(jī)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(wú)BOD純水與等量試劑（如指示劑、底物），不加水樣，按正常檢測(cè)流程操作，檢測(cè)吸光度或濁度值，執(zhí)行“空白校準(zhǔn)”，儀器將該值作為基準(zhǔn)，后續(xù)樣品檢測(cè)值需減去空白值，確保結(jié)果準(zhǔn)確。若空白吸光度超范圍（如高于儀器設(shè)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(zhǔn)。

3、標(biāo)準(zhǔn)溶液校準(zhǔn)：建立濃度-信號(hào)關(guān)聯(lián)

標(biāo)準(zhǔn)溶液校準(zhǔn)需使用至少2個(gè)濃度梯度的BOD標(biāo)準(zhǔn)溶液（如低濃度、中濃度，覆蓋日常檢測(cè)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(biāo)準(zhǔn)溶液，待溶解氧變化穩(wěn)定（儀器顯示“檢測(cè)完成”），記錄儀器檢測(cè)值；用純水沖洗電極后，再浸入中濃度標(biāo)準(zhǔn)溶液，重復(fù)檢測(cè)。儀器會(huì)根據(jù)“標(biāo)準(zhǔn)濃度-溶解氧變化”數(shù)據(jù)，擬合校準(zhǔn)曲線（線性或非線性曲線），若某濃度點(diǎn)檢測(cè)值與標(biāo)準(zhǔn)值偏差超±5%，需重新檢測(cè)該點(diǎn)，排查是否為電極污染（如微生物膜活性下降）、溶液溫度波動(dòng)導(dǎo)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(biāo)準(zhǔn)溶液，按說(shuō)明書(shū)加入試劑，混勻后放入儀器檢測(cè)室，記錄吸光度（或濁度）與對(duì)應(yīng)的BOD檢測(cè)值。同樣擬合校準(zhǔn)曲線，若吸光度與濃度無(wú)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(cuò)誤）、光源強(qiáng)度（是否衰減），調(diào)整后重新校準(zhǔn)。

4、校準(zhǔn)驗(yàn)證：確保結(jié)果可靠

校準(zhǔn)完成后，需用“未參與校準(zhǔn)的中間濃度標(biāo)準(zhǔn)溶液”進(jìn)行驗(yàn)證：選取校準(zhǔn)濃度區(qū)間中部的標(biāo)準(zhǔn)溶液（如校準(zhǔn)用10mg/L、50mg/L，驗(yàn)證用30mg/L），按正常檢測(cè)流程操作，若檢測(cè)值與標(biāo)準(zhǔn)值偏差在±5%以內(nèi)，說(shuō)明校準(zhǔn)合格；若偏差超范圍，需回溯校準(zhǔn)步驟，排查空白校準(zhǔn)是否徹底、標(biāo)準(zhǔn)溶液是否污染、儀器參數(shù)是否誤設(shè)，必要時(shí)重新執(zhí)行全流程校準(zhǔn)。

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

三、總結(jié)

BOD快速測(cè)定儀通過(guò)微生物代謝與現(xiàn)代檢測(cè)技術(shù)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了BOD的快速檢測(cè)，其原理差異決定了適用場(chǎng)景的不同——微生物電極法適用于復(fù)雜水體，光度法適用于清潔水體。校準(zhǔn)則需圍繞“消除干擾、建立基準(zhǔn)、驗(yàn)證精度”展開(kāi)，通過(guò)規(guī)范操作，確保儀器長(zhǎng)期輸出準(zhǔn)確數(shù)據(jù)。日常使用中，除定期校準(zhǔn)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(cè)定儀的優(yōu)勢(shì)，為水體污染監(jiān)測(cè)與治理提供及時(shí)支撐。