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1、标准化水利技术监督2015 年第 1 期 DOI:10. 3969/j. issn. 1008-1305. 2015. 01. 002 生化需氧量、化学需氧量、高锰酸 盐指数三者关系简析 李志亮，仲跻文 ( 长江委水文局长江下游水环境监测中心，江苏 南京 210011) 摘要:生化需氧量( BOD) 、化学需氧量( CODCr) 、高锰酸盐指数( CODMn) 是水环境监测中重要的 3 个表征水体中 有机物含量的指标。三者之间在理论上存在着定性的大小关系。在长期的实际工作中，发现许多分析人员对三者 概念不甚明晰，在此进行简要的阐述，与大家共勉。 关键词:水环境监测;国家标准;生化需氧量;化学耗
2、氧量;高锰酸盐指数 中图分类号:T-652. 1文献标识码:A 文章编号:1008-1305( 2015) 01-0005-02 作者简介:李志亮( 1968 年) ，男，工程硕士，高级工程师。 生化需氧量( BOD) 、化学需氧量( CODCr) 、高 锰酸盐指数( CODMn) 是水环境监测中重要的 3 个表 征水体中有机物含量的指标。三者之间在理论上存 在着定性的大小关系。2013 年发布的水环境监测 规范 SL219-2013 在第 12 章的数据处理与审核中 也对它们的大小关系给予了明确规定，用来作为审 核水质成果数据合理性的依据。但是在实际工作 中，仍然发现部分水质监测人员对三者概
3、念以及它 们之间的关系不甚明了，在三者定性大小的关系上 常出现一些错误理解，从而直接影响到水质成果资 料的合理性和可靠性。 1BOD、CODCr、CODMn的定义 根据中华人们共和国水质分析的国家标准 GB/ T7488-1987、GB/T11914-1987 和 GB/T11892-1987 的规定对三者的定义进行分别阐述。 1. 1生化需氧量( BOD) 的定义 根据水质五日生化需氧量( BOD5) 的测定稀释 与接种法( GB/T7488-1987) 国家标准，生物化学需 氧量( Biochemical Oxygen Demand) 的定义是指在规 定的好氧条件下，水中有机物和无机物在微
4、生物的 氧化作用下所消耗的溶解氧( 以质量浓度表示) ， 英文简称 BOD。有机物的生物氧化过程是一个缓慢 的过程，对于多数有机物来说，经过 20 天的生物 氧化大约完成总量的 95% 99%，显然 20 天的时 间对于实际监测工作显得太长，因此，各国统一规 定生物氧化时间为 5 天，这时生物氧化大约完成总 量的 70% 80%。于是，规定 5 天时间 20 测定 的生物化学需氧量叫五日生化需氧量，英文简称 BOD5。 图 1氧化与合成的关系 1. 2化学需氧量( CODCr) 根据水质化学需氧量的测定重铬酸盐法( GB/ T11914-1987) 国家标准，化学需氧量( Chemical O
5、xygen Demand) 的定义是指在一定的条件下，经重铬酸钾氧 化处理时，水样中的溶解性物质和悬浮物所消耗的重 铬酸盐相对应的氧的质量浓度，英文简称 COD。有时 为了有别于后面将提到的高锰酸钾耗氧量，又称其为 重铬酸钾耗氧量或铬法 COD( 简写 CODCr) 。 1. 3高锰酸盐指数( CODMn) 根据水质高锰酸盐指数的测定( GB/T11892- 1989) 国家标准，高锰酸盐指数的定义是反映水体 中有机及无机可氧化物质污染的常用指标。定义 为:在一定的条件下，用高锰酸钾氧化水样中的某 些有机物及无机还原性物质，由消耗的高锰酸钾量 计算相当的氧量。为了与重铬酸钾耗氧量( CODCr
6、) 相区别，又称其为高锰酸钾耗氧量或锰法 COD( 简 写 CODMn) 。有的书上干脆简称为耗氧量( Oxygen 5 2015 年第 1 期 水利技术监督标准化 Consumed) ，英文简称 OC。 2BOD5/CODCr比值在环境工程中的现实 意义 污水中的有机污染物，有些是可被微生物降解 的，有些则是不易为微生物降解的。CODCr是以重 铬酸钾为氧化剂，在一定条件下，氧化有机物时用 所消耗氧的量来间接表示污水中有机物数量的一种 综合性指标。BOD5是用微生物在氧充足的条件下， 进行生物降解有机物时所消耗的水中溶解氧量，也 是表示污水中有机物量的综合性指标。因此，可把 测得的 BOD5
7、值，看成是可降解的有机物量。通过 计算 BOD5/CODCr的比值可以大致判定水体的生物 可降解性，一般认为: BOD5/CODCr0. 58，为完全可生物降解污水。 BOD5/CODCr=0.45 0.58， 为生物降解性良好。 BOD5/CODCr=0.30 0.45， 为可生物降解污水。 BOD5/CODCr0. 30，为难生物降解污水。 3BOD、CODCr、CODMn三者关系的比较 3.1BOD、CODCr、CODMn三者的相关性和不同性 生化需氧量( BOD) 、化学需氧量( CODCr) 、高锰 酸盐指数( CODMn) 三者的测定都是用定量的数值来间 接地、相对地表示水样中有机
8、物质数量的重要水质指 标。它们都是利用氧化有机物质的原理，前者是微生 物的作用，后两者都是利用化学物质的作用。 生化需氧量( BOD) 基本上能反映出有机物进入 水体后，在一般情况下氧化分解所消耗的氧量，即 反映了能被微生物氧化降解的有机物的量，所以比 较符合水体中的实际情况。缺点是完成全部监测分 析需要 5 天时间，对于指导生产实践，显得不够迅 速及时，并且当废水的毒性太强时，微生物的氧化 分解作用就会受到一定的抑制，从而影响测定结 果，有时甚至无法进行测定。 化学需氧量( CODCr) 几乎可以表示出水中有机 物全部氧化所需要的氧量。它的测定不受废水水质 成份的限制，而且在 2 3h 内即
9、可完成。缺点是不 能反映出水体中被微生物氧化分解的有机物所占的 氧量。一般用于污染较重的废水的测定。 高锰酸盐指数( CODMn) 优点是测定的时间最 短，缺点是在一般的测定条件下只能氧化掉一小部 分的有机物，这是由于高锰酸钾的氧化能力弱于重 铬酸钾的氧化能力。并且也不能表示出被微生物氧 化降解的有机物的数量。所以高锰酸盐指数一般用 于较清洁的地面水的测定。 所以，一般说生化需氧量( BOD) 是环境科学、 环境工程特别是水质分析工作中最广泛采用的测定 方法之一。 3.2BOD、CODCr、CODMn三者之间的定性关系 如果废水中各种有机物的相对组成没有变化， 则三者之间应有一定的比例关系。一
10、般说，CODCr 第一阶段 BOD BOD5 CODMn。生活污水的 20 BOD5常约为其 CODMn的 2 4 倍，而其第一阶 BOD 约为其化学需氧量( CODCr) 的 80% 90%。对于不 易为微生物降解的物质，其化学需氧量( CODCr) 可能 比其生化需氧量( BOD) 大得多。表 1 简要概括了三 者的异同。 表 1BOD5、CODCr、COD Mn三者的比较 项目 五日生化需氧量 ( BOD5) 化学需氧量 ( CODCr) 高锰酸盐指数 ( CODMn) 氧化 动力 微生物的生物氧 化作用 强氧化剂的化学氧化作用 氧源 水中 的 溶 解 氧 ( 分子态氧) 强氧化剂中的化
11、合态氧 测定 时间 5d3h( 小半天)1h 被测定 有机物 的范围 不含氮有机物 含氮有机物中的 碳素部分 不含氮有机物 含氮有机物( 不含 芳香烃和杂环类) 一部分不含氮 的有机物 大致适 用范围 河湖水、 生活污 水、 一般工业废水 河湖 水、生 活 污 水、工业废水 较清洁的水 但是，近些年发现对于水质成份较复杂的工业 废水，三者的关系有可能不遵循上述的大小关系。 所以 水环境监测规范表 ( SL219-2014) 在检验数 据准确性、合理性的时候，也规定了化学需氧量 ( CODCr) CODMn;化学需氧量( CODCr) 五日生 化需氧量( BOD5) 。但是并没有规定或强调五日生 化需氧量( BOD5) 和高锰酸盐指数( CODMn) 的大小 关系，也是应为这个原因。 参考文献 1周怀东，段玉英，等 水质分析方法标准汇编 水利部水文司环 资处 水利部水质试验研究中心， 1999. 342， 346， 349 2蒋展鹏，祝万鹏 环境工程监测 北京: 清华大学出版社， 1990. 302 315 3 李燕城水处理实验技术 北京: 中国建筑工业出版社， 1989. 106 4彭彪，李怡庭，等 水环境监测规范 北京: 水利水电出版社， 2013. 103 104 6