一種生化需氧量的檢測方法

2023-12-06 13:23:56

專利名稱：一種生化需氧量的檢測方法
技術領域：
本發明涉及環境保護技術領域，尤其涉及ー種生化需氧量的檢測方法。
背景技術：
生化需氧量(BOD)是指微生物分解水中某些可被氧化的物質，特別是有機物質所消耗的溶解氧的量，如進行生物氧化的時間為五天就稱為五日生化需氧量(BOD5)。生化需氧量是分析水體有機汙染物含量的重要指標，是水質常規監測中最重要的參數之一，其值越高說明水中有機汙染物質越多，汙染也就越嚴重。目前，國際上測定生化需氧量普遍採用稀釋與接種法，也稱BOD5法，但是這種方法耗時長、工作量大、操作繁瑣、幹擾因素多、重複性差，且不能及時反映水質的變化，不能實現水質的在線監測。為了克服BOD5法的不足之處，現有技術中公開了多種檢測BOD的方法。如微生物傳感器法，這種方法首先培養所需的微生物，將培養好的微生物經離心、定量後物理吸附在纖維素膜或透析膜等的表面，得到生物膜，或採用溶膠-凝膠類聚合物化學包埋微生物製得生物膜；將得到的生物膜緊貼於氧電極的表面，目標水樣經過生物膜表面吋，微生物呼吸作用增強，耗氧増加，氧電極檢測到的氧含量因此而降低。這種方法是利用微生物呼吸作用的強弱與有機物含量成正比，從而得到水樣的B0D。如媒介體方法，採用人工電子受體，如鐵氰化鉀，代替自然電子受體氧氣，提高了微生物對有機物的降解效率，提高了檢測結果的準確度。如微生物膜反應器法，它利用富集的微生物群體對有機物的降解作用，通過檢測氧氣含量的變化來實現對水體BOD的測定。這種微生物膜反應器法為了維持微生物群體的穩定，需要連續不斷地補充有機物，操作複雜，維護成本高。現有技術中對BOD的檢測還有微生物燃料電池法，這種方法主要依靠富集的微生物群體降解有機物時產生電流，通過電流的強度判定水體中BOD的值。上述對水體BOD檢測的方法都是基於微生物對有機物的作用，包括微生物的呼吸作用和微生物對有機物的降解作用，為了維持微生物的生理活性，為其提供一定的PH值環境和滲透壓，現有技術為微生物的生存提供緩衝溶液體系，目前最常用的緩衝溶液有磷酸鹽緩衝溶液和Tris-HCl緩衝體系，其中磷酸鹽緩衝溶液會造成環境的二次汙染，Tris-HCl 緩衝體系價格昂貴，不適合在線監測。現有技術中沒有不採用緩衝體系實現對水體BOD檢測的方法。

發明內容
本發明的目的在於提供ー種生化需氧量的檢測方法，本發明提供的生化需氧量的檢測方法無需採用緩衝體系即可實現對水體BOD的檢測。本發明提供ー種生化需氧量的檢測方法，包括以下步驟a)將空氣飽和的含微生物水樣進行微生物培養，得到微生物膜；b)將空氣飽和的空白水樣通過所述步驟a)得到的微生物膜，檢測得到所述空白水樣的溶解氧還原電流；c)將空氣飽和的目標水樣通過進行所述步驟b)後的微生物膜，檢測得到所述目標水樣的溶解氧還原電流；d)根據所述步驟b)得到的空白水樣的溶解氧還原電流和所述步驟c)得到的目標水樣的溶解氧還原電流，計算得到所述空白水樣的溶解氧還原電流與所述目標水樣的溶解氧還原電流的差值；e)根據所述步驟d)得到的差值和預定的標準曲線，得到目標水樣的生化需氧量；所述含微生物水樣為活性汙泥、地表水、生活汙水或含有微生物的エ業廢水；所述空白水樣為自來水、井水、降水或地下水中的ー種或多種。優選的，所述微生物源為活性汙泥、地表水或對含有微生物的エ業廢水。優選的，所述步驟a)具體為al)在20°C 45°C的條件下，將空氣飽和的含微生物水樣進行微生物初級培養， 得到初級微生物膜；a2)將空氣飽和的空白水樣通過所述步驟al)得到的初級微生物膜，清洗所述初級微生物膜，直至檢測得到穩定的溶解氧還原電流；a3)將空氣飽和的標準溶液通過所述步驟a2)中清洗後的初級微生物膜，檢測得到所述標準溶液的溶解氧還原電流；a4)重複步驟al)至步驟a3)所述的過程，直至檢測得到的標準溶液的溶解氧還原電流穩定，完成微生物的培養，得到微生物膜。優選的，所述步驟b)中的空白水樣為自來水或地下水中的ー種或兩種。優選的，所述步驟a)中進行微生物培養的時間為20小時 300小時。優選的，所述步驟e)中的標準曲線按照以下方法獲得以所述空白水樣為溶劑，配製空氣飽和的系列生化需氧量濃度的標準溶液；將空氣飽和的空白水樣通過所述步驟a)得到的微生物膜，檢測得到所述空白水樣穩定的溶解氧還原電流；將所述標準溶液經過所述空白水樣通過後的微生物膜，檢測得到所述標準溶液的溶解氧還原電流；根據所述空白水樣的溶解氧還原電流與所述標準溶液的溶解氧還原電流，得到所述空白水樣的溶解氧還原電流與所述標準溶液的溶解氧還原電流的差值；根據所述差值與所述標準溶液的生化需氧量濃度，得到標準曲線。優選的，所述標準溶液為葡萄糖溶液、穀氨酸溶液、葡萄糖-穀氨酸混合溶液或蔗糖溶液。優選的，所述標準溶液的生化需氧量濃度為I. Omg 02/L 60. Omg 02/し優選的，所述步驟a)中進行微生物培養為在反應器中進行微生物培養。優選的，所述反應器為管狀；所述反應器的材質為玻璃、こ烯-醋酸こ烯酯共聚物、塑料、尼龍、石英或矽膠；所述反應器的長度為30. Ocm 420. Ocm ；所述反應器的內徑為I. Omm 4. 0mm。本發明提供ー種生化需氧量的檢測方法，本發明提供的方法將空氣飽和的含微生物水樣進行微生物培養，得到微生物膜，所述含微生物水樣選自活性汙泥、地表水、生活汙水或含有微生物的エ業廢水；將空氣飽和的空白水樣和目標水樣先後通過所述微生物膜後，檢測得到所述空白水樣和目標水樣的溶解氧還原電流，微生物對目標水樣中的有機汙染物進行降解消耗了其中的溶解氧，從而得到所述空白水樣和目標水樣的溶解氧還原電流差值；根據預定的標準曲線與所述空白水樣和目標水樣的溶解氧還原電流差值，得到目標水樣的生化需氧量；所述空白水樣為自來水、井水、降水或地下水中的ー種或多種。在本發明提供的生化需氧量的檢測方法中，所述含微生物水樣選自活性汙泥、地表水、生活汙水或含有微生物的エ業廢水，這些含微生物水樣中的微生物具有較強的固有的環境適應能力， 其生物活性受體系PH值和離子濃度變化的影響不明顯，因此將其進行微生物培養後得到的微生物膜也具有較強的環境適應能力，將得到的微生物膜置於自來水、井水、降水或地下水中的ー種或多種提供的體系中，所述自來水、井水、降水或地下水中含有多種微量元素、 一定含量的金屬離子和痕量有機物，這些條件足以使微生物膜維持正常的生理活性，從而無需為其提供常規的緩衝溶液體系即可實現對目標水樣生化需氧量的檢測。因此，本發明提供的檢測方法降低了檢測成本及人工成本，如避免了緩衝試劑的消耗、純水的製備以及緩衝溶液的配製；而且，本發明提供的檢測方法避免了如磷酸鹽類緩衝溶液帶來的二次汙染。另外，本發明採用自來水、井水、降水或地下水中的一種或多種作為空白水樣，其中的有機物含量極低，並且這部分有機物微弱的耗氧被視為內源呼吸作用帶來的，在對空白水樣的檢測中予以扣除；而且目標水樣的重金屬離子很容易地與所述空白水樣中的陰離子絡合，形成沉澱物，減少了重金屬離子對BOD檢測的影響，使得本發明得到的檢測結果具有較高的準確度。另外，本發明提供的生化需氧量的檢測方法對目標水樣的檢測過程能夠在10分鐘左右完成，提高了檢測速度；而且本發明製備的微生物膜不易脫落，雜質更易去除，從而不會對檢測體系造成堵塞，同時在對目標水樣的檢測過程中，目標水樣中的微生物可以取代微生物膜中失活的微生物，從而實現了微生物膜的自我修復，有利於新舊微生物膜的更替；本發明製備的微生物膜具有較高的穩定性和較長的使用壽命，而且在非測試時間內的維護較簡單，只需將其置於自來水、井水、降水或地下水中的ー種或多種中，在室溫條件下保存即可，實驗結果表明，本發明採用的微生物膜反應器能夠連續使用一年半以上；而且， 本發明製備的微生物膜在保存2周後，對有機物的信號響應僅降低13%左右，當保存時間超過2個月後，將其進行有機物-自來水交替的過夜活化後，其對有機物的氧還原電流響應值恢復至80%左右，採用含微生物水樣將其進行重培養後，其對有機物的信號響應值幾乎與初始值相同。同時，本發明提供的檢測方法中的微生物膜具有較高的生物降解率，實驗結果顯示，本發明製備的微生物膜能夠降解目標水樣中約20%的有機物，說明本發明得到的目標水樣的溶解氧還原電流值是依靠其中大部分有機物的降解得到的，得到的結果更加可信；且本發明製備的微生物膜能夠對不同種類的有機物實現非選擇性降解，得到的溶解氧還原電流值只與樣品的BOD濃度有關，與有機物的種類沒有明顯關係。本發明製備的微生物膜具有很好的抗毒性能，實驗結果表明，在重金屬離子如Cr6+，Cu2+，Zn2+，Ni2+或Mn2+的質量濃度在30. Omg/L時對微生物膜幾乎沒有影響。進ー步的，本發明可以在反應器中完成對微生物膜的培養，微生物膜直接在反應器的內壁上生長，與現有技術中採用物理或化學包埋微生物製備微生物膜的方法相比，本發明的方法能夠較大程度上減少氧氣及有機物在微生物膜表面的擴散阻力，使得目標水樣中的有機物能夠更加充分地被微生物降解，從而更加提高了檢測結果的準確度。


圖I為本發明提供的生化需氧量檢測方法的流程示意圖；圖2為本發明實施例2得到的標準曲線；圖3為本發明實施例6得到檢測結果；圖4為本發明實施例7得到的微生物膜反應器的抗Cr6+和3，5 ニ氯苯酚毒性的測試結果；圖5為本發明實施例I得到的微生物膜反應器抗Cu2+、Zn2+、Ni2+和Mn2+毒性的測試結果；圖6為本發明實施例8得到的微生物膜反應器的穩定性測試結果。
具體實施例方式本發明提供ー種生化需氧量的檢測方法，包括以下步驟a)將空氣飽和的含微生物水樣進行微生物培養，得到微生物膜；b)將空氣飽和的空白水樣通過所述步驟a)得到的微生物膜，檢測得到所述空白水樣的溶解氧還原電流；c)將空氣飽和的目標水樣通過進行所述步驟b)後的微生物膜，檢測得到所述目標水樣的溶解氧還原電流；d)根據所述步驟b)得到的空白水樣的溶解氧還原電流和所述步驟c)得到的目標水樣的溶解氧還原電流，計算得到所述空白水樣的溶解氧還原電流與所述目標水樣的溶解氧還原電流的差值；e)根據所述步驟d)得到的差值和預定的標準曲線，得到目標水樣的生化需氧量；所述含微生物水樣為活性汙泥、地表水、生活汙水或含有微生物的エ業廢水；所述空白水樣為自來水、井水、降水或地下水中的ー種或多種。生化需氧量(BOD)是指在規定的條件下，微生物分解水中存在的某些可氧化的物質，特別是有機物所進行的生物化學過程中消耗的溶解氧。它是反映水中有機汙染物含量的ー個綜合指標，說明水中有機物處於微生物的生化作用進行氧化分解，使之無機化或氣體化時所消耗水中溶解氧的總數量。生化需氧量的值越高，說明水中有機汙染物越多，汙染也就越嚴重。本發明提供的生化需氧量的檢測方法首先將含微生物水樣在一定條件下進行微生物的培養，得到微生物膜。在本發明中，所述含微生物水樣為活性汙泥、地表水、生活汙水或含有微生物的エ業廢水，優選為活性汙泥、地表水或含有微生物的エ業廢水。在本發明中，本發明以含微生物水樣為微生物源，將其進行微生物培養後，得到微生物膜，本發明提供的方法選擇自然條件下就有微生物存在的水樣，其中的微生物作為在微生物培養過程中的種子，在有機物和氧氣都充足的條件下，能夠正常生長和繁殖，從而得到微生物膜。在本發明中，含有微生物的水樣作為微生物培養的微生物來源，其中的微生物在自然環境中能夠維持正常的生理活性，它已經具有適應外界環境的能力，對體系PH值和離子濃度的變化感受不明顯，因此在本發明不為其提供緩衝溶液的條件下，也能夠保持其正常的生理活性， 實現對目標水樣生化需氧量的檢測。本發明以含微生物水樣作為微生物培養的微生物源，所述含微生物水樣為活性汙泥、地表水、生活汙水或含有微生物的エ業汙水，培養得到的微生物膜保留了其固有的環境適應能力，在自來水、井水、降水或地下水中的ー種或多種，依然能夠保持其正常的生理活性。這是因為以含微生物水樣培養得到的微生物膜具有水樣中的微生物固有的環境適應能力，其活性受體系PH值和離子濃度的影響不明顯，能夠適應單純的自來水、井水、降水或地下水的環境；而且，自來水、井水、降水或地下水中含有多種微量元素、一定含量的金屬離子和痕量有機物，這些條件足以滿足本發明製備的微生物膜中微生物的正常生理活性，因此， 本發明提供的檢測方法無需為檢測體系提供緩衝溶液，一方面降低了檢測成本及人工成本，如避免了緩衝試劑的消耗、純水的製備和緩衝溶液的配製等，另ー方面，避免了如磷酸鹽類緩衝溶液帶來的二次汙染。同時，以自來水、井水、降水或地下水中的一種或多種作為空白水樣，不會對檢測結果造成明顯的誤差，這是因為自來水、井水、降水或地下水中的有機物含量極低，並且這部分有機物的耗氧量被視為內源呼吸，已經在對空白水樣的檢測過程中予以扣除，因此，本發明提供的檢測方法得到的目標水樣的生化需氧量值具有較高的準確度。而且，目標水樣中的重金屬離子很容易地與所述空白水樣中的陰離子絡合，形成沉澱物，減少了重金屬離子對BOD檢測的影響，進ー步地提高了檢測結果的準確度。本發明採用活性汙泥作為含微生物水樣，活性汙泥是由細菌、真菌、原生動物和後生動物等各種生物和金屬氫氧化物等無機物所形成的汙泥狀絮凝物，其具有良好的吸附、 絮凝、生物氧化和生物合成性能。活性汙泥中複雜的微生物與廢水中的有機營養物質形成了複雜的食物鏈，本發明以活性汙泥作為含微生物水樣，它其中複雜的微生物群體在培養過程中形成的微生物膜保留了其固有的環境適應能力，培養得到的微生物膜的活性受PH 值及離子濃度變化的影響不明顯，其在自來水、井水、降水或地下水中的ー種或多種提供的環境中依然能保持正常的生理活性，從而無需為其提供緩衝體系以維持微生物的生理活性。因此，本發明提供的檢測方法，一方面降低了檢測成本及人工成本，如避免了緩衝試劑的消耗，純水製備及緩衝溶液的配製等，另ー方面，避免了如磷酸鹽類緩衝溶液帶來了的ニ 次汙染。在本發明中，所述空白水樣優選為自來水、井水、降水或地下水中的ー種或多種，更優選為自來水或地下水中的ー種或兩種。本發明還可以採用地表水作為含微生物水樣，地表水是指存在於地殼表面，其中含有大量的微生物群。本發明以地表水作為含微生物水樣，將其進行微生物培養，得到微生物膜中的微生物具有較強的生命力和環境適應力，在自來水、井水、降水或地下水中的ー種或多種中即能夠表現出其正常的生理活性，從而無需向其中添加緩衝溶液來維持其生理活性。本發明也可以採用生活汙水作為含微生物水樣，生活汙水是指城市機關、學校和居民在日常生活中產生的廢水，包括廁所糞尿、洗衣洗澡水、廚房等家庭排水以及商業、醫院和遊樂場所的排水等。生活汙水中含有大量的有機物，如纖維素、澱粉、糖類和脂肪蛋白質等；也含有微生物群和寄生蟲卵。生活汙水中大量的有機物更加有利於微生物的滋生，使其中含有種類和數量豐富的微生物。本發明以所述生活汙水作為含微生物水樣，將其用於構建微生物膜，得到的微生物膜中微生物對環境具有較強的適應能力，直接採用自來水、井水、降水或地下水中的一種或多種即可滿足其生理活性的需要，因此無需再為微生物提供緩衝溶液，解決了常用緩衝溶液如磷酸鹽緩衝溶液帶來的磷酸根的汙染，並且降低了檢測成本和人工成本。本發明還可以採用含有微生物的エ業廢水作為含微生物水樣，エ業廢水包括生產廢水和生產汙水，是指エ業生產過程中產生的廢水和廢液，其中含有隨水流失的エ業生產用料、中間產物、副產物以及生產過程中產生的汙染物，如紡織廢水，食品加工過程中的廢水等。本發明以含有微生物エ業廢水作為含微生物水樣，這種エ業廢水中的微生物已經具有了較高的環境適應能力，將其進行微生物培養後得到的微生物膜保留了微生物固有的較高的生命力和較強的環境適應能力，受體系的PH值和離子濃度的變化影響不明顯，從而使得本發明採用自來水、井水、降水或地表水中的ー種或多種作為所述微生物膜的生存介質， 即可滿足其生理活性的需要，從而無需為其提供緩衝溶液，解決了緩衝溶液如磷酸鹽緩衝溶液帶來的汙染，並且降低了檢測成本和人工成本。為了維持微生物的生理活性，為微生物提供適宜的生存溫度，本發明提供的生化需氧量的檢測方法優選在20°C 45°C的條件下進行，本發明優選採用恆溫水浴的方式為微生物的培養提供適宜的溫度條件，在所述20°C 45°C的溫度條件下，本發明將含微生物水樣優選進行空氣飽和，得到空氣飽和的含微生物水樣，將所述空氣飽和的含微生物水樣連續流過微生物載體的表面，所述含微生物水樣中的微生物在所述載體的表面逐漸吸附並生長，形成微生物膜。在本發明中，所述恆溫水浴的溫度為20°C 45°C，優選為30°C 37。。。本發明在進行微生物膜培養時，優選將所述含微生物水樣在反應器中進行微生物培養，在反應器的內壁上形成微生物膜，從而得到微生物膜反應器。本發明將所述含微生物水樣連續流過反應器，所述含微生物水樣中的微生物會吸附在所述反應器的內壁井生長， 從而得到微生物膜反應器。本發明對所述反應器的形狀，材質和尺寸等參數沒有特殊的限制，採用本領域技術人員熟知的反應器即可。在本發明中，所述反應器的材質可以為玻璃、 也可以為矽膠，還可以為塑料、尼龍、石英或こ烯-醋酸こ烯共聚物，本發明所述反應器的材質優選為玻璃；所述反應器可以為管狀，也可以為空心稜柱狀，本發明所述反應器優選為管狀；本發明所述反應器的長度優選為30. Ocm 420. Ocm,更優選為50. Ocm 300. Ocm,最優選為75. Ocm 150. Ocm ;所述反應器的內徑優選為I. Omm 4. 0mm。為了使反應器內壁更適合微生物的吸附和生長，有利於微生物膜的構建，本發明優選對所述反應器的內壁進行化學修飾，得到具有粗糙化內壁的反應器。本發明對所述化學修飾的方法沒有特殊的限制，採用本領域技術人員熟知的粗糙化處理的技術方案即可。 本發明可以採用氫氟酸對所述反應器進行刻蝕，得到具有粗糙化內壁的反應器；也可以採用強鹼溶液對所述反應器內壁進行腐蝕，得到具有粗糙化內壁的反應器；還可以在所述反應器的內壁上修飾如羥基、羧基或納米結構等的特定基團，得到具有粗糙化內壁的反應器， 所述納米結構優選為碳納米管。在對微生物進行培養的過程中，本發明所述進行微生物初級培養的時間隨著含微生物水樣的來源不同，培養的時間有一定的差異。本發明可以根據含微生物水樣中含有微生物的量的多少來控制微生物膜的培養時間，如果採用的含微生物水樣中的微生物的量較少，則採用較長的微生物的培養時間，如果含微生物水樣中的微生物的量較多，則進行微生物培養的時間可以縮短，只要能夠得到吸附飽和的微生物膜即可。在本發明中，所述微生物膜培養的時間優選為20小時 300小時，更優選為30小時 250小時，最優選為35小時 150小時。本發明進行微生物培養膜時，將所述含微生物水樣流經微生物載體的內表面,得到微生物膜，在所述含微生物水樣流經所述載體的內表面時，所述微生物載體會吸附一定數量的微生物，當含有有機物的目標水樣或標準溶液流經吸附了一定數量微生物的載體時，這些微生物可以降解所述目標水樣或標準溶液中的有機物，導致從所述微生物載體末端流出的經初級微生物膜降解後的目標水樣或標準溶液的溶解氧含量降低。但經過一次微生物膜培養得到的微生物膜的穩定性較差，因為當所述的目標水樣或標準溶液中的有機物被生物膜降解時，生物膜依然可以在初級微生物膜反應器內壁上生長，使微生物膜的量在進行微生物膜的培養的過程中不斷増加，因此為了使得到的微生物膜內具有吸附飽和的微生物，本發明優選按照以下步驟進行微生物膜的培養al)在20°C 45°C的條件下，將空氣飽和的含微生物水樣進行微生物初級培養， 得到初級微生物膜；a2)將空氣飽和的空白水樣通過所述步驟al)得到的初級微生物膜，清洗所述初級微生物膜，直至檢測得到穩定的溶解氧還原電流；a3)將空氣飽和的標準溶液通過所述步驟a2)中清洗後的初級微生物膜，檢測得到所述標準溶液的溶解氧還原電流；a4)重複步驟al)至步驟a3)所述的過程，直至檢測得到的標準溶液的溶解氧還原電流穩定，完成微生物的培養，得到微生物膜。為了得到吸附微生物飽和的微生物膜，本發明首先在上述技術方案提供的恆溫水浴的條件下，即20°C 45°C的條件下，將所述空氣飽和的含微生物水樣連續從微生物載體的內表面流過，使所述含微生物水樣中的微生物在所述載體的內表面吸附並生成初級微生物膜，吸附有初級微生物的載體即為初級微生物膜反應器。在本發明中，所述含微生物水樣流過微生物載體的流速優選為0. 5mL/min 10. OmL/min。得到初級微生物膜後，因所述初級微生物膜上吸附大量有機物，這些吸附在微生物膜上的有機物會消耗溶解氧，為了清除所述有機物，本發明將空氣飽和的空白水樣流過所述初級微生物膜，用來對所述初級微生物膜進行清洗，清除其中殘留的有機物。在此過程中，微生物膜內源呼吸消耗所述空白水樣中一定量的溶解氧，所述空白水樣流經所述初級微生物膜後，流至氧電極處，所述氧電極檢測流出的空白水樣中剩餘的溶解氧的含量。本發明優選連續將所述空氣飽和的空白水樣流過所述微生物膜反應器，當氧電極輸出電流穩定時，得到所述空白水樣的溶解氧還原電流值；本發明所述空白水樣為自來水、井水、降水或地下水中的ー種或多種，優選為自來水或地下水中的ー種或兩種。在現有技術中，通常採用緩衝溶液體系以維持微生物膜活性的穩定。在本發明提供的方法中，因微生物膜種群及成膜方法的特殊性，空白水樣選自自來水、井水或地下水中的ー種或多種，即可滿足微生物正常生理活性的需求。在本發明中，所述空白水樣流經所述初級微生物膜的流速優選為
0.5mL/min 10. OmL/min,更優選為I. OmL/min 3. OmL/min ;所述進行微生物初級培養的時間優選為12小時 150小時。完成對所述初級微生物膜的清洗後，本發明將空氣飽和的標準溶液流過所述初級
10微生物膜，穩定時檢測得到標準溶液的溶解氧還原電流值。在此過程中，初級微生物膜內源呼吸消耗一定量的溶解氧的同時，初級微生物膜利用標準溶液中的有機物進行外源呼吸作用，消耗所述標準溶液中的溶解氧，所述標準溶液流經所述初級微生物膜後，流至氧電極處，所述氧電極以氧還原電流大小的形式表示流出的標準溶液中剩餘的溶解氧的含量。為了得到穩定的溶解氧還原電流值，本發明優選將標準溶液連續流過所述初級微生物膜，直至氧電極輸出電流穩定時，得到的所述標準溶液的溶解氧還原電流。在本發明中，所述標準溶液通過所述初級微生物膜時，由於微生物的外源呼吸對標準溶液中溶解氧的消耗，檢測得到的標準溶液穩定的溶解氧還原電流低於所述空白水樣通過所述微生物膜反應器時氧電極輸出的穩定溶解氧還原電流，並且這一差值與所述的標準溶液的BOD濃度相關。本發明對所述檢測溶解氧還原電流的技術方案沒有特殊的限制，採用本領域技術人員熟知的檢測氧電極的電流時間曲線的技術方案即可。在本發明中，所述標準溶液優選為國際經合組織規定的標準溶液(0ECD溶液)、 葡萄糖溶液、穀氨酸溶液、葡萄糖和穀氨酸混合溶液或蔗糖溶液。更優選為葡萄糖溶液或葡萄糖和穀氨酸混合溶液，最優選為葡萄糖和穀氨酸混合溶液，即葡萄糖穀氨酸溶液；所述 OECD溶液為國際經合組織的標準裡推薦的BOD測定過程中使用的標準溶液，所述OECD溶液包含牛肉膏、蛋白腖和尿素等。在本發明中，所述標準溶液均採用上述技術方案所述的自來水、井水、降水或地下水中的一種或多種進行配製與稀釋，本發明所述的標準溶液的生化需氧量(BOD)濃度是指一定濃度下該標準溶液的BOD含量，其單位為mg 02/L。本發明所選用的標準溶液的BOD濃度均不高於100. Omg 02/し為了保證空白水樣和標準溶液與微生物膜的接觸時間一致，本發明所述空白水樣與標準溶液在流過所述微生物膜反應器的流速保持一致，優選為 0. 5mT,/min 10. OmL/min,更優選為 I. OmL/min 3. OmL/min。為了得到吸附微生物飽和的微生物膜，按照上述技術方案重複進行微生物膜的初級培養與對空氣飽和的空白水樣和標準溶液的測定步驟，即上述技術方案所述的步驟al) 至步驟a3)的過程。本發明優選每隔3 12小時，更優選為4小吋 5小時，重複所述的微生物膜初級培養和對所述空氣飽和的空白水樣和標準溶液的測定過程一次，直至檢測空白水樣與同一濃度標準溶液的溶解氧還原電流差值與之前測得的所述空白水樣與標準溶液的溶解氧還原電流差值一致，說明微生物在反應器內表面吸附飽和，此時微生物膜的培養完成，得到穩定的微生物膜。得到穩定的微生物膜後，本發明對目標水樣進行檢測，具體過程如下本發明首先檢測空氣飽和的空白水樣的溶解氧的含量，將空氣飽和的空白水樣流過所述穩定的微生物膜，採用氧電極對流經微生物膜反應器的空白水樣進行檢測，直至氧電極輸出的電流穩定時，記錄得到所述空氣飽和的空白水樣的溶解氧還原電流，記為『其代表空白水樣經微生物膜內源呼吸消耗氧後的溶解氧含量；得到空白水樣的溶解氧還原電流後，本發明將空氣飽和的目標水樣流過進行空白水樣檢測後的微生物膜，採用氧電極對流經所述微生物膜的目標水樣進行檢測，直至氧電極輸出的電流穩定時，檢測得到所述空氣飽和的目標水樣的溶解氧還原電流，記為is，其代表目標溶液經微生物膜內源呼吸和外源呼吸消耗氧後的溶解氧含量。所述目標水樣在流過所述微生物膜時，所述微生物膜中的微生物進行外源呼吸作用，對所述目標水樣中的有機物進行降解，消耗了所述目標水樣中的部分溶解氧，因此，檢測得到的所述目標水樣的溶解氧還原電流值比所述空白水樣的溶解氧還原電流值低；根據上述技術方案得到的所述空氣飽和的空白水樣的溶解氧還原電流和所述空氣飽和的目標水樣的溶解氧還原電流後，本發明計算得到所述的空白水樣與所述的目標水樣的溶解氧還原電流差值，即Ai = ItTis，所述溶解氧還原電流差值即為計算所述目標水樣BOD的依據。得到所述空氣飽和的目標水樣對應的溶解氧還原電流差值後，本發明根據所述溶解氧還原電流差值和預定的標準溶液的標準曲線，計算得到目標水樣的生化需氧量。在本發明中，所述標準溶液的標準曲線優選按照以下方法獲得以上述技術方案所述的空白水樣為溶剤，配製空氣飽和的系列生化需氧量濃度的標準溶液；將空氣飽和的空白水樣通過上述技術方案得到的微生物膜，檢測得到所述空白水樣的溶解氧還原電流；將所述標準溶液經過所述空白水樣通過後的微生物膜，檢測得到所述標準溶液的溶解氧還原電流；根據所述空白水樣的溶解氧還原電流與所述標準溶液的溶解氧還原電流，得到所述空白水樣的溶解氧還原電流與所述標準溶液的溶解氧還原電流的差值；根據所述差值與所述標準溶液的生化需氧量濃度，得到標準曲線。本發明首先以上述技術方案所述的空白水樣，即自來水、井水、或降水或地下水中的ー種或多種為溶剤，配製一系列BOD濃度的標準溶液，本發明對所述標準溶液的來源沒有特殊的限制，採用本領域技術人員熟知的用作BOD測量的標準溶液即可，在本發明中，所述標準溶液優選為國際經合組織規定的標準溶液(0ECD溶液)、葡萄糖溶液、穀氨酸溶液、 葡萄糖和穀氨酸混合溶液或蔗糖溶液。更優選為葡萄糖溶液或葡萄糖和穀氨酸混合溶液， 最優選為葡萄糖和穀氨酸混合溶液，即葡萄糖穀氨酸溶液；所述OECD溶液為國際經合組織的標準裡推薦的BOD測定過程中使用的標準溶液，所述OECD溶液包含牛肉膏、蛋白腖和尿素。本發明所述的標準溶液的BOD濃度是指一定濃度下該標準溶液的BOD含量，其單位為 mg 02/L。在本發明中，所選用的標準溶液的BOD濃度範圍取決於水樣的流速及微生物膜載體的體積等多種因素。當標準溶液溶液的BOD濃度超於某ー個濃度時，微生物膜消耗氧氣的量不再增加，因此當目標水樣的預期BOD濃度高於所述的該濃度時，應將目標水樣採用所述空白水樣進行稀釋後測量。這種標準溶液BOD濃度的範圍的選擇為本技術領域技術人員所熟知，在此不做贅述。在本發明中，所述用於製作標準曲線的標準溶液的BOD濃度優選為 I. Omg 02/L 60. Omg 02/L,更優選為 2. Omg 02/L 30. Omg 02/し本發明對所述空氣飽和的空白水樣的溶解氧還原電流的檢測方案與上述技術方案所述的微生物膜製備過程中對空氣飽和的空白水樣的溶解氧還原電流的檢測方案相同， 在此不做贅述，採用上述技術方案提供的方法對空氣飽和的空白水樣進行檢測，得到所述空氣飽和的空白水樣的溶解氧還原電流。本發明對所述空氣飽和的標準溶液的溶解氧還原電流的檢測方案與上述技術方案所述的對所述空氣飽和的目標水樣的檢測方案相同，在此不做贅述，採用上述技術方案提供的方法對所述空氣飽和的標準溶液進行檢測，得到所述空氣飽和的標準溶液的溶解氧還原電流。完成對其中某一 BOD濃度的標準溶液的檢測後，本發明重複對空氣飽和的空白水樣的溶解氧還原電流的檢測，然後再檢測另一 BOD濃度的標準溶液的溶解氧還原電流的值，計算得到本次測量的空白水樣和標準溶液的溶解氧還原電流差值；按照上述過程，完成對所有BOD濃度的標準溶液的檢測，得到每ー個BOD濃度的標準溶液對應的溶解氧還原電流的差值。在本發明中，所述微生物膜中的微生物在所述空氣飽和的標準溶液流過時,微生物膜進行外源呼吸作用，對所述標準溶液中的有機物進行降解，消耗其中的溶解氧，因此所述空氣飽和的標準溶液通過所述微生物膜後，其氧還原電流值降低。本發明將所述空氣飽和的空白水樣的溶解氧還原電流減去所述空氣飽和的標準溶液的溶解氧還原電流，得到所述空氣飽和的標準溶液對應的溶解氧還原電流差值。本發明根據得到的每ー個BOD濃度的標準溶液對應的溶解氧還原電流差值及其 BOD濃度，繪製得到標準曲線。本發明以標準溶液的BOD濃度為橫坐標，以檢測得到的標準溶液對應的溶解氧還原電流差值為縱坐標，進行一次線性方程分析，得到標準溶液的標準曲線。得到標準曲線以後，本發明根據上述技術方案得到的目標水樣的溶解氧還原電流差值，即所述△ i和所述標準溶液的標準曲線，計算得到所述目標水樣的生化需氧量。為了滿足微生物膜反應器培養及快速BOD檢測的需要，本發明優選採用圖I所示的反應流程對目標水樣的生化需氧量進行檢測。參考圖1，其中，I為計算機，2為第一數據線，3為電化學工作站，4為第二數據線， 5為氧電極，6為氧電極出液ロ，7為氧電極進液ロ，8為反應器,9為螺動泵，10為電磁閥，11 為第一進樣管，12為第二進樣管，13為第三進樣管，14為實際水樣容器，15為自來水容器， 16標準溶液容器，17為進樣泵，18為水源，19為出樣管，20為恆溫水浴；所述計算機I、所述電化學工作站3和所述氧電極5分別通過所述第一數據線2和所述第二數據線4順次連接；氧電極5、反應器8、蠕動泵9與出樣管19順次連接，所述第一進樣管11、所述第二進樣管12、所述第三進樣管13和所述出樣管19與所述電磁閥相連通，所述第一進樣管11、所述第二進樣管12和所述第三進樣管13分別與所述實際水樣容器14、自來水容器15和標準溶液容器16相連通，水源18與進樣泵17相連通。本發明採用圖I所示的流程對目標水樣的生化需氧量進行檢測，具體過程如下本發明首先進行微生物膜在反應器8中的培養，得到微生物膜反應器。本發明首先將所述恆溫水浴20開啟，所述恆溫水浴一方面用來保證實際水樣容器14中的實際水樣、 自來水容器15中的自來水及標準溶液容器16中的標準溶液溫度一致，在空氣飽和的條件下，三者具有一致的溶解氧含量；另ー方面，用來保證微生物膜在反應器內表面的形成是在恆溫條件下完成的；在恆溫條件下，本發明在實際水樣容器14中預先通過進樣泵17從水源 18進樣，此時水源18為含微生物水樣，並對實際水樣容器14中的含微生物水樣進行空氣飽和，得到空氣飽和的含微生物水樣；將實際水樣容器14中的空氣飽和的含微生物水樣依次經過第一進樣管11、電磁閥10、出樣管19和蠕動泵9進入到反應器8內；此時進樣泵17以與蠕動泵9 一致的速率從水源18向實際水樣容器14中補充取自水源18的含微生物水樣。 含微生物水樣流經反應器8時，其中的微生物逐步地吸附在反應器8的內壁上井利用水樣中的有機物進行生長，微生物的培養工作開始；所述的空氣飽和速率為3. OL/min，蠕動泵9 控制水樣流速為2. OmL/min，恆溫水浴20設定為37°C，初級微生物膜反應器的培養時間為36h。獲得的初級微生物膜反應器後，採用自來水容器15中的自來水對所述初級微生物膜反應器進行清洗、對標準溶液容器16中的葡萄糖穀氨酸溶液進行測試，以評價初級微生物膜的生長狀況，得到吸附微生物膜飽和的微生物膜反應器。本發明首先將自來水容器 15中的空氣飽和的自來水依次通過第二進樣管12、電磁閥10、出樣管19和蠕動泵9流經吸附有微生物的反應器8，用來清洗體系中殘留的有機物，直至電化學工作站3檢測到的氧電極5輸出的溶解氧還原電流信號達到穩定，此時穩定的溶解氧還原電流值代表空氣飽和的自來水經微生物膜內源呼吸消耗氧氣後流出的自來水中剰餘的溶解氧含量；完成對體系的清洗後，本發明採用上述吸附有微生物的反應器8對葡萄糖穀氨酸溶液進行檢測。本發明將預先配製的葡萄糖穀氨酸溶液置於標準溶液容器16中，將所述標準溶液容器16中的葡萄糖穀氨酸溶液進行空氣飽和，得到空氣飽和的葡萄糖穀氨酸溶液；將所述空氣飽和的葡萄糖穀氨酸溶液依次通過第三進樣管13、電磁閥10、出樣管19和蠕動泵9後流經吸附有微生物的反應器8，所述空氣飽和的葡萄糖穀氨酸溶液中的溶解氧被初級微生物膜反應器中吸附的微生物群消耗，使得所述氧電極5輸出的所述葡萄糖穀氨酸溶液的溶解氧還原電流信號比上述空氣飽和的自來水的溶解氧還原電流信號降低，電流信號的降低值即溶解氧還原電流差值代表被反應器8中吸附的微生物消耗的溶解氧的量；為了判斷反應器8中微生物吸附是否飽和，本發明重複上述微生物初級培養、自來水清洗和葡萄糖穀氨酸溶液檢測的步驟，直至對所述葡萄糖穀氨酸溶液檢測得到的溶解氧還原電流信號的降低值與前兩次檢測結果一致，這說明反應器8中吸附的微生物的量達到恆定，此時完成微生物的培養工作，得到穩定的微生物膜反應器，將其用於對生化需氧量的檢測；得到微生物膜反應器後，本發明更換檢測體系中的第一進樣管11和出樣管19進行對一系列BOD濃度葡萄糖穀氨酸溶液的檢測和目標水樣的檢測，根據對葡萄糖穀氨酸溶液的檢測結果與所述葡萄糖穀氨酸溶液的BOD濃度，繪製得到標準曲線；根據所述標準曲線和對所述目標水樣的檢測結果，計算得到目標水樣的生化需氧量；為了得到標準曲線，本發明首先配製一系列BOD濃度的葡萄糖穀氨酸溶液，並將所述葡萄糖穀氨酸溶液分別置於所述標準溶液容器16中，對所述標準溶液容器16中的葡萄糖穀氨酸溶液進行空氣飽和，得到空氣飽和的葡萄糖穀氨酸溶液；本發明將所述空氣飽和的葡萄糖穀氨酸溶液按照上述技術方案所述的對葡萄糖穀氨酸溶液的檢測過程實現對一系列BOD濃度的葡萄糖穀氨酸溶液的檢測，得到每個BOD濃度的葡萄糖穀氨酸溶液對應的溶解氧還原電流差值，根據所述溶解氧還原電流差值與其對應的葡萄糖穀氨酸溶液的 BOD濃度，繪製得到標準曲線；得到標準曲線後，本發明對目標水樣進行檢測。每次對目標水樣進行檢測前，本發明按照上述技術方案所述的過程對所述體系採用自來水進行清洗，得到空氣飽和的自來水的溶解氧還原電流值。完成對體系的清洗後，本發明通過進樣泵17將水源18的目標水樣通入實際水樣容器14，將實際水樣容器14中的目標水樣進行空氣飽和，得到空氣飽和的目標水樣。將所述空氣飽和的目標水樣依次通過第一進樣管11、電磁閥10、出樣管19和蠕動泵9流經微生物膜反應器8，其中的溶解氧被微生物膜反應器中吸附的微生物消耗，使得電化學工作站3檢測得到的氧電極5輸出的目標水樣的溶解氧還原電流值比空氣飽和的自來水的溶解氧還原電流值降低即溶解氧還原電流差值，根據得到的溶解氧還原電流差值和標準曲線，得到目標水樣的生化需氧量。本發明以活性汙泥、地表水、生活汙水或含有微生物的エ業廢水為含微生物水樣， 微生物經過在載體內表面的吸附和生長過程，培養得到微生物膜，將其用於對水質生化需氧量的檢測。本發明得到的微生物膜中的微生物源於自然界，自身具有極強的環境適應能力，能夠在複雜的水質條件中生存，繁殖。在現有技術中，為了保證微生物的生理活性，緩衝體系作為檢測BOD的ー個必要元素，它可以調節體系的pH值，提供維持微生物活性的滲透壓。本發明中，採用自來水、井水、降水或地下水中的一種或多種取代了現有技術中的緩衝體系，將其用於進行微生物膜的清洗，進行標準溶液的配製和稀釋、進行目標水樣的稀釋步驟等，採用上述自來水、井水、降水或地下水中的ー種或多種即可滿足微生物膜正常的生理活性。一方面，因為本發明所述的微生物膜的培養方法最大程度的保留了含微生物水樣中的微生物的自然本性，其活性受體系PH值和離子濃度變化的影響均不明顯，能夠抵禦外界條件的適度變化；另ー方面，所述自來水、井水、降水或地下水中含有多種微量元素、一定含量的金屬離子和痕量有機物，這些條件足以滿足微生物的正常生理活動需求。因此，本發明提供的檢測方法無需採用緩衝體系，降低了檢測成本和人工成本，如避免了緩衝試劑的損耗、純水和緩衝溶液的配製等；而且還避免了如磷酸鹽類緩衝溶液帶來的二次汙染。另外，自來水、井水、降水或地下水中的一種或多種作為空白水樣，不會對測量結果造成明顯誤差，這是因為自來水、井水、降水或地下水中的有機物含量極低，並且這部分有機物微弱的耗氧被視為內源呼吸已經在空白水樣檢測過程中予以扣除，從而使得到的檢測結果具有較高的準確度。本發明得到微生物膜後，本發明選擇標準溶液中的葡萄糖穀氨酸溶液，向其中加入一系列質量濃度的毒性物質，考察了所述微生物膜的抗毒性和穩定性，在本發明中，所述抗毒性的測試過程如下在一定BOD濃度的葡萄糖穀氨酸溶液中加入一系列質量濃度的毒性物質，得到含有毒性物質的葡萄糖穀氨酸溶液；根據上述技術方案所述的對目標水樣的檢測方法，得到所述含有毒性物質葡萄糖穀氨酸溶液的溶解氧還原電流差值；根據所述含有毒性物質葡萄糖穀氨酸溶液的溶解氧還原電流差值與預定的不含有毒物質的葡萄糖穀氨酸溶液的溶解氧還原電流差值，得到所述微生物膜的抗毒性性能。本發明優選對毒性物質中的重金屬離子和有機毒物對所述微生物膜的影響進行考察，所述重金屬離子優選為廢水中常見的Cr6+，Cu2+，Zn2+，Ni2+或Mn2+ ;所述有機毒物優選為廢水中常見的3，5 ニ氯苯酚。本發明考察了一系列BOD濃度的毒性物質對所述生物膜的影響。實驗結果表明，採用上述技術方案所述的方法對含有質量濃度為I. Omg/L 30. Omg/L重金屬離子Cr6+，Cu2+，Zn2+，Ni2+或Mn2+的葡萄糖穀氨酸溶液進行檢測，得到的溶解氧還原電流差值與不含有重金屬離子的葡萄糖穀氨酸溶液的溶解氧還原電流差值基本一致，這表明這些重金屬離子對本發明構建的微生物膜沒有明顯的抑制作用，說明所述微生物膜具有較好的抗重金屬離子毒性；本發明對含有質量濃度為I. Omg/L 30. Omg/L 3, 5-ニ氯苯酚的葡萄糖穀氨酸溶液進行檢測時，其溶解氧還原電流差值隨著3，5-ニ氯苯酚質量濃度的增加而升高，而且呈現良好的線性關係，這說明3，5-ニ氯苯酚能夠被微生物膜中的微生物群所降解，因此在本發明提供的生化需氧量的檢測方法中，有機毒物3，5-ニ氯苯酚表現出的是有機物的屬性，而非毒性物質的屬性。由此可以看出，本發明製備的微生物膜在用於生化需氧量的檢測中具有較好的抗毒性。本發明對所述微生物膜的穩定性的測試優選按照以下方法進行檢測日時按照上述技術方案所述的方法對已知BOD濃度的葡萄糖穀氨酸溶液進行多次檢測，得到所述葡萄糖穀氨酸溶液的溶解氧還原電流差值；根據所述葡萄糖穀氨酸溶液的溶解氧還原電流差值平均值與上述技術方案所述的標準曲線，得到所述葡萄糖穀氨酸溶液的生化需氧量；比較檢測日得到的所述葡萄糖穀氨酸溶液的生化需氧量和所述葡萄糖穀氨酸溶液的已知濃度，得到本發明製備的生物膜反應器的穩定性。非檢測日內，微生物膜反應器內充滿自來水，置於室溫保存。本發明以BOD濃度為16. Omg 02/L的葡萄糖穀氨酸溶液為例考察了所述微生物膜的穩定性，本發明周一至周五毎日重複對所述葡萄糖穀氨酸溶液的檢測七次，連續進行8 周，得到所述葡萄糖穀氨酸溶液的溶解氧還原電流差平均值，根據所述溶解氧還原電流差平均值和上述技術方案所述的標準曲線，得到所述葡萄糖穀氨酸溶液的生化需氧量，將檢測得到的所述葡萄糖穀氨酸溶液的生化需氧量與按國標方法試驗得到的葡萄糖穀氨酸溶液的BOD濃度進行比較，得到所述微生物膜的穩定性能測試結果。連續8周的檢測結果表明，所述葡萄糖穀氨酸溶液的生化需氧量的檢測值維持在16. Omg 02/L左右，這說明，本發明製備的微生物膜具有較高的穩定性。本發明提供ー種生化需氧量的檢測方法，本發明提供的方法以活性汙泥、地表水、 生活汙水或對含有微生物的エ業廢水作為含微生物水樣，將其進行空氣飽和的後連續流經微生物的載體，最終在載體的內壁得到微生物膜；將空氣飽和的空白水樣和目標水樣先後流過所述微生物膜後，檢測得到所述空白水樣和所述目標水樣的溶解氧還原電流，微生物膜中的微生物對目標水樣的有機物進行降解，消耗其中的溶解氧，使得所述目標水樣的溶解氧還原電流值比所述空白水樣的溶解氧還原電流值降低，得到所述目標水樣對應的溶解氧還原電流差值；根據所述溶解氧還原電流差值和預定的標準曲線，得到所述目標水樣的生化需氧量；所述空白水樣為自來水、井水、降水或地下水中的ー種或多種。本發明提供的生化需氧量的檢測方法，以活性汙泥、地表水、生活汙水或對含有微生物的エ業廢水作為含微生物水樣，所述含微生物水樣源自自然界，將其進行微生物培養後得到微生物膜，所述微生物膜保留了含微生物水樣中微生物固有的較強的環境適應能力，因此無需為其提供緩衝溶液的生存環境，在自來水、井水、降水或地下水中的ー種或多種中，所述微生物膜就能夠具有正常的生理活性，從而能夠對目標水樣中的汙染物進行降解，根據其消耗的溶解氧的量得到目標水樣的生化需氧量。本發明提供的方法無需使用緩衝溶液，避免了緩衝溶液如磷酸鹽類緩衝溶液對環境的汙染，降低了檢測成本。為了進ー步說明本發明，下面結合實施例對本發明提供的ー種生化需氧量的檢測方法進行詳細描述，但不能將它們理解為對本發明保護範圍的限定。實施例I按照圖I所示的示意圖，製備微生物膜反應器。微生物膜反應器8 —端與氧電極5相連接，氧電極5接入型號為CHI832b的電化學工作站3中，所述電化學工作站3監測氧電極5電流變化並由計算機I顯示。將恆溫水浴20打開，並調節溫度至30°C。通過進樣泵17從水源18向在實際水樣容器14中注入300mL的活性汙泥水樣，並以3. OL/min的速率對所述活性汙泥水樣進行空氣飽和。將長為105. Ocm、內徑為2. Omm的玻璃反應器8放置於恆溫水浴中，將活性汙泥的水樣以I. OmL/min的速率經過第一進樣管11、電磁閥10和出樣管19到達反應器8，然後流經反應器8後到達氧電極5的表面。同時不斷從水源18補充活性汙泥水樣到實際水樣容器14中。經過24h後，在自來水容器15中注入300mL自來水，並以3. OL/min的速率對其進行空氣飽和。在蠕動泵9的控制下，將自來水以I. OmL/min的速率經過第二進樣管12，電磁閥10，出樣管19，經反應器8到達氧電極5的表面，記錄溶解氧還原電流為533nA。將BOD 濃度為20. Omg 02/L的葡萄糖穀氨酸溶液注入標準溶液容器16中，並以3. OL/min的速率對其進行空氣飽和，在蠕動泵9的控制下，將得到的空氣飽和的葡萄糖穀氨酸溶液以LOmL/ min的速率流經第三進樣管13、電磁閥10和出樣管19，達到微生物膜反應器8，流經生物膜反應器8後到達氧電極5的表面，電化學工作站3監測氧電極5電流的變化，當氧電極電流穩定時，記錄溶劑氧還原電流為449nA，計算得到自來水流經氧電極5表面與葡萄糖穀氨酸溶液流經氧電極5表面的溶解氧還原電流的差值，即533nA-449nA = 84nA，此差值表示BOD 濃度為20. Omg 02/L的葡萄糖穀氨酸溶液在得到的初級微生物膜反應器上的信號相應。重複進行上述微生物膜反應器的培養步驟，12小時後，重複上述自來水清洗及對BOD濃度為 20. Omg 02/L的葡萄糖穀氨酸溶液的檢測步驟，記錄新的溶解氧還原電流差值為121nA。繼續重複上述步驟，在培養進行至68h後，檢測BOD濃度為20. Omg O2A的葡萄糖穀氨酸溶液時，氧電極5的輸出電流為344nA，此時自來水流經氧電極表面與葡萄糖穀氨酸溶液流經氧電極表面得到的穩定的溶解氧還原電流差值為195nA，此結果與之前培養60h得到的溶解氧還原電流差值基本一致，這說明反應器8的內壁已經吸附飽和微生物，從而判定微生物膜反應器的培養完成，得到穩定的微生物膜反應器。實施例2將恆溫水浴20打開，並調節溫度至30°C。在自來水容器15中注入300mL自來水， 並以3. OL/min的速率對其進行空氣飽和。在蠕動泵9的控制下，將空氣飽和的自來水以 I. OmL/min的速率經過第二進樣管12、電磁閥10、和出樣管19，到達微生物膜反應器，流經所述微生物膜反應器後到達氧電極5的表面。電化學工作站3監測氧電極電流的變化，當氧電極電流穩定時，記錄溶解氧還原電流為539nA。。將150mg葡萄糖和150mg穀氨酸溶於自來水中，並定容至IOOmL,得到BOD濃度為 1980. Omg 02/L的葡萄糖穀氨酸溶液的母液。將所述母液用自來水稀釋，分別得到BOD濃度分別為 I. Omg 02/L、5. Omg 02/L、10. Omg 02/L> 15. Omg 02/L、20. Omg 02/L、25. Omg 02/L、 30. Omg 02/I^P40.0mg 02/L的葡萄糖穀氨酸溶液。本發明首先將BOD濃度為l.Omg 02/L 的葡萄糖穀氨酸溶液注入標準溶液容器16中，並以3. OL/min的速率對其進行空氣飽和。在蠕動泵9的控制下，將得到的空氣飽和的葡萄糖穀氨酸溶液以I. OmL/min的速率流經第三進樣管13、電磁閥10和出樣管19，到達實施例I製備的微生物膜反應器，經過所述微生物膜反應器後到達氧電極5的表面。電化學工作站3監測氧電極電流的變化，當氧電極電流穩定時，記錄溶解氧還原電流為522nA，並記錄自來水流經氧電極表面時與葡萄糖穀氨酸溶液流經氧電極表面時的穩定的溶解氧還原電流差值，即539nA-522nA = 17nA，此差值表明BOD 濃度為I. Omg O2A的葡萄糖穀氨酸溶液在此微生物膜反應器上的信號響應。重複上述自來水清洗步驟，並記錄氧電極穩定時的溶劑氧還原電流值，然後依上述步驟依次檢測其他BOD 濃度的葡萄糖穀氨酸溶液。當檢測BOD濃度為40. Omg O2A的葡萄糖穀氨酸溶液吋，發現其信號響應比BOD濃度為30. Omg O2A的葡萄糖穀氨酸溶液降低不明顯，這是因為隨著葡萄糖穀氨酸溶液BOD濃度的升高，其中的溶解氧不足以被微生物膜所利用，導致葡萄糖穀氨酸溶液的降解效率降低。因此，這ー濃度的葡萄糖穀氨酸溶液不適用此實驗條件下的標準曲線的製作。得到上述BOD濃度的葡萄糖穀氨酸溶液的溶解氧還原電流差值後，本發明以BOD 濃度為I. Omg 02/L 30.0mg 02/L的葡萄糖穀氨酸溶液的BOD濃度值為橫坐標，以其對應的通過微生物膜反應器後在氧電極上的信號響應的差值為縱坐標，繪製得到葡萄糖穀氨酸溶液的標準曲線，結果如圖2所示，圖2為本發明實施例2得到的標準曲線，由圖2可以看出， 葡萄糖穀氨酸溶液所對應的溶解氧還原電流差值與其BOD濃度值具有良好的線性關係，線性擬合後得到標準曲線方程為A i(nA) = 10. 87C(mg 02/L)，其中Ai為溶解氧還原電流差值，單位為nA, C為BOD濃度，單位為mg 02/L，其線性範圍為I. 0mg02/L 30. Omg O2A0實施例3將恆溫水浴20打開，並調節溫度至30°C。在自來水容器15中注入300mL自來水， 並以3. OL/min的速率對其進行空氣飽和。在蠕動泵9的控制下，將得到的空氣飽和的自來水以I. OmL/min的速率流經第二進樣管12、電磁閥10和出樣管19，到達反應器8，流經反應器8後到達氧電極5的表面。電化學工作站3監測氧電極電流的變化，當氧電極電流穩定時，記錄溶解氧還原電流為538nA。將長春市第二汙水處理廠ニ沉池中的水樣以3. OL/min的速率進行空氣飽和。在蠕動泵9的控制下，將實際水樣容器14中的水樣以I. OmL/min的速率流經第一進樣管11、 電磁閥10和出樣管19，到達反應器8，流經反應器8後到達氧電極5的表面。電化學工作站 3監測氧電極電流的變化，當氧電極電流穩定時，記錄溶解氧還原電流為489nA。計算得到其信號響應，即空白溶液的溶解氧還原電流與待測水樣的溶解氧還原電流的差值，為49nA。根據本實施例得到的信號響應和同一實驗條件下實施例2得到的標準曲線，計算得到該汙水處理廠ニ沉池水樣的BOD值為4. 5mg 02/し實施例4按照圖I所示的示意圖，製備微生物膜反應器。微生物膜反應器8 —端與氧電極 5相連接，氧電極5接入型號為CHI832b的電化學工作站3中，所述電化學工作站3監測氧電極電流變化並由計算機I顯示。將恆溫水浴20打開，並調節溫度至37°C。通過進樣泵17從水源18向實際水樣容器14中注入300mL的南湖水水樣，並以3. OL/min的速率對南湖水水樣進行空氣飽和。將長為220. Ocm、內徑為I. 6mm的こ烯-醋酸こ烯酯共聚物反應器8放置於恆溫水浴20中，在蠕動泵9的控制下，將南湖水水樣以2. OmL/min的速率流經第一進樣管11、電磁閥10和出樣管19，到達反應器8，流經反應器8後到達氧電極5的表面。同時不斷從水源18補充南湖水水樣到實際水樣容器14中。48h後，在自來水容器15中注入300mL自來水，並以3. OL/ min的速率對其進行空氣飽和。在蠕動泵9的控制下，將空氣飽和的自來水以2. OmL/min的速率經過第二進樣管12、電磁閥10和出樣管19，到達反應器8，流經反應器8後到達氧電極 5的表面。電化學工作站3監測氧電極電流的變化，當氧電極電流穩定時，記錄溶解氧還原電流為446nA。將BOD濃度為4. Omg 02/L的葡萄糖穀氨酸溶液注入標準溶液容器16中，並以 3. OL/min的速率對其進行空氣飽和。在蠕動泵9的控制下，將空氣飽和的葡萄糖穀氨酸溶液以2. OmL/min的速率經過第三進樣管13、電磁閥10和出樣管19，到達反應器8，流經反應器8後到達氧電極5的表面。電化學工作站3監測氧電極電流的變化，當氧電極電流穩定時，記錄溶解氧還原電流為401nA，計算得到自來水流經氧電極表面時與葡萄糖穀氨酸溶液流經氧電極表面時的穩定的溶解氧還原電流差值，即446nA-401nA = 45nA，此差值表明此 BOD濃度為4. Omg 02/L的葡萄糖穀氨酸溶液在此初級微生物膜反應器上的信號響應。重複進行上述微生物膜反應器的培養步驟，12h後，重複上述自來水清洗及對BOD濃度為4. Omg O2A的葡萄糖穀氨酸溶液的檢測步驟，記錄新的信號響應為52nA。重複上述步驟，在培養進行至86h後，檢測BOD濃度為4. Omg O2A的葡萄糖穀氨酸溶液時，氧電極的輸出電流為 366nA，此時自來水流經氧電極表面時與葡萄糖穀氨酸溶液流經氧電極表面時的穩定的溶解氧還原電流差值為80nA。此結果與之前培養進行至78h得到的溶解氧還原電流差值基本一致，這說明反應器8的內壁已經吸附飽和微生物，從而判定微生物膜反應器的培養完成， 得到穩定的微生物膜反應器。實施例5按照圖I所示的示意圖，製備微生物膜反應器。微生物膜反應器8 —端與氧電極 5相連接，氧電極5接入型號為CHI832b的電化學工作站3中，所述電化學工作站3監測氧電極電流變化並由計算機I顯示。將恆溫水浴20打開，並調節溫度至37°C。通過進樣泵17從水源18向實際水樣容器14中注入300mL的牛奶廠水樣，並以3. OL/min的速率對牛奶廠水樣進行空氣飽和。將長為75. Ocm、內徑為I. 6mm的娃膠材質反應器8放置於恆溫水浴20中，在螺動泵9的控制下，將空氣飽和的牛奶廠水樣以0. 5mL/min的速率流經第一進樣管11、電磁閥10和出樣管 19，到達反應器8，流經反應器8後到達氧電極5的表面。同時不斷從水源18補充牛奶廠水樣到實際水樣容器14中。48h後，在自來水容器15中注入300mL自來水，並以3. OL/min 的速率對其進行空氣飽和。在蠕動泵9的控制下，將空氣飽和的自來水以0. 5mL/min的速率流經第二進樣管12、電磁閥10和出樣管19，到達反應器8，流經反應器8後到達氧電極5 的表面。電化學工作站3監測氧電極電流的變化，當氧電極電流穩定時，記錄溶解氧還原電流為625nA。將BOD濃度為10. Omg 02/L的葡萄糖穀氨酸溶液注入標準溶液容器16中，並以
3.OL/min的速率對其進行空氣飽和。在蠕動泵9的控制下，將空氣飽和的葡萄糖穀氨酸溶液以0. 5mL/min的速率流經第三進樣管13、電磁閥10和出樣管19，到達反應器8，流經反應器8後到達氧電極5的表面。電化學工作站3監測氧電極電流的變化，當氧電極電流穩定時，記錄溶解氧還原電流為507nA，計算得到自來水流經氧電極表面時與葡萄糖穀氨酸溶液流經氧電極表面時的穩定的溶解氧還原電流差值，即625nA-507nA = 118nA，此差值表明此 BOD濃度為10. Omg 02/L的葡萄糖穀氨酸溶液在此初級微生物膜反應器上的信號響應。重複進行上述微生物膜反應器的培養步驟，12h後，重複上述自來水清洗及BOD濃度為10. Omg02/L的葡萄糖穀氨酸溶液檢測步驟，記錄新的信號響應為148nA。重複上述步驟。在培養進行至76h後，檢測BOD濃度為10. Omg O2A的葡萄糖穀氨酸溶液時，氧電極的輸出電流為 455nA，此時自來水流經氧電極表面時與葡萄糖穀氨酸溶液流經氧電極表面時的穩定的溶解氧還原電流差值為180nA。此結果與之前培養進行至70h得到的溶解氧還原電流差值值基本一致，這說明反應器8的內壁已經吸附飽和微生物，從而判定微生物膜反應器的培養完成，得到穩定的微生物膜反應器。實施例6將恆溫水浴20打開，並調節溫度至30°C。在自來水容器15中注入300mL自來水， 並以3. OL/min的速率對其進行空氣飽和。在蠕動泵9的控制下，將空氣飽和的自來水以 I. OmL/min的速率流經第二進樣管12、電磁閥10和出樣管19，到達反應器8，流經反應器8 後到達氧電極5的表面。電化學工作站3監測氧電極電流的變化，當氧電極電流穩定時，記錄溶解氧還原電流為405nA。按照實施例2所述的方法配製BOD濃度分別為0. 25mg 02/L、0. 50mg02/L、0. 75mg 02/L和I. Omg 02/L的葡萄糖穀氨酸溶液。將自來水注入標準溶液容器16中，並以3. OL/min 的速率對其進行空氣飽和。在蠕動泵9的控制下，將空氣飽和的自來水以I. OmL/min的速率流經第三進樣管13、電磁閥10和出樣管19，到達反應器8，流經反應器8後到達氧電極5 的表面。電化學工作站3監測氧電極電流的變化，當氧電極電流穩定時，記錄溶解氧還原電流為404nA。此時的信號響應為InA。這被認為是氧電極自身誤差範圍內的波動。按實施例 2 所述方法依次對 BOD 濃度分別為 0. 25mg 02/L、0. 50mg 02/L、0. 75mg 02/L 和 I. Omg O2/ L的葡萄糖穀氨酸溶液進行檢測，得到檢測曲線及對應的信號響應。結果如圖3所示，圖3為本發明實施例6得到的檢測限的測試結果，其中曲線I、曲線 2、曲線 3、曲線 4和曲線 5分別為 BOD濃度為 Omg 02/L、0. 25mg 02/L、0. 50mg 02/L、0. 75mg 02/L和l.Omg O2A的葡萄糖穀氨酸溶液的溶解氧還原電流響應曲線，由圖中可以看出，檢測自來水時，氧電極輸出的電流基本沒有發生變化，而檢測BOD為0. 25mg O2A的葡萄糖穀氨酸溶液時，氧電極輸出的電流信號明顯降低，並且隨著葡萄糖穀氨酸濃度的升高，氧電極輸出的電流信號降低程度増加，因此可判定本發明提供的方法對上水體BOD檢測下限為
0.25mg 02/し實施例7將恆溫水浴20打開，並調節溫度至30°C。在自來水容器15中注入300mL自來水， 並以3. OL/min的速率對其進行空氣飽和。在蠕動泵9的控制下，將空氣飽和的自來水以
1.OmL/min的速率流經第二進樣管12、電磁閥10和出樣管19，到達反應器8，流經反應器8 到達氧電極5的表面。電化學工作站3監測氧電極電流的變化,當氧電極電流穩定時，記錄溶解氧還原電流為544nA。配製分別含有一系列質量濃度，分別為0. Omg/L、I. Omg/L、3. Omg/L、6. Omg/L、
8.Omg/L、10. Omg/L、15. Omg/L、20. Omg/L 和 30. Omg/L 的重金屬離子 Cr6+、Cu2+、Zn2+、Ni2+ 和 Mn2+以及有毒物質3，5 ニ氯苯酚的BOD濃度為16. Omg O2A的葡萄糖穀氨酸溶液，按照實施例2所述的對葡萄糖穀氨酸溶液檢測的步驟，對本實施例得到的含有重金屬離子或3，5 ニ 氯苯酚的葡萄糖穀氨酸溶液進行檢測，記錄其信號響應。得到含有毒性物質的葡萄糖穀氨酸溶液的信號響應後，本發明以毒性物質的質量18/18 頁
濃度為橫坐標，其對應的信號響應為縱坐標，得到毒性物質對微生物膜反應器的影響測試結果，結果如圖4和圖5所示，圖4為本發明實施例7得到的微生物膜反應器的抗Cr6+和 3，5 ニ氯苯酚的測試結果，在圖4中，曲線I為抗3，5 ニ氯苯酚的測試結果，曲線2為抗Cr6+ 的測試結果；圖5為本發明實施例7得到的微生物膜反應器抗Cu2+、Zn2+、Ni2+和Mn2+的測試結果，在圖5中，曲線I為抗Zn2+的測試結果，曲線2為抗Ni2+的測試結果，曲線3為抗Mn2+ 的測試結果，曲線4為抗Cu2+的測試結果；由圖4和圖5可以看出，在重金屬離子存在的情況下，檢測得到葡萄糖穀氨酸溶液的電流差值與無重金屬離子的葡萄糖穀氨酸溶液的電流差值基本一致，這表明這些重金屬離子對本發明製備的微生物膜反應器沒有明顯的抑制作用；而在有3，5- ニ氯苯酚存在的情況下，其電流差值隨3，5- ニ氯苯酚濃度的升高而升高， 這說明，3，5- ニ氯苯酚能夠被微生物膜反應器降解，在本發明提供的方法中，3，5- ニ氯苯酚表現出的是有機物的屬性，而非有毒物質的屬性，因此，本發明提供的微生物膜反應器具有良好的抗毒性。實施例8按照實施例2所述的對葡萄糖穀氨酸溶液檢測的方法，周一至周五毎日重複檢測 BOD濃度為16. Omg O2A的葡萄糖穀氨酸溶液7次，用以考察本發明提供的微生物膜反應器的穩定性。結果如圖6所示，圖6為本發明實施例8得到的微生物膜反應器的穩定性測試結果，由圖6可以看出，對BOD濃度為16. Omg 02/L的葡萄糖穀氨酸溶液檢測的結果均在 16. Omg 02/L左右，這說明，本發明提供的微生物膜反應器具有較高的穩定性，測定結果準確。由以上實施例可知，本發明提供的生化需氧量的檢測方法以活性汙泥、地表水、生活汙水或對微生物沒有毒害作用的エ業廢水為含微生物水樣，將所述含微生物水樣進行微生物培養，得到微生物膜；本發明將目標水樣通過上述得到的微生物膜，檢測得到目標水樣的溶解氧還原電流值下降，溶解氧還原電流值的下降值與其生化需氧量之間存在良好的線性關係，根據預定的標準曲線計算得到目標水樣的生化需氧量。本發明提供的方法能夠在自來水、井水、降水或地下水中的ー種或多種提供的環境中完成對水樣生化需氧量的測定， 這是由於本發明所用的含微生物水樣經過上述技術方案所述的培養方法得到的微生物群具有較強的環境適應性，其活性受PH值和離子濃度的變化的影響不明顯，而且自來水、井水、降水或地下水中含有多種微量元素、一定含量的金屬離子和痕量有機物，這些條件足以滿足本發明採用的含微生物水源中微生物正常生理活動的需求，因此，本發明培養得到的微生物膜能夠在非緩衝體系中生存，從而避免了緩衝體系的應用，避免了緩衝溶液中的磷酸鹽緩衝溶液帶來的二次環境汙染，降低了檢測的成本。以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護範圍。
2權利要求
1.ー種生化需氧量的檢測方法，包括以下步驟a)將空氣飽和的含微生物水樣進行微生物培養，得到微生物膜；b)將空氣飽和的空白水樣通過所述步驟a)得到的微生物膜，檢測得到所述空白水樣的溶解氧還原電流；c)將空氣飽和的目標水樣通過進行所述步驟b)後的微生物膜，檢測得到所述目標水樣的溶解氧還原電流；d)根據所述步驟b)得到的空白水樣的溶解氧還原電流和所述步驟c)得到的目標水樣的溶解氧還原電流，計算得到所述空白水樣的溶解氧還原電流與所述目標水樣的溶解氧還原電流的差值；e)根據所述步驟d)得到的差值和預定的標準曲線，得到目標水樣的生化需氧量； 所述含微生物水樣為活性汙泥、地表水、生活汙水或含有微生物的エ業廢水；所述空白水樣為自來水、井水、降水或地下水中的ー種或多種。
2.根據權利要求I所述的檢測方法，其特徵在於，所述含微生物水樣為活性汙泥、地表水或對含有微生物的エ業廢水。
3.根據權利要求I所述的檢測方法，其特徵在於，所述步驟a)具體為al)在20°C 45°C的條件下，將空氣飽和的含微生物水樣進行微生物初級培養，得到初級微生物膜；a2)將空氣飽和的空白水樣通過所述步驟al)得到的初級微生物膜，清洗所述初級微生物膜，直至檢測得到穩定的溶解氧還原電流；a3)將空氣飽和的標準溶液通過所述步驟a2)中清洗後的初級微生物膜，檢測得到所述標準溶液的溶解氧還原電流；a4)重複步驟al)至步驟a3)所述的過程，直至檢測得到的標準溶液的溶解氧還原電流穩定，完成微生物的培養，得到微生物膜。
4.根據權利要求I所述的檢測方法，其特徵在於，所述空白水樣為自來水或地下水中的ー種或兩種。
5.根據權利要求I所述的檢測方法，其特徵在於，所述步驟a)中進行微生物培養的時間為20小時 300小時。
6.根據權利要求I所述的檢測方法，其特徵在於，所述步驟e)中的標準曲線按照以下方法獲得以所述空白水樣為溶劑，配製空氣飽和的系列生化需氧量濃度的標準溶液；將空氣飽和的空白水樣通過所述步驟a)得到的微生物膜，檢測得到所述空白水樣穩定的溶解氧還原電流；將所述標準溶液經過所述空白水樣通過後的微生物膜，檢測得到所述標準溶液的溶解氧還原電流；根據所述空白水樣的溶解氧還原電流與所述標準溶液的溶解氧還原電流，得到所述空白水樣的溶解氧還原電流與所述標準溶液的溶解氧還原電流的差值；根據所述差值與所述標準溶液的生化需氧量濃度，得到標準曲線。
7.根據權利要求3 6任意一項所述的檢測方法，其特徵在於，所述標準溶液為葡萄糖溶液、穀氨酸溶液、葡萄糖-穀氨酸混合溶液或蔗糖溶液。
8.根據權利要求3 6任意一項所述的檢測方法，其特徵在於，所述標準溶液的生化需氧量濃度為I. Omg 02/L 60. Omg 02/し
9.根據權利要求I所述的檢測方法，其特徵在於，所述步驟a)中進行微生物培養為在反應器中進行微生物培養。
10.根據權利要求9所述的檢測方法，其特徵在於，所述反應器為管狀；所述反應器的材質為玻璃、こ烯-醋酸こ烯酯共聚物、塑料、尼龍、石英或矽膠；所述反應器的長度為30. Ocm 420. Ocm ；所述反應器的內徑為I. Omm 4. 0mm。
全文摘要
本發明提供一種生化需氧量的檢測方法。本發明提供的方法以活性汙泥、地表水、生活汙水或含有微生物的工業廢水為含微生物水樣，將其進行微生物培養，得到微生物膜；將空白水樣和目標水樣分別通過所述微生物膜，檢測得到所述空白水樣和目標水樣的溶解氧還原電流，從而得到所述目標水樣與空白水樣的溶解氧還原電流差值，根據所述溶解氧還原電流差值與預定的標準曲線，得到所述目標水樣的生化需氧量。本發明提供的方法採用活性汙泥、地表水、生活汙水或含有微生物的工業廢水為含微生物水樣，培養得到的微生物膜具有較強的環境適應能力，因此本發明無需為其提供緩衝溶液體系，以自來水、井水、降水或地下水中的一種或多種為介質即可滿足其生理活性。
文檔編號G01N27/26GK102608181SQ20121010363
公開日2012年7月25日 申請日期2012年4月10日 優先權日2012年4月10日
發明者劉長宇, 董紹俊 申請人:中國科學院長春應用化學研究所