专利名称：一种生化需氧量的检测方法
技术领域：
本发明涉及环境保护技术领域，尤其涉及ー种生化需氧量的检测方法。
背景技术：
生化需氧量(BOD)是指微生物分解水中某些可被氧化的物质，特别是有机物质所消耗的溶解氧的量，如进行生物氧化的时间为五天就称为五日生化需氧量(BOD5)。生化需氧量是分析水体有机污染物含量的重要指标，是水质常规监测中最重要的參数之一，其值越高说明水中有机污染物质越多，污染也就越严重。目前，国际上測定生化需氧量普遍采用稀释与接种法，也称BOD5法，但是这种方法耗时长、工作量大、操作繁琐、干扰因素多、重复性差，且不能及时反映水质的变化，不能实现水质的在线监測。为了克服BOD5法的不足之处，现有技术中公开了多种检测BOD的方法。如微生物传感器法，这种方法首先培养所需的微生物，将培养好的微生物经离心、定量后物理吸附在纤维素膜或透析膜等的表面，得到生物膜，或采用溶胶-凝胶类聚合物化学包埋微生物制得生物膜；将得到的生物膜紧贴于氧电极的表面，目标水样经过生物膜表面吋，微生物呼吸作用增强，耗氧増加，氧电极检测到的氧含量因此而降低。这种方法是利用微生物呼吸作用的強弱与有机物含量成正比，从而得到水样的B0D。如媒介体方法，采用人工电子受体，如铁氰化钾，代替自然电子受体氧气，提高了微生物对有机物的降解效率，提高了检测结果的准确度。如微生物膜反应器法，它利用富集的微生物群体对有机物的降解作用，通过检测氧气含量的变化来实现对水体BOD的測定。这种微生物膜反应器法为了维持微生物群体的稳定，需要连续不断地补充有机物，操作复杂，维护成本高。现有技术中对BOD的检测还有微生物燃料电池法，这种方法主要依靠富集的微生物群体降解有机物时产生电流，通过电流的強度判定水体中BOD的值。上述对水体BOD检测的方法都是基于微生物对有机物的作用，包括微生物的呼吸作用和微生物对有机物的降解作用，为了维持微生物的生理活性，为其提供一定的PH值环境和渗透压，现有技术为微生物的生存提供缓冲溶液体系，目前最常用的缓冲溶液有磷酸盐缓冲溶液和Tris-HCl缓冲体系，其中磷酸盐缓冲溶液会造成环境的二次污染，Tris-HCl 缓冲体系价格昂贵，不适合在线监測。现有技术中没有不采用缓冲体系实现对水体BOD检测的方法。
发明内容
本发明的目的在于提供ー种生化需氧量的检测方法，本发明提供的生化需氧量的检测方法无需采用缓冲体系即可实现对水体BOD的检测。本发明提供ー种生化需氧量的检测方法，包括以下步骤a)将空气饱和的含微生物水样进行微生物培养，得到微生物膜；b)将空气饱和的空白水样通过所述步骤a)得到的微生物膜，检测得到所述空白水样的溶解氧还原电流；c)将空气饱和的目标水样通过进行所述步骤b)后的微生物膜，检测得到所述目标水样的溶解氧还原电流；d)根据所述步骤b)得到的空白水样的溶解氧还原电流和所述步骤c)得到的目标水样的溶解氧还原电流，计算得到所述空白水样的溶解氧还原电流与所述目标水样的溶解氧还原电流的差值；e)根据所述步骤d)得到的差值和预定的标准曲线，得到目标水样的生化需氧量；所述含微生物水样为活性污泥、地表水、生活污水或含有微生物的エ业废水；所述空白水样为自来水、井水、降水或地下水中的ー种或多种。优选的，所述微生物源为活性污泥、地表水或对含有微生物的エ业废水。优选的，所述步骤a)具体为al)在20°C 45°C的条件下，将空气饱和的含微生物水样进行微生物初级培养， 得到初级微生物膜；a2)将空气饱和的空白水样通过所述步骤al)得到的初级微生物膜，清洗所述初级微生物膜，直至检测得到稳定的溶解氧还原电流；a3)将空气饱和的标准溶液通过所述步骤a2)中清洗后的初级微生物膜，检测得到所述标准溶液的溶解氧还原电流；a4)重复步骤al)至步骤a3)所述的过程，直至检测得到的标准溶液的溶解氧还原电流稳定，完成微生物的培养，得到微生物膜。优选的，所述步骤b)中的空白水样为自来水或地下水中的ー种或两种。优选的，所述步骤a)中进行微生物培养的时间为20小时 300小时。优选的，所述步骤e)中的标准曲线按照以下方法获得以所述空白水样为溶剂，配制空气饱和的系列生化需氧量浓度的标准溶液；将空气饱和的空白水样通过所述步骤a)得到的微生物膜，检测得到所述空白水样稳定的溶解氧还原电流；将所述标准溶液经过所述空白水样通过后的微生物膜，检测得到所述标准溶液的溶解氧还原电流；根据所述空白水样的溶解氧还原电流与所述标准溶液的溶解氧还原电流，得到所述空白水样的溶解氧还原电流与所述标准溶液的溶解氧还原电流的差值；根据所述差值与所述标准溶液的生化需氧量浓度，得到标准曲线。优选的，所述标准溶液为葡萄糖溶液、谷氨酸溶液、葡萄糖-谷氨酸混合溶液或蔗糖溶液。优选的，所述标准溶液的生化需氧量浓度为I. Omg 02/L 60. Omg 02/し优选的，所述步骤a)中进行微生物培养为在反应器中进行微生物培养。优选的，所述反应器为管状；所述反应器的材质为玻璃、こ烯-醋酸こ烯酯共聚物、塑料、尼龙、石英或硅胶；所述反应器的长度为30. Ocm 420. Ocm ；所述反应器的内径为I. Omm 4. 0mm。本发明提供ー种生化需氧量的检测方法，本发明提供的方法将空气饱和的含微生物水样进行微生物培养，得到微生物膜，所述含微生物水样选自活性污泥、地表水、生活污水或含有微生物的エ业废水；将空气饱和的空白水样和目标水样先后通过所述微生物膜后，检测得到所述空白水样和目标水样的溶解氧还原电流，微生物对目标水样中的有机污染物进行降解消耗了其中的溶解氧，从而得到所述空白水样和目标水样的溶解氧还原电流差值；根据预定的标准曲线与所述空白水样和目标水样的溶解氧还原电流差值，得到目标水样的生化需氧量；所述空白水样为自来水、井水、降水或地下水中的ー种或多种。在本发明提供的生化需氧量的检测方法中，所述含微生物水样选自活性污泥、地表水、生活污水或含有微生物的エ业废水，这些含微生物水样中的微生物具有较强的固有的环境适应能力， 其生物活性受体系PH值和离子浓度变化的影响不明显，因此将其进行微生物培养后得到的微生物膜也具有较强的环境适应能力，将得到的微生物膜置于自来水、井水、降水或地下水中的ー种或多种提供的体系中，所述自来水、井水、降水或地下水中含有多种微量元素、 一定含量的金属离子和痕量有机物，这些条件足以使微生物膜維持正常的生理活性，从而无需为其提供常规的缓冲溶液体系即可实现对目标水样生化需氧量的检测。因此，本发明提供的检测方法降低了检测成本及人工成本，如避免了缓冲试剂的消耗、纯水的制备以及缓冲溶液的配制；而且，本发明提供的检测方法避免了如磷酸盐类缓冲溶液带来的二次污染。另外，本发明采用自来水、井水、降水或地下水中的一种或多种作为空白水样，其中的有机物含量极低，并且这部分有机物微弱的耗氧被视为内源呼吸作用带来的，在对空白水样的检测中予以扣除；而且目标水样的重金属离子很容易地与所述空白水样中的阴离子络合，形成沉淀物，減少了重金属离子对BOD检测的影响，使得本发明得到的检测结果具有较高的准确度。另外，本发明提供的生化需氧量的检测方法对目标水样的检测过程能够在10分钟左右完成，提高了检测速度；而且本发明制备的微生物膜不易脱落，杂质更易去除，从而不会对检测体系造成堵塞，同时在对目标水样的检测过程中，目标水样中的微生物可以取代微生物膜中失活的微生物，从而实现了微生物膜的自我修复，有利于新旧微生物膜的更替；本发明制备的微生物膜具有较高的稳定性和较长的使用寿命，而且在非测试时间内的维护较简单，只需将其置于自来水、井水、降水或地下水中的ー种或多种中，在室温条件下保存即可，实验结果表明，本发明采用的微生物膜反应器能够连续使用一年半以上；而且， 本发明制备的微生物膜在保存2周后，对有机物的信号响应仅降低13%左右，当保存时间超过2个月后，将其进行有机物-自来水交替的过夜活化后，其对有机物的氧还原电流响应值恢复至80%左右，采用含微生物水样将其进行重培养后，其对有机物的信号响应值几乎与初始值相同。同时，本发明提供的检测方法中的微生物膜具有较高的生物降解率，实验结果显示，本发明制备的微生物膜能够降解目标水样中约20%的有机物，说明本发明得到的目标水样的溶解氧还原电流值是依靠其中大部分有机物的降解得到的，得到的结果更加可信；且本发明制备的微生物膜能够对不同种类的有机物实现非选择性降解，得到的溶解氧还原电流值只与样品的BOD浓度有关，与有机物的种类没有明显关系。本发明制备的微生物膜具有很好的抗毒性能，实验结果表明，在重金属离子如Cr6+，Cu2+，Zn2+，Ni2+或Mn2+的质量浓度在30. Omg/L时对微生物膜几乎没有影响。进ー步的，本发明可以在反应器中完成对微生物膜的培养，微生物膜直接在反应器的内壁上生长，与现有技术中采用物理或化学包埋微生物制备微生物膜的方法相比，本发明的方法能够较大程度上減少氧气及有机物在微生物膜表面的扩散阻力，使得目标水样中的有机物能够更加充分地被微生物降解，从而更加提高了检测结果的准确度。
图I为本发明提供的生化需氧量检测方法的流程示意图；图2为本发明实施例2得到的标准曲线；图3为本发明实施例6得到检测结果；图4为本发明实施例7得到的微生物膜反应器的抗Cr6+和3，5 ニ氯苯酚毒性的测试结果；图5为本发明实施例I得到的微生物膜反应器抗Cu2+、Zn2+、Ni2+和Mn2+毒性的测试结果；图6为本发明实施例8得到的微生物膜反应器的稳定性测试結果。
具体实施例方式本发明提供ー种生化需氧量的检测方法，包括以下步骤a)将空气饱和的含微生物水样进行微生物培养，得到微生物膜；b)将空气饱和的空白水样通过所述步骤a)得到的微生物膜，检测得到所述空白水样的溶解氧还原电流；c)将空气饱和的目标水样通过进行所述步骤b)后的微生物膜，检测得到所述目标水样的溶解氧还原电流；d)根据所述步骤b)得到的空白水样的溶解氧还原电流和所述步骤c)得到的目标水样的溶解氧还原电流，计算得到所述空白水样的溶解氧还原电流与所述目标水样的溶解氧还原电流的差值；e)根据所述步骤d)得到的差值和预定的标准曲线，得到目标水样的生化需氧量；所述含微生物水样为活性污泥、地表水、生活污水或含有微生物的エ业废水；所述空白水样为自来水、井水、降水或地下水中的ー种或多种。生化需氧量(BOD)是指在规定的条件下，微生物分解水中存在的某些可氧化的物质，特别是有机物所进行的生物化学过程中消耗的溶解氧。它是反映水中有机污染物含量的ー个综合指标，说明水中有机物处于微生物的生化作用进行氧化分解，使之无机化或气体化时所消耗水中溶解氧的总数量。生化需氧量的值越高，说明水中有机污染物越多，污染也就越严重。本发明提供的生化需氧量的检测方法首先将含微生物水样在一定条件下进行微生物的培养，得到微生物膜。在本发明中，所述含微生物水样为活性污泥、地表水、生活污水或含有微生物的エ业废水，优选为活性污泥、地表水或含有微生物的エ业废水。在本发明中，本发明以含微生物水样为微生物源，将其进行微生物培养后，得到微生物膜，本发明提供的方法选择自然条件下就有微生物存在的水样，其中的微生物作为在微生物培养过程中的种子，在有机物和氧气都充足的条件下，能够正常生长和繁殖，从而得到微生物膜。在本发明中，含有微生物的水样作为微生物培养的微生物来源，其中的微生物在自然环境中能够维持正常的生理活性，它已经具有适应外界环境的能力，对体系PH值和离子浓度的变化感受不明显，因此在本发明不为其提供缓冲溶液的条件下，也能够保持其正常的生理活性， 实现对目标水样生化需氧量的检测。本发明以含微生物水样作为微生物培养的微生物源，所述含微生物水样为活性污泥、地表水、生活污水或含有微生物的エ业污水，培养得到的微生物膜保留了其固有的环境适应能力，在自来水、井水、降水或地下水中的ー种或多种，依然能够保持其正常的生理活性。这是因为以含微生物水样培养得到的微生物膜具有水样中的微生物固有的环境适应能力，其活性受体系PH值和离子浓度的影响不明显，能够适应单纯的自来水、井水、降水或地下水的环境；而且，自来水、井水、降水或地下水中含有多种微量元素、一定含量的金属离子和痕量有机物，这些条件足以满足本发明制备的微生物膜中微生物的正常生理活性，因此， 本发明提供的检测方法无需为检测体系提供缓冲溶液，一方面降低了检测成本及人工成本，如避免了缓冲试剂的消耗、纯水的制备和缓冲溶液的配制等，另ー方面，避免了如磷酸盐类缓冲溶液带来的二次污染。同时，以自来水、井水、降水或地下水中的一种或多种作为空白水样，不会对检测结果造成明显的误差，这是因为自来水、井水、降水或地下水中的有机物含量极低，并且这部分有机物的耗氧量被视为内源呼吸，已经在对空白水样的检测过程中予以扣除，因此，本发明提供的检测方法得到的目标水样的生化需氧量值具有较高的准确度。而且，目标水样中的重金属离子很容易地与所述空白水样中的阴离子络合，形成沉淀物，減少了重金属离子对BOD检测的影响，进ー步地提高了检测结果的准确度。本发明采用活性污泥作为含微生物水样，活性污泥是由细菌、真菌、原生动物和后生动物等各种生物和金属氢氧化物等无机物所形成的污泥状絮凝物，其具有良好的吸附、 絮凝、生物氧化和生物合成性能。活性污泥中复杂的微生物与废水中的有机营养物质形成了复杂的食物链，本发明以活性污泥作为含微生物水样，它其中复杂的微生物群体在培养过程中形成的微生物膜保留了其固有的环境适应能力，培养得到的微生物膜的活性受PH 值及离子浓度变化的影响不明显，其在自来水、井水、降水或地下水中的ー种或多种提供的环境中依然能保持正常的生理活性，从而无需为其提供缓冲体系以维持微生物的生理活性。因此，本发明提供的检测方法，一方面降低了检测成本及人工成本，如避免了缓冲试剂的消耗，纯水制备及缓冲溶液的配制等，另ー方面，避免了如磷酸盐类缓冲溶液带来了的ニ 次污染。在本发明中，所述空白水样优选为自来水、井水、降水或地下水中的ー种或多种，更优选为自来水或地下水中的ー种或两种。本发明还可以采用地表水作为含微生物水样，地表水是指存在于地壳表面，其中含有大量的微生物群。本发明以地表水作为含微生物水样，将其进行微生物培养，得到微生物膜中的微生物具有较强的生命力和环境适应力，在自来水、井水、降水或地下水中的ー种或多种中即能够表现出其正常的生理活性，从而无需向其中添加缓冲溶液来維持其生理活性。本发明也可以采用生活污水作为含微生物水样，生活污水是指城市机关、学校和居民在日常生活中产生的废水，包括厕所粪尿、洗衣洗澡水、厨房等家庭排水以及商业、医院和游乐场所的排水等。生活污水中含有大量的有机物，如纤维素、淀粉、糖类和脂肪蛋白质等；也含有微生物群和寄生虫卵。生活污水中大量的有机物更加有利于微生物的滋生，使其中含有种类和数量丰富的微生物。本发明以所述生活污水作为含微生物水样，将其用于构建微生物膜，得到的微生物膜中微生物对环境具有较强的适应能力，直接采用自来水、井水、降水或地下水中的一种或多种即可满足其生理活性的需要，因此无需再为微生物提供缓冲溶液，解决了常用缓冲溶液如磷酸盐缓冲溶液带来的磷酸根的污染，并且降低了检测成本和人工成本。本发明还可以采用含有微生物的エ业废水作为含微生物水样，エ业废水包括生产废水和生产污水，是指エ业生产过程中产生的废水和废液，其中含有随水流失的エ业生产用料、中间产物、副产物以及生产过程中产生的污染物，如纺织废水，食品加工过程中的废水等。本发明以含有微生物エ业废水作为含微生物水样，这种エ业废水中的微生物已经具有了较高的环境适应能力，将其进行微生物培养后得到的微生物膜保留了微生物固有的较高的生命力和较强的环境适应能力，受体系的PH值和离子浓度的变化影响不明显，从而使得本发明采用自来水、井水、降水或地表水中的ー种或多种作为所述微生物膜的生存介质， 即可满足其生理活性的需要，从而无需为其提供缓冲溶液，解决了缓冲溶液如磷酸盐缓冲溶液带来的污染，并且降低了检测成本和人工成本。为了维持微生物的生理活性，为微生物提供适宜的生存温度，本发明提供的生化需氧量的检测方法优选在20°C 45°C的条件下进行，本发明优选采用恒温水浴的方式为微生物的培养提供适宜的温度条件，在所述20°C 45°C的温度条件下，本发明将含微生物水样优选进行空气饱和，得到空气饱和的含微生物水样，将所述空气饱和的含微生物水样连续流过微生物载体的表面，所述含微生物水样中的微生物在所述载体的表面逐渐吸附并生长，形成微生物膜。在本发明中，所述恒温水浴的温度为20°C 45°C，优选为30°C 37。。。本发明在进行微生物膜培养时，优选将所述含微生物水样在反应器中进行微生物培养，在反应器的内壁上形成微生物膜，从而得到微生物膜反应器。本发明将所述含微生物水样连续流过反应器，所述含微生物水样中的微生物会吸附在所述反应器的内壁井生长， 从而得到微生物膜反应器。本发明对所述反应器的形状，材质和尺寸等參数没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的反应器即可。在本发明中，所述反应器的材质可以为玻璃、 也可以为硅胶，还可以为塑料、尼龙、石英或こ烯-醋酸こ烯共聚物，本发明所述反应器的材质优选为玻璃；所述反应器可以为管状，也可以为空心棱柱状，本发明所述反应器优选为管状；本发明所述反应器的长度优选为30. Ocm 420. Ocm,更优选为50. Ocm 300. Ocm,最优选为75. Ocm 150. Ocm ;所述反应器的内径优选为I. Omm 4. 0mm。为了使反应器内壁更适合微生物的吸附和生长，有利于微生物膜的构建，本发明优选对所述反应器的内壁进行化学修饰，得到具有粗糙化内壁的反应器。本发明对所述化学修饰的方法没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的粗糙化处理的技术方案即可。 本发明可以采用氢氟酸对所述反应器进行刻蚀，得到具有粗糙化内壁的反应器；也可以采用强碱溶液对所述反应器内壁进行腐蚀，得到具有粗糙化内壁的反应器；还可以在所述反应器的内壁上修饰如羟基、羧基或纳米结构等的特定基团，得到具有粗糙化内壁的反应器， 所述纳米结构优选为碳纳米管。在对微生物进行培养的过程中，本发明所述进行微生物初级培养的时间随着含微生物水样的来源不同，培养的时间有一定的差异。本发明可以根据含微生物水样中含有微生物的量的多少来控制微生物膜的培养时间，如果采用的含微生物水样中的微生物的量较少，则采用较长的微生物的培养时间，如果含微生物水样中的微生物的量较多，则进行微生物培养的时间可以缩短，只要能够得到吸附饱和的微生物膜即可。在本发明中，所述微生物膜培养的时间优选为20小时 300小时，更优选为30小时 250小时，最优选为35小时 150小时。本发明进行微生物培养膜时，将所述含微生物水样流经微生物载体的内表面,得到微生物膜，在所述含微生物水样流经所述载体的内表面时，所述微生物载体会吸附一定数量的微生物，当含有有机物的目标水样或标准溶液流经吸附了一定数量微生物的载体时，这些微生物可以降解所述目标水样或标准溶液中的有机物，导致从所述微生物载体末端流出的经初级微生物膜降解后的目标水样或标准溶液的溶解氧含量降低。但经过一次微生物膜培养得到的微生物膜的稳定性较差，因为当所述的目标水样或标准溶液中的有机物被生物膜降解时，生物膜依然可以在初级微生物膜反应器内壁上生长，使微生物膜的量在进行微生物膜的培养的过程中不断増加，因此为了使得到的微生物膜内具有吸附饱和的微生物，本发明优选按照以下步骤进行微生物膜的培养al)在20°C 45°C的条件下，将空气饱和的含微生物水样进行微生物初级培养， 得到初级微生物膜；a2)将空气饱和的空白水样通过所述步骤al)得到的初级微生物膜，清洗所述初级微生物膜，直至检测得到稳定的溶解氧还原电流；a3)将空气饱和的标准溶液通过所述步骤a2)中清洗后的初级微生物膜，检测得到所述标准溶液的溶解氧还原电流；a4)重复步骤al)至步骤a3)所述的过程，直至检测得到的标准溶液的溶解氧还原电流稳定，完成微生物的培养，得到微生物膜。为了得到吸附微生物饱和的微生物膜，本发明首先在上述技术方案提供的恒温水浴的条件下，即20°C 45°C的条件下，将所述空气饱和的含微生物水样连续从微生物载体的内表面流过，使所述含微生物水样中的微生物在所述载体的内表面吸附并生成初级微生物膜，吸附有初级微生物的载体即为初级微生物膜反应器。在本发明中，所述含微生物水样流过微生物载体的流速优选为0. 5mL/min 10. OmL/min。得到初级微生物膜后，因所述初级微生物膜上吸附大量有机物，这些吸附在微生物膜上的有机物会消耗溶解氧，为了清除所述有机物，本发明将空气饱和的空白水样流过所述初级微生物膜，用来对所述初级微生物膜进行清洗，清除其中残留的有机物。在此过程中，微生物膜内源呼吸消耗所述空白水样中一定量的溶解氧，所述空白水样流经所述初级微生物膜后，流至氧电极处，所述氧电极检测流出的空白水样中剩余的溶解氧的含量。本发明优选连续将所述空气饱和的空白水样流过所述微生物膜反应器，当氧电极输出电流稳定时，得到所述空白水样的溶解氧还原电流值；本发明所述空白水样为自来水、井水、降水或地下水中的ー种或多种，优选为自来水或地下水中的ー种或两种。在现有技术中，通常采用缓冲溶液体系以维持微生物膜活性的稳定。在本发明提供的方法中，因微生物膜种群及成膜方法的特殊性，空白水样选自自来水、井水或地下水中的ー种或多种，即可满足微生物正常生理活性的需求。在本发明中，所述空白水样流经所述初级微生物膜的流速优选为
0.5mL/min 10. OmL/min,更优选为I. OmL/min 3. OmL/min ;所述进行微生物初级培养的时间优选为12小时 150小时。完成对所述初级微生物膜的清洗后，本发明将空气饱和的标准溶液流过所述初级
10微生物膜，稳定时检测得到标准溶液的溶解氧还原电流值。在此过程中，初级微生物膜内源呼吸消耗一定量的溶解氧的同时，初级微生物膜利用标准溶液中的有机物进行外源呼吸作用，消耗所述标准溶液中的溶解氧，所述标准溶液流经所述初级微生物膜后，流至氧电极处，所述氧电极以氧还原电流大小的形式表示流出的标准溶液中剩余的溶解氧的含量。为了得到稳定的溶解氧还原电流值，本发明优选将标准溶液连续流过所述初级微生物膜，直至氧电极输出电流稳定时，得到的所述标准溶液的溶解氧还原电流。在本发明中，所述标准溶液通过所述初级微生物膜时，由于微生物的外源呼吸对标准溶液中溶解氧的消耗，检测得到的标准溶液稳定的溶解氧还原电流低于所述空白水样通过所述微生物膜反应器时氧电极输出的稳定溶解氧还原电流，并且这一差值与所述的标准溶液的BOD浓度相关。本发明对所述检测溶解氧还原电流的技术方案没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的检测氧电极的电流时间曲线的技术方案即可。在本发明中，所述标准溶液优选为国际经合组织规定的标准溶液(0ECD溶液)、 葡萄糖溶液、谷氨酸溶液、葡萄糖和谷氨酸混合溶液或蔗糖溶液。更优选为葡萄糖溶液或葡萄糖和谷氨酸混合溶液，最优选为葡萄糖和谷氨酸混合溶液，即葡萄糖谷氨酸溶液；所述 OECD溶液为国际经合组织的标准里推荐的BOD测定过程中使用的标准溶液，所述OECD溶液包含牛肉膏、蛋白胨和尿素等。在本发明中，所述标准溶液均采用上述技术方案所述的自来水、井水、降水或地下水中的一种或多种进行配制与稀释，本发明所述的标准溶液的生化需氧量(BOD)浓度是指一定浓度下该标准溶液的BOD含量，其单位为mg 02/L。本发明所选用的标准溶液的BOD浓度均不高于100. Omg 02/し为了保证空白水样和标准溶液与微生物膜的接触时间一致，本发明所述空白水样与标准溶液在流过所述微生物膜反应器的流速保持一致，优选为 0. 5mT,/min 10. OmL/min,更优选为 I. OmL/min 3. OmL/min。为了得到吸附微生物饱和的微生物膜，按照上述技术方案重复进行微生物膜的初级培养与对空气饱和的空白水样和标准溶液的測定步骤，即上述技术方案所述的步骤al) 至步骤a3)的过程。本发明优选每隔3 12小时，更优选为4小吋 5小时，重复所述的微生物膜初级培养和对所述空气饱和的空白水样和标准溶液的测定过程一次，直至检测空白水样与同一浓度标准溶液的溶解氧还原电流差值与之前测得的所述空白水样与标准溶液的溶解氧还原电流差值一致，说明微生物在反应器内表面吸附饱和，此时微生物膜的培养完成，得到稳定的微生物膜。得到稳定的微生物膜后，本发明对目标水样进行检测，具体过程如下本发明首先检测空气饱和的空白水样的溶解氧的含量，将空气饱和的空白水样流过所述稳定的微生物膜，采用氧电极对流经微生物膜反应器的空白水样进行检测，直至氧电极输出的电流稳定时，记录得到所述空气饱和的空白水样的溶解氧还原电流，记为‘其代表空白水样经微生物膜内源呼吸消耗氧后的溶解氧含量；得到空白水样的溶解氧还原电流后，本发明将空气饱和的目标水样流过进行空白水样检测后的微生物膜，采用氧电极对流经所述微生物膜的目标水样进行检测，直至氧电极输出的电流稳定时，检测得到所述空气饱和的目标水样的溶解氧还原电流，记为is，其代表目标溶液经微生物膜内源呼吸和外源呼吸消耗氧后的溶解氧含量。所述目标水样在流过所述微生物膜时，所述微生物膜中的微生物进行外源呼吸作用，对所述目标水样中的有机物进行降解，消耗了所述目标水样中的部分溶解氧，因此，检测得到的所述目标水样的溶解氧还原电流值比所述空白水样的溶解氧还原电流值低；根据上述技术方案得到的所述空气饱和的空白水样的溶解氧还原电流和所述空气饱和的目标水样的溶解氧还原电流后，本发明计算得到所述的空白水样与所述的目标水样的溶解氧还原电流差值，即Ai = ItTis，所述溶解氧还原电流差值即为计算所述目标水样BOD的依据。得到所述空气饱和的目标水样对应的溶解氧还原电流差值后，本发明根据所述溶解氧还原电流差值和预定的标准溶液的标准曲线，计算得到目标水样的生化需氧量。在本发明中，所述标准溶液的标准曲线优选按照以下方法获得以上述技术方案所述的空白水样为溶剤，配制空气饱和的系列生化需氧量浓度的标准溶液；将空气饱和的空白水样通过上述技术方案得到的微生物膜，检测得到所述空白水样的溶解氧还原电流；将所述标准溶液经过所述空白水样通过后的微生物膜，检测得到所述标准溶液的溶解氧还原电流；根据所述空白水样的溶解氧还原电流与所述标准溶液的溶解氧还原电流，得到所述空白水样的溶解氧还原电流与所述标准溶液的溶解氧还原电流的差值；根据所述差值与所述标准溶液的生化需氧量浓度，得到标准曲线。本发明首先以上述技术方案所述的空白水样，即自来水、井水、或降水或地下水中的ー种或多种为溶剤，配制一系列BOD浓度的标准溶液，本发明对所述标准溶液的来源没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的用作BOD测量的标准溶液即可，在本发明中，所述标准溶液优选为国际经合组织规定的标准溶液(0ECD溶液)、葡萄糖溶液、谷氨酸溶液、 葡萄糖和谷氨酸混合溶液或蔗糖溶液。更优选为葡萄糖溶液或葡萄糖和谷氨酸混合溶液， 最优选为葡萄糖和谷氨酸混合溶液，即葡萄糖谷氨酸溶液；所述OECD溶液为国际经合组织的标准里推荐的BOD测定过程中使用的标准溶液，所述OECD溶液包含牛肉膏、蛋白胨和尿素。本发明所述的标准溶液的BOD浓度是指一定浓度下该标准溶液的BOD含量，其单位为 mg 02/L。在本发明中，所选用的标准溶液的BOD浓度范围取决于水样的流速及微生物膜载体的体积等多种因素。当标准溶液溶液的BOD浓度超于某ー个浓度时，微生物膜消耗氧气的量不再增加，因此当目标水样的预期BOD浓度高于所述的该浓度时，应将目标水样采用所述空白水样进行稀释后测量。这种标准溶液BOD浓度的范围的选择为本技术领域技术人员所熟知，在此不做赘述。在本发明中，所述用于制作标准曲线的标准溶液的BOD浓度优选为 I. Omg 02/L 60. Omg 02/L,更优选为 2. Omg 02/L 30. Omg 02/し本发明对所述空气饱和的空白水样的溶解氧还原电流的检测方案与上述技术方案所述的微生物膜制备过程中对空气饱和的空白水样的溶解氧还原电流的检测方案相同， 在此不做赘述，采用上述技术方案提供的方法对空气饱和的空白水样进行检测，得到所述空气饱和的空白水样的溶解氧还原电流。本发明对所述空气饱和的标准溶液的溶解氧还原电流的检测方案与上述技术方案所述的对所述空气饱和的目标水样的检测方案相同，在此不做赘述，采用上述技术方案提供的方法对所述空气饱和的标准溶液进行检测，得到所述空气饱和的标准溶液的溶解氧还原电流。完成对其中某一 BOD浓度的标准溶液的检测后，本发明重复对空气饱和的空白水样的溶解氧还原电流的检测，然后再检测另一 BOD浓度的标准溶液的溶解氧还原电流的值，计算得到本次测量的空白水样和标准溶液的溶解氧还原电流差值；按照上述过程，完成对所有BOD浓度的标准溶液的检测，得到每ー个BOD浓度的标准溶液对应的溶解氧还原电流的差值。在本发明中，所述微生物膜中的微生物在所述空气饱和的标准溶液流过时,微生物膜进行外源呼吸作用，对所述标准溶液中的有机物进行降解，消耗其中的溶解氧，因此所述空气饱和的标准溶液通过所述微生物膜后，其氧还原电流值降低。本发明将所述空气饱和的空白水样的溶解氧还原电流减去所述空气饱和的标准溶液的溶解氧还原电流，得到所述空气饱和的标准溶液对应的溶解氧还原电流差值。本发明根据得到的每ー个BOD浓度的标准溶液对应的溶解氧还原电流差值及其 BOD浓度，绘制得到标准曲线。本发明以标准溶液的BOD浓度为横坐标，以检测得到的标准溶液对应的溶解氧还原电流差值为纵坐标，进行一次线性方程分析，得到标准溶液的标准曲线。得到标准曲线以后，本发明根据上述技术方案得到的目标水样的溶解氧还原电流差值，即所述△ i和所述标准溶液的标准曲线，计算得到所述目标水样的生化需氧量。为了满足微生物膜反应器培养及快速BOD检测的需要，本发明优选采用图I所示的反应流程对目标水样的生化需氧量进行检測。參考图1，其中，I为计算机，2为第一数据线，3为电化学工作站，4为第二数据线， 5为氧电极，6为氧电极出液ロ，7为氧电极进液ロ，8为反应器,9为螺动泵，10为电磁阀，11 为第一进样管，12为第二进样管，13为第三进样管，14为实际水样容器，15为自来水容器， 16标准溶液容器，17为进样泵，18为水源，19为出样管，20为恒温水浴；所述计算机I、所述电化学工作站3和所述氧电极5分别通过所述第一数据线2和所述第二数据线4顺次连接；氧电极5、反应器8、蠕动泵9与出样管19顺次连接，所述第一进样管11、所述第二进样管12、所述第三进样管13和所述出样管19与所述电磁阀相连通，所述第一进样管11、所述第二进样管12和所述第三进样管13分别与所述实际水样容器14、自来水容器15和标准溶液容器16相连通，水源18与进样泵17相连通。本发明采用图I所示的流程对目标水样的生化需氧量进行检测，具体过程如下本发明首先进行微生物膜在反应器8中的培养，得到微生物膜反应器。本发明首先将所述恒温水浴20开启，所述恒温水浴一方面用来保证实际水样容器14中的实际水样、 自来水容器15中的自来水及标准溶液容器16中的标准溶液温度一致，在空气饱和的条件下，三者具有一致的溶解氧含量；另ー方面，用来保证微生物膜在反应器内表面的形成是在恒温条件下完成的；在恒温条件下，本发明在实际水样容器14中预先通过进样泵17从水源 18进样，此时水源18为含微生物水样，并对实际水样容器14中的含微生物水样进行空气饱和，得到空气饱和的含微生物水样；将实际水样容器14中的空气饱和的含微生物水样依次经过第一进样管11、电磁阀10、出样管19和蠕动泵9进入到反应器8内；此时进样泵17以与蠕动泵9 一致的速率从水源18向实际水样容器14中补充取自水源18的含微生物水样。 含微生物水样流经反应器8时，其中的微生物逐步地吸附在反应器8的内壁上井利用水样中的有机物进行生长，微生物的培养工作开始；所述的空气饱和速率为3. OL/min，蠕动泵9 控制水样流速为2. OmL/min，恒温水浴20设定为37°C，初级微生物膜反应器的培养时间为36h。获得的初级微生物膜反应器后，采用自来水容器15中的自来水对所述初级微生物膜反应器进行清洗、对标准溶液容器16中的葡萄糖谷氨酸溶液进行测试，以评价初级微生物膜的生长状况，得到吸附微生物膜饱和的微生物膜反应器。本发明首先将自来水容器 15中的空气饱和的自来水依次通过第二进样管12、电磁阀10、出样管19和蠕动泵9流经吸附有微生物的反应器8，用来清洗体系中残留的有机物，直至电化学工作站3检测到的氧电极5输出的溶解氧还原电流信号达到稳定，此时稳定的溶解氧还原电流值代表空气饱和的自来水经微生物膜内源呼吸消耗氧气后流出的自来水中剰余的溶解氧含量；完成对体系的清洗后，本发明采用上述吸附有微生物的反应器8对葡萄糖谷氨酸溶液进行检測。本发明将预先配制的葡萄糖谷氨酸溶液置于标准溶液容器16中，将所述标准溶液容器16中的葡萄糖谷氨酸溶液进行空气饱和，得到空气饱和的葡萄糖谷氨酸溶液；将所述空气饱和的葡萄糖谷氨酸溶液依次通过第三进样管13、电磁阀10、出样管19和蠕动泵9后流经吸附有微生物的反应器8，所述空气饱和的葡萄糖谷氨酸溶液中的溶解氧被初级微生物膜反应器中吸附的微生物群消耗，使得所述氧电极5输出的所述葡萄糖谷氨酸溶液的溶解氧还原电流信号比上述空气饱和的自来水的溶解氧还原电流信号降低，电流信号的降低值即溶解氧还原电流差值代表被反应器8中吸附的微生物消耗的溶解氧的量；为了判断反应器8中微生物吸附是否饱和，本发明重复上述微生物初级培养、自来水清洗和葡萄糖谷氨酸溶液检测的步骤，直至对所述葡萄糖谷氨酸溶液检测得到的溶解氧还原电流信号的降低值与前两次检测结果一致，这说明反应器8中吸附的微生物的量达到恒定，此时完成微生物的培养工作，得到稳定的微生物膜反应器，将其用于对生化需氧量的检测；得到微生物膜反应器后，本发明更换检测体系中的第一进样管11和出样管19进行对一系列BOD浓度葡萄糖谷氨酸溶液的检测和目标水样的检测，根据对葡萄糖谷氨酸溶液的检测结果与所述葡萄糖谷氨酸溶液的BOD浓度，绘制得到标准曲线；根据所述标准曲线和对所述目标水样的检测结果，计算得到目标水样的生化需氧量；为了得到标准曲线，本发明首先配制一系列BOD浓度的葡萄糖谷氨酸溶液，并将所述葡萄糖谷氨酸溶液分别置于所述标准溶液容器16中，对所述标准溶液容器16中的葡萄糖谷氨酸溶液进行空气饱和，得到空气饱和的葡萄糖谷氨酸溶液；本发明将所述空气饱和的葡萄糖谷氨酸溶液按照上述技术方案所述的对葡萄糖谷氨酸溶液的检测过程实现对一系列BOD浓度的葡萄糖谷氨酸溶液的检测，得到每个BOD浓度的葡萄糖谷氨酸溶液对应的溶解氧还原电流差值，根据所述溶解氧还原电流差值与其对应的葡萄糖谷氨酸溶液的 BOD浓度，绘制得到标准曲线；得到标准曲线后，本发明对目标水样进行检测。每次对目标水样进行检测前，本发明按照上述技术方案所述的过程对所述体系采用自来水进行清洗，得到空气饱和的自来水的溶解氧还原电流值。完成对体系的清洗后，本发明通过进样泵17将水源18的目标水样通入实际水样容器14，将实际水样容器14中的目标水样进行空气饱和，得到空气饱和的目标水样。将所述空气饱和的目标水样依次通过第一进样管11、电磁阀10、出样管19和蠕动泵9流经微生物膜反应器8，其中的溶解氧被微生物膜反应器中吸附的微生物消耗，使得电化学工作站3检测得到的氧电极5输出的目标水样的溶解氧还原电流值比空气饱和的自来水的溶解氧还原电流值降低即溶解氧还原电流差值，根据得到的溶解氧还原电流差值和标准曲线，得到目标水样的生化需氧量。本发明以活性污泥、地表水、生活污水或含有微生物的エ业废水为含微生物水样， 微生物经过在载体内表面的吸附和生长过程，培养得到微生物膜，将其用于对水质生化需氧量的检测。本发明得到的微生物膜中的微生物源于自然界，自身具有极强的环境适应能力，能够在复杂的水质条件中生存，繁殖。在现有技术中，为了保证微生物的生理活性，缓冲体系作为检测BOD的ー个必要元素，它可以调节体系的pH值，提供維持微生物活性的滲透压。本发明中，采用自来水、井水、降水或地下水中的一种或多种取代了现有技术中的缓冲体系，将其用于进行微生物膜的清洗，进行标准溶液的配制和稀释、进行目标水样的稀释步骤等，采用上述自来水、井水、降水或地下水中的ー种或多种即可满足微生物膜正常的生理活性。一方面，因为本发明所述的微生物膜的培养方法最大程度的保留了含微生物水样中的微生物的自然本性，其活性受体系PH值和离子浓度变化的影响均不明显，能够抵御外界条件的适度变化；另ー方面，所述自来水、井水、降水或地下水中含有多种微量元素、一定含量的金属离子和痕量有机物，这些条件足以满足微生物的正常生理活动需求。因此，本发明提供的检测方法无需采用缓冲体系，降低了检测成本和人工成本，如避免了缓冲试剂的损耗、纯水和缓冲溶液的配制等；而且还避免了如磷酸盐类缓冲溶液带来的二次污染。另外，自来水、井水、降水或地下水中的一种或多种作为空白水样，不会对测量结果造成明显误差，这是因为自来水、井水、降水或地下水中的有机物含量极低，并且这部分有机物微弱的耗氧被视为内源呼吸已经在空白水样检测过程中予以扣除，从而使得到的检测结果具有较高的准确度。本发明得到微生物膜后，本发明选择标准溶液中的葡萄糖谷氨酸溶液，向其中加入一系列质量浓度的毒性物质，考察了所述微生物膜的抗毒性和稳定性，在本发明中，所述抗毒性的测试过程如下在一定BOD浓度的葡萄糖谷氨酸溶液中加入一系列质量浓度的毒性物质，得到含有毒性物质的葡萄糖谷氨酸溶液；根据上述技术方案所述的对目标水样的检测方法，得到所述含有毒性物质葡萄糖谷氨酸溶液的溶解氧还原电流差值；根据所述含有毒性物质葡萄糖谷氨酸溶液的溶解氧还原电流差值与预定的不含有毒物质的葡萄糖谷氨酸溶液的溶解氧还原电流差值，得到所述微生物膜的抗毒性性能。本发明优选对毒性物质中的重金属离子和有机毒物对所述微生物膜的影响进行考察，所述重金属离子优选为废水中常见的Cr6+，Cu2+，Zn2+，Ni2+或Mn2+ ;所述有机毒物优选为废水中常见的3，5 ニ氯苯酚。本发明考察了一系列BOD浓度的毒性物质对所述生物膜的影响。实验结果表明，采用上述技术方案所述的方法对含有质量浓度为I. Omg/L 30. Omg/L重金属离子Cr6+，Cu2+，Zn2+，Ni2+或Mn2+的葡萄糖谷氨酸溶液进行检测，得到的溶解氧还原电流差值与不含有重金属离子的葡萄糖谷氨酸溶液的溶解氧还原电流差值基本一致，这表明这些重金属离子对本发明构建的微生物膜没有明显的抑制作用，说明所述微生物膜具有较好的抗重金属离子毒性；本发明对含有质量浓度为I. Omg/L 30. Omg/L 3, 5-ニ氯苯酚的葡萄糖谷氨酸溶液进行检测时，其溶解氧还原电流差值随着3，5-ニ氯苯酚质量浓度的增加而升高，而且呈现良好的线性关系，这说明3，5-ニ氯苯酚能够被微生物膜中的微生物群所降解，因此在本发明提供的生化需氧量的检测方法中，有机毒物3，5-ニ氯苯酚表现出的是有机物的属性，而非毒性物质的属性。由此可以看出，本发明制备的微生物膜在用于生化需氧量的检测中具有较好的抗毒性。本发明对所述微生物膜的稳定性的测试优选按照以下方法进行检测日时按照上述技术方案所述的方法对已知BOD浓度的葡萄糖谷氨酸溶液进行多次检测，得到所述葡萄糖谷氨酸溶液的溶解氧还原电流差值；根据所述葡萄糖谷氨酸溶液的溶解氧还原电流差值平均值与上述技术方案所述的标准曲线，得到所述葡萄糖谷氨酸溶液的生化需氧量；比较检测日得到的所述葡萄糖谷氨酸溶液的生化需氧量和所述葡萄糖谷氨酸溶液的已知浓度，得到本发明制备的生物膜反应器的稳定性。非检测日内，微生物膜反应器内充满自来水，置于室温保存。本发明以BOD浓度为16. Omg 02/L的葡萄糖谷氨酸溶液为例考察了所述微生物膜的稳定性，本发明周一至周五毎日重复对所述葡萄糖谷氨酸溶液的检测七次，连续进行8 周，得到所述葡萄糖谷氨酸溶液的溶解氧还原电流差平均值，根据所述溶解氧还原电流差平均值和上述技术方案所述的标准曲线，得到所述葡萄糖谷氨酸溶液的生化需氧量，将检测得到的所述葡萄糖谷氨酸溶液的生化需氧量与按国标方法试验得到的葡萄糖谷氨酸溶液的BOD浓度进行比较，得到所述微生物膜的稳定性能测试結果。连续8周的检测结果表明，所述葡萄糖谷氨酸溶液的生化需氧量的检测值維持在16. Omg 02/L左右，这说明，本发明制备的微生物膜具有较高的稳定性。本发明提供ー种生化需氧量的检测方法，本发明提供的方法以活性污泥、地表水、 生活污水或对含有微生物的エ业废水作为含微生物水样，将其进行空气饱和的后连续流经微生物的载体，最终在载体的内壁得到微生物膜；将空气饱和的空白水样和目标水样先后流过所述微生物膜后，检测得到所述空白水样和所述目标水样的溶解氧还原电流，微生物膜中的微生物对目标水样的有机物进行降解，消耗其中的溶解氧，使得所述目标水样的溶解氧还原电流值比所述空白水样的溶解氧还原电流值降低，得到所述目标水样对应的溶解氧还原电流差值；根据所述溶解氧还原电流差值和预定的标准曲线，得到所述目标水样的生化需氧量；所述空白水样为自来水、井水、降水或地下水中的ー种或多种。本发明提供的生化需氧量的检测方法，以活性污泥、地表水、生活污水或对含有微生物的エ业废水作为含微生物水样，所述含微生物水样源自自然界，将其进行微生物培养后得到微生物膜，所述微生物膜保留了含微生物水样中微生物固有的较强的环境适应能力，因此无需为其提供缓冲溶液的生存环境，在自来水、井水、降水或地下水中的ー种或多种中，所述微生物膜就能够具有正常的生理活性，从而能够对目标水样中的污染物进行降解，根据其消耗的溶解氧的量得到目标水样的生化需氧量。本发明提供的方法无需使用缓冲溶液，避免了缓冲溶液如磷酸盐类缓冲溶液对环境的污染，降低了检测成本。为了进ー步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的ー种生化需氧量的检测方法进行详细描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。实施例I按照图I所示的示意图，制备微生物膜反应器。微生物膜反应器8 —端与氧电极5相连接，氧电极5接入型号为CHI832b的电化学工作站3中，所述电化学工作站3监测氧电极5电流变化并由计算机I显示。将恒温水浴20打开，并调节温度至30°C。通过进样泵17从水源18向在实际水样容器14中注入300mL的活性污泥水样，并以3. OL/min的速率对所述活性污泥水样进行空气饱和。将长为105. Ocm、内径为2. Omm的玻璃反应器8放置于恒温水浴中，将活性污泥的水样以I. OmL/min的速率经过第一进样管11、电磁阀10和出样管19到达反应器8，然后流经反应器8后到达氧电极5的表面。同时不断从水源18补充活性污泥水样到实际水样容器14中。经过24h后，在自来水容器15中注入300mL自来水，并以3. OL/min的速率对其进行空气饱和。在蠕动泵9的控制下，将自来水以I. OmL/min的速率经过第二进样管12，电磁阀10，出样管19，经反应器8到达氧电极5的表面，记录溶解氧还原电流为533nA。将BOD 浓度为20. Omg 02/L的葡萄糖谷氨酸溶液注入标准溶液容器16中，并以3. OL/min的速率对其进行空气饱和，在蠕动泵9的控制下，将得到的空气饱和的葡萄糖谷氨酸溶液以LOmL/ min的速率流经第三进样管13、电磁阀10和出样管19，达到微生物膜反应器8，流经生物膜反应器8后到达氧电极5的表面，电化学工作站3监测氧电极5电流的变化，当氧电极电流稳定时，记录溶剂氧还原电流为449nA，计算得到自来水流经氧电极5表面与葡萄糖谷氨酸溶液流经氧电极5表面的溶解氧还原电流的差值，即533nA-449nA = 84nA，此差值表示BOD 浓度为20. Omg 02/L的葡萄糖谷氨酸溶液在得到的初级微生物膜反应器上的信号相应。重复进行上述微生物膜反应器的培养步骤，12小时后，重复上述自来水清洗及对BOD浓度为 20. Omg 02/L的葡萄糖谷氨酸溶液的检测步骤，记录新的溶解氧还原电流差值为121nA。继续重复上述步骤，在培养进行至68h后，检测BOD浓度为20. Omg O2A的葡萄糖谷氨酸溶液时，氧电极5的输出电流为344nA，此时自来水流经氧电极表面与葡萄糖谷氨酸溶液流经氧电极表面得到的稳定的溶解氧还原电流差值为195nA，此结果与之前培养60h得到的溶解氧还原电流差值基本一致，这说明反应器8的内壁已经吸附饱和微生物，从而判定微生物膜反应器的培养完成，得到稳定的微生物膜反应器。实施例2将恒温水浴20打开，并调节温度至30°C。在自来水容器15中注入300mL自来水， 并以3. OL/min的速率对其进行空气饱和。在蠕动泵9的控制下，将空气饱和的自来水以 I. OmL/min的速率经过第二进样管12、电磁阀10、和出样管19，到达微生物膜反应器，流经所述微生物膜反应器后到达氧电极5的表面。电化学工作站3监测氧电极电流的变化，当氧电极电流稳定时，记录溶解氧还原电流为539nA。。将150mg葡萄糖和150mg谷氨酸溶于自来水中，并定容至IOOmL,得到BOD浓度为 1980. Omg 02/L的葡萄糖谷氨酸溶液的母液。将所述母液用自来水稀释，分别得到BOD浓度分别为 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的葡萄糖谷氨酸溶液。本发明首先将BOD浓度为l.Omg 02/L 的葡萄糖谷氨酸溶液注入标准溶液容器16中，并以3. OL/min的速率对其进行空气饱和。在蠕动泵9的控制下，将得到的空气饱和的葡萄糖谷氨酸溶液以I. OmL/min的速率流经第三进样管13、电磁阀10和出样管19，到达实施例I制备的微生物膜反应器，经过所述微生物膜反应器后到达氧电极5的表面。电化学工作站3监测氧电极电流的变化，当氧电极电流稳定时，记录溶解氧还原电流为522nA，并记录自来水流经氧电极表面时与葡萄糖谷氨酸溶液流经氧电极表面时的稳定的溶解氧还原电流差值，即539nA-522nA = 17nA，此差值表明BOD 浓度为I. Omg O2A的葡萄糖谷氨酸溶液在此微生物膜反应器上的信号响应。重复上述自来水清洗步骤，并记录氧电极稳定时的溶剂氧还原电流值，然后依上述步骤依次检测其他BOD 浓度的葡萄糖谷氨酸溶液。当检测BOD浓度为40. Omg O2A的葡萄糖谷氨酸溶液吋，发现其信号响应比BOD浓度为30. Omg O2A的葡萄糖谷氨酸溶液降低不明显，这是因为随着葡萄糖谷氨酸溶液BOD浓度的升高，其中的溶解氧不足以被微生物膜所利用，导致葡萄糖谷氨酸溶液的降解效率降低。因此，这ー浓度的葡萄糖谷氨酸溶液不适用此实验条件下的标准曲线的制作。得到上述BOD浓度的葡萄糖谷氨酸溶液的溶解氧还原电流差值后，本发明以BOD 浓度为I. Omg 02/L 30.0mg 02/L的葡萄糖谷氨酸溶液的BOD浓度值为横坐标，以其对应的通过微生物膜反应器后在氧电极上的信号响应的差值为纵坐标，绘制得到葡萄糖谷氨酸溶液的标准曲线，结果如图2所示，图2为本发明实施例2得到的标准曲线，由图2可以看出， 葡萄糖谷氨酸溶液所对应的溶解氧还原电流差值与其BOD浓度值具有良好的线性关系，线性拟合后得到标准曲线方程为A i(nA) = 10. 87C(mg 02/L)，其中Ai为溶解氧还原电流差值，单位为nA, C为BOD浓度，单位为mg 02/L，其线性范围为I. 0mg02/L 30. Omg O2A0实施例3将恒温水浴20打开，并调节温度至30°C。在自来水容器15中注入300mL自来水， 并以3. OL/min的速率对其进行空气饱和。在蠕动泵9的控制下，将得到的空气饱和的自来水以I. OmL/min的速率流经第二进样管12、电磁阀10和出样管19，到达反应器8，流经反应器8后到达氧电极5的表面。电化学工作站3监测氧电极电流的变化，当氧电极电流稳定时，记录溶解氧还原电流为538nA。将长春市第二污水处理厂ニ沉池中的水样以3. OL/min的速率进行空气饱和。在蠕动泵9的控制下，将实际水样容器14中的水样以I. OmL/min的速率流经第一进样管11、 电磁阀10和出样管19，到达反应器8，流经反应器8后到达氧电极5的表面。电化学工作站 3监测氧电极电流的变化，当氧电极电流稳定时，记录溶解氧还原电流为489nA。计算得到其信号响应，即空白溶液的溶解氧还原电流与待测水样的溶解氧还原电流的差值，为49nA。根据本实施例得到的信号响应和同一实验条件下实施例2得到的标准曲线，计算得到该污水处理厂ニ沉池水样的BOD值为4. 5mg 02/し实施例4按照图I所示的示意图，制备微生物膜反应器。微生物膜反应器8 —端与氧电极 5相连接，氧电极5接入型号为CHI832b的电化学工作站3中，所述电化学工作站3监测氧电极电流变化并由计算机I显示。将恒温水浴20打开，并调节温度至37°C。通过进样泵17从水源18向实际水样容器14中注入300mL的南湖水水样，并以3. OL/min的速率对南湖水水样进行空气饱和。将长为220. Ocm、内径为I. 6mm的こ烯-醋酸こ烯酯共聚物反应器8放置于恒温水浴20中，在蠕动泵9的控制下，将南湖水水样以2. OmL/min的速率流经第一进样管11、电磁阀10和出样管19，到达反应器8，流经反应器8后到达氧电极5的表面。同时不断从水源18补充南湖水水样到实际水样容器14中。48h后，在自来水容器15中注入300mL自来水，并以3. OL/ min的速率对其进行空气饱和。在蠕动泵9的控制下，将空气饱和的自来水以2. OmL/min的速率经过第二进样管12、电磁阀10和出样管19，到达反应器8，流经反应器8后到达氧电极 5的表面。电化学工作站3监测氧电极电流的变化，当氧电极电流稳定时，记录溶解氧还原电流为446nA。将BOD浓度为4. Omg 02/L的葡萄糖谷氨酸溶液注入标准溶液容器16中，并以 3. OL/min的速率对其进行空气饱和。在蠕动泵9的控制下，将空气饱和的葡萄糖谷氨酸溶液以2. OmL/min的速率经过第三进样管13、电磁阀10和出样管19，到达反应器8，流经反应器8后到达氧电极5的表面。电化学工作站3监测氧电极电流的变化，当氧电极电流稳定时，记录溶解氧还原电流为401nA，计算得到自来水流经氧电极表面时与葡萄糖谷氨酸溶液流经氧电极表面时的稳定的溶解氧还原电流差值，即446nA-401nA = 45nA，此差值表明此 BOD浓度为4. Omg 02/L的葡萄糖谷氨酸溶液在此初级微生物膜反应器上的信号响应。重复进行上述微生物膜反应器的培养步骤，12h后，重复上述自来水清洗及对BOD浓度为4. Omg O2A的葡萄糖谷氨酸溶液的检测步骤，记录新的信号响应为52nA。重复上述步骤，在培养进行至86h后，检测BOD浓度为4. Omg O2A的葡萄糖谷氨酸溶液时，氧电极的输出电流为 366nA，此时自来水流经氧电极表面时与葡萄糖谷氨酸溶液流经氧电极表面时的稳定的溶解氧还原电流差值为80nA。此结果与之前培养进行至78h得到的溶解氧还原电流差值基本一致，这说明反应器8的内壁已经吸附饱和微生物，从而判定微生物膜反应器的培养完成， 得到稳定的微生物膜反应器。实施例5按照图I所示的示意图，制备微生物膜反应器。微生物膜反应器8 —端与氧电极 5相连接，氧电极5接入型号为CHI832b的电化学工作站3中，所述电化学工作站3监测氧电极电流变化并由计算机I显示。将恒温水浴20打开，并调节温度至37°C。通过进样泵17从水源18向实际水样容器14中注入300mL的牛奶厂水样，并以3. OL/min的速率对牛奶厂水样进行空气饱和。将长为75. Ocm、内径为I. 6mm的娃胶材质反应器8放置于恒温水浴20中，在螺动泵9的控制下，将空气饱和的牛奶厂水样以0. 5mL/min的速率流经第一进样管11、电磁阀10和出样管 19，到达反应器8，流经反应器8后到达氧电极5的表面。同时不断从水源18补充牛奶厂水样到实际水样容器14中。48h后，在自来水容器15中注入300mL自来水，并以3. OL/min 的速率对其进行空气饱和。在蠕动泵9的控制下，将空气饱和的自来水以0. 5mL/min的速率流经第二进样管12、电磁阀10和出样管19，到达反应器8，流经反应器8后到达氧电极5 的表面。电化学工作站3监测氧电极电流的变化，当氧电极电流稳定时，记录溶解氧还原电流为625nA。将BOD浓度为10. Omg 02/L的葡萄糖谷氨酸溶液注入标准溶液容器16中，并以
3.OL/min的速率对其进行空气饱和。在蠕动泵9的控制下，将空气饱和的葡萄糖谷氨酸溶液以0. 5mL/min的速率流经第三进样管13、电磁阀10和出样管19，到达反应器8，流经反应器8后到达氧电极5的表面。电化学工作站3监测氧电极电流的变化，当氧电极电流稳定时，记录溶解氧还原电流为507nA，计算得到自来水流经氧电极表面时与葡萄糖谷氨酸溶液流经氧电极表面时的稳定的溶解氧还原电流差值，即625nA-507nA = 118nA，此差值表明此 BOD浓度为10. Omg 02/L的葡萄糖谷氨酸溶液在此初级微生物膜反应器上的信号响应。重复进行上述微生物膜反应器的培养步骤，12h后，重复上述自来水清洗及BOD浓度为10. Omg02/L的葡萄糖谷氨酸溶液检测步骤，记录新的信号响应为148nA。重复上述步骤。在培养进行至76h后，检测BOD浓度为10. Omg O2A的葡萄糖谷氨酸溶液时，氧电极的输出电流为 455nA，此时自来水流经氧电极表面时与葡萄糖谷氨酸溶液流经氧电极表面时的稳定的溶解氧还原电流差值为180nA。此结果与之前培养进行至70h得到的溶解氧还原电流差值值基本一致，这说明反应器8的内壁已经吸附饱和微生物，从而判定微生物膜反应器的培养完成，得到稳定的微生物膜反应器。实施例6将恒温水浴20打开，并调节温度至30°C。在自来水容器15中注入300mL自来水， 并以3. OL/min的速率对其进行空气饱和。在蠕动泵9的控制下，将空气饱和的自来水以 I. OmL/min的速率流经第二进样管12、电磁阀10和出样管19，到达反应器8，流经反应器8 后到达氧电极5的表面。电化学工作站3监测氧电极电流的变化，当氧电极电流稳定时，记录溶解氧还原电流为405nA。按照实施例2所述的方法配制BOD浓度分别为0. 25mg 02/L、0. 50mg02/L、0. 75mg 02/L和I. Omg 02/L的葡萄糖谷氨酸溶液。将自来水注入标准溶液容器16中，并以3. OL/min 的速率对其进行空气饱和。在蠕动泵9的控制下，将空气饱和的自来水以I. OmL/min的速率流经第三进样管13、电磁阀10和出样管19，到达反应器8，流经反应器8后到达氧电极5 的表面。电化学工作站3监测氧电极电流的变化，当氧电极电流稳定时，记录溶解氧还原电流为404nA。此时的信号响应为InA。这被认为是氧电极自身误差范围内的波动。按实施例 2 所述方法依次对 BOD 浓度分别为 0. 25mg 02/L、0. 50mg 02/L、0. 75mg 02/L 和 I. Omg O2/ L的葡萄糖谷氨酸溶液进行检测，得到检测曲线及对应的信号响应。结果如图3所示，图3为本发明实施例6得到的检测限的测试结果，其中曲线I、曲线 2、曲线 3、曲线 4和曲线 5分别为 BOD浓度为 Omg 02/L、0. 25mg 02/L、0. 50mg 02/L、0. 75mg 02/L和l.Omg O2A的葡萄糖谷氨酸溶液的溶解氧还原电流响应曲线，由图中可以看出，检测自来水时，氧电极输出的电流基本没有发生变化，而检测BOD为0. 25mg O2A的葡萄糖谷氨酸溶液时，氧电极输出的电流信号明显降低，并且随着葡萄糖谷氨酸浓度的升高，氧电极输出的电流信号降低程度増加，因此可判定本发明提供的方法对上水体BOD检测下限为
0.25mg 02/し实施例7将恒温水浴20打开，并调节温度至30°C。在自来水容器15中注入300mL自来水， 并以3. OL/min的速率对其进行空气饱和。在蠕动泵9的控制下，将空气饱和的自来水以
1.OmL/min的速率流经第二进样管12、电磁阀10和出样管19，到达反应器8，流经反应器8 到达氧电极5的表面。电化学工作站3监测氧电极电流的变化,当氧电极电流稳定时，记录溶解氧还原电流为544nA。配制分别含有一系列质量浓度，分别为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 的重金属离子 Cr6+、Cu2+、Zn2+、Ni2+ 和 Mn2+以及有毒物质3，5 ニ氯苯酚的BOD浓度为16. Omg O2A的葡萄糖谷氨酸溶液，按照实施例2所述的对葡萄糖谷氨酸溶液检测的步骤，对本实施例得到的含有重金属离子或3，5 ニ 氯苯酚的葡萄糖谷氨酸溶液进行检测，记录其信号响应。得到含有毒性物质的葡萄糖谷氨酸溶液的信号响应后，本发明以毒性物质的质量18/18 页
浓度为横坐标，其对应的信号响应为纵坐标，得到毒性物质对微生物膜反应器的影响测试結果，结果如图4和图5所示，图4为本发明实施例7得到的微生物膜反应器的抗Cr6+和 3，5 ニ氯苯酚的测试结果，在图4中，曲线I为抗3，5 ニ氯苯酚的测试結果，曲线2为抗Cr6+ 的测试结果；图5为本发明实施例7得到的微生物膜反应器抗Cu2+、Zn2+、Ni2+和Mn2+的测试结果，在图5中，曲线I为抗Zn2+的测试結果，曲线2为抗Ni2+的测试結果，曲线3为抗Mn2+ 的测试結果，曲线4为抗Cu2+的测试結果；由图4和图5可以看出，在重金属离子存在的情况下，检测得到葡萄糖谷氨酸溶液的电流差值与无重金属离子的葡萄糖谷氨酸溶液的电流差值基本一致，这表明这些重金属离子对本发明制备的微生物膜反应器没有明显的抑制作用；而在有3，5- ニ氯苯酚存在的情况下，其电流差值随3，5- ニ氯苯酚浓度的升高而升高， 这说明，3，5- ニ氯苯酚能够被微生物膜反应器降解，在本发明提供的方法中，3，5- ニ氯苯酚表现出的是有机物的属性，而非有毒物质的属性，因此，本发明提供的微生物膜反应器具有良好的抗毒性。实施例8按照实施例2所述的对葡萄糖谷氨酸溶液检测的方法，周一至周五毎日重复检测 BOD浓度为16. Omg O2A的葡萄糖谷氨酸溶液7次，用以考察本发明提供的微生物膜反应器的稳定性。结果如图6所示，图6为本发明实施例8得到的微生物膜反应器的稳定性测试结果，由图6可以看出，对BOD浓度为16. Omg 02/L的葡萄糖谷氨酸溶液检测的结果均在 16. Omg 02/L左右，这说明，本发明提供的微生物膜反应器具有较高的稳定性，測定结果准确。由以上实施例可知，本发明提供的生化需氧量的检测方法以活性污泥、地表水、生活污水或对微生物没有毒害作用的エ业废水为含微生物水样，将所述含微生物水样进行微生物培养，得到微生物膜；本发明将目标水样通过上述得到的微生物膜，检测得到目标水样的溶解氧还原电流值下降，溶解氧还原电流值的下降值与其生化需氧量之间存在良好的线性关系，根据预定的标准曲线计算得到目标水样的生化需氧量。本发明提供的方法能够在自来水、井水、降水或地下水中的ー种或多种提供的环境中完成对水样生化需氧量的測定， 这是由于本发明所用的含微生物水样经过上述技术方案所述的培养方法得到的微生物群具有较强的环境适应性，其活性受PH值和离子浓度的变化的影响不明显，而且自来水、井水、降水或地下水中含有多种微量元素、一定含量的金属离子和痕量有机物，这些条件足以满足本发明采用的含微生物水源中微生物正常生理活动的需求，因此，本发明培养得到的微生物膜能够在非缓冲体系中生存，从而避免了缓冲体系的应用，避免了缓冲溶液中的磷酸盐缓冲溶液带来的二次环境污染，降低了检测的成本。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
2权利要求
1.ー种生化需氧量的检测方法，包括以下步骤a)将空气饱和的含微生物水样进行微生物培养，得到微生物膜；b)将空气饱和的空白水样通过所述步骤a)得到的微生物膜，检测得到所述空白水样的溶解氧还原电流；c)将空气饱和的目标水样通过进行所述步骤b)后的微生物膜，检测得到所述目标水样的溶解氧还原电流；d)根据所述步骤b)得到的空白水样的溶解氧还原电流和所述步骤c)得到的目标水样的溶解氧还原电流，计算得到所述空白水样的溶解氧还原电流与所述目标水样的溶解氧还原电流的差值；e)根据所述步骤d)得到的差值和预定的标准曲线，得到目标水样的生化需氧量； 所述含微生物水样为活性污泥、地表水、生活污水或含有微生物的エ业废水；所述空白水样为自来水、井水、降水或地下水中的ー种或多种。
2.根据权利要求I所述的检测方法，其特征在于，所述含微生物水样为活性污泥、地表水或对含有微生物的エ业废水。
3.根据权利要求I所述的检测方法，其特征在于，所述步骤a)具体为al)在20°C 45°C的条件下，将空气饱和的含微生物水样进行微生物初级培养，得到初级微生物膜；a2)将空气饱和的空白水样通过所述步骤al)得到的初级微生物膜，清洗所述初级微生物膜，直至检测得到稳定的溶解氧还原电流；a3)将空气饱和的标准溶液通过所述步骤a2)中清洗后的初级微生物膜，检测得到所述标准溶液的溶解氧还原电流；a4)重复步骤al)至步骤a3)所述的过程，直至检测得到的标准溶液的溶解氧还原电流稳定，完成微生物的培养，得到微生物膜。
4.根据权利要求I所述的检测方法，其特征在于，所述空白水样为自来水或地下水中的ー种或两种。
5.根据权利要求I所述的检测方法，其特征在于，所述步骤a)中进行微生物培养的时间为20小时 300小时。
6.根据权利要求I所述的检测方法，其特征在于，所述步骤e)中的标准曲线按照以下方法获得以所述空白水样为溶剂，配制空气饱和的系列生化需氧量浓度的标准溶液；将空气饱和的空白水样通过所述步骤a)得到的微生物膜，检测得到所述空白水样稳定的溶解氧还原电流；将所述标准溶液经过所述空白水样通过后的微生物膜，检测得到所述标准溶液的溶解氧还原电流；根据所述空白水样的溶解氧还原电流与所述标准溶液的溶解氧还原电流，得到所述空白水样的溶解氧还原电流与所述标准溶液的溶解氧还原电流的差值；根据所述差值与所述标准溶液的生化需氧量浓度，得到标准曲线。
7.根据权利要求3 6任意一项所述的检测方法，其特征在于，所述标准溶液为葡萄糖溶液、谷氨酸溶液、葡萄糖-谷氨酸混合溶液或蔗糖溶液。
8.根据权利要求3 6任意一项所述的检测方法，其特征在于，所述标准溶液的生化需氧量浓度为I. Omg 02/L 60. Omg 02/し
9.根据权利要求I所述的检测方法，其特征在于，所述步骤a)中进行微生物培养为在反应器中进行微生物培养。
10.根据权利要求9所述的检测方法，其特征在于，所述反应器为管状；所述反应器的材质为玻璃、こ烯-醋酸こ烯酯共聚物、塑料、尼龙、石英或硅胶；所述反应器的长度为30. Ocm 420. Ocm ；所述反应器的内径为I. Omm 4. 0mm。
全文摘要
本发明提供一种生化需氧量的检测方法。本发明提供的方法以活性污泥、地表水、生活污水或含有微生物的工业废水为含微生物水样，将其进行微生物培养，得到微生物膜；将空白水样和目标水样分别通过所述微生物膜，检测得到所述空白水样和目标水样的溶解氧还原电流，从而得到所述目标水样与空白水样的溶解氧还原电流差值，根据所述溶解氧还原电流差值与预定的标准曲线，得到所述目标水样的生化需氧量。本发明提供的方法采用活性污泥、地表水、生活污水或含有微生物的工业废水为含微生物水样，培养得到的微生物膜具有较强的环境适应能力，因此本发明无需为其提供缓冲溶液体系，以自来水、井水、降水或地下水中的一种或多种为介质即可满足其生理活性。
文档编号G01N27/26GK102608181SQ20121010363
公开日2012年7月25日 申请日期2012年4月10日 优先权日2012年4月10日
发明者刘长宇, 董绍俊 申请人:中国科学院长春应用化学研究所