生物需氧量(BOD)

 生物需氧量(BOD)

 

重要提示: 這是「生物需氧量」，不是水中的溶氧量。

 

這是甚麼?

-          生物需氧量（Biochemical Oxygen Demand，簡稱 BOD）是衡量水質污染程度的一個重要指標。它指的是在特定條件下（通常是 20°C），水中微生物（主要是細菌）分解水中有機污染物時，所消耗的溶解氧量。

n   亦即是，主要估算水中有機物濃度的指標。

 

簡單來說，BOD 數值越高，代表水中有機污染物越多，水質污染越嚴重。

 

背後的原理

水中如果含有大量有機物（例如來自污水、排泄物、食物殘渣），微生物就會開始分解這些有機物。分解過程中，微生物需要消耗水中的氧氣。因此，透過測量水中氧氣被消耗了多少，就可以間接推算出有機污染物的含量。

 

常見的測量方式

- **BOD₅**：最常見的標準，指在 20°C 下培養 5 天後測得的氧氣消耗量。這是因為 5 天通常足以分解大部分容易分解的有機物，同時避免硝化作用干擾。

- **BOD₂₀**：培養 20 天，接近完全分解，但耗時較長，實務上較少用。

 

為什麼重要？

BOD 是污水處理廠、環保法規和水質監測的核心指標之一。如果 BOD 過高，水中氧氣會被大量消耗，導致魚類和其他水生生物缺氧死亡，生態系統崩壞。

 

BOD 雖然是水質監測的常用指標，但在實際應用上有不少限制，主要可以從以下幾個層面來看：

1. 只能反映「可被微生物分解」的有機物

- BOD 測的是微生物分解有機物時消耗的氧氣，因此：

無法反映難分解的有機物**：例如某些塑膠、農藥、工業化學品，微生物難以分解，BOD 值可能很低，但水其實有毒或污染嚴重。

無法反映無機污染物：重金屬、氰化物、氨氮等無機污染物不會被微生物當作「食物」分解，BOD 測不出來。

對毒性物質不敏感：如果水中有殺菌劑或重金屬，微生物被毒死，BOD 反而會偏低，造成「水很乾淨」的假象。

 

2. 測量時間長，無法即時反映水質

- **BOD₅ 需要 5天才能得到結果，BOD₂₀ 更要 20 天。

- 這段時間內水質可能已經變化，因此無法用於即時監測或緊急應變。

- 污水處理廠若要靠 BOD₅ 來調整操作，往往已經太遲。

3. 重現性與準確度較差

- 微生物活性受溫度、pH、營養鹽、接種菌種等因素影響，不同實驗室測同一水樣，結果可能差異很大。

- 需要嚴格控制培養條件（20°C、避光、特定稀釋倍數），操作門檻較高。

- 若水樣本身缺乏足夠微生物或營養，還需額外接種或添加營養鹽，否則結果不準。

4. 稀釋倍數難以拿捏

- 高濃度污水（如未處理污水）BOD 可能高達數百甚至數千 mg/L，必須大幅稀釋。

- 稀釋倍數選錯，可能導致培養後溶氧耗盡（無法判讀）或耗氧太少（誤差大）。

- 需要事先預估 BOD 範圍，實務上常靠經驗或先用 COD 輔助判斷。

5. 硝化作用會干擾結果

- 水中的氨氮會被硝化細菌氧化，這個過程也會消耗氧氣，但不屬於有機物分解。

- 若不抑制硝化作用，BOD 值會被高估。

- 因此標準方法常加入硝化抑制劑，或另測 CBOD（碳質 BOD）來區分。

6. 不適合某些特定水樣

- 含殺菌劑或高毒性廢水：微生物無法正常作用。

- 高鹽度或極端 pH 水樣：微生物活性受抑制。

- 含藻類的水樣：藻類行光合作用會產生氧氣，干擾溶氧測定。

- 難分解工業廢水：BOD 值低，但 COD 可能很高，單看 BOD 會嚴重低估污染。

7. 與法規標準的搭配問題

- 許多法規以 BOD₅ 為放流水標準，但對某些產業廢水，BOD₅ 無法代表實際污染負荷。

- 因此實務上常同時測 BOD、COD、TOC、SS等，互相補充，才能較完整評估水質。

 

總結:

BOD 的限制核心在於：它只反映「微生物可分解有機物」的耗氧量，且測量耗時、重現性受多種因素影響。因此它適合用來評估生活污水、易分解有機污染的程度，但不適合單獨用來判斷所有類型的水污染。實務上通常會搭配 COD、TOC、溶氧、氨氮等指標一起看，才能得到較全面的水質圖像。