化学需氧量COD（Chemical Oxygen Demand）是以化学方法测量水样中需要被氧化的还原性物质的量。废水、废水处理厂出水和受污染的水中，能被强氧化剂氧化的物质（一般为有机物）的氧当量。在河流污染和工业废水性质的研究以及废水处理厂的运行管理中，它是一个重要的而且能较快测定的有机物污染参数，常以符号COD表示。


定义


水样在一定条件下，以氧化1升水样中还原性物质所消耗的氧化剂的量为指标，折算成每升水样全部被氧化后，需要的氧的毫克数，以mg/L表示。它反映了水中受还原性物质污染的程度。该指标也作为有机物相对含量的综合指标之一。


测量方法


一般测量化学需氧量所用的氧化剂为高锰酸钾或重铬酸钾，使用不同的氧化剂得出的数值也不同，因此需要注明检测方法。为了统一具有可比性，各国都有一定的监测标准。根据所加强氧化剂的不同，分别称为重铬酸钾耗氧量（习惯上称为化学需氧量）和高锰酸钾耗氧量（习惯上称为耗氧量，oxygen consumption，简称OC，也称为高锰酸盐指数）。


化学需氧量还可与生化需氧量（BOD）比较，BOD/COD的比率反映出了污水的生物降解能力。生化需氧量分析花费时间较长，一般在20天以上水中生物方能基本消耗完全，为便捷一般取五天时已耗氧约95%为环境监测数据，标志为BOD5。


微生物电极法


测定水中生化需氧量的微生物传感器是由氧电极和微生物菌膜构成，其原理是当含有饱和溶解氧的样品进入流通池中与微生物传感器接触，样品中溶解性可生化降解的有机物受到微生物菌膜中菌种的作用，而消耗一定量的氧，使扩散到氧电极表面上氧的质量减少。当样品中可生化降解的有机物向菌膜扩散速度（质量）达到恒定时，此时扩散到氧电极表面上氧的质量也达到恒定，因此产生一个恒定电流。由于恒定电流的差值与氧的减少量存在定量关系，据此可换算出样品中生化需氧量。测定水和污水中生化需氧量的微生物传感器快速测定法。该标准规定的生物化学需氧量是指水和污水中溶解性可生化降解的有机物在微生物作用下所消耗溶解氧的量。


该测定方法适用于地表水、生活污水和不含对微生物有明显毒害作用的工业废水中生化需氧量的测定。


流通式：水样或清洗液在蠕动泵的作用下连续不断地将样品或清洗液在单位时间内按一定量比连续不断地被送入测量池中。


加入式：将缓冲溶液加入到测量池中，使微生物传感器（微生物菌膜）与缓冲溶液保持接触状态，然后加入定量的被测水样，测得被测水样的生化需氧量值。


试剂


分析纯试剂和蒸馏水，蒸馏水使用前应煮沸2—5分钟左右，放置室温后使用。磷酸盐缓冲溶液：0.5摩尔/升将68克磷酸二氢钾（KH2PO4）和134克磷酸氢二钠（Na2HPO4·7H2O）溶于蒸馏水中，稀释至1000毫升，备用。此溶液的pH值约为7。磷酸盐缓冲使用液（清洗液）：0.005摩尔/升盐酸（HCl）溶液：0.5摩尔/升氢氧化钠（NaOH）溶液：20克/升亚硫酸钠（Na2SO3）溶液：1.575克/升，此溶液不稳定，临使用前配制。葡萄糖－谷氨酸标准溶液称取在103℃下干燥1小时并冷却至室温的无水葡萄糖（C6H12O6）和谷氨酸（HOOC—CH2—CH2—CHNH2－COOH）各1.705克，溶于4.2磷酸盐缓冲溶液的使用液中，并用此溶液稀释至1000毫升混合均匀即得250毫克/升的生化需氧量标准溶液。葡萄糖－谷氨酸标准使用溶液（临用前配制）取4.6中标准溶液10.00毫升置于250毫升容量瓶中，用0.005摩尔/升磷酸盐缓冲使用液定容至标线，摇匀，此溶液浓度为100毫克/升。


其中，清洗液（缓冲溶液）是由磷酸二氢钾和磷酸氢二钠配制而成。其主要作用是作为缓冲液调节样品的pH值，清洗和维持微生物传感器使其正常工作，并具有沉降重金属离子的作用。


剂量


水中以下物质对该方法测定不产生明显干扰的最大允许量为：CO 5毫克/升；Mn 5毫克/升；Zn 4毫克/升；Fe 5毫克/升；Cu 2毫克/升；Hg 5毫克/升；Pb 5毫克/升；Cd2+5毫克/升；Cr 0.5毫克/升；CN 0.05毫克/升；悬浮物250毫克/升。对含有游离氯或结合氯的样品可加入1.575克/升的亚硫酸钠溶液使样品中游离氯或结合氯失效，应避免添加过量。对微生物膜内菌种有毒害作用的高浓度杀菌剂、农药类的污水不适用本测定方法。


仪器


使用的玻璃仪器及塑料容器要认真清洗，容器壁上不能存有毒物或生物可降解的化合物，操作中应防止污染。微生物传感器生化需氧量快速测定仪。微生物菌膜：微生物菌膜内菌种应均匀，膜与膜之间应尽可能一致。其保存方法能湿法保存也可在室温下干燥保存。微生物菌膜的连续使用寿命应大于30天。微生物菌膜的活化：将微生物菌膜放入0.005摩尔/升磷酸盐缓冲使用液中浸泡48小时以上，然后将其安装在微生物传感器上。10升聚乙烯塑料桶。


微生物电极的反应性能依赖于一定的温度条件，因此要求在试验过程中要有一稳定的温场，该装置在仪器中称之为恒温控制装置。


样品


流通式：水样或清洗液在蠕动泵的作用下连续不断地将样品或清洗液在单位时间内按一定量比连续不断地被送入测量池中。


加入式：将缓冲溶液加入到测量池中，使微生物传感器（微生物菌膜）与缓冲溶液保持接触状态，然后加入定量的被测水样，测得被测水样的生化需氧量值。样品采集后不能在2小时内分析时，则应在0℃—4℃的条件下保存，并在6小时内分析，当不能在6小时内分析时，则应将贮存时间和温度与分析结果一起报出。


无论在任何条件下贮存决不能超过24小时。

计算


生化需氧量的计算方式如下：


BOD（mg/L）=（D1-D2）/P


D1：稀释后水样之初始溶氧（mg/L）


D2：稀释后水样经20℃恒温培养箱培养5天之溶氧（mg/L）


P=【水样体积（mL）】/【稀释后水样之最终体积（mL）】


化学需氧量越大说明什么

化学需氧量越高，表示河流的有机物污染越严重，这些有机污染的来源可能是农药、化工厂、有机肥料等。


COD超标的原因


1、供氧环境发生变化


二沉池中产生的污泥主要来源于脱落后的生物膜，由于生物膜中主要为好氧菌，在供氧环境由好氧转化为厌氧，大量的好氧菌体破裂，细胞质溶出，部分被兼性菌与厌氧菌利用合成菌体，部分进入水体成为降解的COD。由于大量的污泥存在，使得二沉池内的COD不降反升。


2、自身因素


企业生产中产生的COD会过高，如食物厂中的残余物、电镀行业酸洗废水以及化工厂中还原性物质等都会导致COD超标。化学需氧量即COD表示在强酸性条件下重铬酸钾氧化一升污水中有机物所需的氧量，可大致表示污水中的有机物量。一般测量化学需氧量所用的氧化剂为高锰酸钾或重铬酸钾，使用不同的氧化剂得出的数值也不同，因此需要注明检测方法。为了统一具有可比性，各国都有一定的检测标准。


3、生态影响


化学需氧量高意味着水中含有大量还原性物质，其中主要是有机污染物。化学需氧量越高，就表示江水的有机物污染越严重，这些有机物污染的来源可能是农药、化工厂、有机肥料等。如果不进行处理，许多有机污染物可在江底被底泥吸附而沉积下来，在今后若干年内对水生生物造成持久的毒害作用。在水生生物大量死亡后，河中的生态系统即被摧毁。人若以水中的生物为食，则会大量吸收这些生物体内的毒素，积累在体内，这些毒物常有致癌、致畸形、致突变的作用，对人极其危险。另外，若以受污染的江水进行灌溉，则植物、农作物也会受到影响，容易生长不良，而且人也不能取食这些作物。


应用


生化需氧量广泛应用于衡量废水的污染强度和废水处理构筑物的负荷与效率，也用于研究水体的氧平衡（见河流自净）。将试样或经过稀释的水样存放培养一段时间，存放前后试样的溶解氧的差就是它的生化需氧量。存放时间的长短和温度都影响耗氧量。现在各国采用的培养时间都是5天，温度是20°C,参数称五日生化需氧量，用符号BOD5，20°C表示,温度下标常略去不写,即用符号BOD5表示，也有只用符号BOD表示的。延长存放时间,可以测得微生物降解水中有机物所需的全部氧量，称总生化需氧量，一般则按生化耗氧规律以BOD5推算。生化需氧量的检测不易准确。水样的储放、稀释、接种等检测程序都应按照标准方法进行。对于有毒的工业废水常采用专门的设备处理，有时甚至无法测定。高浓度有机工业废水的BOD5可达数千、数百万毫克/升。城市污水的BOD5在200毫克/升左右。未受废水污染的水体，BOD5常低于2毫克/升。