生化需氧量計算器

重點速覽：生化需氧量（biochemical oxygen demand, BOD）是水質檢測中最經典的有機污染指標，衡量的是「水中可被微生物（好氧細菌）在一定時間內分解的有機物」所需消耗的溶氧量。原理很直接：當水中含有機污染物（如生活污水、食品廢水、有機廢棄物），水裡的好氧微生物會以這些有機物為食並分解它們，過程中消耗溶解在水中的氧氣（溶氧，DO）；因此有機污染越多，微生物分解時耗掉的氧就越多，量到的 BOD 就越高。BOD 高意味著這股水排入河湖後會大量搶奪水體溶氧，導致魚類與水生生物缺氧，是評估污染強度與污水處理成效的核心參數。標準測定方法是「稀釋接種法」：取水樣，視污染程度加入含菌接種與營養的稀釋水配成適當稀釋倍數，裝入密封的 BOD 瓶排除氣泡，置於 20°C 恆溫、避光（避免藻類光合產氧干擾）培養 5 天，這 5 天版本記作 BOD₅（也有 BOD₇ 或最終 BOD 的變體）。量測第 0 天的初始溶氧 DO_初 與第 5 天的溶氧 DO_末，兩者之差就是這段時間微生物在稀釋樣品中耗掉的氧；再乘上稀釋倍數 P 回推到原水濃度：BOD = (DO_初 − DO_末) × P，單位 mg/L。為何要稀釋？因為污染較重的水樣若不稀釋，微生物會在 5 天內把瓶內溶氧耗盡（DO_末≈0），這時量到的耗氧被「封頂」而低估真實需氧量；適當稀釋讓培養結束時仍保留足夠溶氧（一般建議剩餘 DO ≥ 約 1 mg/L、耗氧 ≥ 約 2 mg/L 才有效），再乘稀釋倍數還原濃度。稀釋倍數 P = 稀釋後總體積 ÷ 原水樣體積；若水樣本身很乾淨、無需稀釋，則 P = 1。舉例：某污水稀釋 10 倍後測得初始 DO 8.0 mg/L、5 天後 2.0 mg/L，BOD = (8.0 − 2.0) × 10 = 60 mg/L。判讀上，潔淨天然河水的 BOD 通常低於 2 mg/L，輕度污染約 2–8 mg/L，未經處理的生活污水可達 100–400 mg/L，某些工業廢水更高。使用與解讀時要注意：第一，BOD₅ 只反映「5 天內可生物分解」的部分，不包含難分解或需更久才降解的有機物，也不含硝化耗氧（若未加抑制劑，第 5 天後硝化作用會額外耗氧）；第二，測定對溫度、pH、接種菌活性、有無毒性物質很敏感，毒性物質會抑制微生物使 BOD 偏低失真；第三，BOD 需 5 天、耗時較長，實務上常搭配可快速測得的化學需氧量（COD）互相參照，COD 用強氧化劑把幾乎所有有機物都氧化，數值通常高於 BOD，兩者比值可粗判有機物的可生物分解性。總之，BOD 以「培養前後溶氧差 × 稀釋倍數」把水中可分解有機物的多寡量化為耗氧濃度，是河川水質分級、排放管制與污水處理廠效能評估不可或缺的指標。