油脂(含油廢水)能做 BOD 檢測嗎?深度解析含油廢水BOD與油脂檢測方法

油脂(含油廢水)可以做 BOD 檢測嗎?釐清常見誤區

這是一個在廢水處理和水質分析領域中常見的疑問。標準的 BOD 稀釋法(五日生化需氧量, BOD5)是評估廢水中有機物可被微生物降解程度的重要指標。

含油廢水檢測

BOD 檢測油脂的理論可行性與實務挑戰

含油廢水理論上可以進行 BOD 檢測,因為油脂本身屬於有機物,可以在適當的條件下被特定的微生物降解(生物降解性)。然而,實務操作上,使用傳統的 BOD 稀釋法會面臨極大的挑戰:

  • 不溶性與分散困難: 油脂在水中通常呈不溶或乳化狀態,容易漂浮在水樣表面或沾黏在 BOD 瓶內壁。這會嚴重阻礙微生物與油脂的接觸,導致降解效率低,結果無法準確反映油脂的真實生物降解潛力。

  • 毒性/抑制作用: 某些工業用油(如礦物油)或高濃度油脂可能對微生物菌種產生抑制或毒性作用,影響菌種活性,導致 BOD 測值偏低。

  • 攪拌與均勻性問題: 傳統稀釋法難以維持樣品在檢測過程中的均勻性,油脂的分散狀態極不穩定。

工業廢水中的油脂,該如何進行精確檢測?

在工業廢水廠中,針對油品(如工業油、潤滑油、切削液等)的實驗,主要目的往往是測量其總量和分類,而非僅僅是 BOD。根據環保法規,廢水中油脂總量 (Oil and Grease, O&G) 是一個重要的管制項目。

檢測工業廢水中的油脂

水樣中油脂總量的標準檢測方法 (O&G)

台灣環保署公佈的標準方法主要有幾種,核心都是透過萃取-重量法來定量水中的總油脂量,並進一步分類:

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檢測方法

核心原理

適用範圍

液相萃取重量法

使用正己烷等有機溶劑萃取油脂,濃縮、烘乾後秤重。

適用於大多數液體樣品。

索氏萃取重量法

適用於含有固態或黏稠脂類的水樣,先過濾分離,再用索氏萃取器進行熱迴流萃取。

適用於含有懸浮固體或高黏度物質的樣品。

固相萃取重量法

使用固相萃取匣 (SPE Cartridge) 吸附油脂,再用有機溶劑沖提出後秤重。

適用於樣品量較小或現場檢測。

進階分類:

  1.  總油脂量 (Total O&G): 萃取後直接測得的全部重量。
  2.  礦物性油脂 (Mineral Oil): 總油脂經過活性矽膠吸附極性物質後,未被吸附的非極性部分(通常為石油系的工業用油)的重量。
  3. 動植物性油脂 (Animal and Vegetable Oil): 總油脂量與礦物性油脂量之差,通常為可生物降解性較高的油脂。
    enlightened延伸閱讀:欲瞭解詳細步驟與法規依據,請參考環保署 NIEA 水質檢測標準方法

克服困難:油脂 BOD 檢測的「解方」

傳統稀釋法在油脂樣品上的缺陷,促使研究者轉向更適合難溶性有機物的 BOD 檢測技術。

呼吸計法 (Respirometric Method) - 專門應對油脂 BOD 的高效技術

呼吸計法 (Manometric/Pressure Respirometer),例如 Lovibond OxiTop 或 OxiDirect 系統,是解決含油樣品 BOD 檢測問題的有效方案。
 

原理優勢:

  • 密閉系統: 樣品放置於密閉瓶中,微生物分解有機物時會消耗氧氣 (CO₂) 並產生二氧化碳 (CO₂)。
  • CO₂ 吸收: 瓶中放置 CO₂ 吸收劑(如氫氧化鈉),使 CO₂ 被吸收,避免其影響壓力。
  • 直接壓力測量: 系統直接測量因 O₂ 消耗導致的壓力下降,並將其換算為 BOD (mg/L)。
  • 持續攪拌: 呼吸計系統通常配備磁力攪拌功能,能夠在恆溫培養過程中持續且溫和地攪拌樣品,有效分散液體中的油脂微粒,最大化微生物與油脂的接觸表面積,顯著提高油脂的生物降解檢測效率和準確性。

學術研究支持

多篇學術研究(如以下表格所示)已證實使用呼吸計法(如 BOD OxiTop method)可有效評估不同類型油脂(鏈鋸油、潤滑油、植物油)在各種環境介質中的生物降解性 (Biodegradability)。這證明了呼吸計法在高難度、不溶性有機物的 BOD 測定上具有極高的專業性和可靠性。
BOD檢測/BOD測定儀→BD600

BOD600
 
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論文標題

研究項目

主要儀器

Lovibond 使用

Studies of biodegradability of certain oils in forest soil as determined by the respirometric BOD OxiTop method

評估不同油品(鏈鋸油、潤滑油、植物油)在森林砂質土壤中的生物降解性

BOD OxiTop (Respirometer)

Studies on the Effects of Certain Soil Properties on the Biodegradation of Oils Determined by the Manometric Respirometric Method

探討土壤性質(養分、pH)對油品降解的影響

Manometric Respirometer, TOC/DOC 分析

The use of modified vegetable oil from Crambe abyssinica in lubricant formulations

開發改質植物油作為潤滑油基底,測試潤滑性能、穩定性與生物降解性

GC-MS, FTIR, 黏度計, 四球摩擦磨損機, TGA

A review on testing methods of metalworking fluids for environmental health (Muralidhar & Chaganti, 2020)

回顧金屬加工液 (MWFs) 的生物降解測試方法 (OECD/ISO/ASTM) 與生態毒性測試

DOC/TOC 分析, Respirometer, CO 捕集, BOD incubator

提到 Lovibond OxiDirect BOD

Role of biodegradability tests in efforts for minimising the environmental risk of pesticides application

農藥生物降解測試在環境風險管理中的應用

OECD 301D/301F 測試 (Respirometer), DOC/TOC 分析, 比色光度法

提到 Lovibond® Report

Ionic liquids as lubricants or lubrication additives – An ecotoxicity and biodegradability assessment

評估離子液體作為潤滑劑/添加劑的生物降解性與生態毒性

OECD 301 測試, Microtox (發光細菌), Daphnia 測試, Algae 測試, AchE assay

Application of the OECD 301F respirometric test for the biodegradability assessment of various potential endocrine disrupting chemicals

使用 OECD 301F 評估內分泌干擾物質 (EDCs) 的生物降解性與毒性

Manometric Respirometer (301F), GC-MS, Vibrio fischeri 測試

BPA performance (TOC, BOD and toxicity) during photo-Fenton reaction

研究 BPA 在光-Fenton 反應下的降解,測量 TOC、BOD、毒性

Shimadzu TOC 分析儀, 分光光度計, Lovibond OxiDirect BOD system, 細菌毒性測試

 

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