一、引言

生化需氧量（BOD5）作为表征水体中可生物降解有机物含量的核心指标，是评估水质污染程度、判断水体自净能力及制定污水处理方案的关键依据。BOD5检测需在严格恒定的温度（20±1℃）环境下完成5天培养过程，培养环境的稳定性直接决定检测结果的准确性与可靠性。传统BOD培养设备常存在控温精度不足、温场均匀性差、运行噪音大等问题，易导致平行样检测偏差超标，难以满足环境监测实验室的精准检测需求。BOD培养箱TS 608/2-i凭借其高精度控温系统、优化的温场设计及智能运行功能，为水质BOD5检测提供了新的技术保障。本文以不同污染程度的水体为研究对象，系统验证TS 608/2-i培养箱的控温性能、温场均匀性及长期运行稳定性，构建基于该设备的BOD5高效检测应用方案，为环境监测实验室提升检测效率与数据质量提供实践支撑。

二、BOD培养箱TS 608/2-i核心特性

BOD培养箱TS 608/2-i是专为水质BOD5检测设计的专用恒温培养设备，其核心性能与结构设计深度适配BOD5检测的严苛要求。该设备采用微电脑智能控温系统，控温范围覆盖0-50℃，在20℃培养温度下控温精度达±0.3℃，远高于国标《水质五日生化需氧量（BOD5）的测定稀释与接种法》（HJ 505-2009）规定的±1℃要求。温场设计方面，设备内部采用多风道循环系统，配合翅片式蒸发器与不锈钢加热管，使箱内有效容积（80L）内各区域温度差≤0.5℃，确保多组平行样品处于一致的培养环境。

设备配备5.0英寸触控显示屏，支持温度设定、运行时间记录、故障报警等功能，可实时显示箱内温度及运行状态，当温度偏离设定值±0.5℃时自动触发声光报警。在运行性能上，设备采用无氟制冷技术，制冷速度快（从室温降至20℃仅需15min），且运行噪音≤45dB，为实验室营造安静环境。此外，设备内置独立的超温保护装置，当箱内温度超过设定值3℃时自动切断加热电源，同时配备可调节层架（最多6层），可根据样品数量灵活调整放置空间，单次可容纳50组BOD培养瓶，满足批量检测需求。

三、实验设计与方法

3.1 实验材料与仪器

实验仪器包括：BOD培养箱TS 608/2-i（1台，编号BOD-01）、对照BOD培养箱（型号：SPX-80B，控温精度±0.8℃）、BOD测定仪（型号：HJ-890，测量范围0-1000mg/L，精度±2%）、电子天平（型号：ME204E，精度0.1mg）、生化培养箱（型号：LRH-250，用于菌种活化）、BOD培养瓶（250mL，具塞磨口）、移液管（1mL、5mL、10mL、50mL）、容量瓶（1000mL）。

实验试剂包括：葡萄糖-谷氨酸标准溶液（BOD5理论值210±5mg/L）、磷酸盐缓冲溶液（pH=7.2）、硫酸镁溶液（22.5g/L）、氯化钙溶液（27.5g/L）、氯化铁溶液（0.25g/L）、接种液（取自城市污水处理厂曝气池活性污泥，经24h活化培养）、蒸馏水（符合GB/T 6682-2008一级水要求）。

实验水样选取：生活污水（取自小区污水处理站进水口）、工业废水（取自化工园区废水排放口，经预处理去除悬浮物）、地表水（取自城市内河），三种水样各采集1000mL，采集后4℃冷藏保存，24h内完成检测。

3.2 实验内容与分组

实验分为四部分：（1）控温精度测试：将TS 608/2-i与对照培养箱均设定为20℃，在箱内不同位置（上层前、上层后、中层前、中层后、下层前、下层后）放置精密温度计（精度±0.1℃），连续72h记录温度数据，计算温度波动值与各点温差；（2）温场均匀性验证：在两种培养箱内同时放置30组葡萄糖-谷氨酸标准溶液样品，培养5天后测定BOD5值，计算平行样相对标准偏差（RSD）；（3）样品检测性能实验：分别使用TS 608/2-i与对照培养箱对生活污水、工业废水、地表水三种水样进行BOD5检测，每种水样设置6组平行样，对比两种设备的检测结果准确性与重复性；（4）长期运行稳定性测试：将TS 608/2-i连续运行30天，每日放置5组标准溶液样品，监测其BOD5检测结果的变化趋势。

所有实验严格遵循HJ 505-2009标准规范，样品稀释倍数根据预实验结果确定：生活污水稀释10倍，工业废水稀释50倍，地表水不稀释。接种液投加量均为每升水样5mL，培养过程中确保培养瓶密封良好，避免氧气泄漏影响检测结果。

3.3 数据处理方法

采用Excel 2021和Origin 2023进行数据处理，计算每组实验的平均值（x̄）、标准差（SD）、相对标准偏差（RSD）及相对误差（RE）。以葡萄糖-谷氨酸标准溶液的理论BOD5值（210mg/L）为真值，计算两种培养箱检测结果的相对误差；以两种培养箱对同一水样的检测结果为基础，计算相对偏差，评估检测一致性。当平行样RSD≤5%、RE≤10%时，判定检测结果符合要求。

四、实验结果与分析

4.1 控温精度与温场均匀性结果

TS 608/2-i与对照培养箱的控温性能及温场均匀性测试结果如下表所示。由表可知，TS 608/2-i在72h连续运行中，箱内各监测点温度波动范围为19.8-20.2℃，平均温度为20.0℃，温度波动值仅为±0.2℃，远低于对照培养箱的±0.7℃；各监测点最大温差为0.4℃，而对照培养箱最大温差达1.2℃，表明TS 608/2-i的控温精度与温场均匀性显著优于对照设备，其多风道循环系统与智能控温技术有效保障了培养环境的稳定性。

培养箱型号	平均温度（℃）	温度波动值（℃）	各点最大温差（℃）	72h温度达标率（%）
TS 608/2-i	20.0	±0.2	0.4	100
SPX-80B（对照）	20.1	±0.7	1.2	88.3

4.2 标准溶液检测结果

使用两种培养箱对葡萄糖-谷氨酸标准溶液进行BOD5检测，结果如下表所示。TS 608/2-i的检测平均值为208.5mg/L，与理论值（210mg/L）的相对误差仅为0.71%，30组平行样的RSD为1.85%，均满足检测要求；而对照培养箱的检测平均值为203.2mg/L，相对误差达3.24%，平行样RSD为4.22%，接近5%的允许上限。这一结果表明，TS 608/2-i稳定的培养环境能有效减少检测误差，提升平行样的一致性，为检测数据的可靠性提供保障。

培养箱型号	检测平均值（mg/L）	标准差（SD）	相对标准偏差（RSD，%）	相对误差（%）	合格样品数/总样品数
TS 608/2-i	208.5	3.86	1.85	0.71	30/30
SPX-80B（对照）	203.2	8.58	4.22	3.24	27/30

4.3 实际水样检测结果

两种培养箱对生活污水、工业废水、地表水三种实际水样的BOD5检测结果如下表所示。TS 608/2-i对三种水样的检测相对误差均在0.58%-2.13%之间，平行样RSD≤2.35%；而对照培养箱的相对误差在2.89%-5.67%之间，平行样RSD最高达4.88%（工业废水）。其中，工业废水因成分复杂、有机物含量波动较大，对培养环境稳定性要求更高，TS 608/2-i在该水样检测中表现出更优的适应性，其检测结果与实验室标准方法（采用高精度培养箱）的相对偏差仅为1.25%，而对照培养箱的相对偏差达4.92%。此外，TS 608/2-i的制冷速度快，从开机到达到设定温度（20℃）的平均时间为14.5min，较对照培养箱（28min）节省47.8%，大幅缩短了实验准备时间，提升了批量检测效率。

水样类型	培养箱型号	检测平均值（mg/L）	平行样RSD（%）	与标准方法相对偏差（%）	升温至20℃耗时（min）
生活污水	TS 608/2-i	385.2	1.62	0.58	14.2
生活污水	SPX-80B（对照）	373.5	3.54	2.89	27.8
工业废水	TS 608/2-i	528.6	2.35	1.25	15.0
工业废水	SPX-80B（对照）	503.8	4.88	5.67	28.5
地表水	TS 608/2-i	18.3	1.92	2.13	14.3
地表水	SPX-80B（对照）	17.4	3.92	6.24	27.2

4.4 长期运行稳定性结果

TS 608/2-i连续30天运行的稳定性测试结果显示，其每日对标准溶液的BOD5检测平均值在207.8-209.2mg/L之间波动，整体平均值为208.6mg/L，30天检测结果的RSD仅为0.28%，无明显漂移现象。运行过程中设备未出现温度报警、制冷故障等问题，每日耗电量约为1.2kWh，较对照培养箱（1.8kWh）节能33.3%。这一结果表明，TS 608/2-i不仅具备优异的短期检测性能，还拥有良好的长期运行稳定性与节能性，适合实验室高强度、连续化的检测工作需求。

五、基于TS 608/2-i的BOD5高效检测应用方案

5.1 设备运行前的准备与校准

建立标准化的设备准备流程，保障检测精度：（1）首次使用前，将培养箱空载运行24h，设定温度为20℃，使用精密温度计在箱内6个监测点进行温度校准，确保各点温度均在19.5-20.5℃范围内；（2）每日检测前，通过触控屏检查设备运行状态，确认温度显示稳定在20±0.3℃，查看报警系统是否正常，清理箱内冷凝水与杂物，保持箱内清洁干燥；（3）每月对设备进行一次全面校准，包括控温精度、温场均匀性及超温保护功能，校准结果记录存档，确保设备处于合格状态。

5.2 样品处理与培养操作规范

结合TS 608/2-i的性能特点，制定高效的样品处理与培养流程：（1）样品预处理：水样采集后立即去除悬浮物（工业废水采用0.45μm滤膜过滤），根据预实验结果确定稀释倍数，确保培养后BOD5值在2-20mg/L范围内；（2）接种与封装：按比例加入接种液与营养盐溶液（磷酸盐缓冲液、硫酸镁等），摇匀后移入BOD培养瓶，用虹吸法充满培养瓶并密封，避免产生气泡；（3）样品放置：将培养瓶均匀放置在培养箱层架上，避免堆叠遮挡风道，同一批次样品集中放置在同一层，记录放置位置与开始培养时间；（4）培养过程监控：培养期间通过设备触控屏实时查看温度，每日记录运行状态，若出现温度异常报警，立即检查设备故障并将样品转移至备用培养箱，避免实验中断。

5.3 不同场景的检测优化策略

针对不同类型检测需求，制定差异化的优化策略：（1）常规批量检测：利用TS 608/2-i的大容量与快速制冷优势，集中处理每日样品，将样品分为上午、下午两批次进行预处理，培养箱满负荷运行（50组/批），单日可完成100组样品的培养启动，较传统设备提升50%效率；（2）应急监测：突发水污染事件时，将培养箱温度提前设定为20℃预热，样品采集后简化预处理流程（仅去除大块悬浮物），直接进行稀释接种，利用设备的快速稳定性能，缩短实验准备时间，确保4h内启动培养；（3）低浓度水样检测：地表水等低浓度水样易受环境因素影响，在培养前将培养瓶放入TS 608/2-i中预温至20℃，减少样品温度与箱内温度的差异，同时增加平行样数量（每组8个），提升检测结果的可靠性。

5.4 数据管理与设备维护体系

构建“操作-记录-分析-维护”全流程管理体系：（1）数据记录：培养结束后立即使用BOD测定仪读取数据，记录检测值、平行样偏差及培养时间，同时记录培养箱运行温度数据，确保数据可溯源；（2）数据处理：采用实验室信息管理系统（LIMS）录入数据，自动计算平均值、RSD及相对误差，超出允许范围的数据需重新检测并注明原因；（3）设备维护：每日培养结束后清理箱内，每周检查风道滤网并清洗，每月检查制冷系统与加热管，每年邀请专业人员进行全面检修，更换老化部件（如密封条、温度传感器）；（4）节能运行：非检测时段将培养箱温度设定为10℃待机，减少能耗；批量样品集中培养，避免频繁开关箱门，降低温度波动。

六、结论与展望

实验结果表明，BOD培养箱TS 608/2-i在水质BOD5检测中表现出优异的综合性能：控温精度达±0.2℃，温场最大温差仅0.4℃，远优于传统培养箱；对标准溶液的检测相对误差仅0.71%，平行样RSD为1.85%，数据准确性与重复性良好；连续30天运行稳定，节能效果显著（日均耗电1.2kWh）。基于该设备构建的高效检测方案，可将批量检测效率提升50%，应急监测准备时间缩短至4h内，有效满足环境监测实验室的多样化需求。

未来，可进一步拓展TS 608/2-i的应用场景，如海水BOD5检测（将控温范围调整至15℃）、污泥降解性能测试等；建议厂家优化设备的智能化功能，增加无线数据传输模块，实现检测数据与LIMS系统的实时同步，结合手机APP远程监控设备运行状态，为实验室的智能化管理提供技术支撑。同时，可开展多实验室联合验证，建立基于TS 608/2-i的BOD5检测标准化方法，推动该设备在环境监测领域的广泛应用。

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一、引言

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四、实验结果与分析

4.1 控温精度与温场均匀性结果

4.2 标准溶液检测结果

4.3 实际水样检测结果

4.4 长期运行稳定性结果

五、基于TS 608/2-i的BOD5高效检测应用方案

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5.2 样品处理与培养操作规范

5.3 不同场景的检测优化策略

5.4 数据管理与设备维护体系

六、结论与展望

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