dD/dt=k1L-k2D
式中 D——即时的氧不足值； L——即时的BOD值，相当于当时的有机物浓度；
k1、k2——耗氧反应速率常数和再充气速率常数； t——河水从t=0开始流动所经过的时间。
对作为时间变量的BOD值来说，有
由以上两微分方程，可得数学解如下：
式中 L0——初始BOD值，相当于有机物初浓度； D0——初始的氧不足值。
在图6－8中耗氧曲线上每一点的纵坐标表示氧化有机物负荷所需氧的浓度，在t=0时有最大值，到达曲线右侧底端时降低到零，因此曲线整体也就表示了水体中有机污染物浓度水平随时间的变化情况。同时，该曲线每一点上的斜率也就代表着该处水样的耗氧速率。
再充气曲线升降趋向正好与耗氧曲线相反，随时间推移由零而趋向饱和。当耗氧作用减弱时，再充气作用却有了上升的势头，在某一时间点（临界点）上两者速率相等（两曲线的斜率相等），且都与氧不足值成比例。此后再充气速率将超过耗氧速率，因此在临界点上具有最大的氧不足量。
如上图所示，可将一条受有机耗氧物污染的河流按其流向分成三个区域：分解区、腐化区、恢复区。对在腐化区以下的恢复区又可顺次分为α-中腐区，β-中腐区和低腐区。在分解区，溶解氧降低，大气中氧又不能及时补足，氧垂曲线开始下垂，在开始区段还进行着好氧分解，但在水体底层逐渐转入厌氧分解状态，产生NH3、H2S、CH4等还原性气体。这种情况进一步向中层和表层发展，遂使整个水体水质恶化。同时由于P值低下（水藻类的光合作用因生长条件恶化而减弱）R值增大（细菌大量繁殖），使R远大于P，由此又使水体中生物的种类和数量发生相应变化。为避免冗长的阐述，对分解区以下的区段的环境特性以表格形式予以阐明，对此可参见表6－5。与DO变化相应的[CO2（aq）]及生物体数量变化的曲线见图6－9。
综上所述，由有机物引起水体污染的两种效应即生态学效应和溶解氧降低效应是互相关联的。河流水体的自净能力表现为在两种效应的交互作用下，河水经过一段流程之后能恢复到受污染之前的状况。
6.1.6 需氧污染物参数测定
如前所述，表征污染水体中需氧有机物浓度的实用参数有两组，一组是氧参数，包括BOD、COD、TOD等；另一组是碳参数，主要是TOC。
BOD被正式定为水质有机污染物指标始于1913年，当时英国皇家污水处理委员会确定了在65°F（18.3℃）和培养5天的条件下测定BOD值的方法。1936年美国公众健康协会将20℃、五日生化、稀释水样的方法列为水和废水中BOD值测定的标准检验法，此后这种方法在所用试剂和具体测定步骤方面经过多次改进，目前已为包括我国在内的许多国家所采用。最近10多年来，研究者们还陆续提出一些新的测定方法，包括自动测定法、快速测定法及最近几年出现的利用生物膜传感技术的BOD测定法。
以BOD值作为污染程度的水质指标还有许多不足之处。首先，测定时间需5天，所得数据对于了解水污染情况并进一步采取措施以控制污染已经失去意义；其次，单一的BOD数据往往不足以确定水体受污染的严重程度，例如受某些难降解有机污染物严重污染的水体样品，反倒测不到有很高的BOD值；此外，BOD测定实验技术要求较高，其准确度和重复性都很差，相对标准偏差通常大于±15％；最后，5天生化需氧量的测定只能表征水体受碳水化合物污染的程度。尽管如此，目前仍然被采用的BOD参数对于估量天然水体自净能力和待处理废水可生化程度等方面还是具有很大的意义。
本文标题：6.1水体中需氧性有机污染物和水体自净--水体污染物化学（二）(9)
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