輕工業廢水毒性的環境評價及其方法

【摘要】目前，我國工業廢水排放的監督和管理主要采用物理化學監測方法，根據理化指標進行評價、計算污染物等標污染負荷、及進行總量控制。文章對輕工業廢水毒性的環境評價及其方法進行了論述。

【關鍵詞】輕工業；廢水毒性；環境評價

引言

廢水毒性鑒定評價是指利用一系列模式生物，采用標準化測試方法，以存活、生長發育等作為測試終點，判斷廢水綜合毒性，通過毒性測試與物理化學處理相結合，確定廢水有毒物質成分。工業廢水種類繁多、成分復雜、性質差異大，歷來作為廢水控制和管理的重點和難點。近年來，隨著工業發展日益加快，包含復雜毒性物質的工業廢水排放對水生態系統和人類健康構成了巨大威脅，同時給環境風險評估和管理帶來了嚴峻挑戰。僅依靠控制工業廢水常規污染指標排放限值不能滿足環境風險評估與管理的要求，應進一步重視廢水毒性程度，因此，開展并規范的毒性檢測與評估是環境風險評估與管理的關鍵之一。

一 輕工業行業有毒廢水的調查和控制

輕工業有毒廢水的種類繁多，成分復雜，排放方式各異，人們是無法直接比較它們的關系，必需經過“標準化”處理，進行相對的間接的比較，就好象商品之間難于直接交換，但可以通過錢來進行彼此的交換一樣。精細化工廢水中含有重金屬、氯代苯胺、氯代硝基苯、腈類等數十種有毒有害污染物，而電鍍廢水中的鉻、銅含量高達50～150mg/L。輕工業有毒廢水的評價，是污染源工作三步曲的中間環節。這些有毒有害污染物在工業廢水生物處理過程中可毒害微生物， 導致廢水生物處理工藝處理效果下降。根據我國各地污染源調查評價工作的經驗和我們自己的體會，無論哪個地區，不管污染物的種類多么復雜，經過科學評價后，總是只有上十種主要污染物，它們在總的污染物比重上卻占百分之九十左右，這就為污染源的控制、環境監測、環境質量研究、環境區域規劃、環境管理、環境治理、環境醫學等環境保護各個方面提供了科學依據，避免了盲目性。

二 生物毒性檢測技術

生物毒性檢測技術是通過評價物質對生物的影響以綜合評價其毒性的方法。生物毒性檢測技術是工業廢水水質安全評價的重要手段，其可以評價工業廢水中未知有毒有害污染物對生物的影響，也可反映工業廢水中眾多污染物間復雜的相互作用和污染物的生物可利用性。生物毒性檢測技術將在廢水毒性控制和管理中發揮重要作用，可用于尋求某種化學物質或工業廢水對水生生物的安全濃度，為制定合理的水質標準和廢水排放標準提供科學依據，也可用于評價廢水處理的有效程度，篩選合適的工業廢水毒性削減技術。生物毒性檢測技術按照毒性指標的不同，可以分成急性毒性檢測、慢性毒性檢測、遺傳毒性檢測和內分泌干擾性檢測技術等。常見的生物毒性檢測技術包括溞類運動抑制致死試驗、發光細菌急性毒性試驗、溞類生命周期評價等。這些技術受試生物各不相同，體現了對浮游動物（水溞）、魚類、微生物（藻、發光細菌）等不同營養水平水生生物的保護。因此，在廢水毒性評價時需要根據毒性指標類別和保護對象的不同，選擇合適的生物毒性檢測技術。各項生物毒性檢測技術在不同國家所處的發展階段，與各國關注的毒性指標類型和技術發展密切相關。美國、德國和ISO等國家和組織已建立了大量的生物毒性檢測技術標準和指南，而我國生物毒性檢測技術標準和指南則仍以急性毒性和遺傳毒性檢測為主，急需建立和健全我國廢水生物毒性評價技術規范。從毒性檢測技術類型來看，毒性檢測技術關注點呈急性毒性、慢性毒性、遺傳毒性、內分泌干擾性的發展方向。急性毒性檢測技術被許多國家和組織列為標準方法，反映了各國均關注急性毒性指標。慢性毒性、遺傳毒性檢測技術則被美國、德國等少數國家和組織列為標準，而內分泌干擾性檢測技術則僅在美國被列入指南。從毒性檢測的受試生物類別來看，魚類毒性檢測法和水溞毒性檢測法因其方法較為成熟、受試生物類別在水生態系統中占據重要地位，被較多國家和組織列入標準和指南。目前，毒性檢測常只評價廢水對少數標準種受試生物的毒害作用。美國國家環境保護局要求受試生物種類相對較多，但也僅要求不少于3種。我國地域廣闊，生物多樣性豐富，各地區水生生物種類眾多且不同地區存在較大差異，廢水對各地不同種生物的毒害作用亦各不相同。既使是同一種水生生物，其在不同地區的生長繁殖特性亦不同，廢水對其的毒害作用仍存在差異。因此，僅僅評價廢水對少數標準種受試生物的毒害作用不能有效反映廢水對當地水環境的危害，需要篩選各地區代表性敏感種水生生物，以客觀準確評價廢水的安全性。在各種生物毒性檢測方法中，水溞毒性檢測法具有諸多優點：1）水溞是水生生態系統重要組成部分；2）方法靈敏度高；3）方法耗時較短，溞類生命周期評價試驗僅需21d，而魚類生命周期評價試驗則長達1a；4）既可用于急性毒性評價、遺傳毒性評價等，又可用于全生命周期甚至多生命周期評價（慢性毒性）。因此，水溞毒性檢測法已成為環境污染物生物毒性評價的常見方法，在許多國家工業廢水毒性評價和控制中發揮重要作用。根據我國的實際情況，建議將水溞毒性作為優先控制指標。

三 有毒廢水在生物處理前的預處理方法

3.1 稀釋法

當廢水中毒物濃度超過生物處理的極限允許濃度時，為保證生物處理的正常進行，可采用簡單的稀釋法，將廢水中毒物濃度降低到極限濃度以下。①有毒廢水稀釋法。不同的有毒廢水中所含的物質不同，將它們混合起來，彼此稀釋，可將毒物濃度降低到極限允許濃度以下，這便是有毒廢水稀釋法。②處理出水稀釋法。這種方法適用于廢水中的毒物為非穩定這一單一情況。③清水稀釋法。這種方法只有在廢水中的毒物為穩定性毒物，不能采用處理出水稀釋，工廠內部及其附近又沒有其它廢水可以用來稀釋它，這種毒物又不能采用分離法或轉化法去除時才能使用。

3.2 轉化法

化學物質只有在特定的情況下才會表現毒性，比如，硝基苯毒性較大，轉化為苯胺后，毒性就大為降低。Cr6+的毒性很大，可是被還原為Cr3+后，毒性就大為降低。所以，可通過化學方法，將有機廢水中的毒物轉化為無毒或毒性較低的物質。

3.3 分離法

利用分離的手段，將廢水中的毒物轉移到氣相或固相中去，以保證廢水生物處理的正常運轉，這便是分離法的原理。此法對穩定性或非穩定性毒物均適用。

四 結束語

隨著水污染治理力度的加大，有毒有害污染物的評價和控制將逐漸成為我國工業廢水污染治理工作的重要內容，但是現有研究表明，僅利用常規水質指標不能客觀準確地評價廢水的安全性。因此，在控制廢水中污染物濃度的同時，重視廢水生物毒性管理和排放削減，建立基于毒性控制的工業廢水水質安全評價及管理方法體系，對有效控制工業廢水污染，保障水環境安全有重要意義。要建立適合毒性控制的工業廢水水質安全評價及管理方法體系，應開展以下幾個方面的工作：1）篩選我國各地區水生生態系統的代表性敏感種水生生物，建立和健全我國廢水生物毒性評價技術規范，以客觀準確評價廢水的安全性。其中，水溞生物毒性測試具有靈敏度高、耗時短、可用于急性和慢性毒性評價等優點，在我國工業廢水毒性評價和控制中應優先考慮和使用。2）廣泛開展工業廢水生物毒性評價研究，建立適合我國國情的工業廢水生物毒性控制標準和管理方法。

【參考文獻】

[1]趙風云，孫根行.工業廢水生物毒性的研究進展[J].工業水處理，2010

[2]胡洪營，魏東斌，董春宏.污/廢水的水質安全性評價與管理[J].環境保護，2009

[3]胡洪營，吳干元，楊揚，等.面向毒性控制的工業廢水水質安全評價與管理方法[J].環境工程技術學報，2011