關(guān)于一種檢測廢水毒性的簡易方法

朱學(xué)紅

(漯河市水務(wù)投資有限公司，河南 漯河 462000)

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關(guān)于一種檢測廢水毒性的簡易方法

朱學(xué)紅

(漯河市水務(wù)投資有限公司，河南 漯河 462000)

隨著污水和廢水的日益多樣化，關(guān)于污廢水處理的要求也不斷提高，比如要求控制污廢水中的有毒污染物。目前關(guān)于污廢水毒性的測定主要有理化方法和生物學(xué)方法。常規(guī)的理化檢測雖能定量分析污染物中主要成分的含量，但是存在測試項(xiàng)目多、成本高、難以監(jiān)測各類毒物、不能直接和全面反映各種毒物對(duì)環(huán)境綜合影響的問題。而生物測試能夠彌補(bǔ)理化檢測方法的不足，因此在水污染及控制的研究中，生物學(xué)方法已經(jīng)成為監(jiān)測和評(píng)價(jià)水體環(huán)境的重要手段之一。近年來研究者們提出了多種生物毒性測試方法來監(jiān)測污廢水的毒性，這些方法可歸納為利用細(xì)菌和利用水生動(dòng)植物來監(jiān)測廢水毒性兩大類。廢水毒性現(xiàn)有檢測方法需要的設(shè)備儀器多，技術(shù)要求高，所以一般中小型污水處理廠沒有條件開展廢水毒性的檢測。本文介紹了一種活性污泥比對(duì)試驗(yàn)方法，用以定性檢測污水的生物毒性，以供同行參考。活性污泥比對(duì)試驗(yàn)以廢水中的氨氮去除率為特征指標(biāo)，用以判別廢水的毒性，操作簡單、快捷，具有較好的實(shí)用性。

廢水；毒性；活性污泥；氨氮

引言

對(duì)一個(gè)污水處理廠來說，無論其化學(xué)分析儀器的配備，還是其技術(shù)隊(duì)伍的能力水平，都很難對(duì)進(jìn)廠污廢水開展全面分析，也難以利用上述生物學(xué)方法和理化方法進(jìn)行污廢水毒性檢測。本文介紹了一種活性污泥比對(duì)試驗(yàn)方法，用以定性檢測污水的生物毒性，以供同行參考。

1 廢水毒性檢測方法現(xiàn)狀

隨著污水和廢水的日益多樣化，對(duì)污廢水處理的要求也不斷提高，比如要求控制污廢水中的有毒污染物。目前對(duì)污廢水毒性的測定主要有理化方法和生物學(xué)方法[ 1]。由于污廢水成分復(fù)雜，毒物量多，種類繁復(fù)，常規(guī)的理化檢測雖能定量分析污染物中主要成分的含量，但是存在測試項(xiàng)目多、成本高、難以監(jiān)測各類毒物、不能直接和全面反映各種毒物對(duì)環(huán)境綜合影響的問題。而生物測試能夠彌補(bǔ)理化檢測方法的不足，因此在水污染及控制的研究中，生物學(xué)方法已經(jīng)成為監(jiān)測和評(píng)價(jià)水體環(huán)境的重要手段之一。近年來，研究者們提出了多種生物毒性測試方法來監(jiān)測污廢水的毒性，這些方法可歸納為利用細(xì)菌和利用水生動(dòng)植物來監(jiān)測廢水毒性兩大類。

細(xì)菌監(jiān)測方法是基于細(xì)菌中毒后某些可見特性的變化來評(píng)價(jià)廢水毒性，如細(xì)胞生長、運(yùn)動(dòng)性、呼吸速率和生物發(fā)光、酶活性變化、ATP 水平、微熱量等的變化。細(xì)菌監(jiān)測方法有以下優(yōu)點(diǎn)[2]：生物機(jī)體小、種群數(shù)量大、生長繁殖快、保存簡單方便、試驗(yàn)費(fèi)用低、對(duì)環(huán)境變化的響應(yīng)快、生長條件便利，并且同高等動(dòng)物有著類似的物理化學(xué)特性和酶作用過程等特點(diǎn)，因此特別適合于生物毒性試驗(yàn)；常用的水體毒性細(xì)菌監(jiān)測方法有：基于生物發(fā)光的icrotox評(píng)價(jià)法、廢水對(duì)活性污泥毒性作用的呼吸抑制速率實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)法、廢水對(duì)活性污泥毒性的脫氫酶活性評(píng)價(jià)法。水生動(dòng)植物毒性試驗(yàn)是水毒理學(xué)的一個(gè)重要組成部分，這其中包括常見魚類和大型蚤及藻類急慢性試驗(yàn)，也包括近年來發(fā)展起來的斑馬魚胚胎發(fā)育技術(shù)毒性試驗(yàn)。

對(duì)一個(gè)污水處理廠來說，無論其化學(xué)分析儀器的配備，還是其技術(shù)隊(duì)伍的能力水平，都很難對(duì)進(jìn)廠污廢水開展全面分析，也難以利用上述生物學(xué)方法和理化方法進(jìn)行污廢水毒性檢測。本文介紹了一種活性污泥比對(duì)試驗(yàn)方法，用以定性檢測污水的生物毒性，可供同行參考。

2 活性污泥比對(duì)試驗(yàn)方法

2.1 特性評(píng)價(jià)指標(biāo)選擇

2.2 活性污泥比對(duì)試驗(yàn)

活性污泥比對(duì)試驗(yàn)，即取一定體積的疑似毒性廢水與正常非毒性廢水，按一定比例分別或者混合后加入到正常的活性污泥試樣中，對(duì)混合泥液進(jìn)行一定時(shí)間(數(shù)小時(shí))的曝氣處理。分別檢測混合泥液曝氣前后的NH3-N含量，然后再核算氨氮去除率，由此來判斷廢水對(duì)活性污泥生物性能的影響，進(jìn)而判定疑似毒性廢水有無毒性及毒性強(qiáng)弱。

3 活性污泥比對(duì)試驗(yàn)示例

某城鎮(zhèn)污水處理廠，設(shè)計(jì)處理規(guī)模為6.0×104m3/d，采用2000型改良氧化溝工藝，設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)：CODCr≤350mg/L，BOD5≤150mg/L，SS≤200mg/L，NH3-N≤30mg/L，TN≤40mg/L，TP≤5mg/L，出水水質(zhì)符合GB81918-2002一級(jí)A排放標(biāo)準(zhǔn)。2013年2月至2015年11月，連續(xù)出現(xiàn)多次出水氨氮突然升高的狀況：出水氨氮由正常出水時(shí)的1.1mg/L以下，3到8個(gè)小時(shí)內(nèi)即可升高到20mg/L；然后又逐漸降低到1.1mg/L以下，前后歷時(shí)約30小時(shí)；而在此變化過程中，出水CODCr保持穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。為查找出水氨氮突然超標(biāo)的原因，在排除工藝調(diào)度調(diào)整的影響因素后，該廠進(jìn)行了活性污泥比對(duì)試驗(yàn)。

3.1 試驗(yàn)的器具與試劑

2000mL取樣器，5000mL塑料水壺，1000mL具塞量筒，50mL(100mL)比色管，松寶SB-648增氧泵，50mL量筒，定性濾紙，1mL吸量管，砂芯玻璃漏斗，TU-1810紫外可見分光光度計(jì)，50mL移液管，玻璃棒，20mm比色皿。

10%硫酸鋅，25%氫氧化鈉，50%酒石酸鉀鈉，納氏試劑等。

納氏試劑：稱取7g碘化鉀、10g碘化汞溶于水，稱取16g氫氧化鈉溶于50mL水中，充分冷卻至室溫。將鉀汞溶液在玻璃棒攪拌下徐徐注入氫氧化鈉溶液中，用蒸餾水稀釋至100mL，儲(chǔ)于聚乙烯瓶中待用。

3.2 比對(duì)試驗(yàn)

用取樣器提取出水氨氮超標(biāo)時(shí)的進(jìn)廠污水(以下簡稱故障污水)5000mL，也提取正常運(yùn)行時(shí)的進(jìn)廠污水(以下簡稱正常污水)5000mL，兩種污水可為同一廠的，也可為不同廠的。然后再取正常運(yùn)行時(shí)的回流污泥5000mL(濃度約為9000mg/L)。

取故障污水500mL置于1000mL的量杯中，然后加入500mL回流污泥，接著放入SB-648增氧泵開始曝氣并計(jì)時(shí)，此試樣記作試樣一；按同樣方法，將正常污水與回流污泥混合，曝氣，并計(jì)時(shí)，此試樣記作試樣二；再分別取故障污水250mL和正常污水250mL進(jìn)行混合，采用上述方法與回流污泥混合，曝氣，并計(jì)時(shí)，此試樣記作試樣三；接著，再分別取故障污水100ml和正常污水400mL進(jìn)行混合，采用上述方法與回流污泥混合，曝氣，并計(jì)時(shí)，此試樣記作試樣四。達(dá)到設(shè)定曝氣時(shí)間后，停止曝氣靜沉30分鐘，取上清液進(jìn)行敏感項(xiàng)目NH3-N的測定。試驗(yàn)情況如圖1所示。

圖1 活性污泥比對(duì)試驗(yàn)

3.3 試樣測定

首先用絮凝沉淀法對(duì)試樣進(jìn)行預(yù)處理：取100mL試樣至比色管中，用1mL吸量管朝試樣中加1mL硫酸鋅，并加適量滴數(shù)的氫氧化鈉使呈堿性，生成氫氧化鋅沉淀，過濾，除去顏色和渾濁。

然后用納氏比色法對(duì)試樣進(jìn)行測定：取適量過濾后的試樣于50mL比色管內(nèi)，稀釋至標(biāo)線。加入1mL酒石酸鉀鈉溶液，混勻；加入1mL納氏試劑溶液，混勻。放置10min后，在波長420nm處，用光程20mm比色皿，以水為參比，測量吸光度。

由試樣測得的吸光度減去空白試驗(yàn)的吸光度后，從標(biāo)準(zhǔn)曲線上查得氨氮含量，由此計(jì)算出試樣的氨氮：

氨氮值=標(biāo)準(zhǔn)曲線上查得氨氮含量×吸光度/所取試樣體積

在檢測試樣NH3-N指標(biāo)的同時(shí)，檢測了試樣曝氣前后的CODCr：曝氣前CODCr為200～260mg/L，曝氣后CODCr為23～27mg/L。

經(jīng)檢測，故障污水初始NH3-N 為29.3mg/L，正常污水初始NH3-N為 20.4mg/L，回流污泥初始NH3-N 為1.2mg/L。上述四個(gè)試樣不同曝氣時(shí)長的氨氮檢測數(shù)據(jù)見表1。

3.4 結(jié)果與討論

由表1可知，在同樣的試驗(yàn)溫度、污泥濃度、曝氣強(qiáng)度、曝氣時(shí)間等條件下，試樣二的NH3-N含量在曝氣3個(gè)小時(shí)后即明顯降低，NH3-N去除率達(dá)到了86.2%；試樣四的NH3-N含量有一定降低，NH3-N去除率為11.0%，去除率較小；而試樣一、試樣三的NH3-N去除率可以忽略不計(jì)。又經(jīng)過3個(gè)小時(shí)即累計(jì)6個(gè)小時(shí)的曝氣，試樣二的NH3-N含量進(jìn)一步降低，NH3-N去除率達(dá)到了93.6%，試樣四的NH3-N含量也再次降低，NH3-N去除率達(dá)到33.9%，試樣一、試樣三的NH3-N含量與曝氣前沒什么變化，NH3-N去除率為0。

表1 化驗(yàn)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)

通過上述試樣一、試樣二、試樣三、試樣四曝氣前后NH3-N去除率的對(duì)比，推斷試樣一、試樣三廢水對(duì)活性污泥中硝化菌有強(qiáng)烈影響，硝化菌的硝化功能停止；試樣四廢水對(duì)活性污泥中硝化菌有一定影響，硝化菌的硝化功能受到部分抑制；試樣二廢水對(duì)活性污泥中硝化菌沒有影響，硝化菌的硝化功能正常。由此推斷上述試樣廢水的毒性大小順序?yàn)椋涸嚇右弧⒃嚇尤?試樣四>試樣二。

委托第三方水樣定量分析的結(jié)果表明，試樣一所用廢水中總磷含量為28.4mg/L，有機(jī)磷含量為11.3mg/L，硫化物含量為7.3mg/L，由此，印證了污水毒性活性污泥比對(duì)試驗(yàn)法的正確性。

4 結(jié)語與建議

隨著污水和廢水的日益多樣化，對(duì)污廢水處理的要求也不斷提高，比如要求控制污廢水中的有毒污染物。目前對(duì)污廢水毒性的測定主要有理化方法和生物學(xué)方法。常規(guī)的理化檢測雖能定量分析污染物中主要成分的含量，但是存在測試項(xiàng)目多、成本高、難以監(jiān)測各類毒物、不能直接和全面反映各種毒物對(duì)環(huán)境綜合影響的問題。而生物測試能夠彌補(bǔ)理化檢測方法的不足，因此在水污染及控制的研究中，生物學(xué)方法已經(jīng)成為監(jiān)測和評(píng)價(jià)水體環(huán)境的重要手段之一。

近年來研究者們提出了多種生物毒性測試方法來監(jiān)測污廢水的毒性，這些方法可歸納為利用細(xì)菌和利用水生動(dòng)植物來監(jiān)測廢水毒性兩大類。細(xì)菌監(jiān)測方法是基于細(xì)菌中毒后某些可見特性的變化來評(píng)價(jià)廢水毒性，如細(xì)胞生長、運(yùn)動(dòng)性、呼吸速率和生物發(fā)光、酶活性變化、ATP水平、微熱量等的變化。常用的水體毒性細(xì)菌監(jiān)測方法有：基于生物發(fā)光的icrotox 評(píng)價(jià)法、廢水對(duì)活性污泥毒性作用的呼吸抑制速率實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)法、廢水對(duì)活性污泥毒性的脫氫酶活性評(píng)價(jià)法。

對(duì)一個(gè)污水處理廠來說，無論其化學(xué)分析儀器的配備，還是其技術(shù)隊(duì)伍的能力水平，都很難對(duì)進(jìn)廠污廢水開展全面分析，也難以利用上述生物學(xué)方法和理化方法進(jìn)行污廢水毒性檢測。本文介紹了一種活性污泥比對(duì)試驗(yàn)方法，用以定性檢測污水的生物毒性。

以上研究分析表明，理化方法和生物學(xué)方法都可以檢測廢水的毒性，但生物學(xué)方法中的活性污泥比對(duì)試驗(yàn)法，以NH3-N去除率作為廢水毒性特征指標(biāo)，能迅速定性判斷廢水的綜合毒性，且現(xiàn)場操作簡單快捷，具有較好的實(shí)用性。

[1]戴樹桂，游道新，胡國臣，等.回用水中優(yōu)先毒性有機(jī)物和綜合毒性水質(zhì)指標(biāo)的研究[A].國家“七五”科技公關(guān)環(huán)境保護(hù)項(xiàng)目論文集：水污染防治及城市污水資源化技術(shù)[C].北京：科學(xué)出版社，1993：712-719.

[2]S hijin Ren，Paul D Frymier.Continuous toxicit y of biological wastewater treatment system influent using a bioluminescent report er bact erium，w at er environment f ederat ion [A].74th Annual Conf erence& Exposition[C].At lant a，Georgia，U.S .A.，2001：540-555.

On One of Simple Method to Detect the Toxicity of Wastewater

ZHU Xuehong

(Luohe Water Investment Co.，Ltd，Luohe 462000，China)

Detecting methods of wastewater toxicity requires a lot of instruments and sevral technicians with high level of skill.Generally，a medium or small scaled wastewater treatment plants can’t carry out the toxicity tests of wastewater.But activated sludge comparison test with the characteristic of indicating removal rate of NH3-N in wastewater，can be used to detect the toxicity of wastewater，and the test is practicable well because of its simple and fast operation.

wastewater；toxicity；activated sludge comparison test；NH3-N

朱學(xué)紅，本科，高級(jí)工程師，研究方向?yàn)樗廴局卫怼⑽勰嗵幚硖幹?/p>

X832

A

1673-288X(2016)06-0088-03

引用文獻(xiàn)格式：朱學(xué)紅.關(guān)于一種檢測廢水毒性的簡易方法[J].環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展，2016，41(6)：88-90.