A/A/O工藝對焦化廢水生物毒性削減效果評價

石 柳

（山西工程職業技術學院 山西太原 030009）

引言

焦化廢水主要產生于煤干餾、煤氣凈化、苯等副產品的精制和回收過程中。研究發現：焦化廢水能抑制玉米根尖細胞有絲分裂，影響玉米幼苗的生長，造成脂質過氧化和蛋白質氧化等損傷。因此，焦化廢水的排放不但會對環境造成嚴重的污染，而且將威脅到人類的健康。生物毒性測試結果能夠反映廢水中復雜成分的綜合毒性，為廢水環境風險評價和廢水處理技術的選擇提供理論依據。

A/A/O工藝是國內處理焦化廢水的常用方法，占中國焦化廢水處理廠生物處理工藝的25%左右。關于A/A/O工藝對廢水毒性削減效果的評價，有研究表明A/A/O工藝可以降低染料廢水的急性毒性，也可以削減市政污水的急性毒性和基因毒性。但是，關于A/A/O工藝對焦化廢水生物毒性的去除規律還缺乏研究。

本研究以某焦化廢水處理廠中A/A/O工藝的實際工業廢水為研究對象，以斑馬魚為受試生物，從急性毒性、氧化損傷毒性和遺傳毒性三方面考察了A/A/O工藝對焦化廢水的生物毒性削減效果。

1 材料與方法

1.1 實驗用水樣的采集與保存

焦化廢水采自某焦化廢水處理廠，采集廢水處理廠的進水及A/A/O各處理單元的出水后，密封并于4°C冷藏保存。

1.2 焦化廢水理化指標測定方法

廢水的COD、氨氮分別采用重鉻酸鉀滴定法、納氏試劑分光光度法進行測定。DO、pH分別采用便攜式溶解氧測定儀、PB-20型pH測定儀進行測定。

1.3 斑馬魚的毒性實驗方法

斑馬魚購于大連市中山公園花鳥市場。急性毒性實驗方法參照OECD化學品測試導則No.203(1992)《斑馬魚急性毒性實驗》進行。斑馬魚肝組織中ROS水平的測定按照南京建成生物研究所的試劑盒要求測定。斑馬魚肝細胞的彗星實驗參照周斯蕓[1]的方法進行實驗。

2 結果與討論

2.1 焦化廢水的理化指標

進水及A/A/O各級出水的COD、NH4+-N、pH和DO的測定結果如表2.1所示。

表2 .1 焦化廢水理化指標測定結果

2.2 焦化廢水急性毒性的削減效果評價

焦化廢水對斑馬魚的急性毒性結果如圖2.1所示。進水對斑馬魚表現出顯著的急性毒性，TU值為6.9。經過厭氧池處理后，廢水對斑馬魚急性毒性TU值由6.9降低到2.8，毒性削減約60%。最后好氧池出水對斑馬魚沒有表現出急性毒性。這表明A/A/O工藝去除了廢水對斑馬魚的急性毒性，且厭氧池對毒性的去除率最高。

圖2 .1 焦化廢水對斑馬魚的急性毒性

2.3 焦化廢水氧化損傷毒性的削減效果評價

焦化廢水對斑馬魚肝細胞內ROS水平的毒性效應如圖2.2所示。ROS的高低直接反映出生物體中總體活性氧的水平，反應生物體的氧化損傷程度[2]。焦化進水及A/A/O工藝各級出水對斑馬魚肝臟中ROS水平均表現為顯著的促進作用，這表明焦化廢水對斑馬魚造成氧化損傷。經缺氧池處理后，斑馬魚肝臟中ROS水平降低。這表明A/A/O處理過程中缺氧池削減了焦化廢水對斑馬魚肝臟中ROS水平的毒性效應。最終好氧池出水對斑馬魚肝臟中ROS水平表現出促進作用，表明A/A/O工藝只能降低，不能完全去除焦化廢水對斑馬魚的氧化損傷毒性。

2.4 焦化廢水遺傳毒性的削減效果評價

考慮到焦化廢水中復雜有毒物質的特點，本研究進一步對進水及A/A/O工藝各級出水對斑馬魚的遺傳毒性進行了研究，結果如圖2.3所示。2%的焦化進水使細胞的彗星尾距顯著升高，表明進水對斑馬魚造成了DNA損傷，廢水中可能含有具有遺傳毒性的污染物。有研究表明，焦化廢水中含有高濃度的酚類、多環芳烴等物質，這些物質具有較強的遺傳毒性，能夠破壞生物的遺傳物質。隨著生化處理的進行，彗星尾距長度減小，廢水的遺傳毒性有所下降。但是好氧出水的彗星尾距與空白相比，仍表現出顯著性差異，這說明A/A/O工藝只能降低，但是不能完全去除焦化廢水的遺傳毒性。其它傳統生物處理工藝對廢水遺傳毒性的去除能力也是有限的。如A/O工藝未能去除市政廢水和紡織廢水對斑馬魚的遺傳毒性。因此，在生物處理之后，需引入深度處理技術來進一步削減廢水的毒性。有研究表明芬頓-絮凝技術有效降低了經A/A/O工藝處理后的染料廢水的遺傳毒性。臭氧氧化技術對醫用廢水的遺傳毒性有較好的處理效果。

圖2 .2 焦化廢水對斑馬魚的氧化損傷毒性

圖2 .3 焦化廢水對斑馬魚的遺傳毒性

結語

研究以斑馬魚為受試生物，從急性毒性、氧化損傷和遺傳毒性三方面考察了焦化廢水的生物毒性隨A/A/O工藝過程的變化規律。得出如下結論：

(1)A/A/O工藝有效地去除了焦化廢水對斑馬魚的急性毒性，厭氧池對焦化廢水對斑馬魚的急性毒性的去除作用最大;

(2)A/A/O工藝只能降低但不能完全去除焦化廢水對斑馬魚的氧化損傷毒性和基因毒性，缺氧池對焦化廢水對斑馬魚的氧化損傷毒性和遺傳毒性去除效果較好。

[1]周斯蕓.利用魚類等水生生物進行毒性評價研究[D].大連理工大學,2014.

[2]桑楠等.焦化廢水脅迫對玉米幼苗生長和抗氧化系統的影響[J].農業環境科學學報,2010(04):648-652.