輕工業廢水毒性的環境評價及方法

李維維，牛永健，辛明星

（甘肅省輕工研究院有限責任公司，甘肅 蘭州 730000）

廢水毒性檢定是指利用一系列微生物進行標準化學測試，測試的終點為已存活微生物的發育情況，是用來判斷廢水綜合毒性的測試，通過化學與物理相結合的方法進行測定，檢測出廢水中有毒有害物質的成分[1]。工業廢水種類繁多，成分復雜，歷來為廢水控制和管理的重點、難點。近年來，隨著我國科學技術的快速發展，工業也有了質的飛躍，從而使復雜的毒性工業廢水對生態系統和人類健康造成了巨大威脅，也給環境風險評估帶來了嚴峻的挑戰，工業廢水的極限排放并不能滿足環境評估的要求，因此，廢水處理問題迫在眉睫，我們應更加重視廢水的毒性程度，開展規范的毒性檢測。

1 毒性檢測方法

1.1 發展背景

工業廢水的性質不同，組成復雜，是廢水控制和管理的難題。近年來，生態工業快速發展產生的有毒有害物質也隨著廢水排放的流入周圍環境，給人們的生活造成了很大的威脅，同時也給風險評估造成了很大的困擾[2]。政府應進一步加強對廢水污染指標的控制，滿足廢水風險評價和管理的要求，重視廢水的污染程度，并開展規范的毒性檢測。目前，許多發達國家都建立了微生物檢測技術指標，并在毒性改進相對成熟的前提下，對各種毒性檢測技術進行改進。中國也陸續展開了相關研究，隨著對水質要求的提高，工業廢水毒性評估也引起了人們的廣泛關注。

1.2 毒性檢測方法

目前，工業廢水污染觀察指標為大量金屬物質等污染指標，根據化合物指標，無法反映廢水產生的毒性危害，導致很多廢水既使達到排放標準要求，仍然會有很大危害，影響周邊環境[3]。水中污染物的檢測方法分為兩種，一種是用物理和化學性質進行分析，另一種是用微生物進行毒性檢查。廢水指標通常采用常用的物理化學檢測方法，具有方便，簡單等優點，國外的廢水污染物檢測指標非常多，而國內的檢測指標僅為國外的1/6，依靠現有的單一污染物指標，檢測后的廢水仍存在很多問題。根據廢水理化性質來檢測，人們的健康受影響較少，但會對生態系統造成一定的影響，無法反映聯合協同疊加的作用。當有毒物質大量存在，而有毒數據嚴重缺乏或未開發時，仍可能對人體造成危害。工業指導中化學物質增多，新型有毒物質也會大量增加，單一指標過多，新的有毒有害物質濃度較低，會增大理化分析的難度和經濟支出。微生物檢測可以檢測非常復雜的環境，直觀反映水體污染毒性，因此，又被稱為綜合性毒性檢測，是預防化學污染的一種不可缺少的手段，既可尋找化學物質或新型工業廢水的生物安全濃度，制定合理的水質標準和廢水排放依據，也可檢測廢水處理效果，測試污染程度、比較不同物質毒性。還能鑒別毒性水平，不同行業廢水的生物毒性不存在相關性，必須將多種實驗取得的結果一一對照，才能反應廢水實際毒性的大小，綜合毒性檢測已經得到了國家的廣泛認同和廣泛應用。微生物檢測出的毒性指標不同，可分為急性毒、慢性毒、遺傳性毒，毒性檢測風險要求符合規范要求。毒性物質大部分是急性毒，急性毒物的檢測方式是微生物一天內對感染源多次實驗，從中得到污染物與機體多次接觸引起的損害，找出污染物的劑量與效應關系，根據微生物的測試毒性分為活體實驗、大型細菌實驗及微生物發電實驗。在細菌實驗室，普遍應用毒性指標檢測的方法。我國規定的毒性檢測方法為發光式細菌法，由于傳統的微生物檢測時間過長，維護成本較高，保存困難，檢測突發性水污染物具有難度大、不方便、不靈敏等特點，所以生物毒性感染成為最方便的方式，它的原理是用細胞呼吸，將水體污染的物氧化程度傳導到各個電器，在電回路中產生電子轉移形成微電流，在水體中大量積累時，就會減弱微生物電流信號，使用傳感器能充分觀察到分子對物質的感應，是快速發展、水質檢測的關鍵，這種方式可以避免單一小細菌提純困難，容易變異等不足。

1.3 權威毒性檢測法

權威毒性檢測法由美國提出，宗旨是為了加強水質管理，保護水性微生物。權威毒性檢測法是一種急性毒性檢測方法，它可以快速檢測水中微生物的綜合毒性效應。通過選定微生物種類，并放入不同濃度的污水樣本中，在單位時間內觀察微生物的死亡情況，有利于存活性與繁殖性判斷的水質，由于廢水毒性中的化學物質較多[4]。目前沒有形成標準對比數據，可以克服單一污染物檢測的缺點，能夠很好地避免單獨排放的大量毒性。廢水毒性綜合檢測方法可以有效地分析復雜廢水中的有毒污染物，識別廢水中的有毒有害物質，是選擇和控制有毒污染點的重要手段，但是在具體操作中并不能完全取代傳統方法。權威水毒性檢測法，適用于復雜的工業毒性廢水和城市污染廢水，在使用傳統方法的同時，也可以相互借鑒，共同檢測毒性含量。

2 毒性評價標準

2.1 評價制度

在輕工業廢水中，毒性評價的最基本指標是微生物的生長率與繁殖率、成活率，通過不同指標比較不同敏感性，進行微生物短期實驗，以死亡率和繁殖率為評價終點，得出繁殖效率。在實驗過程中，微生物的死亡和死亡毒素的濃度是水中毒素對微生物、空氣毒素甚至對人體毒性的相關參數，用以比較各種污染物的毒性，不同的生長階段的生物對毒性的敏感性和周圍環境對毒性的敏感程度并不相同，毒性物質致死效率與種類、暴露方式及時間長短有關。在鑒別過程中，一般使用毒性數據的TOS計算法，確定廢水中化合物的濃度。通過水中的含量的多少，可以與廢水毒性進行比較，廢水的毒性也需要制定相當規范的毒排放標準。作為識別污染物的重要指標，應綜合考慮潛在毒性效應，基于多重性、持續性、差異性與廢水排放量的關系，適用于比較工業廢水中毒性的新指標。通過確定毒性評價體系標準和毒性檢測方法，并結合相關儀器分析，并利用系統監測技術對工業廢水進行監測，通過具體實驗數據獲取工業廢水中毒物含量,是最有效的毒性評價方法。

2.2 有毒廢水中生物的預處理

在有毒廢水中，微生物的預處理可以用稀釋法，當廢水中生物濃度超過微生物處理濃度的極限，是可以保證微生物正常處理的。采用簡單的稀釋方式，將廢水中毒物濃度稀釋到極限濃度以下，使不同的有毒廢水中含量不同，將其混合起來彼此稀釋，可將毒物濃度在允許條件下降到最低，是有效的毒廢水稀釋法，這種方式的毒性檢測穩定單一，用清水清洗稀釋的方法可以使廢水中的毒物穩定。第二種方式是轉換法，當化學物質在特定情況下表現出毒性的時候，如硝基苯的毒性比較大，當轉化為硝基苯胺的時候，毒性就會非常小，但是這是一種還原反應，還原后可以通過化學方法讓廢水中的毒物轉化成無毒物質進行檢測。第三種方式是分離法，分離的基本原理是將廢水中的大部分毒素轉化為氣體或固體進行檢測，從而保證廢水中微生物處理方法的運行，此法適用于穩定性和非穩定性的各種毒物。隨著水污染控制的加強，有毒有害物質的檢測方法逐漸成為我國工業廢水的重要內容，所以要建立適合我國國情的工業廢水微生物毒性檢測管理方法，使檢測方法更加完善。

2.3 檢測方法應用

毒性鑒定方法于2000年前在美國完成，最適合于工業廢水的檢測，并逐漸發展成為江河、湖泊、廢棄物的檢測系統，這是非?？焖俸唵蔚臋z測，需要運用檢測的方式得到廢水綜合毒性，并分析每一種毒性并選擇合適的方式進行鑒別，從而找出廢水中需要控制的有毒有害物質，這種方式不只應用于工業廢水檢測，也可用于多種水體檢測[5]，例如周圍水、環境、沉積物等毒性檢測。第一階段需要闡述毒性檢測的基本流程，選擇合適的微生物，在第一階段中必須確定非極性化合物的有毒成分。第二階段選擇有毒物質的分離技術，采用液體濃縮方式，使有毒物質轉化為無毒物質進行檢測。據調查，每年有大量微生物從檢測物質中進入到周圍水體，微生物生成的物質構成了復雜的混合體，存在于廢水中，盡管新的方式能識別出廢水中的化學物質，但是也有可能忽略很多毒的危害，所以我們必須研究出更先進的微生物源進行毒性評估。

3 結論

工業廢水污染物檢測技術經歷了從活體實驗到細菌實驗、微生物檢測實驗，為了提高檢測的準確性，研究人員不斷探索新的高效方法。廢水檢測和管理必須靈活、易于維護，最好是現場快速檢測，因此微生物檢測法有很好的發展前景，然而，按照規定的毒性劑量與微生物發電量之間的相關性必須與實際基礎相結合，所以要開發毒性快速檢測儀，這需要政府的大力支持。發達國家已經建立了大型毒性檢測標準測量庫，在實施過程中取得了巨大的成效，我國目前的急性毒性檢測方式非常少，因此，要制定相關的法律法規，完善輕工業廢水特別是排放的污水的濃度檢測，加強綜合毒性控制，學習國外先進的毒物檢測方法，完善輕工業廢水檢測體系，更好地保障水質安全，保護人們的健康和生態系統。