关于一种检测废水毒性的简易方法

朱学红

(漯河市水务投资有限公司，河南 漯河 462000)



关于一种检测废水毒性的简易方法

朱学红

(漯河市水务投资有限公司，河南 漯河 462000)

随着污水和废水的日益多样化，关于污废水处理的要求也不断提高，比如要求控制污废水中的有毒污染物。目前关于污废水毒性的测定主要有理化方法和生物学方法。常规的理化检测虽能定量分析污染物中主要成分的含量，但是存在测试项目多、成本高、难以监测各类毒物、不能直接和全面反映各种毒物对环境综合影响的问题。而生物测试能够弥补理化检测方法的不足，因此在水污染及控制的研究中，生物学方法已经成为监测和评价水体环境的重要手段之一。近年来研究者们提出了多种生物毒性测试方法来监测污废水的毒性，这些方法可归纳为利用细菌和利用水生动植物来监测废水毒性两大类。废水毒性现有检测方法需要的设备仪器多，技术要求高，所以一般中小型污水处理厂没有条件开展废水毒性的检测。本文介绍了一种活性污泥比对试验方法，用以定性检测污水的生物毒性，以供同行参考。活性污泥比对试验以废水中的氨氮去除率为特征指标，用以判别废水的毒性，操作简单、快捷，具有较好的实用性。

废水；毒性；活性污泥；氨氮

引言

对一个污水处理厂来说，无论其化学分析仪器的配备，还是其技术队伍的能力水平，都很难对进厂污废水开展全面分析，也难以利用上述生物学方法和理化方法进行污废水毒性检测。本文介绍了一种活性污泥比对试验方法，用以定性检测污水的生物毒性，以供同行参考。

1 废水毒性检测方法现状

随着污水和废水的日益多样化，对污废水处理的要求也不断提高，比如要求控制污废水中的有毒污染物。目前对污废水毒性的测定主要有理化方法和生物学方法[ 1]。由于污废水成分复杂，毒物量多，种类繁复，常规的理化检测虽能定量分析污染物中主要成分的含量，但是存在测试项目多、成本高、难以监测各类毒物、不能直接和全面反映各种毒物对环境综合影响的问题。而生物测试能够弥补理化检测方法的不足，因此在水污染及控制的研究中，生物学方法已经成为监测和评价水体环境的重要手段之一。近年来，研究者们提出了多种生物毒性测试方法来监测污废水的毒性，这些方法可归纳为利用细菌和利用水生动植物来监测废水毒性两大类。

细菌监测方法是基于细菌中毒后某些可见特性的变化来评价废水毒性，如细胞生长、运动性、呼吸速率和生物发光、酶活性变化、ATP 水平、微热量等的变化。细菌监测方法有以下优点[2]：生物机体小、种群数量大、生长繁殖快、保存简单方便、试验费用低、对环境变化的响应快、生长条件便利，并且同高等动物有着类似的物理化学特性和酶作用过程等特点，因此特别适合于生物毒性试验；常用的水体毒性细菌监测方法有：基于生物发光的icrotox评价法、废水对活性污泥毒性作用的呼吸抑制速率实验评价法、废水对活性污泥毒性的脱氢酶活性评价法。水生动植物毒性试验是水毒理学的一个重要组成部分，这其中包括常见鱼类和大型蚤及藻类急慢性试验，也包括近年来发展起来的斑马鱼胚胎发育技术毒性试验。

对一个污水处理厂来说，无论其化学分析仪器的配备，还是其技术队伍的能力水平，都很难对进厂污废水开展全面分析，也难以利用上述生物学方法和理化方法进行污废水毒性检测。本文介绍了一种活性污泥比对试验方法，用以定性检测污水的生物毒性，可供同行参考。

2 活性污泥比对试验方法

2.1 特性评价指标选择

2.2 活性污泥比对试验

活性污泥比对试验，即取一定体积的疑似毒性废水与正常非毒性废水，按一定比例分别或者混合后加入到正常的活性污泥试样中，对混合泥液进行一定时间(数小时)的曝气处理。分别检测混合泥液曝气前后的NH3-N含量，然后再核算氨氮去除率，由此来判断废水对活性污泥生物性能的影响，进而判定疑似毒性废水有无毒性及毒性强弱。

3 活性污泥比对试验示例

某城镇污水处理厂，设计处理规模为6.0×104m3/d，采用2000型改良氧化沟工艺，设计进水水质：CODCr≤350mg/L，BOD5≤150mg/L，SS≤200mg/L，NH3-N≤30mg/L，TN≤40mg/L，TP≤5mg/L，出水水质符合GB81918-2002一级A排放标准。2013年2月至2015年11月，连续出现多次出水氨氮突然升高的状况：出水氨氮由正常出水时的1.1mg/L以下，3到8个小时内即可升高到20mg/L；然后又逐渐降低到1.1mg/L以下，前后历时约30小时；而在此变化过程中，出水CODCr保持稳定达标。为查找出水氨氮突然超标的原因，在排除工艺调度调整的影响因素后，该厂进行了活性污泥比对试验。

3.1 试验的器具与试剂

2000mL取样器，5000mL塑料水壶，1000mL具塞量筒，50mL(100mL)比色管，松宝SB-648增氧泵，50mL量筒，定性滤纸，1mL吸量管，砂芯玻璃漏斗，TU-1810紫外可见分光光度计，50mL移液管，玻璃棒，20mm比色皿。

10%硫酸锌，25%氢氧化钠，50%酒石酸钾钠，纳氏试剂等。

纳氏试剂：称取7g碘化钾、10g碘化汞溶于水，称取16g氢氧化钠溶于50mL水中，充分冷却至室温。将钾汞溶液在玻璃棒搅拌下徐徐注入氢氧化钠溶液中，用蒸馏水稀释至100mL，储于聚乙烯瓶中待用。

3.2 比对试验

用取样器提取出水氨氮超标时的进厂污水(以下简称故障污水)5000mL，也提取正常运行时的进厂污水(以下简称正常污水)5000mL，两种污水可为同一厂的，也可为不同厂的。然后再取正常运行时的回流污泥5000mL(浓度约为9000mg/L)。

取故障污水500mL置于1000mL的量杯中，然后加入500mL回流污泥，接着放入SB-648增氧泵开始曝气并计时，此试样记作试样一；按同样方法，将正常污水与回流污泥混合，曝气，并计时，此试样记作试样二；再分别取故障污水250mL和正常污水250mL进行混合，采用上述方法与回流污泥混合，曝气，并计时，此试样记作试样三；接着，再分别取故障污水100ml和正常污水400mL进行混合，采用上述方法与回流污泥混合，曝气，并计时，此试样记作试样四。达到设定曝气时间后，停止曝气静沉30分钟，取上清液进行敏感项目NH3-N的测定。试验情况如图1所示。

图1 活性污泥比对试验

3.3 试样测定

首先用絮凝沉淀法对试样进行预处理：取100mL试样至比色管中，用1mL吸量管朝试样中加1mL硫酸锌，并加适量滴数的氢氧化钠使呈碱性，生成氢氧化锌沉淀，过滤，除去颜色和浑浊。

然后用纳氏比色法对试样进行测定：取适量过滤后的试样于50mL比色管内，稀释至标线。加入1mL酒石酸钾钠溶液，混匀；加入1mL纳氏试剂溶液，混匀。放置10min后，在波长420nm处，用光程20mm比色皿，以水为参比，测量吸光度。

由试样测得的吸光度减去空白试验的吸光度后，从标准曲线上查得氨氮含量，由此计算出试样的氨氮：

氨氮值=标准曲线上查得氨氮含量×吸光度/所取试样体积

在检测试样NH3-N指标的同时，检测了试样曝气前后的CODCr：曝气前CODCr为200～260mg/L，曝气后CODCr为23～27mg/L。

经检测，故障污水初始NH3-N 为29.3mg/L，正常污水初始NH3-N为 20.4mg/L，回流污泥初始NH3-N 为1.2mg/L。上述四个试样不同曝气时长的氨氮检测数据见表1。

3.4 结果与讨论

由表1可知，在同样的试验温度、污泥浓度、曝气强度、曝气时间等条件下，试样二的NH3-N含量在曝气3个小时后即明显降低，NH3-N去除率达到了86.2%；试样四的NH3-N含量有一定降低，NH3-N去除率为11.0%，去除率较小；而试样一、试样三的NH3-N去除率可以忽略不计。又经过3个小时即累计6个小时的曝气，试样二的NH3-N含量进一步降低，NH3-N去除率达到了93.6%，试样四的NH3-N含量也再次降低，NH3-N去除率达到33.9%，试样一、试样三的NH3-N含量与曝气前没什么变化，NH3-N去除率为0。

表1 化验统计数据

通过上述试样一、试样二、试样三、试样四曝气前后NH3-N去除率的对比，推断试样一、试样三废水对活性污泥中硝化菌有强烈影响，硝化菌的硝化功能停止；试样四废水对活性污泥中硝化菌有一定影响，硝化菌的硝化功能受到部分抑制；试样二废水对活性污泥中硝化菌没有影响，硝化菌的硝化功能正常。由此推断上述试样废水的毒性大小顺序为：试样一、试样三>试样四>试样二。

委托第三方水样定量分析的结果表明，试样一所用废水中总磷含量为28.4mg/L，有机磷含量为11.3mg/L，硫化物含量为7.3mg/L，由此，印证了污水毒性活性污泥比对试验法的正确性。

4 结语与建议

随着污水和废水的日益多样化，对污废水处理的要求也不断提高，比如要求控制污废水中的有毒污染物。目前对污废水毒性的测定主要有理化方法和生物学方法。常规的理化检测虽能定量分析污染物中主要成分的含量，但是存在测试项目多、成本高、难以监测各类毒物、不能直接和全面反映各种毒物对环境综合影响的问题。而生物测试能够弥补理化检测方法的不足，因此在水污染及控制的研究中，生物学方法已经成为监测和评价水体环境的重要手段之一。

近年来研究者们提出了多种生物毒性测试方法来监测污废水的毒性，这些方法可归纳为利用细菌和利用水生动植物来监测废水毒性两大类。细菌监测方法是基于细菌中毒后某些可见特性的变化来评价废水毒性，如细胞生长、运动性、呼吸速率和生物发光、酶活性变化、ATP水平、微热量等的变化。常用的水体毒性细菌监测方法有：基于生物发光的icrotox 评价法、废水对活性污泥毒性作用的呼吸抑制速率实验评价法、废水对活性污泥毒性的脱氢酶活性评价法。

对一个污水处理厂来说，无论其化学分析仪器的配备，还是其技术队伍的能力水平，都很难对进厂污废水开展全面分析，也难以利用上述生物学方法和理化方法进行污废水毒性检测。本文介绍了一种活性污泥比对试验方法，用以定性检测污水的生物毒性。

以上研究分析表明，理化方法和生物学方法都可以检测废水的毒性，但生物学方法中的活性污泥比对试验法，以NH3-N去除率作为废水毒性特征指标，能迅速定性判断废水的综合毒性，且现场操作简单快捷，具有较好的实用性。

[1]戴树桂，游道新，胡国臣，等.回用水中优先毒性有机物和综合毒性水质指标的研究[A].国家“七五”科技公关环境保护项目论文集：水污染防治及城市污水资源化技术[C].北京：科学出版社，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

朱学红，本科，高级工程师，研究方向为水污染治理、污泥处理处置

X832

A

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

引用文献格式：朱学红.关于一种检测废水毒性的简易方法[J].环境与可持续发展，2016，41(6)：88-90.