A/A/O工艺对焦化废水生物毒性削减效果评价

2018-03-06石柳

资源节约与环保 2018年2期

石柳

（山西工程职业技术学院山西太原 030009）

引言

焦化废水主要产生于煤干馏、煤气净化、苯等副产品的精制和回收过程中。研究发现：焦化废水能抑制玉米根尖细胞有丝分裂，影响玉米幼苗的生长，造成脂质过氧化和蛋白质氧化等损伤。因此，焦化废水的排放不但会对环境造成严重的污染，而且将威胁到人类的健康。生物毒性测试结果能够反映废水中复杂成分的综合毒性，为废水环境风险评价和废水处理技术的选择提供理论依据。

A/A/O工艺是国内处理焦化废水的常用方法，占中国焦化废水处理厂生物处理工艺的25%左右。关于A/A/O工艺对废水毒性削减效果的评价，有研究表明A/A/O工艺可以降低染料废水的急性毒性，也可以削减市政污水的急性毒性和基因毒性。但是，关于A/A/O工艺对焦化废水生物毒性的去除规律还缺乏研究。

本研究以某焦化废水处理厂中A/A/O工艺的实际工业废水为研究对象，以斑马鱼为受试生物，从急性毒性、氧化损伤毒性和遗传毒性三方面考察了A/A/O工艺对焦化废水的生物毒性削减效果。

1 材料与方法

1.1 实验用水样的采集与保存

焦化废水采自某焦化废水处理厂，采集废水处理厂的进水及A/A/O各处理单元的出水后，密封并于4°C冷藏保存。

1.2 焦化废水理化指标测定方法

废水的COD、氨氮分别采用重铬酸钾滴定法、纳氏试剂分光光度法进行测定。DO、pH分别采用便携式溶解氧测定仪、PB-20型pH测定仪进行测定。

1.3 斑马鱼的毒性实验方法

斑马鱼购于大连市中山公园花鸟市场。急性毒性实验方法参照OECD化学品测试导则No.203(1992)《斑马鱼急性毒性实验》进行。斑马鱼肝组织中ROS水平的测定按照南京建成生物研究所的试剂盒要求测定。斑马鱼肝细胞的彗星实验参照周斯芸[1]的方法进行实验。

2 结果与讨论

2.1 焦化废水的理化指标

进水及A/A/O各级出水的COD、NH4+-N、pH和DO的测定结果如表2.1所示。

表2 .1 焦化废水理化指标测定结果

2.2 焦化废水急性毒性的削减效果评价

焦化废水对斑马鱼的急性毒性结果如图2.1所示。进水对斑马鱼表现出显著的急性毒性，TU值为6.9。经过厌氧池处理后，废水对斑马鱼急性毒性TU值由6.9降低到2.8，毒性削减约60%。最后好氧池出水对斑马鱼没有表现出急性毒性。这表明A/A/O工艺去除了废水对斑马鱼的急性毒性，且厌氧池对毒性的去除率最高。

图2 .1 焦化废水对斑马鱼的急性毒性

2.3 焦化废水氧化损伤毒性的削减效果评价

焦化废水对斑马鱼肝细胞内ROS水平的毒性效应如图2.2所示。ROS的高低直接反映出生物体中总体活性氧的水平，反应生物体的氧化损伤程度[2]。焦化进水及A/A/O工艺各级出水对斑马鱼肝脏中ROS水平均表现为显著的促进作用，这表明焦化废水对斑马鱼造成氧化损伤。经缺氧池处理后，斑马鱼肝脏中ROS水平降低。这表明A/A/O处理过程中缺氧池削减了焦化废水对斑马鱼肝脏中ROS水平的毒性效应。最终好氧池出水对斑马鱼肝脏中ROS水平表现出促进作用，表明A/A/O工艺只能降低，不能完全去除焦化废水对斑马鱼的氧化损伤毒性。

2.4 焦化废水遗传毒性的削减效果评价

考虑到焦化废水中复杂有毒物质的特点，本研究进一步对进水及A/A/O工艺各级出水对斑马鱼的遗传毒性进行了研究，结果如图2.3所示。2%的焦化进水使细胞的彗星尾距显著升高，表明进水对斑马鱼造成了DNA损伤，废水中可能含有具有遗传毒性的污染物。有研究表明，焦化废水中含有高浓度的酚类、多环芳烃等物质，这些物质具有较强的遗传毒性，能够破坏生物的遗传物质。随着生化处理的进行，彗星尾距长度减小，废水的遗传毒性有所下降。但是好氧出水的彗星尾距与空白相比，仍表现出显著性差异，这说明A/A/O工艺只能降低，但是不能完全去除焦化废水的遗传毒性。其它传统生物处理工艺对废水遗传毒性的去除能力也是有限的。如A/O工艺未能去除市政废水和纺织废水对斑马鱼的遗传毒性。因此，在生物处理之后，需引入深度处理技术来进一步削减废水的毒性。有研究表明芬顿-絮凝技术有效降低了经A/A/O工艺处理后的染料废水的遗传毒性。臭氧氧化技术对医用废水的遗传毒性有较好的处理效果。