姜 玥 胡 靜

（陜西省石油化工研究設計院)

隨著人類環(huán)保意識的提高，環(huán)保法規(guī)進一步嚴格，許多國家已開始限制磷的排放，并對最終排放到環(huán)境中的化學物質(zhì)提出生物降解性的要求。水處理產(chǎn)品隨著污水排入環(huán)境已劃歸到這一范疇，對水處理劑產(chǎn)品的可生物降解要求已提到議事日程。

可生物降解是水處理劑的發(fā)展趨勢，國內(nèi)目前的水處理劑主要以有機磷系為主。研究使用以可生物降解的水處理劑為主劑的水處理復合配方，增強水處理劑的可生物降解程度，并逐漸形成系列化、環(huán)境友好的綠色水處理劑，是目前水處理發(fā)展的方向之一。因此，建立完善的可生物降解評價體系，是非常必要和急需的一項工作。

1 實驗部分

1.1 評價方法

目前，對于有機物生物降解性能評價的方法主要有基質(zhì)去除率法、微生物指標法和綜合評估法[1]。對這幾種方法的比較如表1所示。

表1 幾種有機物生物降解性能評價

1.2 二氧化碳生成量法

1.2.1 實驗環(huán)境

在避光或弱光條件下進行培養(yǎng)，溫度20～25℃。

1.2.2 試劑和儀器

水、GB/T 6682三級且不含CO2、磷酸二氫鉀、磷酸氫二鉀、氯化銨、硫酸鎂、氯化鈣、氯化鐵。

不含CO2的空氣發(fā)生裝置、CO2分析設備、離子膜或過濾裝置、pH計、轉(zhuǎn)子流量計。

1.2.3 實驗步驟

（1）實驗瓶的準備

裝有待測液的待測瓶2個 （標記為F1）;

裝有培養(yǎng)液的接種和接種物的空白瓶2個 （標記為 F2）；

裝有參比液的參比瓶1個 （標記為F3），用來核對實驗過程；

準備盛裝抑制性檢測液的實驗瓶1個 （標記為F4），用于檢測待測物可能存在的抑制作用；

準備盛裝只含待測物、不含接種物的實驗瓶1個 （標記為F5），通過高壓滅菌或加入適當?shù)臒o機毒性物質(zhì)以抑制微生物的活性來檢測待測物可能存在的非生物消除作用。

（2）實驗裝置中CO2氣體的清除

如表2所示，在試驗瓶中加入適量的培養(yǎng)液和接種物。將實驗容器與不含CO2的氣體發(fā)生裝置連接。在設定的溫度下攪拌、曝氣24 h，以便CO2徹底排出。

表2 測試瓶中待測物和參比物的最終分配

（3） 降解開始

根據(jù)表2，在各試驗瓶中加入指定濃度的待測液和參比液，通以流量為50～100 mL/min的不含CO2的氣體，開始試驗。在一定計時間隔內(nèi)根據(jù)CO2的生成速率，選擇一種適當、有效、準確的方法測定每個試驗瓶中的CO2釋放量。待生成的CO2量接近常數(shù)并且預計不會有進一步的生物降解發(fā)生時，就認為試驗結束。一般情況下試驗期最長不超過28 d，如果降解已明顯開始但尚未達到平臺期，則需將試驗期延長1～2星期。

（4） 降解結束

在試驗最后一天，測量每個試驗瓶中的pH值。加入5 mL鹽酸進行酸化，以分解試驗瓶中碳酸鹽和重碳酸鹽，清除CO2。繼續(xù)通氣24 h，測定每個試驗瓶釋放的CO2量。

在相同條件下，評價了聚環(huán)氧琥珀酸 （PESA）的生物降解性能，以甘氨酸為參比物。實驗結果見表3。甘氨酸是一種極易生物降解的氨基酸，測定其28 d生物降解率最高可達90%以上。聚環(huán)氧琥珀酸28 d生物降解率大于60%，可達到甘氨酸的65%以上，屬易降解有機物。

表3 不同藥劑的生物降解性能評價

2 結果與討論

有機物生物降解受多種因素的影響，除了受其自身結構的影響之外，溫度、pH、受試物濃度、其他物質(zhì)的作用以及生物源、生物量等生物條件都有不同程度的影響[2]。選擇生物降解性能評價的方法取決于有機物生物降解所需達到的程度。對不同的有機物必須根據(jù)其溶解性、揮發(fā)性、吸附性等選擇適當?shù)脑u價方法、實驗操作程序及相應的評價指標。

通過比較并考慮到水處理劑的應用范圍和結構特點以及評價方法的快捷和便利，筆者認為 《二氧化碳生成量法》標準比較適合用于水處理化學品生物降解性能的評價。該標準基于綜合評估法原理并進行了改進，適用于實驗室條件下易溶于水或微溶于水、無揮發(fā)性且在實驗濃度下對試驗微生物無抑制作用的水處理劑。

3 結束語

化學物質(zhì)的可生物降解性已成為全社會關注的一個話題。水處理劑的可生物降解性將成為水處理劑行業(yè)發(fā)展的一個門檻，建立簡單、準確的水處理劑可生物降解性評價方法已迫在眉睫。在目前情況下，二氧化碳生成量法具有測試方法簡單、儀器要求簡單、準確性好等特點，具有實際應用意義。

[1] 王奕，楊鳳林，張興文，等.化學品生物降解性的評價與預測 [J].化工環(huán)保，2002，22(4)：209-212.

[2] 張紅春，袁輝志.可生物降解水處理劑的研究現(xiàn)狀及評價方法 [J].齊魯石油化工，2007，35（1）：43-47.