石 柳

（山西工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院 山西太原 030009）

引言

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

A/A/O工藝是國內(nèi)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(guān)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(guān)于A/A/O工藝對焦化廢水生物毒性的去除規(guī)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(shí)際工業(yè)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(shí)驗(yàn)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(jìn)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(biāo)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(jìn)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(jìn)行測定。

1.3 斑馬魚的毒性實(shí)驗(yàn)方法

斑馬魚購于大連市中山公園花鳥市場。急性毒性實(shí)驗(yàn)方法參照OECD化學(xué)品測試導(dǎo)則No.203(1992)《斑馬魚急性毒性實(shí)驗(yàn)》進(jìn)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(xì)胞的彗星實(shí)驗(yàn)參照周斯蕓[1]的方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

2 結(jié)果與討論

2.1 焦化廢水的理化指標(biāo)

進(jìn)水及A/A/O各級出水的COD、NH4+-N、pH和DO的測定結(jié)果如表2.1所示。

表2 .1 焦化廢水理化指標(biāo)測定結(jié)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(jié)果如圖2.1所示。進(jìn)水對斑馬魚表現(xiàn)出顯著的急性毒性，TU值為6.9。經(jīng)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(xiàn)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(xì)胞內(nèi)ROS水平的毒性效應(yīng)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(yīng)生物體的氧化損傷程度[2]。焦化進(jìn)水及A/A/O工藝各級出水對斑馬魚肝臟中ROS水平均表現(xiàn)為顯著的促進(jìn)作用，這表明焦化廢水對斑馬魚造成氧化損傷。經(jīng)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(yīng)。最終好氧池出水對斑馬魚肝臟中ROS水平表現(xiàn)出促進(jìn)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(fù)雜有毒物質(zhì)的特點(diǎn)，本研究進(jìn)一步對進(jìn)水及A/A/O工藝各級出水對斑馬魚的遺傳毒性進(jìn)行了研究，結(jié)果如圖2.3所示。2%的焦化進(jìn)水使細(xì)胞的彗星尾距顯著升高，表明進(jìn)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(huán)芳烴等物質(zhì)，這些物質(zhì)具有較強(qiáng)的遺傳毒性，能夠破壞生物的遺傳物質(zhì)。隨著生化處理的進(jìn)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(xiàn)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(tǒng)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(shù)來進(jìn)一步削減廢水的毒性。有研究表明芬頓-絮凝技術(shù)有效降低了經(jīng)A/A/O工藝處理后的染料廢水的遺傳毒性。臭氧氧化技術(shù)對醫(yī)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(jié)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(guī)律。得出如下結(jié)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(jìn)行毒性評價研究[D].大連理工大學(xué),2014.

[2]桑楠等.焦化廢水脅迫對玉米幼苗生長和抗氧化系統(tǒng)的影響[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報,2010(04):648-652.