馬勤增 朱學紅

摘 要：污水生物毒性現(xiàn)有檢測方法需要的儀器設(shè)備多，操作難度大，所以，大多污水處理廠沒條件開展污水毒性的檢測。污泥平行比對試驗以污水中的氨氮去除率為比對指標，能夠簡便快捷的檢測污水廠進水的生物毒性，具有較高的現(xiàn)場應用價值。

關(guān)鍵詞：污水生物毒性；平行比對試驗；氨氮去除率

中圖分類號：X703 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）06-0014-02

1 污水生物毒性的現(xiàn)狀檢測方法

經(jīng)濟的發(fā)展，致使污水的品類日益多樣化，再者，環(huán)保部門對污水凈化處理的要求也在逐步升級加項，例如強調(diào)控制污水中的毒性污染物排放。現(xiàn)今，污水生物毒性的檢測方法主要有生物學方法和理化方法。由于污水來源復雜，污染毒物種類繁雜，規(guī)范的物理化學檢測雖然能定量分析污染物中常規(guī)成分的含量，但存在測試項目多、費用高、很難檢測各種毒物成分、難以直接和全面反映各種污染物對水體環(huán)境的綜合影響的問題。近些年來發(fā)展起來的生物測試方法能夠彌補理化檢測方法的不足，所以在水污染控制的研究中，生物檢測法已經(jīng)成為檢測和評價水體環(huán)境污染程度的重要手段之一。

如今，科技工作者提出了很多種生物毒性測試方法來檢測污水的毒性，綜合看這些方法可歸納為利用水生動植物和利用細菌來檢測污水毒性兩大類。細菌檢測方法是基于細菌中毒后一些可見特性的變化來評價污水毒性，如細胞運動性、生長、生物發(fā)光和呼吸速率、酶活性變化、ATP水平、微熱量等的變化[1]。細菌檢測方法有如下優(yōu)勢：生物種群數(shù)量大、機體小、生長繁殖快、試驗費用低、保存簡單方便、對環(huán)境變化的響應快、生長條件便利，并且同高等動物有著類似的物理化學特性和酶作用過程等特點，所以比較適于污水生物毒性試驗；常用的水體毒性細菌檢測方法有：污水對活性污泥毒性作用的呼吸抑制速率實驗評價法、基于生物發(fā)光的icrotox評價法、污水對活性污泥毒性的脫氫酶活性評價法。水生動植物毒性試驗是水質(zhì)毒理學的一個關(guān)鍵組成部分，這其中包括大型蚤和常見魚類及藻類急慢性試驗，也包括近年來發(fā)展起來的斑馬魚胚胎發(fā)育技術(shù)毒性試驗[2]。

對于一個污水處理廠而言，不管是其化驗室的分析儀器配備，還是其技術(shù)能力，都難以對進廠污水進行全面檢測，也很難利用上述理化方法和生物學方法進行污水毒性檢測。本文作者根據(jù)工作實踐經(jīng)驗，總結(jié)了一種活性污泥平行比對試驗方法，可以定性檢測污水的生物毒性，供同行參考共勉。

2 污泥平行比對試驗

2.1 特征評價指標選定

活性污泥法是廣泛應用污水凈化處理方法，對去除CODCr、BOD5、NH3-N、TP、TN有較好的效果。活性污泥實際上是多種生物菌群的聯(lián)合體，這些生物菌主要由自養(yǎng)菌和異養(yǎng)菌組成。自養(yǎng)菌主要指亞硝化菌、硝化細菌，用以將NH3-N氧化成NO3--N，亞硝化、硝化菌為專性好氧菌；異養(yǎng)菌主要是指活性污泥中分解有機物的細菌，大多數(shù)為兼性菌。在活性污泥菌群結(jié)構(gòu)中，硝化菌屬于劣勢菌種，硝化菌對有毒物質(zhì)非常敏銳，一旦毒性物質(zhì)進入其生存環(huán)境，硝化菌的硝化功能就會受到抑制或者停止，硝化速率將會快速下降，氨氮去除率就會立即下降。所以，活性污泥平行比對試驗將硝化菌作為特征生物，將氨氮去除率設(shè)定為特征評價指標，利用硝化菌在好氧條件下對氨氮去除率的變化，來判別污水的綜合生物毒性。

2.2 活性污泥平行比對試驗方法

活性污泥平行比對試驗，即取一定體積的疑似毒性污水與正常非毒性污水，按一定比例分別或者混合后加入到正常的活性污泥試樣中，對混合泥液進行一定時間（數(shù)小時）的曝氣處理。分別檢測混合泥液曝氣前后的NH3-N含量，然后再核算氨氮去除率，由此來判斷污水對活性污泥生物性能的影響，進而判定疑似毒性污水有無毒性及毒性強弱。

3 活性污泥平行比對試驗實例

某污水處理廠，日處理規(guī)模為5.0×104m3/d，采用3000型改良氧化溝工藝，設(shè)計進水水質(zhì)：CODCr≤370mg/L，BOD5≤170mg/L，SS≤200mg/L，NH3-N≤30mg/L，TN≤40mg/L，TP≤5mg/L，出水水質(zhì)為GB81918-2002一級A排放標準。2012年10月至2015年12月，曾發(fā)生多次出水NH3-N突然升高的狀況：出水NH3-N由日常時的1.5mg/L左右，3到8個小時內(nèi)即可上升至20mg/L附近；然后又逐漸降低到1.5mg/L以下，前后歷時約計35小時；但在此變化過程中，出水CODCr仍然持續(xù)穩(wěn)定達標。為查找出水NH3-N突然升高的原因，在排除工藝調(diào)度調(diào)整的影響因素后，該廠進行了活性污泥平行比對試驗。

3.1 試驗的器具與試劑

10L塑料水壺，1000ml具塞量筒，2000ml取樣器，50ml（100ml）比色管，松寶SB-648增氧泵，50ml量筒，1ml吸量管，定性濾紙，砂芯玻璃漏斗，TU-1810紫外可見分光光度計，50ml移液管，20mm比色皿，玻璃棒。

10%硫酸鋅，25%氫氧化鈉，50%酒石酸鉀鈉，納氏試劑等。

納氏試劑：稱取7g碘化鉀、10g碘化汞溶于水，稱取16g氫氧化鈉溶于50ml水中，充分冷卻至室溫。將鉀汞溶液在玻璃棒攪拌下徐徐注入氫氧化鈉溶液中，用蒸餾水稀釋至100ml，儲于聚乙烯瓶中待用。

3.2 活性污泥平行比對試驗

用取樣器提取出水NH3-N超標時的進廠污水（以下簡稱嫌疑污水）10L，也取正常運行的進廠污水（以下簡稱正常污水）10L，兩種污水可為同一廠的，也可為不同廠的。然后再取正常運行時的回流污泥5000ml（濃度約為9000mg/L）。

取嫌疑污水500ml置于1000ml的量杯中，然后加入500ml回流污泥，接著放入SB-648增氧泵開始曝氣并計時，此試樣記作試樣一；按同樣方法，將正常污水與回流污泥混合，曝氣，并計時，此試樣記作試樣二；再分別取嫌疑污水250ml和正常污水250ml進行混合，采用上述方法與回流污泥混合，曝氣，并計時，此試樣記作試樣三；接著，再分別取嫌疑污水100ml和正常污水400ml進行混合，采用上述方法與回流污泥混合，曝氣，并計時，此試樣記作試樣四。達到設(shè)定曝氣時間后，停止曝氣靜沉30分鐘，取上清液進行敏感項目NH3-N的測定。試驗情況如圖1所示。

3.3 試樣測定

首先用絮凝沉淀法對試樣進行預處理：取100ml試樣至比色管中，用1ml吸量管朝試樣中加1ml硫酸鋅，并加適量滴數(shù)的氫氧化鈉使呈堿性，生成氫氧化鋅沉淀，過濾，除去顏色和渾濁。

然后用納氏比色法對試樣進行測定：取適量過濾后的試樣于50ml比色管內(nèi)，稀釋至標線。加入1ml酒石酸鉀鈉溶液，混勻；加入1ml納氏試劑溶液，混勻。放置10min后，在波長420nm處，用光程20mm比色皿，以水為參比，測量吸光度。

由試樣測得的吸光度減去空白試驗的吸光度后，從標準曲線上查得氨氮含量，由此計算出試樣的氨氮：

氨氮值=標準曲線上查得氨氮含量×吸光度/所取試樣體積

在檢測試樣NH3-N指標的同時，檢測了試樣曝氣前后的CODCr：曝氣前CODCr為200～260mg/L，曝氣后CODCr為23～27mg/L。

經(jīng)檢測，嫌疑污水初始NH3-N為29.3mg/L，正常污水初始NH3-N為20.4mg/L，回流污泥初始NH3-N為1.2mg/L。上述四個試樣不同曝氣時長的氨氮檢測數(shù)據(jù)見表1。

3.4 結(jié)果與討論

由表1可知，在同樣的試驗溫度、污泥濃度、曝氣強度、曝氣時間等條件下，試樣二的NH3-N含量在曝氣3個小時后即明顯降低，NH3-N去除率達到了86.2%；試樣四的NH3-N含量有一定降低，NH3-N去除率為11.0%，去除率較??；而試樣一、試樣三的NH3-N去除率可以忽略不計。又經(jīng)過3個小時即累計6個小時的曝氣，試樣二的NH3-N含量進一步降低，NH3-N去除率達到了93.6%，試樣四的NH3-N含量也再次降低，NH3-N去除率達到33.9%，試樣一、試樣三的NH3-N含量與曝氣前沒什么變化，NH3-N去除率為0。

通過上述試樣一、試樣二、試樣三、試樣四曝氣前后NH3-N去除率的對比，推斷試樣一、試樣三污水對活性污泥中硝化菌有強烈影響，硝化菌的硝化功能停止；試樣四污水對活性污泥中硝化菌有一定影響，硝化菌的硝化功能受到部分抑制；試樣二污水對活性污泥中硝化菌沒有影響，硝化菌的硝化功能正常。由此推斷上述試樣污水的毒性大小順序為：試樣一、試樣三>試樣四>試樣二。

委托有資質(zhì)的第三方水樣定量分析結(jié)果表明，試樣一所用污水中總磷含量為28.4mg/L，其中有機磷含量為11.3mg/L，硫化物含量為7.3mg/L，由此，印證了污水毒性活性污泥平行比對試驗法的正確性。

4 結(jié)語與建議

理化方法和生物學方法都可以檢測污水的毒性，但生物學方法中的活性污泥平行比對試驗法，以NH3-N去除率作為污水毒性特征指標，能迅速定性判斷污水的綜合毒性，且現(xiàn)場操作簡單快捷，具有較好的實用性。

參考文獻

[1]王棟枝.綜合生物毒性指標在水體污染監(jiān)測中的應用[J].環(huán)境保護科學，1992，19（1）：30-33.

[2]王曉輝，金靜.水質(zhì)生物毒性檢測方法研究進展[J].河北工業(yè)科技，2007，24（1）：58-59.