鍍鉻化工廢水對發光菌的綜合毒性

引　言

電鍍是機械制造業中的一項基礎工藝,也是當今全球三大污染工業之一[1]。據統計全國工業和城 市生活污水排放總量為401億立方米,電鍍廠排放 廢水達40億立方米,占工業廢水排放量的10%, 并且約有50%的電鍍廢水未達到國家排放標準而 被排放到了環境中[2-3]。廢水含有重金屬離子、有 機化合物及無機化合物有害物質,這些物質會對生 態環境產生嚴重的危害[4]。但目前對電鍍廢水排放 的監督和管理主要根據理化指標進行評價,計算污 染物的等標污染負荷,進行總量控制[5-6]。而以理 化指標為主要手段的控制方法具有較大的局限性。 美國EPA推薦了一個綜合方案,即通過化學定義 的理化標準和全水樣毒性限來控制排水質量,后者 包括測試生物的急性和慢性毒性[7]。在眾多的生物 測試方法中,發光細菌法具有快速、簡便、靈敏、 費用低廉的優點,是對廢水進行急性毒性測試的較 好方法[8-11]。

本實驗對采自大連市開發區某鍍鉻廢水處理廠不同工藝段的3種廢水,進行了pH值、電導率和 COD等主要理化性質的測定;同時測定對發光菌 的生物毒性,并進行毒性分級;結合電導率和 COD進行了初步的毒物鑒別評價。研究工作為確 定鍍鉻廢水的安全排放量、制定鍍鉻廢水排放標 準、進行鍍鉻廢水的水質評價以及污染應急性生物 毒性監測提供基礎數據。

1　實驗部分

1·1　儀器和試劑

DXY-2型生物毒性測試儀(中國科學院南京 土壤研究所制造); 85-2型恒溫磁力攪拌器(上海 司樂儀器廠); THZ-82氣浴恒溫振蕩器(江蘇金 壇儀器廠); DHP-9082電熱恒溫培養箱(上海一 恒科技有限公司); LDZX-40CI型立式自動電熱壓 力蒸汽滅菌鍋(上海申安醫療器械廠);不同量程 的精密移液器(Thermo公司); SJH型潔凈工作 臺(沈陽市凈化儀器廠二分廠);微波密封消解 COD快速測定儀(國家環保局華南環境科學研究 所); HS-3S數字酸度計和DDS-12A數字電導率 儀(杭州東星儀器設備廠)等。實驗中使用的藥品 均為分析純。

1·2　水樣采集

所研究的3種鍍鉻廢水采自鍍鉻 污水處理廠的不同工藝段,即來自電鍍廠排放污水、加入H2SO4-FeSO4還原Cr6+為Cr3+后出水以及加入藥劑將Cr3+絮凝沉淀后出水。水樣采集密封后立即送往實驗室進行pH值、電導率、化學需氧量[CODCr (O2, mg·L-1)]和對發光菌的生物毒性測定。

1·3　菌種的培養

明亮發光桿菌(Photobacterium phosphoreum) 凍干粉購自中國科學院南京土壤研究所微生物室。發光菌凍干粉劑的復蘇、斜面菌種的培養、 搖瓶菌液的培養、工作菌液的制備等過程見文獻

1·4　鍍鉻廢水特性分析方法

pH值、電導率的測定按國標方法進行[13]; COD的測定使用微波消解COD快速測定儀。

1·5　鍍鉻廢水對發光細菌EC50的測定

由于鍍鉻廢水的pH值較低,鑒于檢驗酸度對發光菌毒性測試的影響,對廢水pH值調節前后的 生物毒性分別進行了測試。為了防止調pH值時有 沉淀生成,需將廢水稀釋后再調節pH值到6~7, 然后進行毒性測試。

對于pH值調節前的鍍鉻廢水,以采集的原廢水濃度為最高濃度,以逐級10倍稀釋法選擇中、 低限濃度進行預試驗,獲得接近100%、0發光率 的廢水濃度。根據預試驗的結果,將待測水樣用 3% NaCl溶液稀釋配制成6個濃度梯度,各取5 ml加入到具塞磨口比色管中,以5 ml 3% NaCl溶 液作空白對照。每個濃度梯度設3組平行。將培養 好的工作菌液取0·3 ml于各比色管中(控制空白 對照管發光強度為300~900 mV),加塞充分振 蕩,去塞, 15 min時用生物毒性測試儀測定發光 強度。用直線內插法求出相對發光率為50%時所 對應的廢水濃度,即為該種廢水對發光細菌半數發 光抑制濃度EC50。對于pH值調節后的鍍鉻廢水, 以稀釋后的廢水濃度為最高濃度,毒性分析同pH 值調節前鍍鉻廢水的測試方法。

1·6　鍍鉻廢水毒性分級標準

Bulich[9]根據采用發光細菌、魚類、蚤類作為 受試生物測定工業廢水的急性毒性實驗結果,提出 了3個毒性比較方法標準: (1)有毒/無毒; (2) 百分數等級; (3)對數等級。其中百分數等級劃分 標準為國內多數科研人員所采用,這種分級方法直 接按EC50或LC50的大小進行比較,按毒性由大到 小共分為強毒、毒、微毒和無毒4個等級。 來源：化工學報?????? 作者: 董玉瑛 雷炳莉

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