镀铬化工废水对发光菌的综合毒性
引 言
电镀是机械制造业中的一项基础工艺,也是当今全球三大污染工业之一[1]。据统计全国工业和城 市生活污水排放总量为401亿立方米,电镀厂排放 废水达40亿立方米,占工业废水排放量的10%, 并且约有50%的电镀废水未达到国家排放标准而 被排放到了环境中[2-3]。废水含有重金属离子、有 机化合物及无机化合物有害物质,这些物质会对生 态环境产生严重的危害[4]。但目前对电镀废水排放 的监督和管理主要根据理化指标进行评价,计算污 染物的等标污染负荷,进行总量控制[5-6]。而以理 化指标为主要手段的控制方法具有较大的局限性。 美国EPA推荐了一个综合方案,即通过化学定义 的理化标准和全水样毒性限来控制排水质量,后者 包括测试生物的急性和慢性毒性[7]。在众多的生物 测试方法中,发光细菌法具有快速、简便、灵敏、 费用低廉的优点,是对废水进行急性毒性测试的较 好方法[8-11]。
本实验对采自大连市开发区某镀铬废水处理厂不同工艺段的3种废水,进行了pH值、电导率和 COD等主要理化性质的测定;同时测定对发光菌 的生物毒性,并进行毒性分级;结合电导率和 COD进行了初步的毒物鉴别评价。研究工作为确 定镀铬废水的安全排放量、制定镀铬废水排放标 准、进行镀铬废水的水质评价以及污染应急性生物 毒性监测提供基础数据。
1 实验部分
1·1 仪器和试剂
DXY-2型生物毒性测试仪(中国科学院南京 土壤研究所制造); 85-2型恒温磁力搅拌器(上海 司乐仪器厂); THZ-82气浴恒温振荡器(江苏金 坛仪器厂); DHP-9082电热恒温培养箱(上海一 恒科技有限公司); LDZX-40CI型立式自动电热压 力蒸汽灭菌锅(上海申安医疗器械厂);不同量程 的精密移液器(Thermo公司); SJH型洁净工作 台(沈阳市净化仪器厂二分厂);微波密封消解 COD快速测定仪(国家环保局华南环境科学研究 所); HS-3S数字酸度计和DDS-12A数字电导率 仪(杭州东星仪器设备厂)等。实验中使用的药品 均为分析纯。
1·2 水样采集
所研究的3种镀铬废水采自镀铬 污水处理厂的不同工艺段,即来自电镀厂排放污水、加入H2SO4-FeSO4还原Cr6+为Cr3+后出水以及加入药剂将Cr3+絮凝沉淀后出水。水样采集密封后立即送往实验室进行pH值、电导率、化学需氧量[CODCr (O2, mg·L-1)]和对发光菌的生物毒性测定。
1·3 菌种的培养
明亮发光杆菌(Photobacterium phosphoreum) 冻干粉购自中国科学院南京土壤研究所微生物室。发光菌冻干粉剂的复苏、斜面菌种的培养、 摇瓶菌液的培养、工作菌液的制备等过程见文献
1·4 镀铬废水特性分析方法
pH值、电导率的测定按国标方法进行[13]; COD的测定使用微波消解COD快速测定仪。
1·5 镀铬废水对发光细菌EC50的测定
由于镀铬废水的pH值较低,鉴于检验酸度对发光菌毒性测试的影响,对废水pH值调节前后的 生物毒性分别进行了测试。为了防止调pH值时有 沉淀生成,需将废水稀释后再调节pH值到6~7, 然后进行毒性测试。
对于pH值调节前的镀铬废水,以采集的原废水浓度为最高浓度,以逐级10倍稀释法选择中、 低限浓度进行预试验,获得接近100%、0发光率 的废水浓度。根据预试验的结果,将待测水样用 3% NaCl溶液稀释配制成6个浓度梯度,各取5 ml加入到具塞磨口比色管中,以5 ml 3% NaCl溶 液作空白对照。每个浓度梯度设3组平行。将培养 好的工作菌液取0·3 ml于各比色管中(控制空白 对照管发光强度为300~900 mV),加塞充分振 荡,去塞, 15 min时用生物毒性测试仪测定发光 强度。用直线内插法求出相对发光率为50%时所 对应的废水浓度,即为该种废水对发光细菌半数发 光抑制浓度EC50。对于pH值调节后的镀铬废水, 以稀释后的废水浓度为最高浓度,毒性分析同pH 值调节前镀铬废水的测试方法。
1·6 镀铬废水毒性分级标准
Bulich[9]根据采用发光细菌、鱼类、蚤类作为 受试生物测定工业废水的急性毒性实验结果,提出 了3个毒性比较方法标准: (1)有毒/无毒; (2) 百分数等级; (3)对数等级。其中百分数等级划分 标准为国内多数科研人员所采用,这种分级方法直 接按EC50或LC50的大小进行比较,按毒性由大到 小共分为强毒、毒、微毒和无毒4个等级。 来源：化工学报 作者: 董玉瑛 雷炳莉
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