炼油废水致毒物质甄别及微生物群落响应关系研究

文章以某石化废水处理厂炼油废水为研究对象,对处理流程各阶段废水进行毒性测试,评价各阶段对生物毒性的削减效果;为探明主要毒性来源及其对系统微生物群落结构的影响,该研究结合毒性鉴别评价技术甄别各处理阶段主要致毒环境因子类别,并利用高通量测序技术探究致毒类环境因子与微生物群落结构响应关系。毒性测试结果显示,系统对废水急性毒性与遗传毒性削减效率分别为(90.25%±3.19%)和(97.17%±1.95%),调节池与A/O池分别表现出对急性毒性与遗传毒性的显著削减效果。毒性鉴别评价结果表明,系统主要致毒环境因子类别为非极性有机物和金属阳离子。致毒类环境因子与微生物群落结构相关性分析结果表明,Ca(r²=0.80,p=0.01)和总石油烃(r²=0.90,p=0.01)显著影响系统微生物群落结构。研究结果为炼油废水处理工艺的优化提供了理论基础,为探究废水毒性物质对生物处理阶段潜在影响提供了实例参考。     

制革废水和印染废水的综合毒性评估及鉴别

研究采用成组生物毒性试验(发光菌急性毒性、斑马鱼幼鱼急性毒性,斑马鱼胚胎发育毒性和小球藻急性毒性),结合理化指标,通过毒性单位、平均毒性(average toxicity,Av Tx)、毒性指数(toxic print,Tx Pr)、最敏感的测试(most sensitive test,MST)和潜在毒性效应指数(potential ecotoxic effects probe,PEEP)对不同工艺阶段印染及制革废水进行毒性削减评估.结果表明PEEP能兼顾废水排放量与毒性效应,更为客观地表征了废水综合毒性,PEEP评价结果显示制革废水和印染废水的毒性削减率分别达到36.8%和23.2%.最后,以发光菌作为受试生物,采用毒性鉴别评估(toxicity identification evaluation,TIE)技术,对印染废水进行毒性鉴别.结果表明,印染废水中主要的致毒物质为非极性有机污染,其次为可滤性化合物,然后是重金属、氧化性物质以及挥发性物质.     

应用生物发光技术评价炼油废水的综合急性毒性

本文应用生物发光技术对炼油废水的综合急性毒性进行了检测评价,该方法具有取材价廉,简便快速等优点,实用性强。试验表明:炼油废水具有较强的急性毒性特征,Ec_(50)=55.57%,毒性等级Ⅱ级(毒)。各车间废水的比较以催化裂化和千馏废水毒性最高,是废水急性毒性控制的重点对象。     

AnMBR-A-MBR和A2-MBR工艺处理焦化废水效果与急性毒性物质特征对比

焦化废水含高浓度难降解有机物,生物处理是应用最为广泛的方法.为探索并提高焦化废水生物处理的去除效果,采用实验室构建的厌氧膜生物反应器/缺氧/好氧膜生物反应器(An MBR-A-MBR)与厌氧/缺氧/好氧膜生物反应器(A~2-MBR)工艺处理实际焦化废水,对比了两套处理工艺在最佳工况下稳定运行对主要污染物的去除效果和对不同污染负荷的稳定性.采用固相萃取和组分分离、发光细菌Q67测试和三维荧光扫描等手段,对二者各级出水的急性毒性分布和变化以及毒性物质特征进行了研究.结果表明,An MBR的有机污染物去除率为15.3%,显著高于A~2-MBR系统的厌氧段(3.4%),An MBRA-MBR系统能够抵抗更高的污染负荷.An MBR-A-MBR系统各级出水的急性毒性均明显低于A~2-MBR系统,二者毒性当量总去除率分别为85.2%和79.2%.各级出水中极性组分的急性毒性最强,极性和弱极性组分贡献了绝大部分毒性当量.各级出水的急性毒性主要来自Ⅱ区芳香族蛋白类似物,且Ⅱ区芳香族蛋白类似物可能是极性组分中主要的急性毒性物质.     

A/A/O工艺对焦化废水生物毒性削减效果评价

厌氧-缺氧-好氧(A/A/O)工艺是目前常用的焦化废水处理工艺。但是关于该工艺过程对焦化废水生物毒性的去除情况还缺乏研究。研究考察了焦化废水对斑马鱼的生物毒性(急性毒性、氧化损伤毒性和遗传毒性)随A/A/O处理过程的变化规律。结果表明,A/A/O工艺有效地去除了焦化废水对斑马鱼的急性毒性,但对氧化损伤和遗传毒性的去除效果稍差;厌氧池对急性毒性的去除作用最大,缺氧池对氧化损伤毒性和遗传毒性的去除效果较好。     

印染废水处理过程中有机污染物及急性毒性变化规律研究

我国印染废水排放量大,对于印染废水中典型毒害物质的控制日趋严格,且生物毒性控制越来越受到重视.因此,本文以掌握典型印染废水处理中污染物去除特性和毒性转化机制为目标,解析印染废水水质特征及其在典型处理工艺中的变化.结果发现,典型印染废水处理工艺对典型污染物的去除效率较好,出水COD、苯胺浓度、色度分别为46 mg·L~(-1)、0.86 mg·L~(-1)、6倍,去除效率分别为78%、95%、86%;但对急性毒性的控制不足,尤其是有机组分的急性毒性控制不足.典型印染废水处理中,生物曝气处理是控制典型污染物的主要阶段,对COD、色度、苯胺的去除效率分别达60%、23%、50%,对生物毒性的去除率为48%.氯氧化和混凝沉淀是保障印染废水中苯胺类有毒物质和色度达到排放标准的重要深度处理阶段,对色度、苯胺的去除效率分别为86%、95%;然而,深度处理却会引发印染废水急性毒性急剧升高,升高比例达150%.印染废水中的急性毒性组分包括有机组分和无机组分,生物曝气主要去除有机组分毒性;氯化深度处理会增加有机组分毒性和无机组分毒性,其中,无机组分毒性可通过还原脱氯削减,但有机组分毒性控制需综合考虑前处理阶段提质增效或实施氯氧化替代工艺.     

羊角月牙藻在制药废水毒性评价中的应用

以羊角月牙藻(FACHB-271 Selenastrum capricornutum)作为测试生物,分别采用EC₅₀(半数抑制浓度)、TU_a(急性毒性单位)和LID(最低无效应稀释度)指标对某制药厂污水处理站4个工艺节点和总出水排放口的水样进行急性毒性效应评价. 结果表明:地下调节池(工艺节点①)水样EC₅₀为15.12%±3.82%,TU_a为6.6,LID为16,为极毒/中毒废水;地上调节池(工艺节点②)水样EC₅₀为15.81%±1.04%,TU_a为6.3,LID为16,为极毒/中毒废水;中间沉淀池(工艺节点③)水样EC₅₀为62.12%±3.83%,TU_a为1.6,LID为8,为中毒/低毒废水;二级沉淀池(工艺节点④)水样EC₅₀为89.10%±1.43%,TU_a为1.1,LID为4,为低毒废水;总出水排放口水样EC₅₀＞100%,TU_a＜1,LID为1,为无毒或微毒废水. 经过各污水处理工艺节点后,制药废水对羊角月牙藻的急性毒性逐级减弱,并且毒性指标与ρ(COD_Cr)具有较好的线性关系. 研究还发现,采用毒性指标LID表征该制药废水的生物毒性,对废水样品的毒性分辨能力更强.      

某制药废水对发光细菌急性毒性的评价研究

采用发光细菌法测试某制药厂废水处理站工艺流程中5个节点废水的急性毒性.地下调节池水样EC50为3.44%,TUa为29,LID为625,为极强/高毒废水;地上调节池水样EC50为2.46%,TUa为41,LID为244,为极强/高毒废水;中间沉淀池水样EC50大于100%,LID=10,毒性较弱;二级沉淀池和总排放出口的废水EC50均大于100%,且LID均为1,无毒性.结果表明,现有处理工艺流程有效降低了制药废水对发光细菌的急性毒性,总排出口废水对发光细菌已经没有可见的生物毒性,达到相关制药废水排放标准.同时发现,低浓度废水对发光细菌的发光度不但没有抑制,反而有一定的增强作用.     

石化乙烯工业废水中关键毒性物质的鉴别

借鉴美国环保署制定的毒性物质鉴别评价技术(TIE),直接从企业生产的工艺出发,结合废水的主要水质指标对某石化厂乙烯工业废水进行毒性鉴别试验,发现废水中的苯和硫化物对大型蚤具有明显的致死性,其中苯是废水中的关键毒物。所取废水对测试生物大型蚤的24 h-LC50均值为53.68%,其中主要致毒物质苯的含量大约30 mg/L。     

基于成组生物毒性测试的PM2.5毒性

为了准确评估PM_(2.5)的综合生物毒性,采用发光细菌急性毒性、斑马鱼胚胎急性毒性和体外人肺腺癌细胞(A549)毒性试验对常州市冬季雾-霾天、冬季正常天和夏季这3个时间段的PM_(2.5)进行生物毒性评价,并结合大气理化指标进行分析.结果表明,3个时间段的PM_(2.5)均表现出急性毒性或发育毒性.冬季雾-霾天、冬季正常天和夏季PM_(2.5)对发光细菌的毒性单位(toxicity unit,TU)值分别为1. 74(有毒)、1. 19(有毒)和0. 92(微毒);对斑马鱼胚胎的TU值从大到小排列为:冬季正常天(TU=1. 14,有毒)、冬季雾-霾天(TU=0. 79,微毒)和夏季(TU=0,无毒);对A549的TU值为:冬季雾-霾天(TU=0. 61,微毒)夏季(TU=0. 38,微毒)冬季正常天(TU=0. 31,微毒).在发育毒性方面,除夏季PM_(2.5)样品,其余2个时间段的PM_(2.5)均对斑马鱼胚胎发育有影响,主要表现出心包囊肿、脊椎弯曲和尾部畸形.平均毒性(average toxicity,Av Tx)、毒性指数(toxic print,Tx Pr)和最敏感测试(most sensitive test,MST)综合毒性评价方法表明冬季雾-霾天和冬季正常天PM_(2.5)均表现出有毒,夏季则表现出微毒,以冬季雾-霾天PM_(2.5)样品的综合毒性最高.此外,3种测试生物对PM_(2.5)污染物的敏感度排序为发光细菌斑马鱼胚胎 A549.理化指标和生物毒性的相关性分析结果表明,PM_(2.5)中所含的污染物对生物毒性效应产生影响,可为PM_(2.5)生物毒性综合评价和人体健康风险评估提供依据.     

化工废水处理中关键有毒物质追踪

江苏省某化工厂废水设施的进、出水经Daphnia magna急性毒性试验，结果表明该废水在处理前、后均显示毒性。采用毒性鉴别评价(TIE，toxicity identification evaluation)的试验程序，对处理系统的进、出水进行了关键毒物的鉴别和评价。发现进水中存在的关键毒物为金属铜离子，而出水中存在的关键毒物为氨。该厂原废水毒性已基本被去除，毒性去除率为99．93％。因此，在该厂废水处理过程中金属离子尤其是铜离子已基本被去除，而氨在废水处理中的去除并不明显。     

Characterisation of acute toxicity, genotoxicity and oxidative stress posed by textile effluent on zebrafish

Textile industries are important sources of toxic discharges and contribute enormously to water deterioration, while little attention has been paid to the toxicity of textile effluents in discharge regulation. Bioassays with zebrafish were employed to evaluate the toxicity of wastewater samples collected from different stages at a textile factory and sewage treatment plants (STPs). Physico-chemical parameters, acute toxicity, genotoxicity and oxidative stress biomarkers were analyzed. The wastewater samples from bleaching, rinsing and soaping of the textile factory exhibited high acute toxicity and genotoxicity. The coexisting components of dye compounds, as assistants and oxidants, seemed to cause some effect on the toxic response. After treatment employing the anoxic-oxic (A/O) process in STPs, the color and the chemical oxygen demand (COD) were reduced by 40% and 84%, respectively, falling within the criteria of the Chinese Sewage Discharge Standard. In contrast, increases in acute toxicity and genotoxicity were observed in the anaerobic tank, indicating the formation of toxic intermediates. The genotoxicity of the effluent of the STP was not significantly different from that of the influent, suggesting the wastewater treatment processes were not effective in removing the genotoxicity of the dye wastewater. Results indicated that the effluent contains pro-oxidants since the activities of glutathione (GSH), malondialdehyde (MDA), and total anti-oxidation capacity (T-AOC) were all elevated. In addition, decreases in superoxide dismutase (SOD) and glutathione-S transferase (GST) activities observed can be interpreted as a cytotoxicity sign due to an over-production of reactive oxygen species (ROS). The results of the present study suggest that the STPs were not capable of reducing the toxicity of wastewater sufficiently. Further treatment is needed to remove the potential risks posed by textile effluent to ecosystems and human health, and employing a toxicity index is necessary for discharge regulation.     

二氧化氯消毒前后污水毒性的变化及消毒条件的影响

采用发光细菌试验和umu试验,分别考察了二氧化氯投加量和反应时间对污水二氧化氯消毒后急性毒性和遗传毒性变化的影响.结果表明,随着二氧化氯消毒剂投加量的增加,消毒后水样的急性毒性不断增大,但遗传毒性逐渐减小后趋于稳定.随着反应时间的延长,二氧化氯的消耗量不断增大,消毒后水样的急性毒性先增大后减小,遗传毒性逐渐减小后趋于稳定.由于消毒条件对污水急性毒性和遗传毒性有着不同的影响,说明污水中产生急性毒性和产生遗传毒性的物质不同,对于某一种污水,通过控制消毒条件可以使消毒后污水的急性毒性和遗传毒性都较低.     

废水生物处理中有毒物质毒性阀值影响因素分析

在废水生物处理过程中,存在对微生物具有抑制的毒性物质,影响废水的生物处理。不同控制条件下,有毒物质毒性阀值有很大差异。文中就pH、水温、溶解氧、处理工艺、水力停留时间、生物体浓度、驯化等因素对有毒物质毒性阀值的影响进行了较系统的分析,在此基础上提出研究废水生物处理中毒性阀值需要解决的问题。     

基于A2/O处理工艺的生活污水的成组生物毒性评价

为了更加准确评估城市生活污水的综合生物毒性以及处理工艺对污水毒性的削减状况,本研究通过发光菌急性毒性、遗传毒性、雌激素活性检测方法对A~2/O工艺处理前后污水的毒性进行评价,同时通过斑马鱼暴露实验分析污水和回用水对水生生物内分泌干扰效应的作用模式.结果表明,污水厂进水具有较强的急性毒性、遗传毒性以及雌激素活性,水质较差.经二级生物处理后,上述毒性显著性降低,污水厂出水水质提高.但污水出水雌二醇当量为1.89 ng·L-1,仍可能会对受纳水体的水生生物产生潜在危害.浓缩2.5倍的水样导致雄性斑马鱼肝脏的卵黄原蛋白基因(vtg1)和雌激素受体基因(esr1)的表达水平显著上升,由此可以得出污水可通过干扰目的基因的表达来调控水生生物的内分泌活动.而esr1基因在肝脏的表达被抑制说明污水可能具有抗雌激素作用,同时反映进行生物毒性效应分析时应从多个组织或器官考虑,以获得比较全面的信息.     

石化工业园区有毒废水来源识别研究

针对石化废水对综合污水处理厂的毒性冲击问题,采用耗氧速率抑制试验评价不同石化废水对活性污泥的毒性,评价对象包括石化工业园区内不同生产装置和装置内不同生产节点的废水.试验发现废水的有机质含量与毒性效应之间没有直接的相关性,并不能单从废水的有机质含量预测其毒性.同时,研究中针对活性污泥敏感性在不同批次试验之间的差异问题,将各废水对活性污泥的毒性数据转化为标准毒性物质3,5-二氯苯酚的浓度,提高了数据之间的可比性.在此基础上,根据废水流量和对应3,5-二氯苯酚浓度,计算废水对应标准毒性物质质量排放负荷,作为评价废水毒性排放贡献的指标.对不同装置和节点石化废水的毒性贡献进行排序,有效识别了该石化工业园区内有毒废水的产生来源,为从生产源头控制废水毒性提供有效指导.