某石化废水的综合毒性评价及其处理工艺对毒性的削减规律研究

利用生物毒性测试对环境中的污染物进行生态风险评价,是目前风险评价中的研究热点。本研究以明亮发光杆菌(Photobacterium phosphoreum)、斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)和大型溞(Daphina magna)为受试生物,对某石化厂废水的处理流程中5个主要单元出水的急性毒性进行了测试,分析了其急性毒性与理化指标间的相关性;同时,为了解不同处理单元毒性去除效果及主要毒性来源,结合毒性鉴别评价(toxicity identification evaluation,TIE)技术对各阶段出水的毒性削减及其主要致毒物质类别进行了分析。毒性测试结果表明,该废水处理厂对石化废水的毒性去除效果比较显著,其中进水对明亮发光杆菌、斜生栅藻和大型溞分别表现为中毒、高毒和剧毒,最终处理后出水的毒性分别为无急性毒、中毒和微毒,对毒性的去除效率分别为96.4%、74.3%和99.5%。TIE结果表明,石化废水中的主要致毒物质是非极性有机物和可滤型物质。本研究结果为石化废水的综合生物毒性评价提供了研究基础,为探讨废水生物毒性的去除提供了实例参考。     

广州市某A2/O工艺城镇污水处理厂出水对大型溞的生殖毒性作用

城镇污水处理厂废水中存在大量生物毒性物质,但该废水对动物的生殖能力影响研究还十分缺乏。利用大型溞暴露实验,检测广州市某采用A~2/O工艺的城镇污水处理厂出水的急性毒性和生殖毒性。48 h急性毒性实验表明,所有水样均未表现出急性毒性效应。慢性生殖毒性(14 d)测试结果表明:(1)从进水到缺氧池出水均能显著提高第一胎产溞数量;(2)进水和沉砂池出水显著增加受试期总产溞数量;(3)从厌氧池到出水工艺段受试溞的第一胎产溞时间均推后;(4)好氧池出水的毒性显著降低,但仍然对大型溞具有生殖毒性。研究表明,好氧池(A~2/O)工艺能够显著去除具有大型溞生殖毒性的物质,但污水处理厂废水的生殖毒性仍需要引起关注。     

焦化废水A~2/O处理过程中的组成和毒性变化规律

焦化废水中含有大量毒性物质,具有较强的生物毒性。本文以实验室构建的A2/O焦化废水处理系统为研究对象,考察废水处理过程化学成分和急性毒性的变化。采用紫外扫描和三维荧光光谱分析考察了处理系统各阶段出水的物质组分,并采用固相萃取和超滤膜分离等手段对水样各组分的发光细菌急性毒性进行研究。结果表明,伴随着芳香族物质等毒物的去除,焦化废水的急性生物毒性在该处理系统中被逐步削减,最终出水的毒性当量仅为原水的28%;不同组分的生物毒性测试结果显示,废水水样的强极性和中等极性有机组分贡献了绝大部分的毒性当量,而这些物质主要在缺氧段及好氧段被削减;结合三维荧光光谱的分析结果,可推断焦化废水中一类很难在A2/O处理系统中被完全去除的芳香族蛋白质类似物(Ⅱ区)很可能具有较强的生物毒性,是构成出水毒性的主要物质。     

焦化废水处理试验系统出水的生物毒性变化

焦化废水是一种典型的难降解工业废水,组分复杂,生物毒性高,大多采用生物处理联合物化深度处理的工艺,以满足炼焦化学工业的污染排放标准,但其排水安全性仍然令人担忧。为研究工艺排水安全性,选择发光细菌青海弧菌Q67、稀有鮈鲫(Gobiocypris rasus)血红细胞、活性污泥微生物群落为测试生物,研究了焦化废水及各处理阶段出水的急性毒性和遗传毒性变化,进而识别影响生物毒性的水质因子。焦化废水经过序批式生物膜反应器处理后,出水急性毒性比进水下降71%,遗传毒性下降为90%以上的轻度以下损伤,显示生物强化处理对焦化废水生物毒性有良好的去除作用。生物处理出水再经过深度处理后,则表现出不同的毒性变化:活性炭吸附法对生物急性毒性的消除最佳,但遗传毒性较生物处理出水有所升高;臭氧氧化法不仅水质改善效率差,且最终出水的生物急性毒性与遗传毒性均升高;臭氧催化氧化法对水中残留有机物去除效率较高,但也造成出水急性毒性与遗传毒性的升高。各水样对青海弧菌Q67的急性毒性与有机物、氮等水质指标表现出较强相关性,而遗传毒性与水质指标之间的相关性不显著。研究结果可为评价和改进处理工艺、保障水体生态安全提供参考。     

工业园区典型行业废水的理化性质及急性毒性

利用理化检测和发光细菌法对天津市某工业园区内16家行业典型企业的进出水进行理化分析和急性毒性试验.结果表明,16家企业原水水质较差,且废水的污染特征差异明显.发光细菌毒性试验表明,16家企业原水对发光细菌的急性毒性等级在重毒以上的比例占到81.25%.预处理后,废水的常规指标基本上满足园区污水处理厂收水标准,但部分企业出水中仍能检出一定浓度的非常规污染物.预处理后,企业废水的整体毒性得到有效削减,低毒和中毒的比例分别达到了25%和37.5%.相关性分析实验表明,企业原水急性毒性与各化学参数间均无相关性,企业出水的急性毒性则与化学需氧量(r=-0.589,P0.05)、总磷(r=-0.566,P0.05)、镍(r=-0.670,P0.01)、铊(r=-0.659,P0.01)、铅(r=-0.684,P0.01)、镉(r=-0.678,P0.01)、六价铬(r=-0.682,P0.01)具有显著相关性.将理化性质与急性毒性指标有机结合起来,能够更加全面、准确的判断工业废水水质状况.建议在制订工业园区纳管标准时设置急性毒性指标.     

基于斑马鱼和发光细菌评估制革废水毒性及其削减效率

随着制革工业在我国的迅速发展,其导致的环境污染问题也逐渐受到人们的广泛关注。为评价制革废水的生物毒性以及处理工艺对毒性的削减效率,选择费氏弧菌、明亮发光杆菌、斑马鱼幼鱼及其胚胎作为受试生物,分析了制革废水的急性毒性和发育毒性,比较了不同受试生物对制革废水毒性的敏感性,并结合理化指标对废水的毒性削减进行了评估。结果表明:不同受试生物的敏感性大小为斑马鱼胚胎明亮发光杆菌斑马鱼幼鱼费氏弧菌明亮发光杆菌斑马鱼胚胎斑马鱼幼鱼费氏弧菌;发光菌及斑马鱼幼鱼急性毒性实验结果表明,制革废水经过整个工艺处理后,废水的急性毒性已降至检测线以下,即0TUa;斑马鱼胚胎毒性实验结果表明,经过处理的制革废水仍存在急性毒性,基础毒性当量为0.5 TUa,同时还对胚胎的发育存在一定影响,对胚胎孵化及畸形的毒性当量分别为0.7 TUa和0.13 TUa。综上可知,处理后的制革废水对环境的影响已得到初步的有效控制,但仍需进一步处理以达到更大程度削减毒性的目的。     

不同微藻对典型行业废水急性毒性响应的敏感性研究

研究考察了不同行业废水对4种微藻24 h和72 h的急性毒性效应。以斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)、蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)、海水小球藻(Chlorella spp.)以及等鞭金藻(Isochrysis galbana)为指示生物,采用COD浓度较高的焦化厂实际生产废水和制药厂实际生产废水、COD浓度较低的印染厂生化处理后出水和城市污水处理厂进出水作为受试水体,以微藻的生长抑制率为测试指标,评价微藻对不同行业废水的急性毒性效应和敏感性。结果表明,不同行业废水对4种微藻的急性毒性效应有所不同:焦化废水对等鞭金藻的生长抑制作用最强,制药废水对斜生栅藻的毒性效应最为明显,印染废水及城市污水处理厂的进出水对海水小球藻的毒性较为显著,说明不同微藻对不同行业废水毒性的敏感性存在差异。上述研究结果为废水毒性评价中受试物种的选择提供了基础数据。     

印染废水处理过程及排放水对草履虫遗传毒性评价

草履虫作为指示生物评估印染废水处理过程及排放水的毒性效应。急性毒性结果显示,原水、厌氧工段印染废水、好氧工段印染废水对草履虫的半数致死浓度(24h-LC₅₀)分别为54%、41%、98%;遗传毒性结果显示,印染废水原水、经处理的排放水在6.25%、12.25%稀释梯度下对草履虫造成的DNA损伤较对照组呈显著升高(p<0.01),而排放水对草履虫的DNA损伤较原水无显著性差异;草履虫增殖速率结果显示,印染废水排放水50%稀释梯度下对草履虫增殖速率有抑制作用。暴露于印染废水排放水中10%的草履虫其游动行为发生改变。以上结果表明,印染废水在经过处理后,理化指标均达到国家印染废水行业排放标准,但排放水仍对草履虫产生急性毒性,且遗传毒性较原水没有显著降低。水生生物毒性测试能有效补充理化指标评价,为印染废水行业全面达标排放提供依据。     

代表性二级处理、三级处理和湿地生态修复技术对城镇污水人源干细胞毒性的削减

污水中的难降解污染物往往具有浓度低但毒性强的特点,可以通过多种暴露途径直接或间接对人体健康产生有害影响,因此有必要评估污水处理技术对健康效应的削减效果.本研究选择人骨髓间充质干细胞(human bone marrow mesenchy-mal stem cells,hBMSCs)体外模型,评估典型二级处理、三级处理和湿地修复技术进水、主要工艺排水的综合毒性,并与发光菌急性毒性测试结果进行比较.水样萃取物对hBMSCs的细胞毒性呈剂量依赖性关系,进水毒性单位(toxicity unit,TU)在0.03～ 0.22范围内,出水TU为0.02 ～ 0.03.二级处理技术对细胞毒性的削减率为59.8％.三级处理过程中经混凝、微滤和反渗透处理后,出水无显著细胞毒性,但经臭氧消毒后最终排水的细胞毒性较进水无显著变化.湿地修复技术对细胞毒性的削减率为49.9％.66.7％ (14/21)水样品对于hBMSCs细胞毒性的TU值高于发光菌急性毒性的TU值.在相对富集倍数(related fold enrichment,REF)20％效应浓度(EC20)下,二级处理和三级处理技术对污水hBMSCs细胞毒性的削减率低于发光菌急性毒性,但湿地修复技术对细胞毒性的削减率高于发光菌急性毒性.结果 提示污水处理厂排水中残留的难降解有机污染物对人源干细胞具有较强的有害效应,为再生水水质安全性评价以及城镇污水资源化技术研发提供参考依据和方法.     

制革废水处理系统各级出水的生态毒性评价

采用生态毒理学常用的大型溞（Daphnia magna）和活性污泥（activated sludge）作为试验系统,对制革废水处理系统各个环节出水进行毒性试验,以评价其处理效果。按照OECD标准试验方法,选取本实验室繁殖的大型溞（溞龄小于24 h）,和采自以处理生活污水为主的污水处理厂活性污泥,分别使用重铬酸钾和3,5-二氯酚作为参比物验证大型溞和活性污泥的毒性敏感性。以大型溞活动抑制和活性污泥呼吸抑制作为毒性终点,利用48 h静态试验和3 h曝气试验分别评价水样对于大型溞活动和活性污泥呼吸作用的急性毒性效应。统计各试验组大型溞的活动情况和活性污泥的呼吸速率,分别将其与空白对照组进行比较,计算大型溞的活动抑制率和活性污泥的呼吸抑制率,采用Bliss法统计制革废水处理系统各个环节出水对大型溞和活性污泥的半数抑制浓度（EC50）。结果表明：制革废水依次经过厌氧脱硫反应器、脱色厌氧反应器、微曝气反应器和厌氧氨氧化反应器的生物处理系统处理,其出水对大型溞和活性污泥的急性毒性已大为降低。进水、厌氧脱硫反应器出水、脱色厌氧反应器出水、微曝气反应器出水和厌氧氨氧化反应器出水对大型溞活动抑制试验的48 h-EC50分别为41.3%、32.2%、48.0%、91.2%和无抑制作用;活性污泥呼吸抑制试验3 h-EC50则分别为178.2%、101.5%、689.7%、184.6%和无抑制作用。总体上毒性呈现逐渐降低的趋势,而且大型溞比活性污泥更为灵敏。大型溞和活性污泥的生态毒性结果与化学分析的结果相互补充,可为制革废水处理提供预警和效果评价提供科学依据。     

Impact of industrial effluents on the biochemical composition of fresh water fish Labeo rohita

In acute toxicity (96 hr) experiment the fingerlings of freshwater fish Labeo rohita was exposed to tannery, electroplating and textile mill effluents. The LC0 and LC50 concentrations were 15% and 20% for tannery effluents, 3% and 6% for electroplating effluents and 18% and 22% for textile mill effluents respectively. It was found that, electroplating effluent was more toxic than tannery and textile mill wastes. After acute toxicity experiments for different industrial effluents, various tissues viz. gill, liver, muscle and kidney were obtained separately from control, LC0 and LC50 groups. These tissues were used for biochemical estimations. The glycogen content in all the tissues decreased considerably upon acute toxicity of three industrial effluents except muscle in LC50 group of tannery effluent and kidney in LC50 group of textile mill effluent, when compared to control group. The total protein content decreased in all tissues in three effluents except gills in LC50 group of tannery effluent, kidney in LC50 group of electroplating effluent and kidney in LC0 group of textile mill effluent. In general total lipid content decreased in all tissues after acute exposure when compared to control group. The results obtained in the present study showed that, the industrial effluents from tannery, electroplating and textile mills caused marked depletion in biochemical composition in various tissues of the fish Labeo rohita after acute exposure.     

Acute toxic effects of organic effluents on Chironomus travalensis Kieffer (Chironomidae: Diptera)

The acute toxicity of abattoir and sewage effluents on Chironomus travalensis was determined in a 96?h static bioassay. The toxicity was undertaken in replicates using effluent concentrations between 5% and 100%. Determination of the physical and chemical parameters of both effluents was carried out. The abattoir effluent was toxic to the test organisms at different concentrations while the sewage effluent did not produce lethality. The 96?h LC₅₀ value of the abattoir effluent was 23%. The acute toxicity unit at 96?h was 4.3. To avoid the adverse effect of effluent waste to aquatic life, it is recommended that effluent waste needs to be channelled through normal treatment procedures in industrial and residential areas.     

壳聚糖/膨润土复合絮凝剂处理染料废水的研究

利用壳聚糖/钠基膨润土复合絮凝剂对活性艳红X3B等11种染料模拟废水及实际印染废水进行絮凝脱色处理。考察了复合絮凝剂投加量、pH值、搅拌速率、搅拌时间等因素对模拟染料废水絮凝脱色的影响。结果表明,在染料浓度为100 mg.L-1,pH为5的条件下,复合絮凝剂投加量为1.25 g.L-1时,3种质量比的复合絮凝剂对活性艳红X3B的脱色率分别达到75%、90%和97%以上;质量比为1∶10的壳聚糖/钠基膨润土复合絮凝剂,对其它活性、还原性、分散性、水溶性等8种印染厂常用染料也具有很好的絮凝脱色作用,脱色率均可达94%以上。对印染废水处理厂进水口废水和经过A/O处理后废水的色度去除率和COD去除率分别可以达到81.05%、83.74%和53.21%、41.22%,具有一定的应用前景。     

A study on genotoxicity of textile dyeing industry effluents from Rajshahi,Bangladesh, by the Allium cepa test

Textile dye effluents are believed to be toxic as they might exert various harmful effects on living organisms including genotoxicity. These effluents are the main source of direct and continuous input of pollutants into the aquatic ecosystems. In this study, dye effluents from a local silk dyeing industry were analysed for their genotoxic potential by the Allium cepa genotoxicity test. The A. cepa test is characterised as a genotoxicity test where the roots of A. cepa are grown in different concentrations of the test material. The macroscopic results clearly showed that the toxicity of the dye effluents prompted A. cepa root growth inhibition, and this effect increased with higher concentrations of the effluents. At the cellular level, no dividing cells were found at higher concentrations such as 60%, 80% and 100% of the effluents. However, at a lower concentration of 20%, dividing cells were identified, although the mitotic index was much lower than that of the control. Microscopic analysis showed that the dye effluents induced chromosomal aberrations at significant levels. Taken together, these results revealed that the textile dyeing industry effluents are toxic to eukaryotic cells and these dyes have genotoxic properties that can potentially lead to cancer development and adverse health conditions.     

上海市不同工业类型土壤重金属含量差异性分析

为揭示不同工业类型土壤重金属含量的差异性,研究以上海市为例,选取机械制造、化工、印染三种污染较为严重的工业类型,进行实地采样分析.结果表明,上海工业土壤重金属元素As、Cr、Cu、Pb、Zn没有超过国家土壤环境质量二级标准,但Ni的平均值达到75.23 mg·kg~(-1),是国家土壤环境质量二级标准的1.5倍;以上海市土壤背景值为评价标准,除As外,各元素单因子污染指数均大于1,由高到低依次为:Ni,Zn、Pb,Cu,Cr,As;印染企业、机械制造、化工企业综合污染指数均大于2,属于中度污染,污染程度由高到低依次为:印染企业,化工企业,机械制造,表现出明显的累积趋势.相关分析和因子分析表明,元素Pb、Cu和Zn有相似来源,Cr和Ni有相似来源,As为另一来源;前两类元素含量远高于对应元素背景值,超标率均在90%以上,来源主要受人为活动影响;As元素含量与背景值相当,来源主要与成土母质有关.通过对比分析发现,Cr、Ni来源主要与机械制造和化工等企业污染排放有关;印染企业生产过程中污染物的排放可能是Pb、Cu、Zn的主要来源;各类型企业土壤均存在多个元素累积,呈现出复合污染的趋势.     

Assessment of industrial effluent and its impact on soil and plants

The present study deals with the assessment of industrial water of an electronic component manufacturing unit with electroplating and its subsequent effects on soil and plants receiving the effluent. The physico-chemical parameters of the effluent samples showed higher value than that of ground water. The treated effluent was within the permissible limit. Microtox test was conducted and determined the degree of toxicity of untreated, treated effluents as well as the water sample collected at effluent discharge point of receiving river (confluence point). The physico- mechanical parameters of the soil samples were not changed due to irrigation of the treated effluent, but the concentration of metals were comparatively higher than the control soil. Higher accumulation of metals was found in the plant parts in naturally growing weeds and cultivated crop plant irrigated with treated effluent. Elevated accumulation of metals in Eichhornia crassipes and Marsilea sp. growing along the effluent channel has been identified as a potential source of biomonitoring of metals particularly for Cu and Ca and can be utilised for the removal of heavy metal from wastewater.