（高清版）GBT 21796-2022 化學(xué)品 活性污泥呼吸抑制試驗(yàn)

化學(xué)品活性污泥呼吸抑制試驗(yàn)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)GB/T21796—2022 I 2規(guī)范性引用文件 3術(shù)語(yǔ)和定義 4受試物信息 15試驗(yàn)原理 26參比物質(zhì)/參比物 27試驗(yàn)方法 28試驗(yàn)程序 59質(zhì)量保證與質(zhì)量控制 810數(shù)據(jù)與報(bào)告 8附錄A(資料性)活性污泥呼吸抑制試驗(yàn)裝置示例 附錄B(資料性)應(yīng)用BOD瓶的氧測(cè)量裝置示例 附錄C(資料性)抑制曲線(xiàn)示例 參考文獻(xiàn) I本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。本文件代替GB/T21796—2008《化學(xué)品活性污泥呼吸抑制試驗(yàn)》,與GB/T21796—2008相比，除結(jié)構(gòu)調(diào)整和編輯性改動(dòng)外，主要技術(shù)變化如下：——更改了文件的適用范圍(見(jiàn)第1章，2008年版的第1章);——增加了“規(guī)范性引用文件”和“受試物信息”兩章(見(jiàn)第2章、第4章);——更改了試驗(yàn)原理的內(nèi)容(見(jiàn)第5章，2008年版的4.1);——更改了參比物的內(nèi)容(見(jiàn)第6章，2008年版的4.2);——更改了試驗(yàn)方法和試驗(yàn)程序的內(nèi)容(見(jiàn)第7章、第8章，2008年版的第5章、第6章);——更改了質(zhì)量保證與質(zhì)量控制的部分內(nèi)容(見(jiàn)第9章，2008年版的第7章);——更改了數(shù)據(jù)與報(bào)告的內(nèi)容(見(jiàn)第10章，2008年版的第8章)。請(qǐng)注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專(zhuān)利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識(shí)別專(zhuān)利的責(zé)任。本文件由全國(guó)危險(xiǎn)化學(xué)品管理標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)(SAC/TC251)提出并歸口。本文件起草單位：生態(tài)環(huán)境部固體廢物與化學(xué)品管理技術(shù)中心、廣東省微生物研究所、沈陽(yáng)沈化院測(cè)試技術(shù)有限公司、上海市檢測(cè)中心、廈門(mén)豐力揚(yáng)科技有限公司、生態(tài)環(huán)境部南京環(huán)境科學(xué)研究所、中國(guó)檢驗(yàn)檢疫科學(xué)研究院、上海市環(huán)境科學(xué)研究院、陜西潤(rùn)正檢測(cè)科技有限公司。本文件及其所代替文件的歷次版本發(fā)布情況為：——2008年首次發(fā)布為GB/T21796—2008;——本次為第一次修訂。1化學(xué)品活性污泥呼吸抑制試驗(yàn)本文件規(guī)定了化學(xué)品活性污泥呼吸抑制試驗(yàn)的受試物信息、試驗(yàn)原理、參比物質(zhì)/參比物、試驗(yàn)方本文件適用于評(píng)價(jià)易溶于水、難溶于水、易吸附和具有揮發(fā)性的化學(xué)物質(zhì)對(duì)生物法污水處理廠(chǎng)活性污泥中微生物的有機(jī)碳氧化過(guò)程、硝化作用的影響。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過(guò)文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T21845化學(xué)品水溶解度試驗(yàn)GB/T21851化學(xué)品批平衡法檢測(cè)吸附/解吸附試驗(yàn)GB/T21852化學(xué)品分配系數(shù)(正辛醇-水)高效液相色譜法試驗(yàn)GB/T21853化學(xué)品分配系數(shù)(正辛醇-水)搖瓶法試驗(yàn)GB/T21855化學(xué)品1與pH有關(guān)的水解作用試驗(yàn)GB/T22052用液體蒸氣壓力計(jì)測(cè)定液體的蒸氣壓力溫度關(guān)系和初始分解溫度的方法GB/T22228工業(yè)用化學(xué)品固體及液體的蒸氣壓在10-1Pa至10?Pa范圍內(nèi)的測(cè)定靜態(tài)法GB/T22229工業(yè)用化學(xué)品固體及液體的蒸氣壓在10~3Pa至1Pa范圍內(nèi)的測(cè)定蒸氣壓平衡法OECD化學(xué)品測(cè)試導(dǎo)則No.104蒸氣壓(VapourPressure)OECD化學(xué)品測(cè)試導(dǎo)則No.316化學(xué)品在水中的光轉(zhuǎn)化(PhototransformationofChemicalsinWater)3術(shù)語(yǔ)和定義下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。單位時(shí)間內(nèi)活性污泥或污水中好氧微生物消耗的氧氣量。注：通常以每小時(shí)每升活性污泥懸浮液或污水消耗的氧氣的量[mg/(L·h)],或每小時(shí)每克活性污泥(干重)消耗的氧氣的量[mg/(g·h)]表示。無(wú)可觀察效應(yīng)濃度noobservedeffectconcentration;NOEC未觀察到效應(yīng)的受試物濃度。4受試物信息4.1受試物所需信息包括：2a)標(biāo)識(shí)信息(通用名、化學(xué)名或IUPAC名、CAS號(hào)),化學(xué)純度；b)水中溶解度(GB/T21845);c)蒸氣壓(GB/T22052、GB/T22228、GB/T22229和OECD化學(xué)品測(cè)試導(dǎo)則No.104)和亨利常數(shù)；d)正辛醇-水分配系數(shù)(GB/T21852和GB/T21853);e)吸附系數(shù)(Ka,K;或K,GB/T21851);f)水中的化學(xué)穩(wěn)定性(水解性，GB/T21855);g)水中的光穩(wěn)定性(光解性，OECD化學(xué)品測(cè)試導(dǎo)則No.316);h)水中濃度的定量分析方法。4.2測(cè)定4.1中參數(shù)的溫度應(yīng)在試驗(yàn)報(bào)告中予以說(shuō)明。5試驗(yàn)原理受試物與活性污泥和模擬污水接觸3h后，在一個(gè)插入氧電極的密閉測(cè)氧容器中測(cè)定呼吸速率，進(jìn)而得出受試物對(duì)活性污泥呼吸抑制的EC(EC,是指在給定的暴露期內(nèi)與空白對(duì)照組相比，對(duì)x%受試生物產(chǎn)生效應(yīng)的濃度。例如，EC?是在暴露期結(jié)束時(shí)對(duì)暴露群體中50%的個(gè)體在一個(gè)試驗(yàn)終點(diǎn)方面產(chǎn)生影響的估算濃度)和/或無(wú)可觀察效應(yīng)濃度(NOEC)。在考慮真實(shí)的暴露場(chǎng)景時(shí)，宜采用較長(zhǎng)的接觸時(shí)間。如果受試物迅速減少(例如通過(guò)水解等非生物降解，或者揮發(fā)),可采用較短的暴露周期，例如30min。在暴露當(dāng)天，應(yīng)用適當(dāng)?shù)膮⒈任餀z查每批活性污泥的敏感性。通過(guò)測(cè)定N-烯丙基硫脲(ATU,一種抑制硝化細(xì)菌將銨氧化成亞硝酸鹽的專(zhuān)用抑制劑)存在和不存在時(shí)的呼吸速率，將微生物氧化有機(jī)碳的氧吸收抑制與微生物氧化銨的氧吸收抑制區(qū)分出來(lái)。這種情況下，分別在加入和不加抑制劑ATU時(shí)，將含有受試物的試驗(yàn)組的耗氧速率與不含受試物的對(duì)照組的平均耗氧速率相比，計(jì)算呼吸速率的抑制百分率?？赏ㄟ^(guò)測(cè)定不含活性污泥時(shí)，僅含有受試物、模擬污水和水的非生物對(duì)照組混合液的耗氧速率，檢測(cè)非生物過(guò)程的耗氧作用。6參比物質(zhì)/參比物應(yīng)定期用適當(dāng)?shù)膮⒈任镞M(jìn)行試驗(yàn)，來(lái)檢查試驗(yàn)方法和試驗(yàn)條件的可靠性，并在暴露當(dāng)天檢查用作微生物接種物的每批活性污泥的敏感性。宜用3,5-二氯苯酚(3,5-DCP,一種已知的呼吸抑制劑，用于很多類(lèi)型的抑制/毒性試驗(yàn))作為參比物。五水合硫酸銅也可用作總呼吸抑制的參比物。N-甲苯胺可用作硝化作用的專(zhuān)用參比抑制劑。7試驗(yàn)方法7.1儀器設(shè)備及試劑試驗(yàn)使用下列儀器設(shè)備：a)試驗(yàn)容器——例如，1000mL燒杯，盛裝500mL試驗(yàn)混合液(見(jiàn)圖A.1)。b)測(cè)定溶解氧濃度的容器和附件——匹配的氧電極；盛裝試驗(yàn)混合液樣品的無(wú)頂空密閉容器和記錄儀(見(jiàn)圖A.1);也可使用在瓶頸處加一個(gè)套管適配件來(lái)密封氧電極的BOD瓶(見(jiàn)圖B.1)。為避免插入氧電極時(shí)液體溢流損失，宜先在套管中插入漏斗或玻璃管，或者使用瓶口外展的容3器。應(yīng)使用磁力攪拌器或其他攪拌方法，例如自攪拌電極。c)磁力攪拌器和包裹惰性材料的攪拌子。d)曝氣裝置：用壓縮空氣曝氣，應(yīng)用適當(dāng)?shù)倪^(guò)濾器去除空氣中的灰塵和油分，通過(guò)含水的洗瓶加濕空氣。容器內(nèi)的混合液應(yīng)用巴斯德(Pasteur)吸管或其他不吸附受試物的曝氣頭曝氣。當(dāng)加載燒瓶時(shí)，例如2000mL容量，振蕩器轉(zhuǎn)速應(yīng)在150r/min～250r/min,保證活性污泥需氧量，同時(shí)避免受試物產(chǎn)生過(guò)多泡沫、揮發(fā)損失，或者曝氣時(shí)難于被氣流分散而被濺起。典型的試驗(yàn)系統(tǒng)是一組連續(xù)曝氣，按先后順序設(shè)置(例如間隔10min～15min)的燒杯，然后按同樣順序和時(shí)間間隔分析。也可使用經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的能同步曝氣和測(cè)定混合液耗氧速率的儀器。f)離心機(jī)：用于離心處理活性污泥，加速度為10000m/s2的臺(tái)式離心機(jī)。g)實(shí)驗(yàn)室常用的其他設(shè)備和玻璃器皿。整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程使用分析純?cè)噭?.2試驗(yàn)用水除明確要求使用除氯自來(lái)水的步驟以外，應(yīng)使用溶解性有機(jī)碳(DOC)含量低于1mg/L的蒸餾水或去離子水。7.3試驗(yàn)準(zhǔn)備7.3.1模擬污水貯備液的配制分別稱(chēng)取16g蛋白胨、11g牛肉膏、3g尿素、0.7g氯化鈉(NaCl)、0.4g二水合氯化鈣(CaCl?·2H?O)、0.2g七水合硫酸鎂(MgSO?·7H?O)和2.8g無(wú)水磷酸氫二鉀(K?HPO?),用蒸餾水或去離子水溶解，定容到1L,作為模擬污水貯備液。此貯備液pH值應(yīng)在7.5±0.5之間。如果配好的模擬污水貯備液不立即使用，應(yīng)于0℃~4℃、黑暗處儲(chǔ)存，或者在不改變其成分的條件下儲(chǔ)存，且不超過(guò)7d。模擬污水貯備液各組分也可在儲(chǔ)存前分別滅菌，或開(kāi)始試驗(yàn)前再加入蛋白胨和肉膏。使用前，模擬污水貯備液應(yīng)充分?jǐn)嚢杈鶆?，必要時(shí)調(diào)節(jié)pH值在7.5±0.5之間。7.3.2受試物貯備液的配制對(duì)于易溶于水的受試物，應(yīng)按溶解度配制成最大濃度的受試物貯備液(不應(yīng)有析出)。如果受試物屬于難溶于水的物質(zhì)、不同水溶性組分的混合物和易吸附物質(zhì)，應(yīng)直接稱(chēng)量加入每個(gè)試驗(yàn)容器。對(duì)于這類(lèi)受試物，如果在加入活性污泥前，分析測(cè)定每個(gè)試驗(yàn)容器中溶解的受試物濃度，也可采用配制貯備液的方式。如果配制水融合組分(WAFs),應(yīng)分析測(cè)定試驗(yàn)容器中溶解的受試物濃度。不應(yīng)使用有機(jī)溶劑、分散劑/乳化劑來(lái)提高受試物溶解度。當(dāng)有足夠的證據(jù)表明受試物在實(shí)驗(yàn)室條件下穩(wěn)定，可在試驗(yàn)前一天配制，使用超聲處理受試物貯備液或預(yù)先攪拌懸浮液過(guò)夜。受試物可能會(huì)影響試驗(yàn)系統(tǒng)的pH值。預(yù)試驗(yàn)時(shí)，設(shè)置試驗(yàn)系列前，應(yīng)測(cè)定受試物試驗(yàn)組混合液的pH值，來(lái)確定正式試驗(yàn)前和正式試驗(yàn)當(dāng)天是否需要調(diào)節(jié)pH值。如果需要，加入接種物前應(yīng)中和受試物的溶液/懸浮液。中和可能會(huì)改變物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)，可依據(jù)試驗(yàn)?zāi)康模ㄟ^(guò)進(jìn)一步的試驗(yàn)來(lái)評(píng)估未調(diào)節(jié)pH值時(shí)受試物對(duì)活性污泥的影響。對(duì)于揮發(fā)性受試物，由于暴露期內(nèi)揮發(fā)損失(尤其是在空氣曝氣過(guò)程中),導(dǎo)致測(cè)得的受試物毒性效應(yīng)結(jié)果數(shù)值不穩(wěn)定?？赏ㄟ^(guò)對(duì)含有受試物的對(duì)照組混合液進(jìn)行定量分析和改進(jìn)曝氣方式來(lái)解決。4GB/T21796—20227.3.3參比物溶液的配制如果用3,5-DCP作參比物，將3,5-DCP1.00g溶于1000mL水中，配制溶液。可通過(guò)升高水溫和/或超聲來(lái)加速溶解。冷卻到室溫時(shí)定容。應(yīng)保證參比物化學(xué)結(jié)構(gòu)沒(méi)有改變。應(yīng)檢查溶液的pH值，可用NaOH或H?SO?調(diào)節(jié)pH值在7.0～8.0之間。如果用五水合硫酸銅(易溶)作參比物，分別使用公比為1.8的三個(gè)濃度：55.6mg/L、100mg/L和180mg/L。配制時(shí)，分別直接稱(chēng)量五水合硫酸銅27.8mg、50mg、90mg,加入到試驗(yàn)容器中(總體積500mL)。用234mL高壓滅菌自來(lái)水溶解。當(dāng)試驗(yàn)開(kāi)始時(shí)，加入16mL模擬污水貯備液和250mL活性污泥懸浮液。7.3.4硝化作用抑制劑混合液的配制應(yīng)配制2.32g/L的ATU貯備液。將此貯備液2.5mL加入到終體積500mL的接種混合液中，得到最終ATU濃度為11.6mg/L(10-4mol/L)的混合液。該濃度足以使含懸浮固體1.5g/L的活性污泥的硝化作用100%受到抑制。7.3.5非生物對(duì)照組的準(zhǔn)備還原性強(qiáng)的受試物可能有明顯的非生物耗氧作用。對(duì)于此類(lèi)受試物，用非生物對(duì)照組來(lái)區(qū)分受試物的非生物耗氧作用和微生物呼吸作用。試驗(yàn)組混合液中不加接種物配制成非生物對(duì)照組。同樣，測(cè)定試驗(yàn)暴露期內(nèi)的實(shí)際濃度時(shí)，例如當(dāng)使用難溶于水的受試物貯備液或不同水溶性組分的混合物溶液時(shí)，也應(yīng)同時(shí)測(cè)無(wú)接種物的非生物對(duì)照組。在一些特殊情況下，可用滅菌接種物(例如高壓蒸汽滅菌或加入滅菌劑)配制非生物對(duì)照組。有些物質(zhì)只在反應(yīng)的表面積足夠大時(shí)才可能產(chǎn)生或消耗氧氣。用過(guò)氧化物試驗(yàn)，應(yīng)注意這些方面。用滅活的接種物提供足夠的反應(yīng)表面積。7.3.6接種物的準(zhǔn)備一般情況下，從主要處理生活污水的運(yùn)行良好的污水處理廠(chǎng)的曝氣池出口或出口附近采集活性污泥懸浮液。也可使用實(shí)驗(yàn)室內(nèi)培養(yǎng)，懸浮固體濃度在2g/L～4g/L范圍內(nèi)的活性污泥懸浮液。應(yīng)注意不同污水處理廠(chǎng)的活性污泥可能具有不同的性質(zhì)和敏感性。采集活性污泥懸浮液后，應(yīng)靜置5min～15min去除粗糙顆粒，然后倒出上層較細(xì)固體或過(guò)篩(例如1mm2篩)。也可用勻漿器將活性污泥勻漿約15s或更長(zhǎng)時(shí)間，但應(yīng)注意長(zhǎng)時(shí)間攪拌可能引起的剪力和溫度變化。通常宜清洗活性污泥，例如內(nèi)源呼吸速率低時(shí)?；钚晕勰鄳?yīng)首先離心一段時(shí)間以產(chǎn)生清澈上清液和固體球(例如以10000m/s2加速度離心10min)。棄去上清液，在無(wú)氯自來(lái)水中攪動(dòng)活性污泥再懸浮，再次離心并棄去上層清洗水。重復(fù)清洗和離心過(guò)程，測(cè)定已知體積的再懸浮活性污泥的干重。通過(guò)去除液體進(jìn)一步濃縮活性污泥或在無(wú)氯自來(lái)水中進(jìn)一步稀釋活性污泥，得到要求的濃度(懸浮固體濃度為3g/L)。活性污泥懸浮液應(yīng)在試驗(yàn)溫度下持續(xù)曝氣(例如氣體流量為2L/min),盡可能在采集當(dāng)天使用。如果不能當(dāng)天使用，應(yīng)用模擬污水(每升活性污泥懸浮液每天加入50mL模擬污水)再培養(yǎng)2d。如果通過(guò)評(píng)價(jià)內(nèi)源異養(yǎng)呼吸速率和硝化作用呼吸速率表明沒(méi)有發(fā)生顯著的活性改變，此活性污泥可用于試驗(yàn)，并且結(jié)果有效。如果培養(yǎng)時(shí)產(chǎn)生泡沫，并且泡沫和其上黏附的活性污泥從曝氣容器中逸出，將影響試驗(yàn)結(jié)果。有時(shí)，泡沫僅發(fā)生于模擬污水存在時(shí)。如果受試物是表面活性劑或含有表面活性劑，應(yīng)預(yù)先控制起泡?；钚晕勰喙腆w從試驗(yàn)混合液中損失，將導(dǎo)致測(cè)得的呼吸速率數(shù)值偏低，這可能被誤解為受到抑制的結(jié)果。此外，對(duì)表面活性劑溶液曝氣將在泡沫層表面聚集表面活性劑；泡沫從試驗(yàn)系統(tǒng)的損失將降低暴露濃度?？赏ㄟ^(guò)簡(jiǎn)單的機(jī)械方法曝氣(例如用玻璃棒間歇手動(dòng)攪拌/或搖動(dòng)燒瓶)或通過(guò)加入無(wú)表面活性劑5的硅乳化防泡劑控制起泡。如果問(wèn)題與模擬污水存在有關(guān)，應(yīng)加入防泡劑(例如每升模擬污水加入50μL防泡劑)來(lái)改進(jìn)模擬污水成分。如果起泡由受試物引起，應(yīng)測(cè)定在最大試驗(yàn)濃度時(shí)需要加入防泡劑的量，然后各個(gè)曝氣容器應(yīng)同樣處理(包括沒(méi)有泡沫產(chǎn)生的空白對(duì)照組和參比物對(duì)照組容器)。防泡劑不應(yīng)影響接種物，不應(yīng)同受試物起反應(yīng)。7.4試驗(yàn)條件試驗(yàn)溫度應(yīng)保持在20℃±2℃。8試驗(yàn)程序8.1試驗(yàn)組混合液用水、模擬污水貯備液和受試物配制不同濃度的試驗(yàn)組(Fr)混合液。調(diào)節(jié)pH值到7.5±0.5;各容器中混合液應(yīng)用水和加入的活性污泥懸浮液稀釋?zhuān)_(dá)到相等的終體積，開(kāi)始曝氣。8.2參比物對(duì)照組混合液用參比物(例如3,5-DCP)代替受試物，以配制試驗(yàn)組混合液相同的方式配制參比物對(duì)照組(FR)混合液。8.3空白對(duì)照組空白對(duì)照組(Fg)應(yīng)在試驗(yàn)暴露期開(kāi)始和結(jié)束時(shí)在順序間隔的試驗(yàn)容器中配制。在使用可同步測(cè)定耗氧速率儀器的試驗(yàn)中，在每批同步分析中至少應(yīng)包括兩個(gè)空白對(duì)照組容器?？瞻讓?duì)照組容器中含相同體積的活性污泥懸浮液和模擬污水貯備液，但沒(méi)有受試物或參比物。應(yīng)用水稀釋到與試驗(yàn)組混合液和參比物對(duì)照組混合液相同的體積。8.4非生物對(duì)照組必要時(shí)，例如已知或懷疑受試物還原性強(qiáng)，應(yīng)配制非生物對(duì)照組(FA)混合液測(cè)定非生物耗氧。該混合液應(yīng)含有與試驗(yàn)組混合液等量的受試物、模擬污水貯備液和相同的總體積，但沒(méi)有活性污泥。8.5一般程序和測(cè)定試驗(yàn)組混合液、參比物對(duì)照組混合液及空白對(duì)照組和非生物對(duì)照組混合液在試驗(yàn)溫度下培養(yǎng)，劇烈曝氣(氣體流量在0.5L/min～1L/min之間)保持溶解氧濃度高于飽和值的60%～70%,并使活性污泥絮狀物處于懸浮狀態(tài)。也可通過(guò)攪拌使活性污泥絮狀物保持懸浮狀態(tài)。以接種物同最終混合液的其他成分開(kāi)始接觸為培養(yǎng)開(kāi)始。在按指定的暴露時(shí)間(通常為3h)培養(yǎng)結(jié)束時(shí)，取樣到為此設(shè)計(jì)的測(cè)氧容器(見(jiàn)圖B.1)中，或在完全充滿(mǎn)的BOD瓶中，測(cè)定溶解氧濃度的下降速率。根據(jù)測(cè)定耗氧速率所用儀器的性能，選擇培養(yǎng)開(kāi)始的方式。例如，如果只有一個(gè)氧電極，就逐個(gè)進(jìn)行測(cè)定。在這種情況下，用模擬污水貯備液配制試驗(yàn)所需的各個(gè)混合液，但不加接種物，所需的各份活性污泥應(yīng)在各系列開(kāi)始時(shí)加入相應(yīng)的每個(gè)容器中。每個(gè)容器以適宜的時(shí)間間隔(例如10min～15min)順序開(kāi)始培養(yǎng)。使用由多個(gè)探頭組成的溶解氧測(cè)量系統(tǒng)便于進(jìn)行多個(gè)容器同步測(cè)定，接種物可同時(shí)加入適當(dāng)組數(shù)的容器里。所有試驗(yàn)組、參比物對(duì)照組和空白對(duì)照組(非生物對(duì)照組除外)的混合液中，活性污泥懸浮固體濃度為1.5g/L。3h暴露期后測(cè)耗氧速率。適當(dāng)時(shí)可另外進(jìn)行30min暴露測(cè)試(見(jiàn)第5章)。8.6測(cè)定活性污泥的硝化作用潛力為確定活性污泥是否發(fā)生硝化作用及硝化速率，應(yīng)配制空白對(duì)照組(Fg)混合液，并按7.3.4配制6ATU濃度為11.6mg/L(10-4mol/L)的硝化作用抑制劑混合液作為硝化作用抑制對(duì)照組(Fv)。兩種混合液應(yīng)在20℃±2℃曝氣培養(yǎng)3h。然后測(cè)定耗氧速率并計(jì)算由于硝化作用導(dǎo)致的呼吸速率。8.7試驗(yàn)設(shè)計(jì)8.7.1確定濃度范圍的預(yù)試驗(yàn)需要確定正式試驗(yàn)的受試物濃度范圍時(shí)，應(yīng)進(jìn)行預(yù)試驗(yàn)。如果預(yù)試驗(yàn)中受試物沒(méi)有引起呼吸抑制，不進(jìn)行正式試驗(yàn)，但預(yù)試驗(yàn)中的最高試驗(yàn)濃度應(yīng)設(shè)置三個(gè)平行濃度(一般為1000mg/L,但另有數(shù)據(jù)要求的除外)。預(yù)試驗(yàn)應(yīng)至少設(shè)置3個(gè)受試物試驗(yàn)濃度，例如10mg/L、100mg/L、1000mg/L,并設(shè)置空白對(duì)照組。需要時(shí)，至少在受試物最高濃度設(shè)置3個(gè)非生物對(duì)照組。理想狀況，受試物最低試驗(yàn)濃度不應(yīng)影響耗氧。如果耗氧速率和硝化作用速率相關(guān)，應(yīng)計(jì)算耗氧速率和硝化作用速率；然后計(jì)算抑制百分率。依據(jù)試驗(yàn)?zāi)康?，也可?jiǎn)化為測(cè)定限度濃度的毒性，例如1000mg/L。如果在這個(gè)濃度沒(méi)有發(fā)現(xiàn)統(tǒng)計(jì)上顯著的毒性效應(yīng)，可不再進(jìn)行更高或更低濃度的試驗(yàn)。應(yīng)注意難溶于水的物質(zhì)、不同水溶性組分的混合物和具有吸附性的物質(zhì)應(yīng)直接稱(chēng)量加入試驗(yàn)容器。此時(shí)，應(yīng)用水代替受試物貯備液，補(bǔ)足預(yù)留的體積。試驗(yàn)組和對(duì)照組的混合液配制示例見(jiàn)表1。表1預(yù)試驗(yàn)混合液示例加入各試驗(yàn)組容器中的量*FriFr?FT?~sFM~2FA混合液組分受試物貯備液"(見(jiàn)7.3.2)mL50模擬污水貯備液(見(jiàn)7.3.1)mL活性污泥懸浮液(見(jiàn)7.3.6)mL0水(見(jiàn)7.2)mL233.5434混合液總體積mL混合液中濃度試驗(yàn)懸浮液mg/L0活性污泥(懸浮固體)mg/L0參比物對(duì)照組(FR、FR、FRa)依同樣的程序處理?！笔茉囄镔A備液初始濃度：10g/L,活性污泥懸浮液初始濃度(懸浮固體，SS):3g/L。78.7.2正式試驗(yàn)正式試驗(yàn)應(yīng)在預(yù)試驗(yàn)得出的濃度范圍內(nèi)進(jìn)行。為得到NOEC和EC,(例如ECso),在大部分情況下，按等比設(shè)5個(gè)濃度的受試物試驗(yàn)組，每個(gè)濃度設(shè)5個(gè)平行。如果預(yù)試驗(yàn)中沒(méi)有耗氧，正式試驗(yàn)不設(shè)置非生物對(duì)照組。但如果預(yù)試驗(yàn)明顯耗氧，那么正式試驗(yàn)的每個(gè)濃度的受試物處理組都應(yīng)設(shè)置非生物對(duì)照組。用參比物3,5-DCP檢查活性污泥敏感性。由于敏感性是有波動(dòng)的，每個(gè)試驗(yàn)系列都應(yīng)檢查活性污泥敏感性。任何情況下，開(kāi)始3h后(必要時(shí)延長(zhǎng)的30min試驗(yàn)結(jié)束后),從試驗(yàn)容器中取樣，在測(cè)氧容器中用氧電極測(cè)定耗氧速率。由得到的數(shù)據(jù)計(jì)算各對(duì)照組和試驗(yàn)組混合液的單位活性污泥的呼吸速率以及抑制百分率。8.7.2.2異養(yǎng)作用呼吸和硝化作用呼吸抑制效應(yīng)之間的區(qū)分使用專(zhuān)用的硝化作用抑制劑ATU能直接評(píng)價(jià)受試物對(duì)異養(yǎng)呼吸的抑制效應(yīng)。從總耗氧速率(無(wú)ATU時(shí))中減去ATU存在時(shí)的耗氧速率，計(jì)算出對(duì)硝化作用速率的影響。按照8.7.2.1中對(duì)NOEC或EC的試驗(yàn)設(shè)計(jì)，準(zhǔn)備兩批試驗(yàn)混合液，在其中一批的每個(gè)容器中加入ATU,使混合液中最終ATU濃度為11.6mg/L,該濃度能完全抑制懸浮固體濃度為3000mg/L的活性污泥中的硝化作用。暴露期后測(cè)耗氧速率，這些直接測(cè)得的值僅代表異養(yǎng)作用呼吸，這些值與對(duì)應(yīng)的總呼吸速率的差代表硝化作用呼吸速率。然后計(jì)算各自的抑制程度。曝氣30min和/或3h(暴露時(shí)間)后測(cè)量并記錄。暴露期后，從第一個(gè)曝氣容器中取出的樣品轉(zhuǎn)移到測(cè)氧容器(見(jiàn)圖A.1)中，立即測(cè)定溶解氧濃度。如果使用多電極系統(tǒng)，可對(duì)各個(gè)容器進(jìn)行同步測(cè)定。首先校準(zhǔn)氧電極使電極對(duì)氧濃度變化的響應(yīng)延遲最短，在此基礎(chǔ)上各個(gè)容器以同樣速率進(jìn)行磁力攪拌是保證有規(guī)律、可復(fù)現(xiàn)的氧測(cè)定的基本條件。通常，一些氧電極的自攪拌探測(cè)系統(tǒng)可滿(mǎn)足要求。相鄰兩次測(cè)試間，應(yīng)用水沖洗測(cè)氧容器。或者，用樣品充滿(mǎn)配置磁力攪拌器的BOD瓶(見(jiàn)圖B.1)。帶套管適配件的氧電極插入瓶頸處，啟動(dòng)磁力攪拌器。兩種情況下，都應(yīng)持續(xù)測(cè)定溶解氧濃度并記錄一段時(shí)間(通常5min～10min)或直到溶解氧濃度降到2mg/L以下。如果需要更長(zhǎng)暴露期后的測(cè)試，取出電極，將混合液返回到曝氣容器，繼續(xù)曝氣和攪拌。8.9受試物濃度驗(yàn)證對(duì)于有些試驗(yàn)?zāi)康?，需要測(cè)定試驗(yàn)容器中受試物濃度。如果貯備液是下述情況應(yīng)注明：a)難溶于水的物質(zhì)；b)由不同水溶性組分構(gòu)成的混合物；c)受試物水溶性好，但是貯備液濃度接近最大水溶解度。為描述暴露，應(yīng)在接種前分析判斷試驗(yàn)容器中受試物濃度。由于事實(shí)上只有溶解的部分被轉(zhuǎn)移到試驗(yàn)容器中，測(cè)得的濃度可能非常低。為節(jié)約時(shí)間和費(fèi)用，建議僅稱(chēng)量受試物直接加入試驗(yàn)容器中，依照起始稱(chēng)量的配制濃度進(jìn)行后續(xù)計(jì)算?？刹粎^(qū)分受試物的溶解、不溶或吸附的部分，因?yàn)楫?dāng)化學(xué)品隨廢水進(jìn)入污水處理廠(chǎng)時(shí)，所有這些溶解、不溶和吸附的部分在實(shí)際運(yùn)行條件下都同時(shí)存在，可能隨污水組成而變化。本文件的目的是評(píng)估一個(gè)實(shí)際的無(wú)抑制濃度，不適用于詳細(xì)研究受試物各部分對(duì)活性污泥微生物的抑制。對(duì)于具有吸附性的受試物，也應(yīng)直接稱(chēng)量加入試驗(yàn)容器；應(yīng)使用硅烷化的容器，將吸附引起的損失降到最低。89質(zhì)量保證與質(zhì)量控制空白對(duì)照組(不含受試物或參比物)呼吸速率不應(yīng)小于20mg/(g·h)。如果呼吸速率低于此值，應(yīng)用洗過(guò)的活性污泥或另一來(lái)源的活性污泥重做試驗(yàn)。對(duì)照組各平行間的耗氧速率變異系數(shù)在正式試驗(yàn)結(jié)束時(shí)不應(yīng)大于30%。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)在2004年組織的一個(gè)用生活污水活性污泥進(jìn)行的國(guó)際間比對(duì)試驗(yàn)中，3,5-DCP對(duì)總呼吸抑制的EC5o處于2mg/L～25mg/L之間，異養(yǎng)作用呼吸抑制的EC?處于5mg/L~40mg/L之間，硝化作用呼吸抑制的EC?處于0.1mg/L～10mg/L之間。如果用3,5-DCP的參比物對(duì)照組試驗(yàn)所得EC不在上述預(yù)計(jì)范圍內(nèi)，應(yīng)用另一來(lái)源的活性污泥重做試驗(yàn)。五水合硫酸銅對(duì)總呼吸抑制的ECs處于53mg/L～155mg/L之間。10數(shù)據(jù)與報(bào)告10.1數(shù)據(jù)處理耗氧速率用測(cè)定結(jié)果的平均值來(lái)計(jì)算，例如，由溶解氧濃度對(duì)時(shí)間曲線(xiàn)的線(xiàn)性關(guān)系部分計(jì)算。溶解氧濃度過(guò)高或過(guò)低都會(huì)影響耗氧速率，所以選溶解氧濃度在2.0mg/L～7.0mg/L之間的測(cè)定結(jié)果計(jì)算。當(dāng)嚴(yán)重抑制導(dǎo)致呼吸非常緩慢或者是某種活性污泥的呼吸非常旺盛時(shí)，濃度范圍也可能低于2.0mg/L或高于7.0mg/L。如果耗氧速率曲線(xiàn)圖中延伸的部分是直線(xiàn)，且通過(guò)2.0mg/L或7.0mg/L這兩個(gè)溶解氧濃度界限點(diǎn)時(shí)斜率沒(méi)有改變，可接受該結(jié)果。曲線(xiàn)圖中的任何彎曲部分都表明測(cè)量系統(tǒng)正在趨于穩(wěn)定或者耗氧速率正在發(fā)生變化，不能用來(lái)計(jì)算呼吸速率。耗氧速率(R)可通過(guò)式(1)繪出的溶解氧衰減曲線(xiàn)圖的線(xiàn)性部分內(nèi)插或計(jì)算得到。式中：R——耗氧速率，單位為毫克每升小時(shí)[mg/(L·h)];Q?——曲線(xiàn)線(xiàn)性部分起點(diǎn)處溶解氧濃度，單位為毫克每升(mg/L);Q?——曲線(xiàn)線(xiàn)性部分終點(diǎn)處溶解氧濃度，單位為毫克每升(mg/L);△t——曲線(xiàn)線(xiàn)性部分起點(diǎn)和終點(diǎn)處兩次測(cè)量的時(shí)間間隔，單位為分(min)。特定活性污泥的呼吸速率(Rs)通過(guò)式(2)計(jì)算。式中：Rs——特定活性污泥的呼吸速率，單位為毫克每升小時(shí)[mg/(L·h)];SS——試驗(yàn)混合液中懸浮固體的濃度，單位為克每升(g/L)。10.1.2硝化作用的呼吸速率計(jì)算式(3)給出了總呼吸速率(Rr)、硝化作用呼吸速率(Rv)和異養(yǎng)作用呼吸速率(Rn)之間的關(guān)系。Rx=Rγ-R (3)式中：Rv——硝化作用呼吸速率，單位為毫克每升小時(shí)[mg/(L·h)];Rr——總呼吸速率，即測(cè)得的空白對(duì)照組耗氧速率(未添加ATU),單位為毫克每升小時(shí)[mg/(L·h)];R——異養(yǎng)作用呼吸速率，即測(cè)得的添加ATU的空白對(duì)照組耗氧速率，單位為毫克每升小時(shí)9空白對(duì)照組的硝化作用呼吸速率(Rxg)、空白對(duì)照組的總呼吸速率(Rrg)、空白對(duì)照組的異養(yǎng)作用呼吸速率(RH)、非生物對(duì)照組的總耗氧速率(RrA)、非生物對(duì)照組的異養(yǎng)作用耗氧速率(RnA)、受試物試驗(yàn)組的硝化作用呼吸速率(Rws)、受試物試驗(yàn)組的總呼吸速率(Rrs)、受試物試驗(yàn)組的異養(yǎng)作用呼吸速率(Rns)數(shù)值[mg/(g·h)]之間的關(guān)系是相符的。特定活性污泥的呼吸速率由式(4)、式(5)和式(6)Rs=Rx/SS Rrs=Rr/SS (5)Rns=R/SS (6)Rvs——受試物試驗(yàn)組的硝化作用呼吸速率，單位為毫克每克小時(shí)[mg/(g·h)];Rrs——受試物試驗(yàn)組的總呼吸速率，單位為毫克每克小時(shí)[mg/(g·h)];Rs——受試物試驗(yàn)組的異養(yǎng)作用呼吸速率，單位為毫克每克小時(shí)[mg/(g·h)]。如果在預(yù)試驗(yàn)中R、不顯著[例如小于空白對(duì)照組總呼吸速率(Rr)的5%],可認(rèn)為異養(yǎng)作用呼吸速率等于總呼吸速率，且未發(fā)生硝化作用。如果考慮該試驗(yàn)對(duì)異養(yǎng)作用和硝化作用的影響，應(yīng)選擇另一來(lái)源的活性污泥。如果有證據(jù)表明在受試物的不同濃度下呼吸受到抑制，應(yīng)進(jìn)行正式試驗(yàn)。在受試物的每個(gè)試驗(yàn)濃度下，受試物試驗(yàn)組的總呼吸的抑制百分率(Ir)通過(guò)式(7)計(jì)算。I?=[1-(Rr-RrA)/RrB]×100% (7)Ir——受試物試驗(yàn)組的總呼吸抑制百分率，以百分?jǐn)?shù)(%)表示；RrA——非生物對(duì)照組的總耗氧速率，單位為毫克每升小時(shí)[mg/(L·h)];RrB——空白對(duì)照組的總呼吸速率，單位為毫克每升小時(shí)[mg/(L·h)]。同樣，在受試物的每個(gè)試驗(yàn)濃度下，受試物試驗(yàn)組的異養(yǎng)作用呼吸的抑制百分率(I)通過(guò)式(8)In=[1-(R-RHA)/RH]×100% (8)I;——受試物試驗(yàn)組的異養(yǎng)作用呼吸抑制百分率，以百分?jǐn)?shù)(%)表示；RA——非生物對(duì)照組的異養(yǎng)作用耗氧速率，單位為毫克每升小時(shí)[mg/(L·h)];R——空白對(duì)照組的異養(yǎng)作用呼吸速率，單位為毫克每升小時(shí)[mg/(L·h)]。最后，在受試物的每個(gè)試驗(yàn)濃度下，受試物試驗(yàn)組的硝化作用呼吸的抑制百分率(Ix)通過(guò)式(9)Ix=[1-(Rr-R)/(Rr-R)]×100% (9)I、——受試物試驗(yàn)組的硝化作用呼吸抑制百分率，以百分?jǐn)?shù)(%)表示。耗氧的抑制