探究造紙產(chǎn)生的毒性危害

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1試驗部分

1.1試驗生物和培養(yǎng)條件

大型蚤，實驗室繁殖，表觀健康，來自上海環(huán)境科學(xué)院。選擇繁殖量最大的一代為母蚤，單克隆化，使之成為純品系，選取同一母體出生的子代進行實驗。每周換水3次，溶解氧(IX)))60%，在溫度為24土1℃的光照培養(yǎng)箱中進行培養(yǎng)，光照周期為16h光照:sh黑暗，每天飼以實驗室培養(yǎng)的斜生柵藻，定期分離幼蚤。

1.2試驗方法

具體試驗過程如下:預(yù)實驗:分別將造紙廢水水樣稀釋1倍、2倍、10倍、50倍，用100mL小燒杯，每個燒杯裝人50mL水樣，5個幼蚤，24h后觀察大型蚤的死亡個數(shù)。找出造紙廢水使1%大型蚤運動受抑制的濃度(A)和最大耐受濃度的范圍(B)，然后在此范圍內(nèi)設(shè)計出正式試驗各組的水樣濃度。采用停止游泳活動作為蚤類活動抑制的判別標(biāo)準(zhǔn)。正式試驗:根據(jù)預(yù)試驗的結(jié)果確定正式試驗的水樣濃度范圍，按幾何級數(shù)的濃度系列(等比級數(shù)間距)設(shè)計5個濃度，空白對照裝相等體積的稀釋水，試驗用100mL燒杯，裝50mL試驗液，置蚤10個。每個濃度設(shè)2個平行。試驗期間不喂食，試驗溫度為24土1℃。稀釋水在加人受試物之前曝氣。記錄24h蚤類活動抑制數(shù)。將實驗數(shù)據(jù)在對數(shù)一概率紙上作圖，通過內(nèi)插法求出24h一ECso。大型蚤14d慢性毒性試驗，大型蚤慢性試驗參考經(jīng)濟合作與發(fā)展組織(OECD)標(biāo)準(zhǔn)圖進行測試。設(shè)定3等間距的濃度梯度，濃度分別為24h一ECS.。的0.25、0.5和1倍(對于沒有24h一EC5(〕的水樣采用稀釋1倍、2倍，4倍三個濃度進行試驗)，試驗用100mL的小燒杯，裝50mL試驗液，3個6一24h蚤齡的小蚤，每個濃度梯度設(shè)4個平行。對照組內(nèi)裝相等體積的稀釋水。每天更換試驗液并喂食斜生柵藻。記錄大型蚤第一胎產(chǎn)蚤時間、第一胎產(chǎn)蚤個數(shù)、胎數(shù)、產(chǎn)蚤總數(shù)及母蚤死亡數(shù)。試驗周期為14d。

1.3質(zhì)量保證

重鉻酸鉀對大型水蚤的24h一EC、配制重鉻酸鉀受試液，濃度分別為O、0.3、0.6、0.9、1.2、1.5、2.8mg/L。試驗用zoomL燒杯，裝50mL試驗液，每個燒杯置1()只個體均勻的、出生6一24h的大型蚤。每個濃度設(shè)2個平行，試驗過程不換試驗溶液。將實驗數(shù)據(jù)在對數(shù)一概率紙上作圖，得出重鉻酸鉀對大型蚤的劑量效應(yīng)曲線為:y=0.629，+0.479(RZ=0.936)，:為濃度對數(shù)，y為抑制率。得出24h一ECS。=1.1mg/L，滿足重鉻酸鉀對大型水蚤的24h一EC。。在0.5一1.2mg/L范圍內(nèi)的要求。其它指標(biāo)，試驗結(jié)束時DO濃度均大于5mg/L，pH為7.0一7.3。至試驗結(jié)束，所有對照組均未出現(xiàn)對大型蚤的活動抑制現(xiàn)象。

2結(jié)果與分析

2.1造紙廢水的特性

對造紙廢水的水中懸浮物質(zhì)(55)、pH以及C(〕Dcr進行測試。

2.2急性毒性試驗計算

半致死濃度時，設(shè)每種廢水不稀釋時濃度為1，用100%表示，稀釋2倍時濃度為0.5，用50%表示。預(yù)實驗結(jié)果表明，二沉池出水和深度出水在24h內(nèi)沒有對大型蚤活動產(chǎn)生抑制作用，因此對大型蚤急性毒性很小，直接進行慢性毒性試驗。原水和初沉池水樣試驗結(jié)果急性毒性試驗結(jié)果表明:原水的各個處理單元中，進水和一期初沉池出水的24h一ECS。分別為16.02%和17.35%，說明經(jīng)過初沉池的初步物理化處理后，毒性降低，但是由于只是去除了無機雜質(zhì)和一部分有機物質(zhì)，毒性降低有限。從上述4種水樣的試驗結(jié)果可以看出，經(jīng)過廢水工藝的處理，廢水的毒性明顯降低。

2.314d毒性試驗慢性毒性試驗數(shù)

四種造紙廢水水樣的各稀釋濃度組的第一胎產(chǎn)蚤時間與空白對照組相比，均推遲ld，有顯著的統(tǒng)計學(xué)差異(尸<0.01)。原水進水和一期初沉池水樣的母蚤死亡率都比較高，二沉池出水母蚤死亡率卻明顯降低，說明總體上二沉池出水毒性減小。但是，二沉池出水100%濃度組第一胎產(chǎn)蚤個數(shù)和空白對照組相比有顯著的統(tǒng)計學(xué)差異(尸<0.01)，其它實驗組均沒有顯著性差異(P>0.05)，第一胎產(chǎn)蚤時間也比進水和初沉池出水推遲了0.sd，說明二沉池出水對母蚤的繁殖有更大的影響。經(jīng)過曝氣池和二沉池處理后，水樣中主要剩余為活性污泥及難以利用和降解的有機物，說明難以生物利用和降解的有機物在單獨作用時對母蚤的生存威脅減小，但對繁殖產(chǎn)生更大的毒性作用。進水、初沉池、二沉池和深度出水的的母蚤死亡率依次降低，最后達到16.70%，說明經(jīng)過廢水處理設(shè)施的處理，廢水毒性逐漸減小。四種水樣在濃度為24h一ECS。時(24h一ECS。存在)或100%濃度(24h-ECS〔》不存在)時，產(chǎn)蚤總數(shù)相對于空白對照有統(tǒng)計學(xué)差異，其它的稀釋濃度組沒有統(tǒng)計學(xué)差異。4種水樣的胎數(shù)同空白對照相比具有顯著的統(tǒng)計學(xué)差異之P<0.()1)。綜合上述可得各個指標(biāo)中，大型蚤的第一胎產(chǎn)蚤時間、產(chǎn)蚤胎數(shù)和死亡率3個指標(biāo)容易受到造紙廢水影響，但是第一胎產(chǎn)蚤時間都為推遲ld，故在測試造紙廢水生物毒性時應(yīng)優(yōu)先考慮產(chǎn)蚤胎數(shù)和死亡率這2個指標(biāo)。造紙廢水經(jīng)過處理，其對大型蚤的毒性顯著降低。4種水樣毒性大小為:進水>初沉池出水>二沉池出水>深度出水。深度出水的1()0%濃度組對胎數(shù)、產(chǎn)蚤總數(shù)、第一胎產(chǎn)蚤時間與空白對照相比均有顯著統(tǒng)計學(xué)差異(P<0.01)，說明造紙廢水出水仍對大型蚤的繁殖產(chǎn)生顯著影響。因此如果要進行回用必須經(jīng)過進一步處理。

3結(jié)論

造紙廢水進水和初沉池出水具有24h-ECS。，分別為16.02%和17.35%。經(jīng)過初沉池的初步物理化處理，毒性降低有限。大型蚤的第一胎產(chǎn)蚤時間、產(chǎn)蚤胎數(shù)和死亡率3個指標(biāo)受造紙廢水影響大，但第一胎產(chǎn)蚤時間變化不靈敏，在衡量造紙廢水生物毒性時應(yīng)優(yōu)先考慮產(chǎn)蚤胎數(shù)和死亡率這2個指標(biāo)。經(jīng)處理后，廢水對大型蚤的生物毒性明顯降低，毒性大小依次為:原水進水>初沉池出水>二沉池出水>深度出水。出水仍具有生物毒性，對大型蚤的繁殖仍產(chǎn)生顯著影響，需要進一步處理才能進行回用。

作者：張澤 黃滿紅 陳東輝 陳亮 單位：東華大學(xué)