GBT27857-2011化学品有机物在消化污泥中的厌氧生物降解性气体产量测定法.pdf 20页

'ICS13．300；13．020A80a亘中华人民共和国国家标准GB／T27857--201化学品有机物在消化污泥中的厌氧生物降解性气体产量测定法Chemicals--Anaerobicbiodegradabilityoforganiccompoundsindigestedsludge--Bymeasurementofgasproduction2011—12-30发布2012-08-01实施中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局者看中国国家标准化管理委员会忍111 标准分享网www.bzfxw.com免费下载目次GB／T27857--2011前言⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯····⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯····⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯····⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯·⋯⋯一Ⅲ引言⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯··⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯·⋯⋯⋯⋯⋯⋯Ⅳ1范围⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯·⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯·⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯·⋯⋯⋯12规范性引用文件⋯⋯·⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯····⋯⋯-13受试物信息·⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯·⋯·⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯··⋯⋯·14方法概述⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯·⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯···⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一15试验准备⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯·⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯·····⋯·⋯⋯⋯⋯⋯一26试验程序⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯··⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯··⋯⋯⋯⋯⋯一57数据处理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯···⋯⋯⋯⋯⋯·⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯··⋯··⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯·78质量保证与质量控制⋯⋯⋯·⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯·⋯⋯·⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯···99降解抑制⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯·⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯·⋯·······⋯⋯⋯⋯910测试报告⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯·⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯·⋯⋯⋯⋯·⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯10附录A(资料性附录)通过气体压力测定生物气体产生的装置图例·⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯“11附录B(资料性附录)压力计读数转化⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯·⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯·⋯⋯⋯·12附录C(资料性附录)降解曲线图示例(累积气体的净压力增加)⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯··⋯·13附录D(资料性附录)厌氧生物降解试验数据表示例⋯··⋯······⋯⋯····⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯14参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯··⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯·⋯······⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯16 标准分享网www.bzfxw.com免费下载前言GB／T27857--2011本标准按照GB／T1．12009给出的规则起草。本标准与经济合作与发展组织(OECD)化学品测试导则311(2006)《有机物在消化污泥中的厌氧生物降解性气体产量测定法》(英文版)技术内容相同。本标准做了下列结构和编辑性修改：——将原文的前言部分修改作为引言；——将计量单位改为我国法定计量单位。本标准由全国危险化学品管理标准化技术委员会(SAC／TC251)提出并归口。本标准起草单位：广东省微生物分析检测中心、环境保护部化学品登记中心、中国检验检疫科学研究院、广东德美精细化工股份有限公司。本标准主要起草人：刘超武、陈进林、刘纯新、梅承芳、曾国驱、卫晋波、刘骏、陈会明。Ⅲ 标准分享网www.bzfxw.com免费下载GB／T27857--2011引言目前，已有一系列筛选试验用来评价有机物的好氧生物降解性(0ECDTestGuidelines301A-F；302A-c；303A)[I-2]，其结果已经成功地用来预测好氧环境中多种化学品的归趋，尤其在污水处理厂的好氧阶段。各不同比例的难溶于水和吸附到污水悬浮物(ss)上的化学物质由于存在于沉降的污水中，因此也用好氧方式来处理。这些化学物质大部分粘附于初沉池的污泥中，初沉池的污泥在污水作好氧处理之前，在沉淀池与原污水或者上清液分离；内部液体含有可溶性化学物质的污泥则传送到预热的消化反应器中进行厌氧处理。至今还没有在厌氧消化反应器中有机物厌氧生物降解的系列评价方法，本标准的目的就是为了填补这一空白；但不一定适用于其他类型的缺氧环境。测定厌氧条件下产生的以甲烷(CH．)和二氧化碳(COz)为主的气体产量呼吸计量技术已经成功地应用于有机物的厌氧生物降解性评价。以Birch等01的工作最为全面，他们对该试验程序进行了综述，并在Shelton和Tiedje“3前期研究工作的基础上o。3进行了总结。这个方法01后来经过进一步发展已经成为美国国家标准o。1⋯，但这个标准仍然未解决CO：和CH．在试验培养基中溶解度的差异问题，以及如何统计受试物的理论气体产量。ECETOC的报告推荐增加测定悬浮液体中的溶解无机碳(DIC)，这使呼吸计量法技术的应用范围更加广泛。ECETOC的方法提交到国际校准系列研讨会(或者比对试验)后成为ISO标准Is011734[”]。本标准以ISO11734为基础，描述了在一种特定厌氧环境下(例如，在一定时间和接种物浓度范围的厌氧消化反应器中)的用于评价有机物潜在的厌氧生物降解性的筛查方法。因稀释污泥与一个相对较高浓度的受试物一起使用，试验持续的时间比实际厌氧消化反应器停留的时间明显要长，因此，试验条件并不需要保持与厌氧消化反应器的环境条件完全一致，同时它并不适用于在其他不同环境条件下的有机物厌氧生物降解性评价。受试物于污泥中暴露60d，此时间比正常厌氧消化反应器中的污泥停留时间(25d～30d)要长，尽管工业上实际停留时间可能会更长。根据本标准预计得出的结果并不比好氧生物降解的结果更可信，因受试物的好氧的快速降解行为及好氧环境的模拟试验足够可信，结果表明它们之间存在一定联系；而对于厌氧环境，很少有类似的证据存在。因此，如果生物气体的产量能够达到理论气体产生量的75％～80％，就可推断是完全厌氧生物降解。厌氧消化反应器中，化学物质相对一定量的接种物被利用的比例越高，表明添加的受试物越有可能通过消化反应器被降解。试验中不能产生气体的物质没有必要模拟比实际环境更好的受试物与接种物比例；另外，厌氧反应也可能发生只是受试物分子部分发生降解，例如脱氯反应，本方法不能测定这种反应。然而，可采用其他特定的分析方法测定受试物的降解，并监测其消失的过程。Ⅳ 标准分享网www.bzfxw.com免费下载1范围化学品有机物在消化污泥中的厌氧生物降解性气体产量测定法GB／T27857--2011本标准规定了化学品有机物在消化污泥中的厌氧生物降解性气体产量测定法的受试物信息、方法概述、试验准备、试验程序、数据处理、质量保证与质量控制与测试报告。本标准适用于已知水溶性的化学物质。如采用ISO10634[1”中提供的精确剂量配制的标准时，还适用于难水溶性及非水溶性的化学物质。本标准用于挥发性物质时，需采取特定的操作步骤一步一步验证，例如确定试验过程中试验系统的气密性等。2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。ISO10634：1995水质含水介质中不易溶解在水中的有机化合物生物可降解性连续评估的该类有机化合物的处理和制备指南(WaterQuality--Guidanceforthepreparationandtreatmentofpoorlywater—solubleorganiccompoundsforthesubsequentevaluationoftheirbiodegradabilityinanaqueousmedium)3受试物信息受试物信息应包括：a)纯度；b)分子式；c)水中溶解度；d)挥发性；e)蒸汽压；f)吸附性；g)有机碳含量(质量分数，％)；h)对厌氧微生物的毒性或抑制性⋯1。4方法概述4．1原理将低浓度(<10re_g／L)无机碳(IC)的消化污泥”清洗后，稀释约10倍，使其总固体浓度达到1g／L～3g／L后，与碳浓度为20mg／L～100mg／L的受试物一起置于密闭的容器中，于35℃士2℃温度下培养60d。1)消化污泥是污水和活性污泥沉淀相在35℃的厌氧消化装置中培养后的混合物，此厌氧消化培养可减少污泥生物量及臭气产生等问题，由此来提高污泥的脱水能力。消化污泥古有能产生二氧化碳的厌氧发酵菌和能产生甲烷气体的甲烷细菌。1 标准分享网www.bzfxw.com免费下载GB／T27857—2011同时可设置只有污泥接种物的空白对照测定污泥的活性。试验过程中，测定由于产生cO。和cH。引起的试验容器顶部空间压力的增加值。在试验条件下，由于很多产生的COz大部分将溶于液相，或进一步转化碳酸盐或碳酸氢盐，试验结束时需测定无机碳量。受试物生物降解的碳量(无机碳加甲烷碳)可通过净气体产量及液相中通过减去空白值的净无机碳量计算得到，厌氧生物降解程度通过计算厌氧条件下总无机碳量和甲烷的总碳量之和与受试物的含碳量(测定或计算)比值计算而得，生物降解过程可通过中问测定气体产量来跟踪，初级厌氧生物降解可通过在试验开始和结束时特定的分析方法测定。4．2参比物为了检查试验程序的有效性，设置适当平行容器的参比物对照，可使用的参比物如苯甲酸钠、苯酚或聚7,--醇400等，其60d内的以占理论气体产量的生物降解率大于60％(即甲烷和无机碳气体的产量)。4．3试验结果的重现性国际比对试验中o“，三个平行样品容器之间气体压力测定的结果具有良好的重现性。多数情况下其相对标准偏差在20％以下，然而在存在有毒化学物质的试验体系中，或在60d培养阶段末期，其相对标准偏差值常常增加到大于20％。当使用体积小于150mL的容器时，则会出现更大的相对标准偏差。试验结束时试验培养基的pH值应在6．5～7．0之间。比对试验的结果见表1。表1比对试验结果全部数据平均降解率相对标准偏差有效数据平均降解率相对标准偏差有效试验中降解受试物(全部数据)／(有效数据)／率>60％的数据％n3棕榈酸3668．7士30．7452772．2土18．82619—70％‘聚乙二醇4003879．8土28．0352977．7土17．82324=83％‘1相当于nz的百分比。从棕榈酸和聚乙=醇400得到的所有数据的平均变异系数(CoefficientofVariance，COv)分别高达45％(n一36)和35％(n一38)。当将小于40％且大于100％的数据忽略不计时(前者假定为亚理想状态，后者由未知原因造成)，cOV值分别降至26％和23％。棕榈酸的降解率为70％，聚乙二醇400的降解率为83％，均达到有效生物降解率至少为60％的要求。从测定DIc得到的生物降解百分率相对较低，且变化范围大。例如，棕榈酸的降解百分率的范围是0～35％，平均值为12％，COV值为92％；聚乙二醇400降解百分率的范围是o～40％，平均值为24％，cOv值为54％。5试验准备5．1仪器设备除常用的试验仪器设备外，还应包括以下仪器设备：a)隔水式恒温培养箱，温度能控制在35℃士2℃。b)适当体积有刻度的耐压玻璃容器”。每个容器装有不透气的隔膜，能承受200kPa压力(参见2 CB／T27857--2011附录A)。上部空间的体积应为容器总体积的lo％～30％。如果生物产气是按一定规律释放，预留10％的上部空间体积即可；但若仅在试验末期释放气体，需预留30％的上部空间体积。带125mL刻度的总容积约160mL玻璃血清瓶每次取样减压后，建议用血清瓶气密垫密封”，并用铝环扣紧。c)使用能测量产生的气体的压力并能排气的测压装置”。例如，能连接至合适的注射器针头上的便携式精密压力计，包括一个便于释放过量压力的三通阀(参见附录A)。有必要保证传送压力的管和阀门的内部体积尽量小，这样就能保证因忽略试验装置内部体积而引起的错误微不足道。注意：直接利用压力计的读数计算顶部空间产生的碳■时，可通过气体产■和压力之间的转化曲线计算气体产■(35℃，常压)。也可根据压力转化曲线将压力读数转化为产生的气体体积。在35℃4-2℃条件下，注射已知体积的氯气劐一系列试验瓶(如血清瓶)中，然后记录稳定的气体压力读数(参见附录B)，从而绘制得到气体体积与压力曲线图。警告：当使用注射针头时，小心被针尖扎伤。d)碳分析仪，适合于直接测定1mg／L～200mg／L范围的无机碳。e)高精确的气体和液体样品采样的注射器。f)磁力搅拌器和相关配件(可选择)。g)厌氧操作箱(推荐)。5．2试剂试剂均为分析纯。5．3水蒸馏水或去离子水(通过吹人含氧量低于5pL／L的氮气除氧)，其溶解性有机碳(DissolvedOrganicCarbon，DOC)量小于2mg／L。5．4试验培养基制备含有以下成分的稀释培养基：KHzPOt(无水)0．27gNa2HP04·12H201．12gNHtCl0．53gCaCIz·2H200．075gMgCl2·6HzO0．i0gFeCIz·4H200．02g刃天青(氧指示剂)0．001gNa2S·9HaO0．10g微量元素贮备液(可选)10mL加去氧水至1L。2)建议容积大小为0．1L～1．0L。3)推荐使用气密性好的硅胶盖，最好使用丁基合成橡胶的气体密封盖，市场上有些密封盖封不住甲烷气体，特别提醒，盖子的气密性在使用前要先测试一下，并且有些密封盖经过针尖穿透后，气密效果也会变得不稳定。4)仪器须根据厂家说明使用和定期校准，例如，一定规格的压力计，如是钢膜套式，则试验过程中就不需进行校准。实验室压力计的精确度可根据1×105Pa的大气压力和压力计的显示进行单点校正。当这个数值正确时，其线性关系也不会改变。如果使用其他的测量装置(厂家没有认可校正方法时)，使用过程中建议进行定期校正。3 GB／T27857--20”注意：应使用最新提供的硫化钠，或在使用前将其清洗和干燥，以保证足够的还原能力。此试验操作可不在厌氯箱中进行，此时，试验溶液中最终的硫化钠(Na2S·9Hzo)浓度应增加到0．20e,／L。硫化钠可通过厌氯贮备液密封隔膜加到密封试验窖器内，此操作可减少氧化的危险。硫化钠可用柠檬酸钍(I)代替，它通过密封隔膜加入捌密闭的窖器之中至终浓度为0．8mmol／L1．0nunol／L。柠糠酸钛(I)是一种商效低毒的还原剂，其制备方法如下：溶解2．94g二水柠糠酸钠于50mL去氯水中(即200mmol／L溶液)，然后加入5mL的150g／L三氯化钛溶液，用无机碱溶液中和至pH至7．05=O．2，在M藏保护作用下分装到合适的容器之中，此贮备液溶液中的柠檬酸钛(I)浓度为164mmol／L。将除还原剂硫化钠[柠檬酸钛(Ⅲ)]之外的培养基成分混匀，使用前20rain用氮气吹脱除氧，临用前加入适当体积新鲜配制的还原剂溶液(用无氧的水溶液配制)于培养基之中。如有必要，用低浓度无机酸或碱调节培养基的pH值至7．0+0．2。5．5微量元素的贮备液(可选)建议试验培养基中添加下列微量元素以改善厌氧降解过程，尤其是在使用低浓度(例如1g／L)的接种物时。MnCl2·4HzO60mgH38035mgZnCl25mgCuCl23nagNazM004·2HzO1mgCoClz·6HzO100mgNiCIz·6HzO10mgNa2Se035mgNa2W04·2H202mg加去氧水至1L。5．6受试物受试物通常直接以贮备液、悬浮液、乳状液、固体或液体及附着于玻璃纤维等形式加入，浓度不超过100mg／L有机碳。如使甩贮备液，则用水(预先通入氮气除氧)配制合适的受试物溶液，所加贮备液体积应小于总反应混合液体积的5％。如有需要，调节贮备液的pH值至7．0±0．2。不能完全溶解于水的受试物的前处理方法参考ISO10634。如果使用溶剂，增一个只含溶剂和接种物的溶剂对照，已知抑制甲烷气体产生的有机溶剂应避免使用，例如氯仿或四氯化碳等。警告：操作有毒和性质不清楚的化学物质应小心。5．7参比物苯甲酸钠、苯酚和聚乙二醇400等物质作为参比物已经成功用于检验程序的有效性。在本试验条件下，其60d内的降解率应大于60％。用与受试物溶液相同的制备方法配制选择的参比物贮备液(水为去氧水)，如需要，调节pH值至7．0+0．2。5．8毒性对照(可选)为了得到受试物对厌氧微生物的毒性信息，并由此确定最合适的试验浓度，在含有试验培养基的容器中分别加入与试验相同浓度的参比物和受试物。4 GB／T27857--20115．9消化污泥从以处理生活污水为主的污水处理厂的消化反应池中采集消化荇泥。污泥应具有代表性，应在报告中说明其背景信息，如使用经过驯化的接种物，可考虑采用工业废水处理厂的消化污泥。采用高密度聚乙烯材料或类似的材料制成的能膨胀的广口瓶采集消化污泥，将污泥装至离广口瓶顶部约1cm，拧紧瓶盖，瓶子最好带有一个安全阀门。采集的消化污泥带回试验室后可直接使用，或置于试验室规格的消化反应器中，小心打开装有污泥的瓶盖，释放过量产生的生物气体。试验室培养的厌氧污泥可作为另外一个接种体的来源，但其活性可能已经受损。警告：消化污泥产生的易燃气体存在燃烧和爆炸的危险，它含有潜在致病的微生物，因此在处理污泥时应谨慎小心，为安全起见，不要用玻璃容器采集污泥。为降低背景气体的产量，减少空白对照对试验结果的影响，可考虑对污泥进行预处理。如需预处理，则使其在35℃±2℃和不添加任何营养或基质的条件下消化7d。试验结果表明，一般预处理约5d即可适当减少空白对照组的气体产生量，而无在试验期间停滞阶段和培养阶段的不可接受的气体增加，或者对于少数物质有不可接受的污泥活性的损失。对于已知或预测难以生物降解的受试物，考虑将污泥预暴露于受试物中，以得到适应性更好的接种物。在此情况下，向消化污泥中加入含5mg／L～20mg／L有机碳的受试物，培养2个星期，使用前仔细淘洗预暴露的污泥，并在试验报告中说明预暴露的条件。5．10接种物使用前应清洗污泥，以减少无机碳Ic的浓度，使其在最终试验悬浮液中的含量低于10mg／L。用密封的试管离心消化污泥(例如3000g，5rain)，弃去上清，加去氧的培养基悬浮沉淀，再离心悬浮液并弃去上清液体。如IC浓度没有降至足够低，最多再清洗两次，这不会出现对微生物不利的影响。最后将沉淀用所需体积的试验培养基悬浮o“，同时测定总固体浓度，试验容器中最终的总固体浓度范围应为1g／L～3g／L(或是未稀释消化污泥的10％)。上述操作应尽可能保证污泥不与氧接触(例如使用氮气环境)。6试验程序6．1处理组和对照组的准备以下操作程序开始时，需采用方法确保消化污泥尽可能避免与氧接触，如在充满氮气的厌氧箱中操作，和／或用氮气吹扫试验瓶子。至少设置三个平行容器的空白对照组、参比物处理组、受试物处理组、毒性对照组(可选)和压力对照组(可选程序)。如用特定分析方法分析评估受试物的初级生物降解性时，可设置更多的试验容器。几种受试物同时进行试验时，只要顶部空间的体积一致，可使用同一组空白对照。可使用宽口吸管将接种体加入到容器中稀释，取整数倍混匀的接种体于试验容器中，使每个容器中的接种物总固体浓度相同(1g／L～3g／L之间)，如需要，调节pH值至7．0士0．2，然后按恰当的方法制备和添加受试物和参比物。试验溶液的有机碳浓度通常应为20mg／L～100mg／L。如果受试物对接种物有毒性，试验的有机碳浓度应降低到20mg／L，或当只需要通过特定方法测定受试物的初级厌氧生物降解时，试验浓度可更低。应注意，低浓度的试验结果的可变性会增加。借助载体添加受试物来代替直接添加受试物的贮备液、悬浮液或分散液时，空白对照组应加入等量的载体，如受试物是玻璃纤维的过滤液或有机溶剂时，空白对照组应加入同样的过滤液或相同体积的在试验前需挥发掉的有机溶剂。另准备一个受试物处理组用于pH值测定。如有必要，用少量的稀无机5 GB／T27857--2011酸或碱调节pH值至7．0土0．z，所有试验容器中加人等量的中和试剂。如果受试物和参比物贮备液的pH值已调节好，试验时pH值就不必再调节。如需要测定初级生物降解，应从pH对照容器或附加的试验容器中采集适量的样品，采用特定的方法分析受试物的浓度。如反应混合物需要搅拌，应在每个容器中加入磁力搅拌子进行搅拌(可选)。确保所有容器中总液体体积y。及顶部空间体积yn相同，观察记录y．和v。的数值。每个试验容器用气体隔膜密封好后，将它从厌氧手套操作箱转移到培养箱中培养。6．2难溶受试物的前处理称取一定量的难溶于水的物质，直接加入到准备好的试验容器中，当需要使用溶剂时，将受试物溶液或者其悬浮液加入空试验容器中，如有可能，通过通入氮气挥发掉有机溶剂，然后按要求加人其他成分，即稀释污泥和去氧水，另外需准备溶剂对照组。添加难溶于水的受试物可参考ISO10634。液体受试物如预计起始pH值不超过7．o±1．0，可通过注射器加入到密闭的容器中，否则，按5．6提及的方法调节好pH值后加入到试验容器中。6．3培养和气体压力测定将准备好的试验容器放在35℃±2℃条件下培养约1h，使之达到平衡后，然后采取适当的方法将过量的气体释放到空气中，如依次摇动试验容器，用压力计的针头穿过密封盖，然后打开阀门，直到压力计读数为零。如此阶段或在试验过程中测量试验容器顶部空间压力时低于外周大气压力，可通过注入氮气的方法重新达到正常大气压力。关闭阀门，在黑暗条件下继续培养，确保整个试验容器维持在消化温度下。培养24h～48h后，观察试验容器，如果试验悬浮液出现明显的粉红色，则舍弃；例如添加的刃青天颜色如果变化，表明有氧存在。虽然试验体系可承受少量的氧，但高浓度的氧会强烈抑制厌氧生物降解过程。一个系列的三个平行处理组中偶尔有一个试验结果舍弃，试验结果可能可以接受；但多于一个失败时，则应调查试验程序的有效性，甚至要重新开始试验。手动摇动或者搅拌试验溶液，小心混合每个试验容器中的内容物，每星期和在顶部空间气体压力测定前至少混匀2次～3次，每次几分钟，尽量保证试验溶液中的气体平衡。压力测定动作要快，因为当温度降低时可导致错误的压力读数。测量压力时，整个试验容器包括试验容器的顶部空间应处在消化温度下，例如，可将与压力计相连的注射器针头迅速穿过隔膜来测量气体压力。测量时应注意防止水进入注射器针头，一旦发生，湿润部分需马上干燥，且应重新安装一个新针头。压力以hPa为单位进行测量记录，容器中的压力可按一定周期测定，例如每周一次，可有选择地将过量气体释放到大气中，或者仅在试验结束时测量生物气体产量。建议在试验中间进行气体压力读数的测量，试验期间压力的增加可指导试验何时终止，并可跟踪动态的降解情况。通常，试验体系经过60d培养阶段就可结束，除非根据压力测量结果发现生物降解曲线在60d前已达到平稳期，即表明受试物已达到最大生物降解率，且降解曲线已经达到平稳时，可提前终止试验。如果平稳期的降解小于60％，可解释为受试物分子仅部分被矿化，或是试验操作过程中发生错误。如在正常培养期的最后阶段继续有气体产生，且降解平稳期明显没有达到时，那么应考虑延长试验时间，以检查能否达到降解平稳期(大于60％)。6．4无机碳的测定试验结束时，最后一次测定试验容器中气体压力后，沉淀消化污泥，依次开启每个容器，并立即采样测定上清液中无机碳IC的浓度。此时不要将上清液离心或过滤，因这样会造成溶解二氧化碳不可接受的损失。如采样后不能立刻分析，密封于不留空隙的小样品瓶中，在4℃环境中可保存2d。IC测量后，测定和记录试验溶液的pH值。6 GB／T27857—2011上清液Ic测量的另一种方法可通过间接测定作为溶解Ic释放到顶部空间的可测定的二氧化碳而获得。最后一个试验容器的气体压力测定后，将每个容器的压力调到环境大气压力值。然后通过容器密封隔膜添加浓无机酸(如，H。SO。)，使每个容器的溶液酸化至pH值为1左右，将试验容器摇匀，在35℃士2℃的条件下培养24h，利用压力计测定由于二氧化碳释放而产生的压力。采用类似方法测定空白对照组、参比物处理组及毒性对照组的无机碳(如有)。某些情况下，特别是几种受试物共用同一空白对照时，处理组及对照组的IC测定次数应酌情考虑，这种情况下，应为所有试验期间的取样测定准备足够数量的试验容器；按此操作程序采集所有样品首选是从同一个试验容器中采样。后者更适合于需要样品体积不大的溶解无机碳DIC分析。DIC测定应在生物气体不释放时测定气体压力后进行，程序如下：——不打开试验容器，用注射器穿过隔膜，尽可能取最小体积的上清样品测定Ic；——取样后，释放或不释放过量气体；——应考虑悬浮液体积少量的减少(例如约1％)，都会造成顶部空间气体体积(v“)明显增加；——如需要，在式(3)中增加yn值来修正方程式。6．5特殊分析方法如需测定初级厌氧生物降解，可在试验开始和结束时从含有受试物的试验容器中取出适当体积的受试物样品进行特定分析。此时，气体产量计算时应记录并考虑上部空间体积K和液体体积v。变化的影响；另外，可从预先为测定初级生物降解性设置的试验容器中取样。7数据处理7．1结果处理实际情况下，气压以毫巴(mbar)为单位(1mbar一100Pa)，体积以升(L)为单位，温度以摄氏度(℃)为单位。7．2顶部空间碳含量因为1tool甲烷和1molCOz均含12g碳，一定气体体积中的碳含量利用式(1)计算：m一12×103×n⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(1)式中：m——一定体积气体中的含碳量，单位为毫克(mg)；12——碳的相对原子质量；n——一定体积气体的摩尔数。如果产生了大量除甲烷或二氧化碳之外的其他气体(如N。O)，需要对式(1)修正，以描述产生的气体造成的可能影响。根据气体定律，n可表示为式(2)：”一j狞式中：n——气体摩尔数；P——气压，单位为帕斯卡(Pa)；y一一气体体积，单位为立方米(1213)；R一一气体摩尔常数，8．314J／(mol·K)；T——培养温度，单位为开尔文(K)。 GB／T27857—2011结合式(1)和式(2)，空白对照产生的气体采用式(3)计算：m“=幽燮等盟业式中：7／2h——顶部空间气体的净碳含量，单位为毫克(rag)；△p——每个试验容器初始和最终的压力差的平均值减去空白对照容器的平均值，单位为毫巴(mbar)；yn——顶部空间体积，单位为升(L)；0．1——N／m2转换为hPa及1223转换为L的转换因子。对于通常35℃(308K)的培养温度，可采用式(4)：mh一0．468(△p·Vh)⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(4)注意：体积变化的计算方法。利用注入的体积(mL)对压力计读数作圈得到的标准曲线国，将压力计读数转化为气体产量(mL)(参见附录B)。在35℃和标准大气压下，每摩尔气体所占的气体的体积为25286mL，由累积气体产量(ⅢL)除以25286mL／mol计算出每个瓶子上部气体的摩尔数。因为1mol甲烷和1mol二氯化碳各含有12g碳，面部空间的碳含量根据式(5)计算：mh一12×103×n⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(5)空白对照校正的气体产量的计算见式(6)：mh一堕婴羔盟一0．475AV475AV‰一—i再矿一。式中：m“——顶部空间气体的净碳含量，单位为毫克(mg)；AV——空白对照组和试验容器组每个容器上部空间气体产量差异的平均值；25286——1mol气体在35℃和1个标准大气压条件下所占的体积。如果合适，生物降解过程用积累压力增加值对时间的曲线图，从该睦线图中鉴别和记录停滞期(天数)，停滞期指从试验开始到观察到明显的生物降解的这段时间(示例参见附录c)。如果试验过程中取上清样品分析，那么应作总碳(气体中的碳和液体中的碳之和)产量的曲线图，而不仅仅只作累积压力曲线图。7．3液体中的碳因为甲烷在水中的溶解度非常低，所以液体中甲烷的含量可以忽略。试验容器中液体的无机碳质量采用式(7)计算：”I—C。。。×V式中：m，——液体中Ic的质量，单位为毫克(rag)；C。。——试验结束时试验容器中Ic的浓度减去空白值，单位为毫克每升(mg／L)Ⅵ——容器中液体的体积，单位为升(L)。7．4转换为气体的总碳量试验容器中转化为气体的总碳量用式(8)计算：mt一／／Oh+m式中：m。——转化为气体的总碳量，单位为(mg)；mh和ml的说明同上。8 7．5受试物的碳量每个试验容器中受试物的碳质量用式(9)计算：m，一C。×Vl式中：m，——受试物碳的质量，单位为(rag)；C。——试验容器中的受试物碳浓度，单位为毫克每升(rag／L)；y，——试验容器中的液体体积，单位为升(L)。7．6生物降解程度GB／T27857--201顶部空间气体产量计算的生物降解百分率用式(10)计算，总生物降解百分率用式(11)计算：Dh一(mh／m，)×100⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(10)D。一(m。／m，)×100⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(11)式中：D“——以顶部空间气体产量计算的生物降解百分率，％；D。——总生物降解百分率，％；mh，m，和m，同上。初级生物降解程度可通过式(12)计算的培养开始和结束时受试物测量浓度(可选)的变化来计算：D。一(1一S。／S，)×100⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(12)式中：D。——受试物的初级生物降解率，％；S．——受试物起始浓度；s。——结束时受试物的浓度，单位为毫克每升(rag／L)。如果分析方法表明未修正厌氧污泥接种物中的受试物浓度非常重要，用式(13)计算：Dp’一E1一(s。～s曲)／(s，一Sm)]×100⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(13)式中：Dp’——修正的受试物初级降解率，％；sm——试验开始时空白对照中受试物的表观浓度，单位为毫克每升(rag／L)；s“——试验结束时空白对照中受试物的表观浓度，单位为毫克每升(rag／L)。8质量保证与质量控制压力选用没有粉红色出现的试验容器读数。采用合适的厌氧操作技术将氧的污染降到最低程度。如果参比物平稳期的生物降解程度大于60％”，则认为试验结果有效。如果试验结束时，如pH值超出7．0-r-1．0的范围，说明发生了不完全生物降解，应使用缓冲能力更强的试验培养基重新开始试验。9降解抑制含有受试物和参比物的混合溶液的试验容器的气体产量至少应与仅含有参比物的试验容器相等；否则，表明气体产生受到抑制。在某些情况下，不含参比物的受试物试验容器的气体产量比空白容器中还低，表明受试物是降解抑制物。5)如果使用吸附性和不溶性的参比物，这个结果应重新评估。 GB／T27857--201110测试报告测试报告应包括下述信息：a)受试物：——常用名、化学名、CAS号、结构式和相关理化性质。——不纯受试物纯度。b)试验条件：——容器中稀释消化污泥的液体体积(VI)和顶部空问体积(yn)；——测试容器、生物产气量的测定(如压力计类型)及Ic分析的描述；——试验系统中使用的受试物、参比物、浓度及溶剂；——使用培养接种物的详细情况：污水处理厂名称，处理过的污水来源的描述(如，操作温度、污泥停留时间、驯化情况等)；试验浓度以及支持此浓度设计的信息，接种的预处理信息(例如，预消化或预暴露)；——培养温度；——试验平行数。c)结果：——试验结束时pH值和Ic值；——如进行特殊分析，试验开始和结束时受试物溶液的浓度；——如适用，利用表格列出试验中采集的所有试验结果(参见附录D)，包括受试物处理组、空白对照组、参比对照组和毒性对照组的结果[例如压力(hPa)和无机碳浓度(mg／L)]，顶部空间和液体中的IC的测量数据应分别报告；——数据的统计分析方法，试验周期，受试物、参比物和毒性对照的生物降解图表；——受试物和参比物的生物降解百分率；——任何摒弃试验结果的原因；——试验结果的讨论。 附录A(资料性附录)通过气体压力测定生物气体产生的装置图例1——压m计；2——=a气女阀门，3——＆射#"女；4——不透气密封(螺纹铝瓶盖自相应的瓶§)，b——日部§目体积(vh)；6∞化*％∞接#∞(v)。图A1在3s℃i2℃的环境下的刮试容器 GB／T27857—201附录B(资料性附录)压力计读数转化气体压力读数与气体体积的关系可用在35℃土2℃温度条件下注入已知体积的气体到含有与反应物体积相同体积的水(vR)的血清瓶来建立：——恒温35℃士2℃条件下，分装体积为V．R(mL)的液体到5个血清瓶中，密封瓶口，放置于35℃水溶液下，平衡lh；——调节压力计，使其稳定，并调节到0；——将注射器针头插入其中的一个密封血清瓶的瓶口，打开阀门直到压力计读数降为零，关闭阀门；——剩余的血清瓶重复以上操作；——35℃士2℃条件下，注入1mL的空气于每个血清瓶。将注射器针头(在压力计上)插入到一个密封的血清瓶中，让压力计读数稳定，记录这时的压力读数，打开通气阀门，直到压力降为零，然后关闭通气阀门；——剩余的血清瓶重复以上操作；——分别注入2mL、3mL、4mL、5mL、6mL、8mL、10mL、12mL、16mL、20mL和50mL的空气，重复以上所有操作；——以注入的气体体积V。(mL)对压力(Pa)作一个压力计读数转换曲线图，试验装置在气体量为0mL～50mL和压力为0Pa～70000Pa范围内呈线性关系。 C．1降解曲线图见图C．1。{长出垃r附录C(资料性附录)降解曲线图示例(累积气体的净压力增加)GB／T27857--201时间，d图c．1降解曲线圈 GB／T27857--2011附录D(资料性附录)厌氧生物降解试验数据表示例D．1受试验数据表见表D．1。表D．1厌氧生物降解试验数据表示例——受试物数据表试验室：受试物：试验编号试验温度：——(℃)顶部空间体积(y“)．——(L)液体体积(V-)．——(L)试验样品含碳量cc。¨——(mg／L)仇，4：(rag)一，净mhDh声lp2声3p试验一Ap净，顶都总生天试验，Ap5轧空白，试验空白空白，累积空间物降d平均hPa平均hPaC。解度‘hPamg％＆。CE．2CE．3CK，CECE，^D．试验CE．1氏．sCE．6空白试验一砷总生试验空白空白，液体总碳量物降平均中C‘C。mgmRmg平均解度‘mg％IC(结束时)pH(结柬时)‘试验容器中碳量，m，(rag)：m，一C．．×VI。6在35℃培养条件下顶部空间碳量：m“一0．468(,Ap·U)。。根据顶部空间气体测定计算的生物降解度：D-一(帆／m，)×100。4液体中碳量，优l(rag)；ml—C‰。×yl。。总气化碳量，帆(mg)；m。=mh+ml。‘总生物降解度，D。一(帆／帆)×i00。14 D．2参比物试验数据表见表D．2。表D．2厌氧生物降解试验数据表示例——参比物数据表试验室：——试验温度：——(℃)一参比物：——顶部空间体积(Vn)_——(L)GB／T27857--20”试验编号：——液体体积(y。)：(L)参比物含碳量C。“(mg／L)rn，。：(mg)mhD。夭户1p2乱PAp参比顶部总生参比参比，A声6抑制，参比一累积空间物降d平均抑制平均空白hPaC。解度。hPamg％D．Cic，1Cxc．2&3CE，CcCE，净ml优t总生参比CE4CE5CE．6抑制参比一液体总碳参比抑制物降平均抑制中C4量C。mg解度‘mg％IC(结柬时)DH(结束时)‘试验容器中碳舍量，，，l-(rag)：％一C。．，×Ⅵ。‘在35℃培养条件下顶部空间碳量：矾一o．468(Ap·“)。‘根据顶部空间气体测定计算的生物降解度：Dh=(机／，，lT)×100。。液体中碳量，ml(rag)：mI一氏⋯xⅥ。‘总气化碳量，mt(rag)：mt=mh+m1。‘总生物降解度，D。一(m。／m，)×100。15 GB／T27857--2011参考文献EliOECDGuidelinesfortheTestingofChemicals(1981)．302A-C：InherentBiodegradabilityand303A-B：SimulationTest—AerohicSewageTreatmentOrganizationforEconomicCe-operationDevelopment，Paris[2]OECDGuidelinefortheTestingofChemicals(1992)ReadyBiodegradability301(A—F)andInherentBiodegradability：Zahn--Wellens／EMPATest302B，OrganizationforEconomicCooperationandDevelopment，Paris[3]Birch，R．R．，Biver，C．，Campagna，R．，GledhilI，W．E．，Pagga，U．，Steber，J．，Reust，H．andBontinck，(1989)W．J．Screeningofchemicalsforanaerobicbiodegradation．Chemosphere19，1527-1550(AlsopublishedasECETOCTechnicalReportNo．28，June1988)[4]SheltonD．R．andTiedje，J．M．(1984)Generalmethodfordetermininganaerobicbiodegradationpotential．Appl．Environ．Mircobiology，47：850—857[5]Owen，W．F．，Stuckey，DC．，HealyJ．B．，Jr，YoungL．Y．andMcCarty，P．L．(1979)Bioassayformonitoringbiochemicalmethanepotentialandanaerobictoxicity．WaterRes．13：485—492[6]Healy，J．B．Jr．andYoung，L．Y．(1979)Anaerobicbiodegradationofelevenaromaticcompoundstomethane．Appl．Environ．Microbi01．38：84—89[7]Gledhill，W．E．(1979)Proposedstandardpracticeforthedeterminationoftheanaerobicbio—degradationoforganicchemicals．Workingdocument．Draft2no．35．24．AmericanSocietyforTestingMaterials，Philadelphia[8]Battersby，N．S．andWilson，V．(1988)Evaluationofaserumbottletechniqueforassessingtheanaerobicbiodegradabilityoforganicchemicalsundermethanogenieconditions．Chemosphere，17：2441—2460[9]E1192—92．StandardTestMethodforDeterminingtheAnaerobicBiodegradationPotentialofOrganicChemicals．ASTM，Philadelphia[103US-EPA(1998)Fate，TransportandTransformationTestGuidelinesOPPTS835．3400AnaerobicBiodegradabilityofOrganicChemicals[11]InternationalOrganizationforStandardization(1995)ISO11734WaterQuality—Evaluationoftheultimateanaerobicbiodegradationoforganiccompoundsindigestedsludge--Methodbymeasurementofthebiogasproduction[12]InternationalOrganizationforstandardization(2003)ISO13641-1WaterQuality--Deter—minationofinhibitionofgasproductionofanaerobicbacteria--Part1GeneralTest[13]InternationalOrganizationforstandardization(1995)ISO10634WaterQuality--Guidanceforthepreparationandtreatmentofpoorlywater-solubleorganiccompoundsforthesubsequentevaluationoftheirbiodegradabilityinanaqueousmedium[14]Pagga，U．andBeimborn，D．B．，(1993)Anaerobicbiodegradationtestfororganiccompounds．Chemosphere，27：1499—1509[15]InternationalOrganizationforstandardization(1997)ISO11923WaterQuality—Determinationofsuspendedsolidsbyfiltrationthroughglass—fibrefilters16'