化學(xué)品化學(xué)品生物降解評價(jià)方法

化學(xué)品化學(xué)品生物降解評價(jià)方法

一、實(shí)驗前準備

1. 設備與試劑

反應系統： 好氧條件下，采用密閉呼吸儀（如OxiTop - IDS，具備壓力監測功能）、BOD培養瓶以及CO?吸收裝置（內含Ba(OH)?或NaOH溶液）。 厭氧條件下，使用恒溫厭氧反應瓶，并連接濕式氣體流量計或氣袋。

環(huán)境控制設備包括：恒溫搖床（溫度可在20–60℃范圍內精準調控）、pH計和磁力攪拌器。

檢測儀器有：TOC/DOC分析儀、氣相色譜儀（用于CH?/CO?定量分析）、溶解氧測定儀。

培養基與接種物方面： 好氧實(shí)驗采用活性污泥（取自污水處理廠(chǎng)，MLSS為2–4 g/L）或土壤浸出液。 厭氧實(shí)驗則使用消化污泥（總干固體含量為1–3 g/L，需進(jìn)行預活化處理）。

參比物選取新蒸餾苯胺、醋酸鈉（作為易降解對照物）；纖維素粉（粒徑小于20 μm，作為堆肥法參照物）。

2. 受試物處理

溶解性調整：對于水溶性物質(zhì)，可直接配制溶液；對于難溶物，需研磨至粒徑小于200 μm，再通過(guò)超聲分散形成懸浮液。 濃度設定：

二、好氧生物降解性檢測（以OECD 301系列為例）

1. 操作流程

方法選擇依據

步驟：

接種與裝瓶： 向反應瓶加入無(wú)機培養基（pH 7.0±0.5）、接種物（活性污泥濃度≤30 mg/L）及受試物。 密閉瓶法：溶液完全充滿(mǎn)BOD瓶，無(wú)氣泡。

條件控制： 溫度：22±2℃（通用）或25±1℃（MITI法）。 通氣設定：好氧系統通脫CO?空氣（30–100 mL/min）

監測周期： 每2–3天測定：DOC（紫外消解法）、溶解氧（Winkler法）或CO?產(chǎn)量（酸堿滴定法）。

10天觀(guān)察期規定：降解率達10%后，需在10天內達到通過(guò)閾值（如DOC去除率通過(guò)70%）。

2. 有效性驗證

當參比物降解率：苯胺/醋酸鈉在14天內降解率≥60%。 空白對照：接種要求內源呼吸耗氧≤60 mg O?/L（28天）。

三、厭氧生物降解性檢測（以產(chǎn)甲烷潛力測試為例）

適用對象：高濃度有機廢水、難降解聚合物。

操作步驟：

反應體系構建：

厭氧瓶中加入消化污泥、受試物（COD負荷1–5 g/L）及營(yíng)養鹽（C:N:P = 100:5:1）。充氮氣驅氧密封后35±2℃恒溫培養。

氣體監測：

每日記錄甲烷產(chǎn)量（氣相色譜法），計算累計產(chǎn)甲烷量（mL CH?/g VS）。

理論甲烷產(chǎn)量（ThMP）計算： C?H?O_b+(n - \frac{a}{4}-\frac{2})H?O→(\frac{n}{2}+\frac{a}{8}-\frac{4})CH?+(\frac{n}{2}-\frac{a}{8}+\frac{4})CO?

降解率判斷：

實(shí)際甲烷產(chǎn)率 ≥60% ThMP視為可降解（如乙醇>98%，氯苯<12%）。

四、堆肥法降解檢測（GB/T 19277）

適用材料：堆肥、包裝薄膜、一次性餐具。

操作流程：

混合物制備：

試樣與堆肥接種物1:10混合（干重比），濕度調至50–55%。

降解環(huán)境控制：

溫度：58±2℃；通氣量：50–150 mL/min（維持氧濃度>6%）。

CO?釋放量測定：

用堿液吸收CO?，每7天滴定剩余堿量（或紅外檢測），計算累計CO?釋放量。

降解率計算： 生物降解率=\(\frac{實(shí)際CO?釋放量 - 空白組CO?}{理論CO?產(chǎn)生量}\)×****

有效性要求：45天后纖維素參照物降解率≥70%。

五、數據記錄與結果分析

關(guān)鍵指標記錄表

結果分級

易降解：10天觀(guān)察期內達閾值（快速生物降解）

固有降解：28天后達閾值（需延長(cháng)測試或優(yōu)化工藝）

難降解：降解率<20%（建議預處理或放棄生物處理）

六、注意事項

毒性干擾：含重金屬/殺菌劑物質(zhì)需預評估IC??（產(chǎn)甲烷抑制試驗）。

硝化作用校正：含氮化合物需扣除硝化耗氧量（ThOD計算時(shí)按NH?→HNO?路徑）。

質(zhì)量控制：進(jìn)行試驗≥3組，偏差<15%；

無(wú)菌對照組加HgCl?驗證非生物降解貢獻。