Способ определения токсичности сточных вод
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТОКСИЧНОСТИ СТОЧНЫХ ВОД путем воздействия на микрофлору активного ила и сравнения дегидрогенаЗной активности микроорганизмов в контрольной и опытных пробах с исполь зованием 2,3, 5-трифенилтетразолия хлористого, отл:и чающийся тем, что, с целью повышения TOMHoctH определения и обеспечения контроля за качеством сточных вод, воздействие на микрофлору активного ила осуществт ляют внесением в опытные пробы исследуемого компонента сточных вод в Заданных различных концентрациях , перед определением дегидрогеназной активности пробы выдерживают при в течение 5-15 мин и опреде- g ляют дегйдрогеназную активность по кb W образовавшегося формазЗ личёству на.
СОО3 СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ .
РЕСПУБЛИК
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ю
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГВФ (21) 3260764/28-13
: (22) 27.02.81 (46) 30.03,83 ° Бюл. N" l2 (72) К. Г. Лахина, Л. И. Гамага и
А. С. Попов (53) 628.314.2(088.8) (56) 1.Калабина М.М. Методы определения токсичности промышленных сточных вод и их отдельных компонентов.—
Гигиена и санитария". М., 1945, Ю 4-.
5, с. 1-6.
2. Методика определения дегидрогеназной активности и окислительновосстановительного потенциала при технологическом контроле за работой аэротенков.-Академия коммунального хозяйства. М., 1970, с. 1-l4. (54)(57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТОКСИЧНОСТИ. СТОЧНЫХ ВОД путем воздействия
„SU,, 10 245 А
3(59 С 12 Я 1/Щ,l/С 02 F 3/00 на микрофлору активного ила и сравнения дегидрогенаЗной активности микроорганизмов в контрольной и опытных пробах с использованием 2,3, 5-трифенилтетразолия хлористого, о т л:и ч а ю щ и " c, я тем, что, с целью повышения точности определения и обеспечения контроля за качеством сточных вод, воздействие на микрофлору активного ила осуществ". .ляют внесением в опытные пробы исследуемого компонента сточных вод в заданных различных концентрациях, перед определением дегидрогеназной активности пробы выдерживают при
45-550С в течение 5-15 мин и опреде- I ляют дегидрогеназную активность по ко- личеству образовавшегося формаэа на.
C: а
l 100824
Изобретение относится к проблеме охраны водоемов от загрязнения промышленными сточными водами, а именно к Ьиотестированию компонентов сточных вод путем определения их токсичности к микроорганизмам активного ила по показателю дегидрогеназной активности, что позволит предварительно определить и предупредить отрицательное воздействие 10 компонентов сточных вод на активный ил Ьиологических очистных сооружений.
Известен способ определения токсичности компонентов сточных вод 15 по влиянию их на развитие водных микроорганизмов и процессы нитрификации, включающий приготовление питательной среды, посев бактерий в течение нескольких суток, подсчет выросших колоний, микроскопирование на наличие простейших организмов, наблюдение за процессами нитрификации в течение длительного срока (до 1,5 мес). При этом учитыва- 25 ется только количественный рост бактерий, при различных концентрацйRx компонентов сточных вод, но не определяется их функциональное состояние jlj .
Недостаток способа заключается в трудоемкости и длительности определения, а также возможности применения его только в специальных лабораторных условиях.
Указанные опраничения известного способа суживают возможность более широкого проведения исследований токсичности компонентов сточных вод, 0 например для оперативного решения вопроса о сбросе отдельных потоков сточных вод на биологические очистные сооружения, содержащих вещества, токсичность которых к активному илу не изучена, а также выполнение такого рода исследований в условиях заводских лабораторий или на промышленных очистных сооружениях.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ определения токсичности сточных вод, основанный на определении дегидрогеназной активности ила при оценке эффективности процесса биохимической очистки сточных вод.
Способ реализуется путем воздействия на микрофлору активного ила неочищенной и очищенной сточной воды и сравнения дегидрогеназной активности микроорганизмов в том и другом случаях с использованием
2,3,5-трифенилтетразолия хлористого, причем влияние воздействующих факторов оценивается визуально по †интенсивнос окраски 2,3,5-трифенилтетраэолия хлористого при переходе иэ бесцветной окисленной формы в восстановленную окрашенную (2) .
Недостаток известного спосоЬа для оценки токсичности компонентов сточных вод состоит в использовании дпя анализа сточной воды без учета содержания в ней конкретных компонентов в известных заданных концентрациях. (Для анализа берется какой-то обьем очищенной или неочищенной воды, например 10 мп или
1-24 от оЬщего количества взятой для анализа иловой смеси в зависимости от БПК полного, а не по концентрации содержащихся компонентов), Недостатками данного способа также являются невозможность определения конкретного компонента, который обусловливает токсичность сточных вод, невозможность .определения токсичной (не токсичной) концентрации компонентов сточных вод, только качественная оценка токсичности сточных вод, но не количественная, так как дегидрогенаэная активность определяется визуально по интенсивности окрашивания пробы и невозможность оперативно:решить вопрос о допустимости сЬроса отдельных компонентов в сточные воды, направляемые на биологические очистные сооружения.
Цель изобретения - повышение токсичности анализа, т.е. количественное определение токсичности компонентов сточных вод, путем определения дегидрогеназной активности по количеству оЬразовавшегося формазана и, контроль за качеством сточных вод по содержанию в них отдельных компонентов на уровне не токсичных концентраций для микроорганизмов активного ила.
Указанная" цель достигается тем, что при определении токсичности сточных вод путем воздействия на
15
25
35 ао
° Ф l0 микрофлору активного или и сравнения дегидрогеназной активности микроорганизмов в контрольной и опытных пробах с использованием 2,3,5-трифенилтетразолия хлористого, воздействие на микрофлору активного ила осуществляют внесением в опытные пробы исследуемого компонента сточных вод в заданных различных концентрациях, перед определением дегидрогеназной активности пробы выдерживают при 45-55 С в течение 5о
15 мин и определяют дегидрогеназную активност по количеству образовавшегося формазана.
llo предлагаемому способу в образец активного ила вносят исследуемое вещество в различных концентрациях, что позволяет определить без вредные концентрации компонентов сточных вод в отношении к ферментамдегидрогенаэам микроорганизмов активного ила.
Способ позволяет выявить токсичность не только оЬщего потока сточной воды, но и за счет какого компонента оЬусловлена токсичность сточной воды, что позволяет осуществлять контроль эа качеством сточных вод и принимать соответствующие меры для обеспечения нормальной работы очистных сооружений по содержанию в сточных водах отдельных компонентов на уровне их нетоксичных.концентраций к микроорганизмам активного ила.
На фиг. 1-3 приведены соответст1венно результаты определения токсичности к микроорганизмам активного или аллилацетата, ацетопропилацетата им моноэтаноламина, которые входят в состав сточных вод ряда нефтехимических производств, по их влиянию на дегидроге назную активйость ила. Как видно на фиг. более токсичным является аллилацетат и менее токсичным моноэтаноламин. При этом в действии моноэтаноламина на дегидрогеназную активность отмечается двухфазность - сначала активность фермента повышается, затем — снижается.
08245 4 го на модельном стоке, в состав которого входят только биогенные эле менты и легкоокисляемые соединения, например этиленгликоль. Если в опыт берут иловую жидкость из промышленного аэротенка, то ил предварительно промывают водопроводной водой; в день постановки опы-„ та определяют концентрацию ила в аэротенке, .и центрифугируют при
2000 оЬ/мин в течение 5 мин. Насадочную жидкость сливают. К полученному осадку, в одну пробирку приливают 4 мл фосфатного буфера с рН=7,2 контрольная проСа), а в остальные 6 пробирок вносят по 4 мл водного раствора аллилацетата в концентрациях 15 45-75,150,450 и
750 мг/л.
В каждую пробирку добавляют по
1 мл 0,4 i свежеприготовленного раствора 2,3,5-трифени@тетразолия хлористого на фосфатном буфере.
Содержимое пробирок хорошо перемешивают и инкубируют в течение
3 ч. Затем добавляют во все пробирки по 0,5 мл ледяной уксусной кислоты и центрифугируют в течение
5 мин при 2000 об/мин.
Надосадочную жидкость сливают, к осадку в каждую пробирку добавляют по 10 мл этилового спирта, перемешивают и оставляют на 30 мин.
Затем, для более полной экстракции формазана из активного ила, пробы подогревают на водяной бане при t 45 С в течение 15 мин (до обесцвечивания осадка) перемешивают, охлаждают.
Центрифугируют в течение 5 мин при 2000 об/мин. Отобранную жидкость колориметрируют на фЭК,«56 И, светофильтр У 5, кюветы с толщиной слоя 5 мм. В качестве стандарта beрут этиловый спирт.
Количество формазана в пробах определяют по калиЬровочной кривой, Дегидрогеназную активность и удельную дегидрогеназную активность ила рассчитывают по следующим формулам.
Пример 1. Определение токсичности аллилацетата.
В семь центрифужных пробирок вносят по 5 мл иловой жидкости иловую жидкость в опыт берут из лабораторного аэротенка, работающеДегидрогеназная активность ила выражается в гаммах (/ ) формазана на 1 r сухого активного ила, количество формазана в g рассчитывают уле С Ч
В =
»
1000
13,0
0,3
0,228
g l7
0,1
0,059
0,037
0,02, 30,0 онтроль
22,8
1/,0
10,0
5,9
3,7
2,0
750
9 9
7,4
4,3
2,5
1,6
0 9
3
5
П р и м е ч а н и е. По каждой концентрации взяты средние- показатели из 3-5 определений. Объем спиртовой вытяжки 10 мл. Концентрация активного ила
4,6 г/л. В 5 мл иловой жидкости содержится
0,023 r активного ила.
5 10082 где С - концентрация формазана в спиртовой вытяжке в / /л, найденная по калибровочной кривой;
V - объем спиртовой вытяжки в мл, Удельная дегидрогеназная активность или (B g формазана на 1 г сухого ила) определяется по формуле
В
А =
Ф
1Е где P - вес ила, взятого на анализ, в r. результаты токсичности аллил-. ацетата по влиянию на дегидрогеназную активность илр йриведейы в табл.1 М и на фиг. 1, из котррых видно, что
Ьллилацетат в концентрации свыше
15 мг/л значительно угнетает дегнд. рогеназную активность ила.
Пример 2. Определение ток- 2ф сичности ацетопропилацетата.;
В 8 центрифужных пробирок вносят пс
5 мл иловой жидкости и центрифугируют при 2000 ob/èèH в течение 5 мин.Надосадочную жидкость сливают. К полу- 21 ченному осадку в одну пробирку при ливают 4 мл фосфатного буфера с pH=72 контрольная проба, в осталь— ные 7 пробирок вносят по 4 мл водного раствора ацетопропилацетата 1Е в концентрациях 100, 300, 500, 700, 1000, 1200 и 1500 мг/л..
Далее по методике, описанной в примере 1.
Для более полной экстракции формазана из активного ила подогревание проб на водяной бане проводят при t 50 С в течение 1О мин.
Результаты определения дегидроге назной активности приведены в табл.2
45 4 и на фиг, 2 из которых видно, что при концентрации ацетопропилацетата от 100 до 300 мг/л дегидрогеназная активность несколько выше, чем в контрольной пробе.
Это объясняется активацией ферментов дегидрогеназ, как ответной реакцией на ацетопропилацетат в концентрациях до 300 мг/л . С увеличенИем концентрации ацетопропилацетата . до 700 мг/л и выше наблюдается угнетение дегидрогеназной активности.
Пример 3. Определение токсич" ности моноэтаноламина.
В 8 центрифужных пробирок вносят по 5 мл иловой жидкости и центрифугируют при 2000 ob/ìèí в течение
5 мин. Надосадочную жидкость сливают, К получаемому осадку в одну пробирку приливают 4 мл фосфатного буфера .рН=7,2 (контрольная проба) в остальные 7 пробирок вносят по 4 мп водно го раствора моноэтаноламина в концентрациях 0,5, 1,0 1,2 1,5 2,0 2,5 и 3,0 г/л. Далее - по методике, описанной в примере t.
Для более полной экстракции формазана из активного ила подогревание проб на водяной бане проводят при t 55 С в течение 5 мин, ..о
Результаты определения дегидрогеназной активности приведены в табл. 3.и на фиг. 3 из которых видно, что токсичность моноэтаноламина к ферментам-дегидрогеназам проявляется при его концентрации свыше 2,0 г/л дегидрогеназная активность ила меньше, чем в контрольной пРобе. Т а б л и ц а 1
1008245
Т а б л и о а 2
Пример
Концентрация ацетопропилацетата в пробе, мг/л
Концентрация формазана, /л по калйбровоч ной кривой
Дегидрогеназная активность, f/ë, по формуле
СЧ
В=-----1000,удельная дегидрогеназная активность по формуле
А --- 2I /ã сухого ила
7,0
1/,5
1 Контроль
2 100
8,4
7,2
3 300
4 500
5 . /ОО
6 j 000
7 1200
8 1500
/,0
6,5
6,0
5,0
» --- - Е
««»« «» «»
П р и м е ч а н и е, Концентрация активного ила 5,0 г/л . В 5 мл иловой жидкости содержится 8,025 г активного ила. Табли ца3
Концентрация
Формазана, g/ë, по каибровочной кривой Дегидрогеназная активность, It/ë, по формуле
CV
Ци1000
Концентрация монозтанол амина в пробе г/л
\ г
Пример
Конт рол ь
6,1
8,1
9,4
О 5
1,0
1 э.
11,2
1,5
9,7
8,1
2,0
5,9
5„4
3,0
« » м««»а«
П г и м е ч а н и е. Концентрация активного ила 5,0 г/л. 8 5 мл иловой жидкости содержится 0,025 г активного ила.
Предлагаемый способ отличается от известного своей быстротой и простотой, и позволяет оперативно определить ориентировочные безвредные концентрации компонентов сточных вод, направляемых иа биологические очистные сооружения; расширить возможность выполнения исслеПредлагаемый способ определе» ния токсичности компонентов сточ- ных вод обеспечивает хорошую сходимость результатов s анализируемых пробах.
Отклонение от средней величины из 10 параллельных определений составляет 1,5-3,0 Ф.
2
4
6
21,1
18,1
17,6
16,3
14,9
13,6
12,4
14,0
18,6
21,6
25,8
22,4
18,6
13,5
12,4
0,175
0,211
0,181
0,176
0,163
О, 149
О, 136
О,М4
0,14
0,186
0,216
0,258
0,224
О, 186
0,135
0,124
Удельная дегидрогеназная активность по формуле
А= — —, /л р сухого ила
9 .1 00824 дований по определению токсичности компонентов сточных вод не только в условиях специально оснащенных лабораторий, но и в условиях заводских лабораторий и оценить влияние различных концентраций компонентов
5 10 сточных вод на функциональное состоянйе микроорганизмов активного ипа, характеризующее способность бакте— риальной клетки к биохимическому окислению изучаемых веществ.
3 (4 с
Ф
В
3 ." 6
° Э ф е
% ф в
100 ЗФО ХОО 7ОО 1ООО 1ЫО
Наицентрацид вцетфвреенлацемвяыд,, над
Фие.й
1008245 роль
Составитель О. Скородумова
Редактор E. Кинив Техред A. Бабинец Корректор О. Билак
Заказ 2272/35 . Тираж 521 . Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытиД
113035, Иосква, M-35, Раувская наб., д. 4/5 .
Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4
2 а
1д
4.« к
1 Ч
3. ь лю Ц
«р 6
3ф, ц
Ф щ ф
Ъ в +
Ъ) Îõ . fg 1Х ?0, 2К
Концантралл,ыя моноэтанолаяинх, а/л
