專利名稱：烴基黃藥捕收劑的生物降解性測試方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及選礦藥劑及礦山環(huán)境保護(hù)的領(lǐng)域，特別是涉及一種烴基黃藥捕收劑的 生物降解性測試方法。
背景技術(shù)：
隨著礦業(yè)的發(fā)展，浮選藥劑用量越來越大。黃藥是金屬礦浮選生產(chǎn)中最為有效和 常用的捕收劑，化學(xué)名稱為烴基二硫代碳酸鹽。目前應(yīng)用最廣泛的丁基黃藥為淡黃色粉狀， 有毒性和刺激性臭味，易分解，嗅覺閾為0. 005mg/L,味覺閾為0. lmg/L。浮選過程中，一部 分黃藥殘留在選礦廢水中，使水體呈現(xiàn)異嗅。被黃藥污染的水體，所生長魚蝦等有難聞的黃 藥味，同時(shí)在酸性條件下分解產(chǎn)生的CS2易造成硫污染。如該類廢水直接排放，會(huì)對(duì)礦山周 圍的生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。所以應(yīng)對(duì)選礦廢水中的剩余黃藥進(jìn)行處理，使其達(dá)標(biāo)排放， 以保護(hù)礦山生態(tài)環(huán)境。我國地表水中黃藥的最高容許濃度為0. 005mg/L。目前，國內(nèi)外對(duì)浮選廢水的污染治理主要采用物理、化學(xué)方法。然而這些方法有明 顯的不足，如能耗和藥劑消耗量大，操作運(yùn)行費(fèi)用高而且可能產(chǎn)生二次污染等。針對(duì)這一現(xiàn)狀，對(duì)黃藥進(jìn)行生物降解性測試，研究其生物降解規(guī)律，了解其生物降 解難易程度，為研制高效、低毒、低污染的環(huán)境友好型選礦藥劑提供一定的依據(jù)，對(duì)選礦廢 水的有效處理具有重要的意義。到目前為止，國內(nèi)外基本上沒有涉及到黃藥生物降解性的研究。國內(nèi)外現(xiàn)有的研 究僅集中在對(duì)黃藥的光降解和對(duì)黃藥所含有害物的分析檢測方面，已有研究表明黃藥可能 給環(huán)境帶來危害性物質(zhì)如內(nèi)分泌干擾物、持久性有機(jī)污染物、多環(huán)芳烴以及重金屬污染等， 而對(duì)其生物降解性的測試和生態(tài)安全性研究則少有報(bào)道。生物降解性能是指通過微生物的活動(dòng)使某一物質(zhì)改變其原來的化學(xué)和物理性質(zhì)， 在結(jié)構(gòu)上引起變化所能達(dá)到的程度。到目前為止，對(duì)有機(jī)物生物降解性的測試已經(jīng)提出了 許多方法，但這些測試方法都有自己的側(cè)重點(diǎn)，沒有考慮到某一種特定有機(jī)物由于其本身 物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、以及在環(huán)境中所處的狀態(tài)等不同條件。因此對(duì)不同的有機(jī)物應(yīng)該運(yùn)用不同測 試的方法，才能使測試結(jié)果更為全面、準(zhǔn)確。國內(nèi)外對(duì)潤滑油、表面活性劑、農(nóng)藥等有機(jī)污染 物的生物降解性測試方法已比較成熟，但是對(duì)烴基黃藥捕收劑的生物降解性的測試研究尚 屬空白。隨著礦業(yè)的發(fā)展，浮選藥劑特別是黃藥類捕收劑對(duì)環(huán)境的污染越來越嚴(yán)重，給人 類社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展構(gòu)成了嚴(yán)重的威脅，其生物降解性應(yīng)該引起我們的高度重視?？茖W(xué)有 效的生物降解性能測試方法不僅對(duì)評(píng)價(jià)烴基黃藥捕收劑對(duì)環(huán)境的影響有著重要的意義，而 且通過對(duì)分子結(jié)構(gòu)與生物降解性能及毒理性關(guān)系的研究，可以對(duì)浮選藥劑的分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行 設(shè)計(jì)，為改進(jìn)、優(yōu)化環(huán)境友好型選礦藥劑產(chǎn)品及全面評(píng)定一個(gè)產(chǎn)品、生產(chǎn)技術(shù)對(duì)環(huán)境的影響 提供理論依據(jù)。開發(fā)可生物降解的環(huán)境友好型選礦藥劑已成為21世紀(jì)礦業(yè)的一個(gè)重要發(fā) 展方向。在此背景下，對(duì)選礦藥劑生物降解性的測試研究也因而顯得尤為迫切和需要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)烴基黃藥捕收劑用量越來越大，對(duì)礦山環(huán)境污染日益嚴(yán)重的 這一特點(diǎn)，在充分研究其它各類有機(jī)物生物降解規(guī)律的基礎(chǔ)上，結(jié)合黃藥捕收劑自身的特 點(diǎn)，用烴基黃藥捕收劑的綜合水質(zhì)評(píng)價(jià)指數(shù)B0D5/C0D&，降解過程中的濃度降解指數(shù)IC，和 降解產(chǎn)物co2生成量作為測試指標(biāo)，提出一種烴基黃藥捕收劑的生物降解性測試方法。本發(fā)明的另一目的是在測定烴基黃藥捕收劑生物降解性的基礎(chǔ)上，研究烴基黃藥 捕收劑不同的結(jié)構(gòu)(碳鏈長度和分支度)對(duì)生物降解性的影響，認(rèn)識(shí)其在環(huán)境中的遷移轉(zhuǎn) 化規(guī)律，為開發(fā)研制高效、低毒、低污染的環(huán)境友好型選礦藥劑及全面評(píng)價(jià)黃藥捕收劑對(duì)礦 山環(huán)境的影響提供理論依據(jù)。本發(fā)明解決其技術(shù)問題采用以下的技術(shù)方案本發(fā)明提供的烴基黃藥捕收劑的生物降解性測試方法，其步驟包括(1)污泥的預(yù)處理接種物使用活性污泥，在使用之前曝氣5天以除去污水中的殘留有機(jī)物，用平板 計(jì)數(shù)法測定接種物中生物活細(xì)菌數(shù)，使其保持在(4. 0 8. 5) X 107CFU/ml的水平；(2)實(shí)驗(yàn)條件生物反應(yīng)瓶中，分別按照要求加入各營養(yǎng)液，反應(yīng)溫度為25°C，供給每個(gè)反應(yīng)瓶的 氣體流量為每秒鐘1 2個(gè)氣泡，以D0C計(jì)，受試有機(jī)物初始濃度為20mg/L，接種物活性污 泥在反應(yīng)液中的MLSS濃度為150mg/L，反應(yīng)時(shí)間為28天，生化反應(yīng)瓶中反應(yīng)液的總體積為 2000ml，該反應(yīng)液包括受試物和接種物；(3)數(shù)據(jù)處理及結(jié)果表述采用二氧化碳生成量法即采用積分面積法來計(jì)算烴基黃藥捕收劑的生物降解性 指數(shù)，具體是由0rigin7. 5程序求二氧化碳生成量曲線與以生物降解時(shí)間為橫坐標(biāo)之間 的面積，其慫為13. 9233，乙基、異丙基、正丁基、異丁基、正戊基黃藥捕收劑的面積As分別 為 16.0645,11.0169，13.7860,10. 0105,12. 3524 ；(4)測定烴基黃藥捕收劑的生物降解指數(shù)IB 根據(jù)公式IB = (As/Aj X 100計(jì)算IB，其乙基、異丙基、正丁基、異丁基、正戊基黃 的生物降解指數(shù)分別為101. 0200,79. 1256,99. 0199,71. 8975,88. 7175 ；As為各種烴基黃 藥捕收劑和標(biāo)準(zhǔn)油酸鈉的PCD曲線與橫坐標(biāo)之間的面積，A0為接種物內(nèi)源的PCD曲線與橫 坐標(biāo)之間的面積。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下主要的優(yōu)點(diǎn)其一.采用綜合水質(zhì)評(píng)價(jià)指標(biāo)B0D5/C0 Jt為測試因子，具有簡單易行、方便快捷 的特點(diǎn)。其二 .采用二氧化碳生成量作為烴基黃藥捕收劑的生物降解性測試指標(biāo)，不受微 生物細(xì)胞吸附作用和硝化作用的影響；而且，從對(duì)環(huán)境保護(hù)的角度看，烴基黃藥捕收劑轉(zhuǎn)化 為co2和水所產(chǎn)生的環(huán)境污染治理效果是最為徹底的，因而也是最有意義的。并且在co2生 成量法中采用積分面積法來計(jì)算生物降解指數(shù)，不僅對(duì)于烴基黃藥捕收劑純物質(zhì)適用，而 且對(duì)無法求得理論co2產(chǎn)量的實(shí)際選礦廢水同樣適用，經(jīng)過烴基黃藥捕收劑生物降解性測 試的多次實(shí)驗(yàn)結(jié)果來看，具有準(zhǔn)確可靠的特點(diǎn)。其三.因?yàn)闈舛冉到庵笖?shù)IC表征的是烴基黃藥捕收劑的初級(jí)生物降解性，C02生成量法表征的是烴基黃藥捕收劑的最終生物降解性，因此本發(fā)明另一個(gè)重要優(yōu)點(diǎn)是在測試 因子中綜合考慮了烴基黃藥捕收劑的初級(jí)生物降解性和最終生物降解性和生物降解過程 的多個(gè)方面，克服了單一測試方法的不足，使得烴基黃藥捕收劑的生物降解性的測試結(jié)果 更加全面、準(zhǔn)確和可靠?？傊?，本發(fā)明方法簡單易行、便于推廣，為廣泛進(jìn)行黃藥捕收劑的生物降解性測 試，開發(fā)研制高效、低毒、低污染的環(huán)境友好型選礦藥劑和全面評(píng)價(jià)黃藥捕收劑對(duì)礦山環(huán)境 的影響提供依據(jù)。


圖1為烴基黃藥捕收劑最終生物降解性試驗(yàn)裝置的示意圖。圖2為三種典型有機(jī)物二氧化碳生成量與時(shí)間關(guān)系POT曲線圖。圖3為烴基黃藥捕收劑、標(biāo)準(zhǔn)油酸鈉和內(nèi)源反應(yīng)瓶中C02生成量曲線與時(shí)間關(guān)系 曲線圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明是一種烴基黃藥捕收劑的生物降解性綜合測試方法，涉及到選礦藥劑及礦 山環(huán)境保護(hù)的領(lǐng)域。該方法采用可生化性指數(shù)10、濃度降解指數(shù)IC和co2生成量作為測試 指標(biāo)，由公式IU = 10X0. 3+ICXO. 3+RBDDX0. 4分別求得乙基、異丙基、正丁基、異丁基、正 戊基黃藥的生物降解度的測試結(jié)果，再根據(jù)測試指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)來判斷它們的生物降解情況，運(yùn) 用該方法對(duì)烴基黃藥捕收劑進(jìn)行測試具有準(zhǔn)確可靠的特點(diǎn)。該方法的步驟包括污泥的預(yù)處 理、實(shí)驗(yàn)條件設(shè)置、測試實(shí)驗(yàn)、數(shù)據(jù)處理及結(jié)果表述、測定烴基黃藥捕收劑的生物降解指數(shù) IB。下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。本發(fā)明采用包括以下的步驟方法1.污泥的預(yù)處理接種物使用活性污泥，在使用之前曝氣5天以除去污水中的殘留有機(jī)物，用平板 計(jì)數(shù)法測定接種物中生物活細(xì)菌數(shù)，使其保持在(4. 0 8. 5) X 107CFU/ml的水平；2.實(shí)驗(yàn)條件設(shè)置生物反應(yīng)瓶中，分別按照要求加入各營養(yǎng)液，反應(yīng)溫度為25°C，供給每個(gè)反應(yīng)瓶的 氣體流量為每秒鐘1 2個(gè)氣泡，以D0C計(jì)，受試有機(jī)物初始濃度為20mg/L，接種物活性污 泥在反應(yīng)液中的MLSS濃度為150mg/L，反應(yīng)時(shí)間為28天，生化反應(yīng)瓶中反應(yīng)液的總體積為 2000ml，該反應(yīng)液包括受試物和接種物；3.數(shù)據(jù)處理及結(jié)果表述采用二氧化碳生成量法即采用積分面積法來計(jì)算烴基黃藥捕收劑的生物降解性 指數(shù)，具體是由0rigin7. 5程序求二氧化碳生成量曲線與以生物降解時(shí)間為橫坐標(biāo)之間 的面積，其慫為13. 9233，乙基、異丙基、正丁基、異丁基、正戊基黃藥捕收劑的面積As分別 為 16.0645,11.0169，13.7860,10. 0105,12. 3524 ；4.測定烴基黃藥捕收劑的生物降解指數(shù)IB 根據(jù)公式IB = (As/Aj X 100計(jì)算IB，其乙基、異丙基、正丁基、異丁基、正戊基黃的生物降解指數(shù)分別為101. 0200,79. 1256,99. 0199,71. 8975,88. 7175 ；As為各種烴基黃 藥捕收劑和標(biāo)準(zhǔn)油酸鈉的PCD曲線與橫坐標(biāo)之間的面積，A0為接種物內(nèi)源的PCD曲線與橫 坐標(biāo)之間的面積。在計(jì)算生物降解指數(shù)IB后，采用公式RBDD= (IBt/IBs) X 100%來計(jì)算烴基黃藥捕 收劑的RBDD指數(shù)，其乙基、異丙基、正丁基、異丁基、正戊基黃的RBDD指數(shù)分別為28. 42%, 22. 26%,27. 86%,20. 23%,24. 96%;式中，RBDD為相對(duì)降解性指數(shù)，IBt為受試物烴基黃藥 捕收劑的生物降解指數(shù)，IBS為標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)油酸鈉的生物降解性指數(shù)。本發(fā)明采用的步驟還包括(1)采用標(biāo)準(zhǔn)測試方法測定烴基黃藥捕收劑的C0D&值，由公式10 = B0D5/ C0DCr計(jì)算烴基黃藥捕收劑的可生化性指數(shù)10，其中，B0D5和C0D&分別為烴基黃藥捕收劑 的五日生化需氧量和化學(xué)需氧量，mg/L ；(2)濃度降解指數(shù)IC的測定，其步驟包括①稀釋水的制備在蒸餾水中加入尿素和三磷酸五鈉，使得尿素和三磷酸五鈉的 濃度分別為5mg/L和1. 6mg/L，攪勻后置于通風(fēng)處三天后使用，②測定方法以10mL經(jīng)沉淀后生活污水的上清液作接種物，90mL含有5mg酵母 膏和含適量被測物的B0D5稀釋水為基質(zhì)，使被測物的濃度為10mg/L ；在室溫下靜置培養(yǎng)， 一周后取該培養(yǎng)液10mL作為下一周培養(yǎng)的接種物，并加入新鮮培養(yǎng)液進(jìn)行再培養(yǎng)，如此重 復(fù)，連續(xù)4周；在每個(gè)培養(yǎng)期的開始及終了取樣高速離心后用紫外分光光度法測定上清液 中被測物質(zhì)在最大吸收波長處的吸光度，求其質(zhì)量濃度，其最終的濃度降解指數(shù)以第四次 再接種時(shí)的濃度降解指數(shù)表示，并做2次重復(fù)實(shí)驗(yàn)，其結(jié)果以平均值表示，③由公式IC = (Mo-MrO/MoX 100%來計(jì)算烴基黃藥捕收劑的濃度降解指數(shù)IC，其 乙基、異丙基、正丁基、異丁基、正戊基黃藥捕收劑的IC分別為39. 54%,29. 17%,36. 88%, 26. 79%,34. 09% ；式中，Mo和Mn分別為降解初始和降解n天后降解液中黃藥捕收劑的濃 度，mg/L。本發(fā)明采用的步驟還包括(1)采用加權(quán)綜合法對(duì)烴基黃藥捕收劑的生物降解性進(jìn)行定量評(píng)價(jià)，即給上述測 試因子10、IC禾口 RBDD以一定的權(quán)重，即令I(lǐng)U = IOXHi+ICX^+RBDDXHp式中H” H2和H3 分別為測試因子10、IC、RBDD的權(quán)重；(2)綜合考慮和分析各個(gè)測試因子對(duì)烴基黃藥捕收劑的生物降解性的相對(duì)大小， 確定其權(quán)重氏=0. 3，H2 = 0. 3，H3 = 0. 4，利用公式 IU = 10X0. 3+ICXO. 3+RBDDXO. 4, if 算烴基黃藥捕收劑的生物降解度IU，式中10為可生化性指數(shù)，IC為濃度降解指數(shù)，RBDD為 相對(duì)降解性指數(shù)。本發(fā)明根據(jù)IU的數(shù)值，并且按照IU彡80%易生物降解、30%< IU < 80%可生物 降解、30%難生物降解的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)烴基黃藥捕收劑的生物降解性進(jìn)行測試，得到定量的 測試結(jié)果，即乙基黃藥是可生物降解的，而異丙基、正丁基、異丁基、正戊基黃藥都屬于難 生物降解。下面以對(duì)純的烴基黃藥捕收劑或濃度、成分未知的烴基黃藥捕收劑的廢水進(jìn)行測 試為例，來說明本發(fā)明具有的實(shí)用性。1.由GB/T 7488-1987和HJ/T 399-2007分別測定烴基黃藥捕收劑的五日生化需氧量B0D5和化學(xué)需氧量C0D&值，由公式10 = B0D5/C0DCr計(jì)算烴基黃藥捕收劑的可生化性 指數(shù)10，其可生化性指數(shù)見表1。2.濃度降解指數(shù)IC的
具體實(shí)施例方式①稀釋水的制備取一定量的蒸餾水，加入適量的尿素和三磷酸五鈉，使得尿素和 三磷酸五鈉的濃度分別為5mg/L和1. 6mg/L，攪勻后置于通風(fēng)處三天后使用。②測定方法以10mL經(jīng)沉淀后生活污水的上清液作接種物，90mL含有5mg酵母膏 和含適量被測物的釋水為基質(zhì)，使烴基黃藥捕收劑的濃度為10mg/L。在室溫下靜置 培養(yǎng)，一周后取該培養(yǎng)液10mL作為下一周培養(yǎng)的接種物，并加入新鮮培養(yǎng)液進(jìn)行再培養(yǎng)， 如此重復(fù)，連續(xù)4周。在每個(gè)培養(yǎng)期的開始及終了取樣高速離心后用紫外分光光度法測定 上清液中被測物質(zhì)在最大吸收波長處的吸光度，由標(biāo)準(zhǔn)工作曲線，求其質(zhì)量濃度，其最終的 濃度降解指數(shù)以第四次再接種時(shí)的指數(shù)表示，并做2次重復(fù)實(shí)驗(yàn)，其結(jié)果以平均值表示。③由公式IC = (MO-Mn)/COX100%分別計(jì)算烴基黃藥捕收劑的濃度降解指數(shù) IC，其乙基、異丙基、正丁基、異丁基、正戊基黃的IC分別為39. 54%, 29. 17%, 36. 88%, 26. 79%, 34. 09%。其最終的濃度降解指數(shù)以第四次再接種時(shí)的濃度降解指數(shù)IC表示，并 做2次重復(fù)實(shí)驗(yàn)，其結(jié)果以平均值表示，具體濃度降解指數(shù)IC試驗(yàn)結(jié)果如表2。式中IC一濃度降解指數(shù)；Mo、Mn 分別為降解初始和降解n天后降解液中黃藥捕收劑的濃度，mg/L。3. C02生成量法的
具體實(shí)施例方式(1)污泥的預(yù)處理接種物活性污泥取自武漢市沙湖污水處理廠，在使用之前通入不含C02的空氣，曝 氣5d以除去污水中的殘留有機(jī)物從而降低空白C02值，污泥沉降指數(shù)SVI為33mL/g左右。 用平板計(jì)數(shù)法測定接種物中生物活細(xì)菌數(shù)，使其基本保持在(4. 0 8. 5) X 107CFU/ml的水 平。本實(shí)驗(yàn)的參比基準(zhǔn)物為生物降解性能優(yōu)異的分析純油酸鈉(生物降解極限值可達(dá)到 100% )。(2)實(shí)驗(yàn)方法實(shí)驗(yàn)裝置連接如圖1所示。其中A為裝有800mL lOmol/L的NaOH溶液瓶，F(xiàn)為裝 有 800mL 的 0. 05mol/L 的 Ba(0H)2 溶液瓶，D 為裝有 100mL 的 0. 025mol/L 的 Ba(0H)2 溶液 瓶，W為裝有800mL蒸餾水瓶，E為起緩沖作用的空瓶，T為樣品試驗(yàn)瓶，N為內(nèi)源呼吸反應(yīng) 瓶，B為空白試驗(yàn)瓶，S為標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)瓶。其中A、B、W、E瓶的容積為1000mL，T、N、B、S瓶的容 積為2000mL，D瓶的容積為250mL。在本試驗(yàn)中，并聯(lián)的生物降解反應(yīng)瓶有6只①生化反應(yīng)瓶三只(加入營養(yǎng)鹽、受試有機(jī)物黃藥和接種物活性污泥)。為了減小 誤差，其C02的量用3次的平均值計(jì)算；②標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)瓶一只(加營養(yǎng)鹽、標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)油酸鈉和接種物活性污泥)，檢驗(yàn)裝置及 活性污泥有效性；③內(nèi)源反應(yīng)瓶一只(只加營養(yǎng)鹽、接種物活性污泥，不加受試物)；④空白反應(yīng)瓶一只(只加蒸餾水和營養(yǎng)鹽)?？諝獗卯a(chǎn)生的壓縮空氣經(jīng)三個(gè)串聯(lián)lOmol/L的NaOH溶液進(jìn)行吸收而除去C02氣 體，F(xiàn)瓶中是0. 05mol/L Ba (0H) 2溶液，用于檢驗(yàn)C02氣體是否已經(jīng)被除凈，然后經(jīng)水洗瓶洗滌以防止堿液進(jìn)入反應(yīng)瓶，蒸餾水變成飽含水汽?？掌縿t用于緩沖進(jìn)入試驗(yàn)瓶的氣體。這 樣，進(jìn)入試劑瓶的氣體將是除出0)2和飽和水汽的平穩(wěn)氣體。在生物反應(yīng)瓶中，分別按照表2 要求加入各營養(yǎng)液，反應(yīng)溫度為25°C，供給每個(gè)反應(yīng)瓶的氣體流量為每秒鐘1 2個(gè)氣泡， 受試有機(jī)物初始濃度為20mg/L (以DOC計(jì))，接種物在反應(yīng)液中的MLSS濃度為150mg/L，反 應(yīng)時(shí)間為28d，生化反應(yīng)瓶中反應(yīng)液的總體積為2000mL(包括受試物和接種物)，其中反應(yīng) 瓶外包一層黑色塑料袋防止光合細(xì)菌吸收C02。生物降解產(chǎn)生的C02由3個(gè)串連的、分別盛有100mL0. 025M Ba (OH) 2標(biāo)準(zhǔn)溶液的錐 形瓶組成的吸收裝置來吸收，產(chǎn)生的C02氣體的量用0. 05M HC1標(biāo)準(zhǔn)溶液(用NaC03溶液標(biāo) 定)，滴定測得，滴定時(shí)移出離試驗(yàn)瓶最近的吸收瓶，再將其它吸收瓶依次向前移動(dòng)一個(gè)位 置，同時(shí)，在吸收裝置最末端再加一新的裝有100mL 0.025M Ba(0H)2標(biāo)準(zhǔn)溶液的吸收瓶。試 驗(yàn)結(jié)束時(shí)，要對(duì)所有吸收瓶進(jìn)行滴定。根據(jù)試驗(yàn)中所求得的C02生成量，生化瓶和內(nèi)源瓶所 產(chǎn)生的C02值扣除空白值，將每天的C02吸收量的值累加，繪制C02生成量和時(shí)間的關(guān)系曲 線。(3)數(shù)據(jù)的處理及結(jié)果表示有機(jī)物三種典型二氧化碳生成量與時(shí)間關(guān)系曲線(POT曲線)見圖2。圖2中a 類有機(jī)物不需要馴化過程，生物降解程度較大，PCD曲線與橫坐標(biāo)之間的面積較大；b類有 機(jī)物需要一個(gè)馴化過程，生物降解程度較小，其生物降解性較弱且PCD曲線與橫坐標(biāo)之間 的面積也較??；c類有機(jī)物不但不發(fā)生生物降解作用反而對(duì)接種物具有毒性，其PCD曲線位 于接種物(內(nèi)源線)PCD曲線之下且PCD曲線與橫坐標(biāo)之間的面積最小，表明其難以生物降 解。由0rigin7. 5程序求二氧化碳生成量曲線與橫坐標(biāo)(生物降解時(shí)間)之間的面 積，根據(jù)公式IB = (As/A0) X 100計(jì)算黃藥捕收劑的IB指數(shù)。式中As——烴基黃藥捕收劑POT曲線與橫坐標(biāo)之間的面積；A0——接種物內(nèi)源POT曲線與橫坐標(biāo)之間的面積。并定義RBDD指數(shù)RBDD = (IBt/IBs) X 100%式中IBt——受試物的生物降解指數(shù)，％ ；IBS——參比物油酸鈉的生物降解指數(shù)％ ；RBDD值越大，說明受試物的生物降解能力越強(qiáng)，反之則越弱。RBDD作為生物降解 性能指標(biāo)受實(shí)驗(yàn)條件影響小，由此采用此指標(biāo)可使烴基黃藥捕收劑的生物降解性能的測試 更加全面和直觀。各種烴基黃藥捕收劑、標(biāo)準(zhǔn)油酸鈉和內(nèi)源反應(yīng)瓶的積分面積和生物降解性指數(shù)和 相對(duì)降解度RBDD如表4所示。由圖3及表4可知，標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)油酸鈉降解迅速，在開始就很快降解，其IB指數(shù) 為355. 4524，遠(yuǎn)大于200，驗(yàn)證了油酸鈉是一種極易降解的物質(zhì)，說明試驗(yàn)過程中接種物 活性污泥具有很好的活性，進(jìn)而驗(yàn)證了實(shí)驗(yàn)的有效性。由0rigin7. 5分別求其曲線積分， A。為13. 9233，乙基、異丙基、正丁基、異丁基、正戊基黃藥捕收劑的As分別為16. 0645、 11. 0169，13. 7860、10. 0105、12. 3524，由公式 IB = (As/A0) X 100 可得它們的 IB指數(shù)分別為 101. 0200,79. 1256,99. 0199,71. 8975,88. 7175，由 RBDD = (IBt/IBs) X 100%，求得其 RBDD指數(shù)分別為 28. 42%, 22. 26%, 27. 86%, 20. 23%, 24. 96%。(4)采用生物降解性綜合測試方法對(duì)烴基黃藥捕收劑的生物降解性進(jìn)行定量評(píng) 價(jià)，利用綜合加權(quán)法，利用公式iu = 10X0. 3+ICXO. 3+RBDDX0. 4，計(jì)算烴基黃藥的生物降 解度 IU，其生物降解度 IU 分別為 30. 43%,23. 06%, 28. 51%,21. 23%,26. 21%.(5)根據(jù)烴基黃藥捕收劑的生物降解度(IU)的測試結(jié)果，按照下列標(biāo)準(zhǔn) IU彡80%易生物降解；30%< IU < 80%可生物降解；IU ^ 30%難生物降解，對(duì)烴基黃藥 捕收劑的生物降解性進(jìn)行測試，得到定量的測試結(jié)果，即乙基黃藥是可生物降解的，而異丙 基、正丁基、異丁基、正戊基黃藥都屬于難生物降解的。附表表1烴基黃藥捕收劑的可生化性指數(shù)B0D5、C0DCr及可生化性指數(shù)10 表3烴基|
營藥捕收劑的濃度降解指i紋IC 表4烴基黃藥捕收劑的生物降解指數(shù)和相對(duì)降解度
權(quán)利要求
烴基黃藥捕收劑的生物降解性測試方法，其特征在于該方法的步驟包括(1)污泥的預(yù)處理接種物使用活性污泥，在使用之前曝氣5天以除去污水中的殘留有機(jī)物，用平板計(jì)數(shù)法測定接種物中生物活細(xì)菌數(shù)，使其保持在(4.0～8.5)×107CFU/ml的水平；(2)實(shí)驗(yàn)條件生物反應(yīng)瓶中，分別按照要求加入各營養(yǎng)液，反應(yīng)溫度為25℃，供給每個(gè)反應(yīng)瓶的氣體流量為每秒鐘1～2個(gè)氣泡，以DOC計(jì)，受試有機(jī)物初始濃度為20mg/L，接種物活性污泥在反應(yīng)液中的MLSS濃度為150mg/L，反應(yīng)時(shí)間為28天，生化反應(yīng)瓶中反應(yīng)液的總體積為2000ml，該反應(yīng)液包括受試物和接種物；(3)數(shù)據(jù)處理及結(jié)果表述采用二氧化碳生成量法即采用積分面積法來計(jì)算烴基黃藥捕收劑的生物降解性指數(shù)，具體是由Origin7.5程序求二氧化碳生成量曲線與以生物降解時(shí)間為橫坐標(biāo)之間的面積，其A0為13.9233，乙基、異丙基、正丁基、異丁基、正戊基黃藥捕收劑的面積As分別為16.0645、11.0169，13.7860、10.0105、12.3524；(4)測定烴基黃藥捕收劑的生物降解指數(shù)IB根據(jù)公式IB＝(As/A0)×100計(jì)算IB，其乙基、異丙基、正丁基、異丁基、正戊基黃的生物降解指數(shù)分別為101.0200、79.1256、99.0199、71.8975、88.7175；As為各種烴基黃藥捕收劑和標(biāo)準(zhǔn)油酸鈉的PCD曲線與橫坐標(biāo)之間的面積，A0為接種物內(nèi)源的PCD曲線與橫坐標(biāo)之間的面積。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的烴基黃藥捕收劑的生物降解性測試方法，其特征在于該方法 的步驟還包括(1)采用標(biāo)準(zhǔn)測試方法測定烴基黃藥捕收劑的B0D5和C0D&值，由公式10= B0D5/C0DCr 計(jì)算烴基黃藥捕收劑的可生化性指數(shù)10，其中，B0D5和C0D&分別為烴基黃藥捕收劑的五日 生化需氧量和化學(xué)需氧量，mg/L ；(2)濃度降解指數(shù)IC的測定，其步驟包括①稀釋水的制備在蒸餾水中加入尿素和三磷酸五鈉，使得尿素和三磷酸五鈉的濃度 分別為5mg/L和1. 6mg/L，攪勻后置于通風(fēng)處三天后使用，②測定方法以10mL經(jīng)沉淀后生活污水的上清液作接種物，90mL含有5mg酵母膏和含 適量被測物的B0D5稀釋水為基質(zhì)，使被測物的濃度為10mg/L ；在室溫下靜置培養(yǎng)，一周后 取該培養(yǎng)液10mL作為下一周培養(yǎng)的接種物，并加入新鮮培養(yǎng)液進(jìn)行再培養(yǎng)，如此重復(fù)，連 續(xù)4周；在每個(gè)培養(yǎng)期的開始及終了取樣高速離心后用紫外分光光度法測定上清液中被測 物質(zhì)在最大吸收波長處的吸光度，求其質(zhì)量濃度，其最終的濃度降解指數(shù)以第四次再接種 時(shí)的濃度降解指數(shù)表示，并做2次重復(fù)實(shí)驗(yàn)，其結(jié)果以平均值表示，③由公式IC= (Mo-Mn)/MoX100%來計(jì)算烴基黃藥捕收劑的濃度降解指數(shù)IC，其乙 基、異丙基、正丁基、異丁基、正戊基黃藥捕收劑的IC分別為39. 54%,29. 17%,36. 88%, 26. 79%,34. 09% ；式中，Mo和Mn分別為降解初始和降解n天后降解液中黃藥捕收劑的濃 度，mg/L。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的烴基黃藥捕收劑的生物降解性測試方法，其特征是在計(jì)算生 物降解指數(shù)IB后，采用公式RBDD= (IBt/IBs) X100%來計(jì)算烴基黃藥捕收劑的RBDD指數(shù)，其乙基、異丙基、正丁基、異丁基、正戊基黃的RBDD指數(shù)分別為28. 42%,22. 26%,27. 86%, 20. 23%,24. 96%;式中，RBDD為相對(duì)降解性指數(shù)，IBt為受試物烴基黃藥捕收劑的生物降解 指數(shù)，IBS為標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)油酸鈉的生物降解性指數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的烴基黃藥捕收劑的生物降解性測試方法，其特征是該方法的 步驟還包括(1)采用加權(quán)綜合法對(duì)烴基黃藥捕收劑的生物降解性進(jìn)行定量評(píng)價(jià)，即給上述測試因 子10，IC, RBDD以一定的權(quán)重，即令I(lǐng)U = IOXHi+ICX^+RBDDXHs，式中分別為測 試因子10，IC，RBDD的權(quán)重；(2)綜合考慮各個(gè)測試因子對(duì)烴基黃藥捕收劑的生物降解性的相對(duì)大小，并由專家分 析，確定其權(quán)重氏=0. 3，H2 = 0. 3，H3 = 0. 4，利用公式 IU = 10X0. 3+ICXO. 3+RBDDXO. 4， 計(jì)算烴基黃藥捕收劑的生物降解度IU，式中10為可生化性指數(shù)，IC為濃度降解指數(shù)，RBDD 為相對(duì)降解性指數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的烴基黃藥捕收劑的生物降解性測試方法，其特征是該方法的 步驟還包括根據(jù)IU的數(shù)值，并且按照IU ^ 80%易生物降解、30% < IU < 80%可生物降解、 IU ( 30%難生物降解的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)烴基黃藥的生物降解性進(jìn)行測試，得到定量的測試結(jié)果， 即乙基黃藥是可生物降解的，而異丙基、正丁基、異丁基、正戊基黃藥都屬于難生物降解 的。
全文摘要
烴基黃藥捕收劑的生物降解性綜合測試方法，其采用可生化性指數(shù)IO、濃度降解指數(shù)IC和CO2生成量作為測試指標(biāo)，在求得乙基、異丙基、正丁基、異丁基、正戊基黃藥的生物降解度后，由測試標(biāo)準(zhǔn)得到定量的測試結(jié)果，即乙基黃藥是可生物降解的，而異丙基、正丁基、異丁基、正戊基黃藥都是難生物降解的。本方法簡單易行、便于推廣，綜合考慮了烴基黃藥捕收劑的初級(jí)生物降解性和最終生物降解性和生物降解過程的多個(gè)方面，克服了單一測試方法的不足，使得所述捕收劑的生物降解性測試結(jié)果更加全面、準(zhǔn)確和可靠；為廣泛進(jìn)行該捕收劑的生物降解性測試，開發(fā)研制高效、低毒、低污染的環(huán)境友好型選礦藥劑和全面測試該捕收劑對(duì)礦山環(huán)境的影響提供依據(jù)。
文檔編號(hào)C12Q1/02GK101875960SQ20091027270
公開日2010年11月3日 申請(qǐng)日期2009年11月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月10日
發(fā)明者梅光軍, 鄢恒珍, 陳曉東, 陳紹華, 龔文琪 申請(qǐng)人:武漢理工大學(xué)