1、ICS 13.300;13.020 A 80 中华人民主t./、GB 和国国家标准GB/T 27857-2011 化学晶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-Anaerobic biodegradability of organic compounds in digested sludge-By measurement of gas production 2011-12-30发布数码防伪中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会2012-08-01实施发布GB/T 27857-2011 目次前言.E引言.凹1 范围-2 规范性引用文件-3 受试
2、物信息4 方法概述-5 试验准备6 试验程序.7 数据处理8 质量保证与质量控制.9 降解抑制10 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.附录B(资料性附录)压力计读数转化附录c(资料性附录)降解曲线图示例(累积气体的净压力增加).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I GB/T 27857-2011 目U昌本标准按照GB/T1. 1-2009给出的规则起草。本标准与经济合作与发展组织COECD)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
3、:一一将原文的前言部分修改作为引言;一一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。而出GB/T 27857-2011 sl -=同目前，已有一系列筛选试验用来评价有机物的好氧生物降解性(OECDTest Guidelines 301 A-F; 302 A-C;303 A)I飞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
4、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F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庆氧处理。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炕(CH4)和二氧化碳(C02)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等问的工作最为全面，他们
5、对该试瞌程序进行了综述，并在Shelton和Tiedje4前期研究工作的基础上5-7进行了总结。这个方法8J后来经过进一步发展已经成为美国国家标准9-IOJ，但这个标准仍然未解决CO2和CH4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ISO11734c11j 0 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
6、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(25d30 d)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
7、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，庆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。1y GB/T 27857-2011 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1 范围本标准规定了化学品有机物在消化污泥中的庆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
8、处理、质量保证与质量控制与测试报告。本标准适用于己知水溶性的化学物质。如采用ISO10634叫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。ISO 10634:1995 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-Guidance
9、for the preparation and treatment of poorly water-soluble organic compounds for the subsequent evaluation of their biodegradability in an aqueous medium) 3 受试物信息性、川制%抑，或数性分费埠量亏、的括叼物包度量生应解.，.，.，含微息式溶性压性碳氧信度子中发汽附机厌物纯分水挥蒸吸有对试受uwd、UDAVU4 方法概述4. 1 原理将低浓度(60%的数据n % % z % % 3 棕榈酸36 68.7土30.7 45 27 72.2士18.
10、826 19=70% 聚乙二醇40038 79.8土28.。35 29 77.7士17.823 24=83% a相当于町的百分比。一一一一从棕榈酸和聚乙二醇400得到的所有数据的平均变异系数(Coefficientof Variance , COV)分别高达45%(n=36)和35%(n=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
11、围是035%，平均值为12%，COV值为92%;聚乙二醇400降解百分率的范围是040%，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za) 隔水式恒温培养箱，温度能控制在35oC:!:2oC。b) 适当体积有刻度的耐压玻璃容器ZU每个容器装有不透气的隔膜，能承受200kPa压力(参见2 GB/T 27857-2011 附录A)。上部空间的体积应为容器总体积的10%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
12、每次取样减压后，建议用血清瓶气密垫密封飞并用铝环扣紧。c) 使用能测量产生的气体的压力并能排气的测压装置4)。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量时，可通过气体产量和压力之间的转化曲线计算气体产量(35c ，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35c土2C条件下，注射己知体积的氯气到一系列试验瓶(如血清瓶)中，然后记录稳定的气体压力读数(参见附录酌，从而绘制
13、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/L200 mg/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水蒸锢水或去离子水(通过吹入含氧量低于5L/L的氮气除氧)，其溶解性有机碳(DissolvedOrganic Carbon，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:KHzP04(无水)0.27 g NazHP04 12HzO 1. 12 g NH4Cl 0.53 g CaClz .2HzO
14、 0.075 g 岛19C1z.6HzO 0.10 g FeClz 4Hz 0 0.02 g 刃天青(氧指示剂)0.001 g NazS.9HzO 0.10 g 微量元素贮备液(可选)10 mL 加去氧水至1L。2) 建议容积大小为0.1Ll. 0 L。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烧气体，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。的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lX105Pa的大气压
15、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/T 27857-2011 注意:应使用最新提供的碗化钩，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氧箱中进行，此时，试验溶液中最终的硫化制(Na2S.9日20)浓度应增加flJ0.20 g/L，就化钩可通过厌氯贮备液密封隔腹加到密封试验容器内，此操作可减少氧化的危险。硫化锅可用拧穰酸铁()代替，它通过密封隔膜加入到密闭的容器之中至终浓度为0.8mmoI/L-l. 0 mmoI/L，拧橡酸铁()是一种高效低毒的还原剂
16、，其制备方法如下:溶解2.94g二水拧穰酸钩子50mL去氧水中(即200mmoI/L溶液)，然后加入5mL的150g/L 三氯化铁溶渡，用无机磁溶液中和至pH至7.0土0.2，在陀流保护作用下分装到合适的容器之中，此贮备液溶液中的拧橡酸铁()浓度为164mmoI/L。将除还原剂硫化铀拧棱酸铁(皿)J之外的培养基成分混匀，使用前20min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，用低浓度元机酸或碱调节培养基的pH值至7.0:f: 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
17、度(例如1g/L)的接种物时。MnC12 .4H20 50 mg H3B03 5 mg ZnC12 5 mg CuC12 3 mg Na2 Mo04 2H20 1 mg CoC12 .6H20 100 mg NiC12 .6H20 10 mg Na2Se03 5 mg Na2 W04 2H20 2 mg 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100 mg/L有机碳。如使用贮备液，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士0.2。
18、不能完全溶解于水的受试物的前处理方法参考IS0106340如果使用榕剂，增一个只含溶剂和接种物的溶剂对照，已知抑制甲:皖气体产生的有机溶剂应避免使用，例如氯仿或四氯化碳等。曹告:操作有毒和性质不清楚的化学物质应小心。5. 7 参比物苯甲酸锅、苯酣和聚乙二醇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士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份别加入与试验相同浓度的参比
19、物和受试物。GB/T 27857-2011 5.9 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污泥。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
20、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350C士20C和不添加任何营养或基质的条件下消化7do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，而元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。对于己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 20 mg/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
21、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，以减少元机碳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 ,5 min) ，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t町，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/L3 g/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
22、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/L3 g/L之间)，如需要，调节pH值至7.0:l: 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20m
23、g/L 100 mg/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GB/T 27857-2011 酸或碱调节pH值至7.0士0.2，所有试验容器中加入等量的中和试剂。如果受试物和参比物贮备液的pH值已调
24、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?昆合物需要搅拌，应在每个容器中加人磁力搅拌子进行搅拌(可选)。确保所有容器中总液体体积V1及顶部空间体积Vh相同，观察记录V1和叭的数值。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，当需要使用榕剂时，将受试物溶液或者其悬浮液加入空试验容器中，如有可能，通过通人氮气挥发掉有机榕剂，然后按要求加入其他成分，即稀释污泥和去氧水，另外需准备溶剂对照
25、组。添加难溶于水的受试物可参考IS010634。液体受试物如预计起始pH值不超过7.0士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.C士2.C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24h48 h后
26、，观察试验容器，如果试验悬浮液出现明显的精红色，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
27、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
28、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元机碳1C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.C环境中可保存2d. 1C测量后，测定和记录试验溶液的pH值。GB/T 27857-20门上清液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
29、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元机酸(如，HZS04)，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 .C :f: 2 .C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元机碳(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。后者更造合于需要样品体积不大的溶解元机碳DI
30、C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:一一不打开试验容器，用注射器穿过隔膜，尽可能取最小体积的上清样品测定IC;一一取样后，释放或不释放过量气体;一一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(Vh)明显增加2一一如需要，在式(3)中增加几值来修正方程式。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Vh和液体体积V1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
31、际情况下，气压以毫巴(mbar)为单位(1mbar= 100 Pa)，体积以升(L)为单位，温度以摄氏度CC)为单位。7.2 顶部空间碟含量因为1mol甲烧和1mol COz均含12g碳，一定气体体积中的碳含量利用式(1)计算zm =12 X 103 X n . ( 1 ) 式中zm一一一定体积气体中的含碳量，单位为毫克(mg); 12一-碳的相对原子质量;n一一一一定体积气体的摩尔数。如果产生了大量除甲烧或二氧化碳之外的其他气体(如NzO)，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): v-TA -PA 一n ( 2 ) 式中zn -一气体摩尔数;一
32、一气压，单位为帕斯卡(Pa); V一一气体体积，单位为立方米(m3); R一一气体摩尔常数，8.314J/(mol K); T一一培养温度，单位为开尔文(K)。7 GB/T 27857-2011 结合式(1)和式(2)，空白对照产生的气体采用式(3)计算:12 000 x O. 1(t. Vh) mh= RT . ( 3 ) 式中:mh一一顶部空间气体的净碳含量，单位为毫克(mg); t.p一一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) ; Vh一一顶部空间体积，单位为升(L); O. 1一-N/m2转换为hPa及旷转换为L的转换因子。对于通常35.
33、C (308 K)的培养温度，可采用式(4): mh =0. 468(t.p Vh) ( 4 ) 注意:你积变化的计算方法。利用注入的体积(mL)对压力计读鼓作图得到的标准曲线图，将压力计读数转化为气体产量(mL)(参见附录B)。在3Sc和标准大气压下，每摩尔气体所占的气体的体积为2S286 mL.由累积气体产量(mL)除以2S286 mL/mol计算出每个瓶子上部气体的摩尔数。因为1mol甲镜和1mol二氧化碳各含有12g碳，顶部空间的碳含量根据式(S)计算:mh = 12 X 103 X n 空白对照校正的气体产量的计算见式(6):式中:12000X t.V h=0.475AV 25 28
34、6 mh 一一顶部空间气体的净碳含量，单位为毫克(mg); t.V 一一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;25286一一1mol气体在35.C和1个标准大气压条件下所占的体积。 ( 5 ) . ( 6 ) 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，从该曲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 液体中的碳因为甲烧在水中的溶解度非常低，所以液体中甲烧的含量可以忽略。试验容器中液体
35、的无机碳质量采用式(7)计算:ml =Cne, X V1 式中zml一一液体中IC的质量，单位为毫克(mg); Cne，一一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); V1一一容器中液体的体积，单位为升(L)。7.4 转换为气体的总碳量8 试验容器中转化为气体的总碳量用式(8)计算:m，=mh十ml式中zm，一一转化为气体的总碳量，单位为(mg);mh和ml的说明同上。( 7 ) . ( 8 ) GB/T 27857-2011 7.5 受试物的磁量每个试验容器中受试物的碳质量用式(9)计算:mv=Cc XV1 ( 9 ) 式中:mv一一受试物碳的质量，单位为(mg)
36、; Cc 试验容器中的受试物碳浓度，单位为毫克每升(mg/L); V1一试验容器中的液体体积，单位为升(L)。7.6 生物降解程度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 = (mh/mv) X 100 D, = (m,/mv) X 100 、，、，nu- 句ti叮EEA，、，、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 式中:Dh 以顶部空间气体产量计算的生物降解百分率，%;D，一一总生物降解百分率，%;mh，mv和m，同上。初级生物降解程度可通过式(12)计算的培养开
37、始和结束时受试物测量浓度(可选)的变化来计算:Dp = (1- 5e/5) X 100 . ( 12 ) 式中zDp一一受试物的初级生物降解率，%; 5i 受试物起始浓度;5e一一结束时受试物的浓度，单位为毫克每升(mg/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:D/ =1一(5e- Seb)/(5i -5 X 100 . ( 13 ) 式中tILF-一一修正的受试物初级降解率，%; 5ib 试验开始时空白对照中受试物的表现浓度，单位为毫克每升(mg/L); 5eb一-试验结束时空白对照中受试物的表现浓度，单位为毫克每升(mg/L)。8 质量保证与质量
38、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%5)，则认为试验结果有效。如果试验结束时，如pH值超出7.0:l: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。，、d GB/T 27857-2011 10 测
39、试报告测试报告应包括下述信息:a) 受试物:一一一常用名、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:一一容器中稀释消化污泥的液体体积CV1)和顶部空间体积CVh); -一测试容器、生物产气量的测定(如压力计类型)及IC分析的描述;一一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、理11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); 一一培养温度;一一试验平行数。c) 结果:10 试验结束时pH值和IC值;一一如进行特殊分析，试验开
40、始和结束时受试物溶液的浓度;一-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ChPa)和元机碳浓度Cmg/L汀，顶部空间和液体中的IC的测量数据应分别报告;一一-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;一一受试物和参比物的生物降解百分率;一一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l一一压力计p2-一一三通气密阀门;3一二注射器针头J5 6 4一不透气密封螺纹铝瓶盖和相应的瓶垫); 5一一顶部空间体积(Vh); 6一消化污泥的
41、接种物(Vj)Q固A.l在35c :t 2 c的环境下的测试容器GB/T 27857-2011 11 GB/T 27857-2011 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.C士2.C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=一一恒温35.C:l:2.C条件下，分装体积为VR(mL)的液体到5个血清瓶中，密封瓶口，放置于35.C水溶液下，平衡1h; 一一调节压力计，使其稳定，并调节到0;一一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.C土2.C条件下
42、，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;一一一剩余的血清瓶重复以上操作;一一分别注入2mL、3mL、4mL、5mL、6mL、8mL、10mL、12mL、16mL、20mL和50mL的空气，重复以上所有操作;一一一以注人的气体体积Vb(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o mL50 mL和压力为oPa70 000 Pa范围内呈线性关系。12 GB/T 27857-2011 附录(资料性附录)降解曲线图示例(累积气体的净压力增加)C 降解
43、曲线图见图C.l。周-4用RME拳旷C. 1 1 时间/d降解曲线图圄C.1G/T 27857-2011 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.lo表D.1厌氧生物降解试验数据表示例一一受试物数据表.度室温验验试试CC) 受试物:顶部空间体积(Vh): (mg/L) 试验编号:(L) 液体体积(V1): (L) 试验样品含碳量C川:t.a -v (mg) p.净1h Dh p p 试验-A净，顶部总生天1 2 P3 试验，户45 P龟空白，d 试验试验试验平均空白空白空白平均空白，累积空间物降hPa hPa hPa hPa hPa hPa 平均hPa Cb
44、解度chPa hPa hPa mg % C1C C1C净Dt C1C ml 押1tC 1C, I C 1C ,2 C 1C,3 试验C 1C,4 C 1C,5 C1C,6 空白试验-液体总碳量总生试验试验试验空白空白空白空白，物降平均平均中CdC mg mg mg mg mg mg 平均解度fmg mg mg mg % mg IC (结束时)pH (结束时a试验容器中碳量.m.(mg):mv =Cv XV1 , b在35c培养条件下顶部空间碳量:mh=O.468(. p. Vb)。c根据顶部空间气体测定计算的生物降解度:Dh=(mh/m.)XI00，d液体中碳量，ml(mg) :ml =C1C
45、田XV10e总气化碳量.mt(mg) :mt=mb +ml 0 f总生物降解度，Dt= (m.!m.) X 100。14 GB/T 27857-2011 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一一参比物数据表试验室:参比物:试验温度:CC) 顶部空间体积(Vh): 参比物含碳量Ccv:(mg/L) P 天Pl 2 P3 参比，4 PS d 参比参比参比平均抑制抑制hPa hPa hPa hPa hPa hPa C,C C 1C .1 C1C.2 CC.3 参比C1C.4 C1C .S 参比参比参比平均抑制抑制mg mg mg mg mg mg IC (结束时)p
46、H (结束时)a试验容器中碳含量，mv(mg):mv =Ccv XV，。b在35c培养条件下顶部空间碳量:mh=0. 468(. Vh)。a L， y -P6 抑制hPa C1C.6 抑制mg c根据顶部空间气体测定计算的生物降解度:Dh=(mh/mv)X 100 , d液体中碳量，m，(mg) :m, =C1C.n XV e总气化碳量，m，(mg) :m, =mb十m，。f总生物降解度，D，= (m,/mv) X 100, (L) 抑制，平均hPa C1C 抑制平均mg 试验编号z液体体积(V，): (mg) p A参比参比-空白累积hPa hPa C，C净m , 参比-液体抑制中Cdmg
47、mg (L) mh 顶部空间Cb mg m , 总碳量Cemg Dh 总生物降解度c% D , 总生物降解度f% , c U GB/T 27857-2011 参考文献lJ OECD Guidelines for the Testing of Chemicals (1981). 302A-C: 1nherent Biodegradability and 303A-B: Simulation Test-Aerobic Sewage Treatment Organization for Economic Co-operation Development, Paris 2J OECD Guidelin
48、e for the Testing of Chemicals (1992) Ready Biodegradability 301(A-F)and 1nherent Biodegradability: Zahn-Wellens/EMPA Test 302B, Organization for Economic Cooperation and Development, Paris 3J Birch,R. R. ,Biver, C. ，Campagna，孔，Gledhill，W.E. , Pagga,U. ,Steber,. ,Reust, H. and Bontinck, (1989) W. J. Screening of chemicals for anaerobic biodegradation. Chemosphere 19 ,
