[发明专利]一种基于活性污泥快速检测有机化学品生物降解性的方法

说明书

技术领域

本发明属于环境生态风险评价领域，具体涉及一种基于活性污泥快速检测有机化学品的生物降解测试评价方法。

背景技术

评价环境接受化学品能力的重要指标之一是化学品的可生物降解性，生物降解是指微生物利用有机物作为其生长代谢的能量来源从而将其分解的现象，环境微生物可以通过氧化、还原及水解等作用破坏有机物分子结构，从而使其在环境中降解。2010年10月修订的《新化学物质环境管理办法》要求对新化学品的环境持久性等性质进行鉴别，再根据所得结果进行批准和必要的限制，因此研究化学品的生物降解性并获得可靠的数据对化学品的风险评估和风险管理具有非常重要的意义。

研究有机化学品生物降解最常用的方法为活性污泥法，活性污泥是由悬浮生长的细菌、真菌、原生动物和后生动物及其代谢和吸附的有机物、无机物等组成。这些微生物组成了一个特有的生态系统，它们以污水中的有机物为食料，进行代谢和繁殖，从而降低了污水中的有机物含量。活性污泥法主要通过测定污水中的COD、BOD、TOC等参数在一段时间内的变化来评价待测化学品可生物降解性的好坏。此外，也可以通过污泥中的微生物种群数的变化来间接评价化学品的降解性。随着科技的发展和研究的深入，气相色谱—质谱联用仪（GC-MS）和高效液相色谱（HPLC）被广泛用于检测生物降解后残余样品的浓度。通过仪器分析的方法可以直接、高效地测定化学品在活性污泥中的浓度变化，也可以测定出降解之后的产物及其浓度。除了活性污泥法外，还有摇瓶振荡和模型预测等方法用于研究化学品的生物降解。

目前，已有一些专利对有机化学品生物降解性评价方法进行了公开。如CN1372141就公开了一种有机物生物降解性综合测试评价方法，但其以BOD5/COD、ATP等为评价因子，BOD和COD测试需要消解滴定等过程，测试过程复杂，耗时较长，且结果差异性大。CN103345544公开了一种采用逻辑回归方法预测有机化学品生物降解性的方法，此方法通过定量构效关系（QSAR）方法预测大部分有机化学品的生物降解性，但其只局限于理论预测，对化学品降解过程中各参数的变化无法预测，不能很好地反映出有机化学品最真实的降解过程。

本发明的目的是针对现有技术存在的不足和缺陷，借助于现代高效液相色谱（HPLC）技术，提供了一种快速检测有机化学品生物降解性的方法。该方法可以直接检测降解过程中不同阶段化学品浓度的变化及产物的生成情况，同时与测试TOC、pH等参数变化相结合，以快速有效地评价待测有机化学品降解性的好坏。此方法操作简单快速，且多种参数测试评价相对照，克服了各不同单一测试法由于测试条件不一致可能导致的评价结果差异很大的缺点，因而对有机化学品生物降解性评估分类更加准确、快速、全面。目前为止，尚未见文献和专利利用HPLC结合溶解氧、pH和TOC的变化来快速检测有机化学品生物降解性方法的报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种简单快速准确的有机化学品生物降解性的检测与评价方法，通过降解过程中浓度变化及参数变化反应出待测物的降解性。

本发明是通过如下技术路线实现的，具体步骤如下：

（1）分别配制浓度均为1g/L的磷酸缓冲液、CaCl₂、MgSO₄和FeCl₃溶液，取各无机盐溶液1份加入到蒸馏水中混合，使各无机盐的浓度为1ppm，得到无机盐培养基，调节pH为6.5～7.5，曝气10~30min，静置24~72h；

（2）采集二级出水，过滤，滤液作为提供微生物的接种液；

（3）按要求准备洗净烘干的BOD瓶（每个实验组2～5个平行样，对照组2～4个平行样），分别编号；

（4）先向BOD瓶中按照接种液与反应体系的体积比1：（300～1000）加入接种液，然后向实验组BOD瓶中加入1g/L的受试物1.5～3mL，对照组BOD瓶中加入1g/L的参比物1.5～3mL，使得BOD瓶中受试物（对照组中参比物）的最终浓度为1mg/L～10mg/L

（5）向各BOD瓶中加满配制好的无机盐培养基，并形成液封，于20～40℃温度下，避光培养14～50d；