探究造纸产生的毒性危害

1试验部分

1.1试验生物和培养条件

大型蚤，实验室繁殖，表观健康，来自上海环境科学院。选择繁殖量最大的一代为母蚤，单克隆化，使之成为纯品系，选取同一母体出生的子代进行实验。每周换水3次，溶解氧(IX)))60%，在温度为24土1℃的光照培养箱中进行培养，光照周期为16h光照:sh黑暗，每天饲以实验室培养的斜生栅藻，定期分离幼蚤。

1.2试验方法

具体试验过程如下:预实验:分别将造纸废水水样稀释1倍、2倍、10倍、50倍，用100mL小烧杯，每个烧杯装人50mL水样，5个幼蚤，24h后观察大型蚤的死亡个数。找出造纸废水使1%大型蚤运动受抑制的浓度(A)和最大耐受浓度的范围(B)，然后在此范围内设计出正式试验各组的水样浓度。采用停止游泳活动作为蚤类活动抑制的判别标准。正式试验:根据预试验的结果确定正式试验的水样浓度范围，按几何级数的浓度系列(等比级数间距)设计5个浓度，空白对照装相等体积的稀释水，试验用100mL烧杯，装50mL试验液，置蚤10个。每个浓度设2个平行。试验期间不喂食，试验温度为24土1℃。稀释水在加人受试物之前曝气。记录24h蚤类活动抑制数。将实验数据在对数一概率纸上作图，通过内插法求出24h一ECso。大型蚤14d慢性毒性试验，大型蚤慢性试验参考经济合作与发展组织(OECD)标准图进行测试。设定3等间距的浓度梯度，浓度分别为24h一ECS.。的0.25、0.5和1倍(对于没有24h一EC5(〕的水样采用稀释1倍、2倍，4倍三个浓度进行试验)，试验用100mL的小烧杯，装50mL试验液，3个6一24h蚤龄的小蚤，每个浓度梯度设4个平行。对照组内装相等体积的稀释水。每天更换试验液并喂食斜生栅藻。记录大型蚤第一胎产蚤时间、第一胎产蚤个数、胎数、产蚤总数及母蚤死亡数。试验周期为14d。

1.3质量保证

重铬酸钾对大型水蚤的24h一EC、配制重铬酸钾受试液，浓度分别为O、0.3、0.6、0.9、1.2、1.5、2.8mg/L。试验用zoomL烧杯，装50mL试验液，每个烧杯置1()只个体均匀的、出生6一24h的大型蚤。每个浓度设2个平行，试验过程不换试验溶液。将实验数据在对数一概率纸上作图，得出重铬酸钾对大型蚤的剂量效应曲线为:y=0.629，+0.479(RZ=0.936)，:为浓度对数，y为抑制率。得出24h一ECS。=1.1mg/L，满足重铬酸钾对大型水蚤的24h一EC。。在0.5一1.2mg/L范围内的要求。其它指标，试验结束时DO浓度均大于5mg/L，pH为7.0一7.3。至试验结束，所有对照组均未出现对大型蚤的活动抑制现象。

2结果与分析

2.1造纸废水的特性

对造纸废水的水中悬浮物质(55)、pH以及C(〕Dcr进行测试。

2.2急性毒性试验计算

半致死浓度时，设每种废水不稀释时浓度为1，用100%表示，稀释2倍时浓度为0.5，用50%表示。预实验结果表明，二沉池出水和深度出水在24h内没有对大型蚤活动产生抑制作用，因此对大型蚤急性毒性很小，直接进行慢性毒性试验。原水和初沉池水样试验结果急性毒性试验结果表明:原水的各个处理单元中，进水和一期初沉池出水的24h一ECS。分别为16.02%和17.35%，说明经过初沉池的初步物理化处理后，毒性降低，但是由于只是去除了无机杂质和一部分有机物质，毒性降低有限。从上述4种水样的试验结果可以看出，经过废水工艺的处理，废水的毒性明显降低。

2.314d毒性试验慢性毒性试验数

四种造纸废水水样的各稀释浓度组的第一胎产蚤时间与空白对照组相比，均推迟ld，有显著的统计学差异(尸<0.01)。原水进水和一期初沉池水样的母蚤死亡率都比较高，二沉池出水母蚤死亡率却明显降低，说明总体上二沉池出水毒性减小。但是，二沉池出水100%浓度组第一胎产蚤个数和空白对照组相比有显著的统计学差异(尸<0.01)，其它实验组均没有显著性差异(P>0.05)，第一胎产蚤时间也比进水和初沉池出水推迟了0.sd，说明二沉池出水对母蚤的繁殖有更大的影响。经过曝气池和二沉池处理后，水样中主要剩余为活性污泥及难以利用和降解的有机物，说明难以生物利用和降解的有机物在单独作用时对母蚤的生存威胁减小，但对繁殖产生更大的毒性作用。进水、初沉池、二沉池和深度出水的的母蚤死亡率依次降低，最后达到16.70%，说明经过废水处理设施的处理，废水毒性逐渐减小。四种水样在浓度为24h一ECS。时(24h一ECS。存在)或100%浓度(24h-ECS〔》不存在)时，产蚤总数相对于空白对照有统计学差异，其它的稀释浓度组没有统计学差异。4种水样的胎数同空白对照相比具有显著的统计学差异之P<0.()1)。综合上述可得各个指标中，大型蚤的第一胎产蚤时间、产蚤胎数和死亡率3个指标容易受到造纸废水影响，但是第一胎产蚤时间都为推迟ld，故在测试造纸废水生物毒性时应优先考虑产蚤胎数和死亡率这2个指标。造纸废水经过处理，其对大型蚤的毒性显著降低。4种水样毒性大小为:进水>初沉池出水>二沉池出水>深度出水。深度出水的1()0%浓度组对胎数、产蚤总数、第一胎产蚤时间与空白对照相比均有显著统计学差异(P<0.01)，说明造纸废水出水仍对大型蚤的繁殖产生显著影响。因此如果要进行回用必须经过进一步处理。

3结论

造纸废水进水和初沉池出水具有24h-ECS。，分别为16.02%和17.35%。经过初沉池的初步物理化处理，毒性降低有限。大型蚤的第一胎产蚤时间、产蚤胎数和死亡率3个指标受造纸废水影响大，但第一胎产蚤时间变化不灵敏，在衡量造纸废水生物毒性时应优先考虑产蚤胎数和死亡率这2个指标。经处理后，废水对大型蚤的生物毒性明显降低，毒性大小依次为:原水进水>初沉池出水>二沉池出水>深度出水。出水仍具有生物毒性，对大型蚤的繁殖仍产生显著影响，需要进一步处理才能进行回用。

作者：张泽 黄满红 陈东辉 陈亮 单位：东华大学