Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 6827:2001 - ISO 9408:1999

Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 6827:2001 - ISO 9408:1999 trình bày nội dung về chất lượng nước - đánh giá sự phân huỷ sinh học hiếu khí hoàn toàn các hợp chất hữu cơ trong môi trường nước bằng cách xác định nhu cầu oxi trong máy đo hô hấp kín.

TIÊU CHUẨN VIỆT NAM TCVN 6827 : 2001 ISO 9408 : 1999 CHẤT LƯỢNG NƯỚC - ĐÁNH GIÁ SỰ PHÂN HUỶ SINH HỌC HIẾU KHÍ HỒN TỒN CÁC HỢP CHẤT HỮU CƠ TRONG MÔI TRƯỜNG NƯỚC BẰNG CÁCH XÁC ĐỊNH NHU CẦU OXI TRONG MÁY ĐO HƠ HẤP KÍN Water quality - Evaluation of ultimate aerobic biodegradability of organic compounds in aqueous medium by determination of oxygen demand in áp suất closed respirometer Lời nói đầu TCVN 6827 : 2001 hoàn toàn tương đương với ISO 9408 : 1999; TCVN 6827 : 2001 Ban kỹ thuật tiêu chuẩn TCVN/TC/F13 Các phương pháp phân tích lấy mẫu biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học, Công nghệ Môi trường ban hành CHẤT LƯỢNG NƯỚC - ĐÁNH GIÁ SỰ PHÂN HỦY SINH HỌC HIẾU KHÍ HỒN TỒN CÁC HỢP CHẤT HỮU CƠ TRONG MÔI TRƯỜNG NƯỚC BẰNG CÁCH XÁC ĐỊNH NHU CẦU OXI TRONG MÁY ĐO HƠ HẤP KÍN Water quality - Evaluation of ultimate aerobic biodegradability of organic compounds in aqueous medium by determination of oxygen demand in a closed respirometer Cảnh báo - Bùn hoạt hố nước thải chứa sinh vật gây bệnh tiềm tàng Do cần ý làm việc với chúng Cần ý cẩn thận làm việc với chất thử có độc tính hố chất mà chưa biết rõ chất chúng Phạm vi áp dụng Tiêu chuẩn qui định phương pháp xác định nhu cầu oxi máy đo hơ hấp kín để đánh giá phân huỷ sinh học hoàn toàn hợp chất hữu nước thải môi trường nước vi sinh vật hiếu khí nồng độ cho Phương pháp áp dụng cho hợp chất hữu mà : a) tan nước điều kiện thử; b) tan nước điều kiện thử, trường hợp cần áp dụng biện pháp đặc biệt để tăng độ tan hợp chất hữu (thí dụ, xem ISO 10634); c) không ảnh hưởng không phản ứng với chất hấp thụ CO 2; d) bay hơi, sử dụng máy đo hơ hấp thích hợp điều kiện thích hợp (thí dụ, tỷ lệ nhỏ thể tích khoảng trống so với thể tích mơi trường lỏng); e) khơng gây ức chế vi sinh vật thử nồng độ thử chọn ảnh hưởng ức chế hợp chất hữu lên vi khuẩn xác định theo qui định 7.3, sử dụng phương pháp khác [thí dụ, xem TCVN 6226 : 1996 (ISO 8192 :1986)] Chú thích -Những điều kiện nêu tiêu chuẩn luôn điều kiện tối -u cho mức phân huỷ sinh học tối đa Các phương pháp phân huỷ sinh học khác, xem ISO 15462 Thuật ngữ định nghĩa Trong tiêu chuẩn này, thuật ngữ định nghĩa sau sử dụng: 2.1 Sự phân huỷ sinh học hiếu khí hồn tồn : Hợp chất hố học chất hữu bị phân huỷ vi sinh vật có mặt oxi tạo thành cacbon dioxit, nước muối khống ngun tố có mặt (khống hóa) sinh khối 2.2 Sự phân huỷ sinh học ban đầu Sự thay đổi cấu trúc hợp chất hoá học vi sinh vật, dẫn đến tính chất đặc trưng 2.3 Bùn hoạt hoá Sinh khối tạo thành xử lý hiếu khí nước thải vi khuẩn vi sinh vật khác phát triển có mặt oxi hoà tan 2.4 Hàm lượng chất rắn lơ lửng bùn hoạt hoá Lượng chất rắn thu cách lọc ly tâm thể tích biết trước bùn hoạt hoá sấy 105oC đến khối lượng khơng đổi 2.5 Nhu cầu oxy sinh hố (BOD) Nồng độ khối lượng oxy hoà tan bị tiêu tốn điều kiện định oxy hoá sinh học hiếu khí hợp chất hố học chất hữu nước Chú thích -Nhu cầu oxy sinh hoá biểu thị miligam oxy tiêu tốn ứng với miligam (hoặc gam) hợp chất thử 2.6 Nhu cầu oxy hoá học (COD) Nồng độ khối lượng oxy tương đương với lượng chất oxy hoá tiêu tốn hợp chất hoá học chất hữu mẫu nước xử lý với chất oxy hố điều kiện định Chú thích -Nhu cầu oxy hố học biểu thị miligam oxy tiêu tốn ứng với miligam (hoặc gam) hợp chất thử 2.7 Nhu cầu oxy lý thuyết (ThOD) Lượng oxy lý thuyết tối đa cần để oxy hố hồn tồn hợp chất hố học tính theo cơng thức phân tử Chú thích - Nhu cầu oxy lý thuyết biểu thị miligam oxy tiêu tốn ứng với miligam (hoặc gam) hợp chất thử 2.8 Cácbon hữu hoà tan (DOC) Phần cacbon hữu nước loại bỏ cách tách pha qui định Chú thích – Các thí dụ việc tách pha qui định cho ly tâm 15 40 000 m/ s2 cách lọc qua màng có đường kính lỗ từ 0,2 m đến 0,45 m 2.9 Pha trễ Thời gian tính từ bắt đầu thử đến vi sinh vật phân huỷ thích nghi và/hoặc việc chọn lọc phân huỷ vi sinh đạt độ phân huỷ sinh học hợp chất hoá học hay chất hữu tăng khoảng 10% mức phân huỷ tối đa Chú thích – Pha trễ tính ngày 2.10 Mức phân hủy sinh học tối đa Mức phân huỷ sinh học tối đa hợp chất hoá học chất hữu phép thử mức mà cao mức khơng có phân huỷ sinh học xảy tiếp thử Chú thích – Mức phân hủy sinh học tối đa tính phần trăm 2.11 Pha phân huỷ sinh học Thời gian tính từ kết thúc pha trễ phép thử đến đạt khoảng 90 % mức độ phân huỷ sinh học tối đa Chú thích – Pha phân huỷ sinh học tính ngày 2.12 Pha tới hạn Thời gian tính từ kết thúc pha phân huỷ sinh học kết thúc phép thử Chú thích – Pha phân huỷ tính ngày 2.13 Phơi nhiễm trước ủ trước chất cấy vi sinh vật với hợp chất thử hoá học hợp chất thử hữu cơ, để tăng khả phân huỷ sinh học chất thử chất cấy này, cách làm thích nghi và/hoặc chọn lọc vi sinh vật 2.14 Thích nghi trước ủ trước chất cấy vi sinh vật điều kiện thử khơng có hợp chất thử hoá học chất hữu để cải thiện tính phép thử, cách cho vi sinh vật thích nghi với điều kiện thử Nguyên tắc Xác định phân huỷ sinh học hợp chất hữu vi sinh vật hiếu khí, dùng hệ thử thuỷ tĩnh Trong tiêu chuẩn hợp chất hữu gồm loại nước thải Hỗn hợp thử chứa môi trường vô cơ, hợp chất hữu nguồn cacbon lượng nồng độ khối lượng cacbon hữu thông thường 100 mg/l [nhưng nhu cầu oxi lý thuyết (ThOD) phải 100 mg/l], chất cấy hỗn hợp thu từ nhà máy xử lý nước thải từ nguồn khác môi trường Hỗn hợp khuấy trộn bình thử kín lượng oxi tiêu tốn xác định cách đo lượng oxi cần thiết để đảm bảo thể tích khí bình máy đo hô hấp ổn định, cách đo thay đổi thể tích áp suất (hoặc kết hợp hai) thiết bị Cacbon dioxit tạo hấp thụ vào chất thích hợp bình thử Sự phân huỷ theo dõi qua chu kỳ 28 ngày, cần lâu hơn, cách xác định oxi tiêu tốn cách tự động thủ công Lượng oxi tiêu tốn hợp chất hữu (sau hiệu chỉnh so sánh với kiểm tra mẫu trắng) biểu thị phần trăm nhu cầu oxi lý thuyết (ThOD), tính từ cơng thức hợp chất, nhu cầu oxi hoá học (COD) Đối với hợp chất tan đủ nước, việc loại bỏ cacbon hữu hồ tan (DOC) xác định (tuỳ chọn) cách đo nồng độ DOC thời điểm bắt đầu điểm cuối công đoạn ủ để thu thông tin bổ sung phân huỷ sinh học hồn tồn Nếu có sẵn phương pháp phân tích chất đặc trưng thu thông tin khả phân huỷ ban đầu Môi trường thử Tiến hành ủ nơi tối ánh sáng khuếch tán, có nhiệt độ ổn định suốt q trình thử, khơng dao động q ±1oC khoảng từ 20oC đến 25oC Thuốc thử Chỉ dùng thuốc thử tinh khiết phân tích 5.1 Nước Nước cất nước loại ion chứa DOC nhỏ mg/l 5.2 Môi trường thử 5.2.1 Thành phần 5.2.1.1 Dung dịch a) Hoà tan thành phần sau : Kali dihydrophosphat khan (KH2PO4) 8,5 g Dikali hydrophosphat khan (K2HPO4) 21,75 g Dinatri hydrophosphat ngậm nước (Na2HPO4.2H2O) 33,4 g Amoni clorua (NH4Cl) 0,5 g Nước (5.1) 000 ml Để kiểm tra dung dịch đệm này, nên đo pH, pH nên khoảng 7,4 Nếu khơng đạt chuẩn bị dung dịch 5.2.1.2 Dung dịch b) Hoà tan nước 22,5 g magie sunphat ngậm phân tử nước (MgSO 4.7H2O) (5.1) pha loãng đến 000 ml 5.2.1.3 Dung dịch c) Hoà tan 36,4 g canxi clorua ngậm phân tử nước (CaCl 2.2H2O) nước (5.1) pha loãng đến 000 ml 5.2.1.4 Dung dịch d) Hoà tan 0,25 g sắt (III) clorua ngậm phân tử nước (FeCl 3.6H2O) nước (5.1) pha loãng đến 1000 ml Chuẩn bị dung dịch trước dùng bổ sung giọt axit clohidric đậm đặc (HCl) để tránh kết tủa 5.2.2 Chuẩn bị môi trường thử Để pha 000 ml môi trường thử thêm: - 10 ml dung dịch a); - ml dung dịch b), c) d) vào khoảng 800 ml nước (5.1) Thêm nước (5.1) vạch 000 ml Chuẩn bị môi trường thử trước sử dụng Các dung dịch từ a) đến c) bảo quản đến tháng nhiệt độ phòng, nơi tối 5.3 Chất hấp thụ cacbon dioxit Dung dịch kali hidroxit (khoảng 10 mol/l), hạt xút chất hấp thụ thích hợp khác 5.4 Dung dịch thuỷ ngân clorua Hoà tan g thuỷ ngân (II) clorua (HgCl2) 100 ml nước (5.1) 5.5 Dung dịch natri hidroxit Hoà tan natri hidroxit (NaOH) nước (5.1) để thu dung dịch có nồng độ từ 0,1 mol /l đến 0,5 mol/l 5.6 Dung dịch axit clohidric Pha loãng axit clohidric (HCl) đậm đặc nước (5.1) để thu dung dịch có nồng độ từ 0,1 mol/l đến 0,5 mol/l Thiết bị, dụng cụ Đảm bảo tất dụng cụ thuỷ tinh rửa kỹ không chứa chất hữu chất độc 6.1 Máy đo hơ hấp kín Ngun lý máy đo hơ hấp kín đưa phụ lục D Máy đo hơ hấp chứa bình thử cho phép cung cấp oxi khuấy trộn, có hệ thống ống không thấm oxi cacbon dioxit Các bình máy đo hơ hấp đặt phòng có nhiệt độ ổn định nồi cách thuỷ kiểm soát nhiệt độ ổn định Khi kiểm tra hợp chất thử bay hơi, thiết bị sử dụng phải thích hợp đáp ứng với mục đích cụ thể Khơng để thất hợp chất việc sử dụng thiết bị 6.2 Nồi cách thuỷ phòng có nhiệt độ ổn định (phù hợp với điều 4) 6.3 Dụng cụ đo cacbon hữu hoà tan Dụng cụ phải có độ nhạy đủ để đo cacbon hữu hoà tan (DOC) (tuỳ chọn) 6.4 Dụng cụ đo nhu cầu oxi hoá học (tuỳ chọn) 6.5 Máy ly tâm thiết bị lọc Máy ly tâm phải tạo gia tốc 000 g Thiết bị lọc phải gắn với màng lọc (đường kính danh định lỗ từ 0,2 μm đến 0,45 μm) mà khơng hấp thụ giải phóng cacbon hữu 6.6 pH mét (dụng cụ phòng thí nghiệm thơng thường) Cách tiến hành 7.1 Chuẩn bị dung dịch thử 7.1.1 Hợp chất thử Chuẩn bị dung dịch gốc hợp chất thử tan nước môi trường thử (5.2) thêm lượng thích hợp dung dịch gốc vào bình thử để thu nồng độ khối lượng cuối hợp chất thử 100 mg/l, tương đương với 100 mg/l ThOD Tuỳ thuộc vào đặc tính hợp chất thử (thí dụ tính độc) mục đích phép thử, sử dụng nồng độ khác Thêm hợp chất tan nước trực tiếp vào bình thử Xác định xác lượng thêm vào Nếu cần, xác định COD hợp chất thử, thí dụ sử dụng TCVN 6491 : 1999 (ISO 6060) Chú thích – Đối với chi tiết xử lý hợp chất tan nước, xem ISO 10634 7.1.2 Dung dịch hợp chất đối chứng Dùng hợp chất hữu biết độ phân huỷ sinh học làm hợp chất đối chứng, anilin natri benzoat có độ phân huỷ > 60% Chuẩn bị dung dịch gốc hợp chất đối chứng môi trường thử (5.2) theo cách hợp chất thử tan nước (7.1.1) để có nồng độ khối lượng cuối 100 mg hợp chất đối chứng ứng với lít môi trường thử 7.1.3 Dung dịch kiểm tra ức chế Nếu cần, (thí dụ, khơng có đầy đủ thơng tin độc tính hợp chất thử), chuẩn bị dung dịch chứa dung dịch hợp chất thử (7.1.1) hợp chất đối chứng (7.1.2) môi trường thử (5.2), tốt nồng độ khối lượng 100 mg/l cho dung dịch 7.2 Chuẩn bị chất cấy 7.2.1 Khái quát Chuẩn bị chất cấy, tốt dùng bùn hoạt hoá nguồn khác (từ 7.2.2 đến 7.2.4) hỗn hợp nguồn để thu quần thể vi khuẩn cho đủ hoạt tính phân huỷ sinh học Kiểm tra hoạt tính chất cấy sử dụng hợp chất đối chứng (7.1.2 điều 9) BOD mẫu trắng phải thoả mãn chuẩn hợp lệ (xem điều 9) Để giảm bớt ảnh hưởng mẫu trắng thích nghi trước chất cấy, thí dụ : sục khí tuần trước sử dụng Dùng thể tích thích hợp để ủ Chú thích -Thơng thường, chất cấy khơng nên phơi nhiễm trước, để tuân theo dự đoán chung tác động phân huỷ mơi trường Trong số trường hợp sử dụng chất cấy phơi nhiễm trước phụ thuộc vào mục đích phép thử với điều kiện sử dụng chất cấy cần nêu rõ báo cáo kết (thí dụ phần trăm phân huỷ sinh học = x%, sử dụng chất cấy cấy phơi nhiễm trước) nêu chi tiết phương pháp cấy phơi nhiễm trước Chất cấy cấy phơi nhiễm trước lấy từ phòng thí nghiệm thử phân huỷ sinh học điều kiện thích hợp khác [thí dụ: phép thử Zahn-wellen (ISO 9888) thử SCAS (ISO 9887)] mẫu lấy từ nơi có điều kiện mơi trường tương ứng (thí dụ trạm xử lý chất tương tự khu vực bị nhiễm) Theo kinh nghiệm thể tích thích hợp có nghĩa : - đủ để thu quần thể vi sinh có đủ hoạt tính phân hủy sinh học; - phân huỷ hợp chất đối chứng phần trăm qui định (xem điều 9); - cho từ 103 đến 106 đơn vị hình thành tế bào mililit hỗn hợp cuối cùng; - không tạo 30 mg/l chất rắn lơ lửng bùn hoạt hoá hỗn hợp cuối - lượng cacbon hữu hoà tan chất cấy sinh nhỏ 10% nồng độ ban đầu cacbon hữu hợp chất thử đưa vào - thông thường, ml đến 10 ml chất cấy đủ cho 000 ml dung dịch thử 7.2.2 Chất cấy từ trạm bùn hoạt hoá Lấy mẫu chất cấy từ bùn hoạt hố bể sục khí trạm xử lý từ phòng thí nghiệm làm việc chủ yếu với nước thải sinh hoạt Trộn xác định nồng độ chất rắn lơ lửng bùn hoạt hoá, thí dụ: sử dụng TCVN 6625 : 2000 (ISO 11923)] Nếu cần, cô đặc bùn cách để lắng cho thể tích bùn thêm vào mẫu thử nhỏ thoả mãn chuẩn 7.2.1 Nếu nghi ngờ thấy bùn có chứa chất ức chế ly tâm, rửa mơi trường (5.2), ly tâm lại hồ tan lại mơi trường Giữ mẫu điều kiện thống khí nên dùng ngày lấy mẫu Dùng thể tích thích hợp (7.2.1) để thu 30 mg/l chất rắn lơ lửng hỗn hợp cuối 7.2.3 Chất cấy từ nước thải Lấy mẫu từ nhánh dòng thải từ phòng thí nghiệm xử lý nước thải làm việc chủ yếu với nước thải sinh hoạt Nếu cần, lọc ly tâm để cô đặc mẫu Trộn giữ mẫu điều kiện thống khí nên dùng ngày lấy mẫu Trước sử dụng, để mẫu lắng vòng h lấy thể tích thích hợp phần để ủ 7.2.4 Chất cấy từ nước bề mặt Lấy mẫu từ nguồn nước mặt thích hợp, cần, lọc ly tâm để cô đặc mẫu Giữ mẫu điều kiện hiếu khí tốt sử dụng ngày lấy mẫu Dùng thể tích thích hợp làm chất cấy 7.3 Thử nghiệm Lắp đặt máy đo hơ hấp kín (xem 6.1 thí dụ mơ tả phụ lục D) Chuẩn bị đủ số lượng bình thử để có : - ít bình cho hợp chất thử (7.1.1) (FT); - ít bình mẫu trắng (FB) chứa môi trường thử chất cấy; - ít bình chứa hợp chất đối chứng (7.1.2) để kiểm tra qui trình (F C); - bình chứa dung dịch (7.1.3) để kiểm tra ảnh hưởng ức chế hợp chất thử (F I); - cần, thêm bình chứa hợp chất thử (7.1.1) khơng có chất cấy để kiểm tra khả loại sinh học(FS), tiệt trùng cách thêm hợp chất độc vơ thích hợp để ngăn cản hoạt động vi khuẩn Thí dụ, dùng dung dịch thuỷ ngân (II) clorua (5.4) ml/l Nếu cần, hai tuần sau phép thử bắt đầu cho thêm lượng chất độc Cho lượng mơi trường thử thích hợp (5.2), chất cấy (7.2), chất thử (7.1.1) hợp chất đối chứng (7.1.2) nồng độ mong muốn vào bình tương ứng phù hợp với bảng để có thể tích thử cuối ý muốn Cho chất hấp thụ (5.3) vào ngăn bình máy hấp thụ CO Đo pH lượng chứa bình cần, dùng dung dịch 5.5 5.6 để chỉnh pH 7,4 Đặt tất bình thử nồi cách thuỷ phòng có nhiệt độ ổn định (6.2), đưa chúng nhiệt độ mong muốn (xem điều 4), đậy kín nắp bình trường hợp máy hơ hấp tự động nối máy bắt đầu khuấy trộn Ghi lại số đọc nhu cầu oxi sinh hoá (oxi tiêu tốn) áp kế (nếu thực tay), kiểm tra lại xem ghi máy đo hô hấp tự động chức chưa Tiến hành theo dẫn nhà sản xuất loại máy đo hô hấp tương ứng Nếu mức oxi tiêu tốn đạt gần ổn định (pha tới hạn) khơng phân huỷ sinh học tiếp phép thử coi kết thúc Thông thường, chu kỳ thử tối đa không vượt 28 ngày Nếu phân huỷ bắt đầu cách thấy rõ chưa đạt điểm tới hạn kéo dài thử nghiệm tuần đến hai tuần Đo pH ngày thử nghiệm cuối Khi kiểm tra cacbon hữu hoà tan (DOC), thời điểm bắt đầu (thời điểm 0) thời điểm kết thúc chu kỳ thử (thời điểm t), rút lấy từ bình thử mẫu có kích cỡ thích hợp Cách khác, xác định riêng rẽ giá trị DOC ban đầu (thời điểm 0) bình chuẩn bị riêng rẽ tính giá trị từ hợp chất thử thêm vào Lọc mẫu qua màng lọc ly tâm 15 phút gia tốc 000 g (xem 6.5) Khi việc đo DOC khơng thực ngày giữ mẫu bình thuỷ tinh đậy kín đến 48 h nhiệt độ 4oC nơi tối bình thuỷ tinh kín Chú thích – Việc loại bỏ DOC phân huỷ sinh học trình phi sinh học hấp thụ lên cột lên thành bình trường hợp hợp chất thử bay hơi, bay hấp thụ lên hệ thống ống Khi làm việc với hỗn hợp, xuất hấp thụ chọn lọc thành phần khác Khi phải kiểm tra phân huỷ ban đầu, dùng phép phân tích đặc biệt để xác định nồng độ hợp chất thử bình FT FS điểm cuối phép thử (thời điểm t) Bảng – Sự phân bố cuối hợp chất thử hợp chất đối chứng bình thử Bình thử Mơi trường thử Hợp chất thử (5.2) (7.1.1) Hợp chất đối chứng (7.1.2) Chất cấy (7.2) FT hợp chất thử + + - + FT hợp chất thử + + - + FB mẫu trắng + - - + FB mẫu trắng + - - + FC kiểm tra chất cấy + - + + FI kiểm tra ức chế (tuỳ chọn) + + + + FS kiểm tra loại sinh học(tuỳ chọn) + + - - Nếu hợp chất thử chứa nitơ xác định nồng độ nitrat nitrit kết thúc thử nghiệm, mẫu bảo quản thích hợp Cách khác, sử dụng qui trình thử vết định lượng nitrit nitrat thể tích nhỏ hỗn hợp phản ứng lấy từ bình áp dụng phương pháp định lượng thu kết dương tính Nếu có nitrat hố hiệu chỉnh lại lượng oxi tiêu tốn (xem phụ lục B) Tính tốn biểu thị kết 8.1 Tính tốn 8.1.1 Nhu cầu oxi sinh hố riêng Lượng oxi tiêu tốn thu từ số đọc máy đo hơ hấp bình nhu cầu oxi sinh hố Tính nhu cầu oxi sinh hố riêng BS theo cơng thức (1) Trong trường hợp có nitrat hố hiệu chỉnh lượng oxi tiêu tốn (xem 7.3 phụ lục B) BS nhu cầu oxi sinh hố riêng, tính miligam oxi gam hợp chất thử; Bt nhu cầu oxi sinh hoá đo hợp chất thử F T thời điểm t, tính miligam lít; BBt nhu cầu oxi sinh hoá đo kiểm tra mẫu trắng FB thời điểm t, tính miligam lít; ρTC nồng độ khối lượng hợp chất thử, tính gam lít 8.1.2 Phần trăm phân huỷ sinh học Sự phân huỷ sinh học xác định tỷ lệ nhu cầu oxi sinh hoá riêng với nhu cầu oxi lý thuyết (ThOD) (thí dụ việc tính tốn xem phụ lục A) với nhu cầu oxi hoá học (COD) Xác định phần trăm phân huỷ bình, sử dụng cơng thức (2) và/hoặc cơng thức (3): DThOD phần trăm phân huỷ sinh học ThOD thời điểm t; DCOD phần trăm phân huỷ sinh học COD thời điểm t; BS nhu cầu oxi đặc trưng hợp chất thử, tính miligam ứng với gam hợp chất thử; ThOD nhu cầu oxi lý thuyết, tính miligam ứng với gam hợp chất thử; COD nhu cầu oxi hoá học xác định thực nghiệm, tính miligam ứng với gam hợp chất thử Chú thích – Vì COD hố chất lớn ThOD nên phần trăm phân huỷ COD thường cao phần trăm phân huỷ ThOD Phần trăm phân huỷ ThOD thường xác nên sử dụng giá trị 8.1.3 Tính DOC loại bỏ Khi xác định DOC loại bỏ hợp chất thử hồ tan nước, dùng cơng thức (4) để tính phần trăm loại trừ cacbon hữu hồ tan DC cho bình thử F T : ρcTO nồng độ khối lượng DOC bình thử FT thời điểm 0, tính miligam lít; ρcBO nồng độ khối lượng DOC bình mẫu trắng FB thời điểm 0, tính miligam lít; ρcTt nồng độ khối lượng DOC bình thử FT thời điểm t, tính miligam lít; ρcBt nồng độ khối lượng DOC bình mẫu trắng FB thời điểm t, tính miligam lít; Nếu ρcTO tính từ hợp chất thử thêm vào bỏ qua ρ cBO 8.1.4 Tính phân huỷ ban đầu Khi tiến hành phép phân tích đặc trưng hợp chất thử, tính phần trăm phân huỷ sinh học ban đầu DS hợp chất thử so với lượng hợp chất thử bình FS cuối thử nghiệm sử dụng cơng thức (5): ρT nồng độ khối lượng hợp chất thử bình F T, thời điểm t, tính miligam lít; ρS nồng độ khối lượng hợp chất thử bình F S, thời điểm t, tính miligam lít; 8.1.5 Hợp chất đối chứng, loại sinh học kiểm tra ức chế Tương tự, tính mức phân huỷ sinh học loại bỏ DOC bình F C hợp chất đối chứng bình FS kiểm tra loại sinh học bình FI kiểm tra ức chế, có 8.2 Biểu thị kết Lập bảng giá trị BOD đo phần trăm phân huỷ sinh học D ThOD và/ DCOD bình thử khoảng thời gian đo Trong trường hợp dùng máy đo hơ hấp tự động, chọn điểm thời gian định thích hợp từ đường cong oxi tiêu tốn vẽ tự động Dựng đồ thị đường phân huỷ sinh học theo thời gian, tính phần trăm rõ pha trễ pha phân huỷ Nếu bình thử kép FT thu kết so sánh (chênh lệch < 20%), dựng đường cong trung bình, mặt khác dựng đường cong bình (xem thí dụ phụ lục C) Tương tự dựng đường cong phân huỷ sinh học hợp chất đối chứng FC bình FS kiểm tra loại sinh học bình FI kiểm tra ức chế, có Xác định giá trị trung bình phần trăm phân huỷ sinh học pha tới hạn sử dụng giá trị cao nhất, thí dụ : đường cong pha trễ hạ xuống; rõ mức phân huỷ sinh học cực đại “mức phân huỷ sinh học hợp chất thử ” báo cáo kết Thơng tin độc tính hợp chất thử có ích phần giải thích kết phân huỷ sinh học yếu Nếu phần trăm phân huỷ bình FI < 25% phân huỷ hợp chất thử bình FT quan sát thấy thiếu, nói hợp chất thử gây ức chế Trong trường hợp này, phải lặp lại phép thử sử dụng nồng độ chất thử thấp dùng chất cấy khác Nếu bình FS (kiểm tra loại sinh học, cần) quan sát thấy lượng BOD đáng kể (>10%), xảy trình phân huỷ phi sinh học Nếu loại bỏ DOC, phân huỷ ban đầu / nitrit/nitrat xác định được, rõ giá trị đo tính tốn Chỉ rõ giá trị pH đo Tính đắn kết 9.1 Chuẩn tính đắn Phép thử coi a) phần trăm phân huỷ sinh học bình FC (kiểm tra chất cấy) lớn 60% ngày thứ 14; b) lượng BOD bình mẫu trắng FB cuối thử nghiệm thường từ 20 mg/l đến 30 mg/l, không vượt 60 mg/l sau 28 ngày Nếu a) b) khơng thoả mãn nên lặp lại phép thử sử dụng chất cấy khác chất cấy thích nghi trước tốt 9.2 ức chế Nếu có bình FI (kiểm tra ức chế), hợp chất thử bị coi ức chế phần trăm phân huỷ hợp chất đối chứng bình FI nhỏ 40% cuối thử nghiệm Trong trường hợp này, nên lặp lại phép thử với nồng độ hợp chất thử thấp 9.3 Giá trị pH Nếu giá trị pH cuối phép thử nằm phạm vi từ đến 8,5 (thí dụ nitrat hố hợp chất thử chứa nitơ) phần trăm phân huỷ hợp chất thử nhỏ 60%, nên lặp lại phép thử với nồng độ chất thử thấp hơn, sử dụng bùn hoạt hố khơng nitrat hố làm chất cấy tăng khả đệm môi trường vô Điều phải nêu rõ báo cáo kết 10 Báo cáo thử nghiệm Báo cáo thử nghiệm cần thơng tin sau: a) trích dẫn tiêu chuẩn này; b) thông tin cần để nhận dạng hợp chất thử nồng độ chất thử; c) số liệu đo (thí dụ dạng bảng), đường cong phân huỷ; d) nồng độ ThOD và/hoặc COD hợp chất thử hợp chất đối chứng dùng; e) tên chất đối chứng dùng phân huỷ thu với hợp chất thử này; f) nguồn, đặc tính, nồng độ thể tích chất cấy dùng thông tin xử lý trước; g) đặc trưng máy đo hơ hấp dùng; h) nhiệt độ ủ phép thử; i) phần trăm DOC loại bỏ phân huỷ sinh học ban đầu, có; j) phần trăm phân huỷ thu bình FS (loại sinh học), có; k) phần trăm phân huỷ thu bình FI (kiểm tra ức chế), có nêu độc tính hợp chất thử; l) lý trường hợp loại bỏ phép thử; m) thay đổi qui trình chuẩn tình ảnh hưởng đến kết Phụ lục A (tham khảo) THÍ DỤ VỀ TÍNH TỐN NHU CẦU OXI LÝ THUYẾT (THOD) A.1 Khái quát Nhu cầu oxi lý thuyết (ThOD) chất theo lý thuyết CcHhClclNnNanaOoPpSs có phân tử lượng tương ứng Mr tính theo : Tính tốn nói C vơ hố dạng CO 2, H H2O, P P2O5 Na Na2O Halogen tách thành halogenua hidro Nitơ tách thành amoni khơng bị oxi hố thành nitrit nitrat Sunfua coi bị oxi hoá trạng thái + VI Trong trường hợp hợp chất chứa nitơ, nitơ tách thành nitrit nitrat sau nitrat hoá, với nhu cầu oxi lý thuyết tương ứng là: A.2 Thí dụ : Glucoza Cơng thức phân tử C6H12O6 có phân tử lượng Mr = 180 A.3 Thí dụ : Natri n-dodexylbenzensunfonat Cơng thức phân tử C18H29SO3Na phân tử lượng Mr = 348 A.4 Thí dụ : di-n-dodexylamin Cơng thức phân tử (C12H25)2NH phân tử lượng Mr = 353 Coi phân tích quan sát thấy tạo thành nitrat hồn tồn Phụ lục B (tham khảo) HIỆU CHỈNH LƯỢNG OXI TIÊU TỐN KHI CĨ NITRAT HỐ Nếu nitrat hố xảy khơng hồn tồn, lượng oxi tiêu tốn hỗn hợp phản ứng hiệu chỉnh cho lượng oxi dùng để oxi hoá amoni thành nitrit nitrat, thay đổi nồng độ nitrit nitrat q trình ủ xác định cách tính đến phương trình sau: 2NH4Cl + 3O2 = 2HNO2 + 2HCl + 2H2O (B.1) 2HNO2 + O2 = 2HNO3 (B.2) Tổng cộng 2NH4Cl + 4O2 = 2HNO3 + 2HCl + 2H2O (B.3) Từ phương trình (B.1), lượng oxi tiêu tốn để oxi hoá 28 g nitơ chứa amoni clorua (NH 4Cl) đến nitrit 96 g, nghĩa hệ số 96/28 = 3,43 Cũng tương tự, từ phương trình (B.3), lượng oxi tiêu tốn để oxi hố 28 g nitơ đến nitrat 128 g, nghĩa hệ số 128/28 = 4,57 Vì phản ứng xảy liên tiếp loài vi khuẩn khác nhau, nên nồng độ nitrit tăng giảm Khi nồng độ nitrit giảm, nồng độ tương đương nitrat tạo thành Như vậy, lượng oxi tiêu tốn để tạo thành nitrat 4,57 nhân với tăng nồng độ nitrat-N, lượng oxi tiêu tốn để tạo thành nitrit 3,43 nhân với tăng nồng độ nitrit-N Với giảm nồng độ, lượng oxi “mất đi” 3,43 nhân với giảm nồng độ nitrit O1 = 4,57 x ∆NO3-N (B.4) O2 = 3,43 x ∆NO2-N (B.5) O3 = -[3,43 x ∆NO2-N] (B.6) O1 oxi tiêu tốn để tạo thành nitrat; O2 oxi tiêu tốn để tạo thành nitrit; O3 oxi “tiêu tốn” để làm biến nitrrit; ∆NO3-N tăng nồng độ nitrat-N; ∆NO2-N thay đổi nồng độ nitrit-N; Sử dụng công thức B.4 B.5 B.6 : O4 = [4,57 x ∆NO3-N ] [3,43 x ∆NO2-N] (B.7) Và O5 = O6 - O4 (B.8) O4 lượng oxi tiêu tốn cho nitrat hoá; O5 lượng oxi tiêu tốn để oxi hoá cacbon; O6 tổng lượng oxi tiêu tốn Nếu xác định lượng nitơ bị oxi hố tổng số, lượng oxi tiêu tốn cho nitrat hố lấy gần 4,57 lần tăng nồng độ nitơ bị oxi hoá Giá trị hiệu chỉnh cho lượng oxi tiêu tốn oxi hoá cacbon so sánh với ThODNH3 tính tốn phụ lục A Phụ lục C (tham khảo) THÍ DỤ VỀ ĐƯỜNG CONG PHÂN HUỶ SINH HỌC Hình C.1 – Sự phân huỷ sinh học anilin phép thử đo hô hấp Phụ lục D (tham khảo) MÁY ĐO HƠ HẤP KÍN Chất hấp thụ CO2 Đơn vị tạo oxi Bộ điều khiển Bình thử Máy in, máy vẽ máy vi tính Máy khuấy áp kế Hình D.1 – Ngun lý máy đo hơ hấp kín Dùng máy khuấy từ để khuấy hỗn hợp thử bình thử, bình đổ chất lỏng đến khoảng phần ba Nếu có phân huỷ sinh học, vi sinh vật tiêu thụ oxi tạo cacbon dioxit Oxi pha khí bình hoà tan chất lỏng Cacbon dioxit phần bình hấp thụ áp suất tổng bình giảm Sự giảm áp phát áp kế, dùng để bắt đầu phát sinh điện phân oxi Khi áp suất ban đầu lập lại, điện phân ngừng lượng điện dùng đo điều khiển Lượng điện sử dụng tỷ lệ thuận với lượng oxi tiêu tốn Điều rõ máy vẽ đồ thị, máy in trực tiếp máy tính Phụ lục TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] TCVN 6491: 1999 (ISO 6060:1989) Chất lượng nước -Xác định nhu cầu oxy hoá học [2] TCVN 6621 : 2000 (ISO 7827 : 1994) Chất lượng nước -Đánh giá phân huỷ sinh học hiếu khí hồn tồn chất hữu mơi trường nước -Phương pháp phân tích cacbon hữu hồ tan (DOC); [3] TCVN 6226: 1996 (ISO 8192:1986) Chất lượng nước -Thử ức chế khả tiêu thụ oxy bùn hoạt hoá [4] TCVN 6634 : 2000 (ISO 8245 : 1999) Chất lượng nước -Hướng dẫn xác định cacbon hữu tổng số (TOC) cacbon hữu hoà tan (DOC) [5] ISO 9887:1992 Chất lượng nước -Đánh giá phân huỷ sinh học hiếu khí hồn tồn chất hữu môi trường nước -Phương pháp bùn hoạt hoá nửa liên tục (SCAS) [6] ISO 9888:1991 Chất lượng nước -Đánh giá phân huỷ sinh học hiếu khí hồn tồn chất hữu môi trường nước -Thử tĩnh (phương pháp Zahn-Wellens) [7] ISO 10634 : 1995 Chất lượng nước -Hướng dẫn chuẩn bị xử lý hợp chất hữu tan nước để đánh giá tiếp khả phân huỷ chúng môi trường nước [8] TCVN 6625: 2000 (ISO 11923 : 1997) Chất lượng nước -Xác định chất rắn lơ lửng cách lọc qua lọc sợi thủy tinh ISO/TR 15462 : 1997 Chất lượng nước -Chọn phép thử khả phân huỷ  ... thử + + - + FT hợp chất thử + + - + FB mẫu trắng + - - + FB mẫu trắng + - - + FC kiểm tra chất cấy + - + + FI kiểm tra ức chế (tuỳ chọn) + + + + FS kiểm tra loại sinh học(tuỳ chọn) + + - - Nếu... x ∆NO3-N (B.4) O2 = 3,43 x ∆NO2-N (B.5) O3 = -[ 3,43 x ∆NO2-N] (B.6) O1 oxi tiêu tốn để tạo thành nitrat; O2 oxi tiêu tốn để tạo thành nitrit; O3 oxi tiêu tốn” để làm biến nitrrit; ∆NO3-N tăng... tăng nồng độ nitrat-N; ∆NO2-N thay đổi nồng độ nitrit-N; Sử dụng công thức B.4 B.5 B.6 : O4 = [4,57 x ∆NO3-N ] [3,43 x ∆NO2-N] (B.7) Và O5 = O6 - O4 (B.8) O4 lượng oxi tiêu tốn cho nitrat