Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 6621:2000 - IS0 7827:1994 trình bày nội dung về chất lượng nước - đánh giá sự phân hủy sinh học hiếu khí cuối cùng của các hợp chất hữu cơ trong môi trường nước - phương pháp phân tích cacbon hữu cơ hòa tan (DOC).
tcvn tIªu chn vIƯt nam TCVN 6621 : 2000 ISo 7827 : 1994 chất lợng nớc đánh giá phân huỷ sinh học hiếu khí "cuối cùng" hợp chất hữu môi trờng nớc Phơng pháp phân tích cacbon hữu hoà tan (DOC) Water quality − Evaluation an aqueous medium of the "ultimate" aerobic biodegradability of organic compounds − Method by analysis of dissolved organic cacbon (DOC) Hà nội -2000 Lời nói đầu TCVN 6621 : 2000 hoàn toàn tơng đơng với ISO 7827 : 1994 TCVN 6621 : 2000 Ban Kü thuËt Tiêu chuẩn TCVN/TC 147 Chất lợng nớc biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lờng Chất lợng đề nghị, Bộ Khoa học, Công nghệ Môi trờng ban hành TIêu chn vIƯt nam tcvn 6621 : 2000 ChÊt l−ỵng n−íc Đánh giá phân hủy sinh học hiếu khí "cuối cùng" hợp chất hữu môi trờng nớc Phơng pháp phân tích cacbon hữu hßa tan (DOC) Water quality − Evaluation in an aqueous medium of the "ultimate" aerobic biodegradability of organic compounds − Method by analysis of dissolved organic cacbon (DOC) Cảnh báo: Chú ý an toàn - Bùn nớc cống hoạt hóa chứa nhiều mầm bệnh nguy hiểm Cần phải cẩn thận làm việc với chúng Chất thử độc chất chúng cha biết cẩn thận Phạm vi áp dụng Tiêu chuẩn trình bày phơng pháp đánh giá phân hủy sinh học "cuối cùng" hợp chất hữu nồng độ cho vi khuẩn hiếu khí Những điều kiện trình bày tiêu chuẩn không thiết luôn điều kiện tối u để phân hủy sinh học xảy mức độ cực đại Phơng pháp áp dụng cho hợp chất hữu mà chúng: hòa tan nồng ®é ®đ dïng d−íi c¸c ®iỊu kiƯn thư (10 mg/l đến 40 mg/l DOC); không bay áp suất bỏ qua điều kiện thử (xem thích điều 8.3); không hấp phụ đáng kể thủy tinh bùn hoạt hóa (xem thích điều 8.3); không ức chế vi sinh vật nồng độ chọn Tác dụng ức chế xác định theo 8.3 phơng pháp khác [thí dụ TCVN 6226: 1996 (ISO 8192)] TCVN 6621: 2000 Tiªu chuÈn trÝch dÉn TCVN 6226: 1996 (ISO 8192 : 1986) ChÊt l−ỵng n−íc - Thử ức chế tiêu thụ oxi bùn hoạt hãa TCVN 6634: 2000 (ISO 8245 : 1987) ChÊt l−ỵng nớc - Hớng dẫn xác định cacbon hữu tổng sè (TOC) ISO 9408 : 1991 ChÊt l−ỵng n−íc - Đánh giá phân hủy sinh học "cuối cùng" hợp chất hữu môi trờng nớc - Phơng pháp xác định yêu cầu oxi máy thở kÝn TCVN 6489: 1999 (ISO 9439 : 1990) ChÊt l−ỵng nớc - Đánh giá phân hủy sinh học "cuối cùng" hợp chất hữu môi trờng nớc - Phơng pháp phân tích cacbon dioxyt đợc giải phóng ISO 9887 : 1992 Chất lợng nớc - Đánh giá phân hủy sinh học hợp chất hữu môi trờng nớc - Phơng pháp bùn hoạt nửa liên tục (SCAS) ISO 9888 : 1991 Chất lợng nớc - Đánh giá phân hủy sinh học hợp chất hữu môi trờng nớc - Phơng pháp thử tĩnh (phơng pháp Zahn - Wellens) Định nghĩa Trong tiêu chuẩn này, định nghĩa sau đợc áp dụng: 3.1 Phân hủy sinh học "cuối cùng": Mức phân hủy sinh học đạt đợc chất thử đợc sử dụng hoàn toàn vi sinh vật để tạo cacbon dioxit, nớc, muối khoáng tÕ bµo míi cđa vi sinh vËt (sinh khèi) 3.2 Phân hủy sinh học sơ cấp : Mức phân hủy sinh học đạt đợc chất thử cha bị vô hóa nhng có thay đổi cấu trúc hoạt động vi sinh vật 3.3 Nồng độ chất rắn lơ lửng (của bùn hoạt hóa): Lợng chất rắn thu đợc lọc ly tâm thể tích bùn điều kiện riêng sấy 105 o C đến khối lợng không đổi Nguyên tắc Xác định phân hủy sinh học hợp chất hữu nh vi sinh vật hiếu khí cách dùng môi trờng thử Hợp chất hữu nguồn cacbon lợng môi trờng Nồng độ ban đầu hợp chất cacbon hữu khoảng 10 mg/l 40 mg/l Khi cần dùng nồng độ 40 mg/l Đo cacbon hữu hòa tan (DOC) bắt đầu (ngµy 0) vµ kÕt thóc sù thư (ngµy thø 28 cần) ba khoảng thời gian Xác định phần trăm giảm DOC khoảng Đánh giá phân hủy sinh học dựa số liệu Phân tích riêng cho thông tin thêm phân hủy sinh học ban đầu TCVN 6621 : 2000 Môi trờng thử ủ tiến hành tối ánh sáng khuếch tán, nơi kín, nhiệt độ đợc trì 20 o C đến 25 o C độc với vi sinh vật Thuốc thử Chỉ dïng thc thư tinh khiÕt ph©n tÝch 6.1 N−íc cÊt nớc loại ion , chứa 10 % lợng DOC ban đầu đợc đa vào để thử 6.2 Môi trờng thử 6.2.1 Thành phần 6.2.1.1 Dung dịch a) Kali dihydrophosphat khan (KH PO ) 8,5 g Dikali hydrophosphat khan (K HPO ) 21,75 g Dinatri hydrophosphat ngËm hai n−íc (Na HPO ⋅2H O) 33,4 g Amoni clorua (NH Cl) 0,5 g N−íc cÊt (6.1) làm đầy đến 1000 ml Chó thÝch − KiĨm tra thµnh phần môi trờng đợc cách đo pH giá trị phải 7,4 6.2.1.2 Dung dịch b) Hoà tan 22,5 g magiê sunphat ngậm ph©n tư n−íc (MgSO ⋅7H O) 1000 ml nớc (6.1) 6.2.1.3 Dung dịch c) Hòa tan 27,5 g canxi clorua (CaCl ) khan 1000 ml nớc (6.1) 6.2.1.4 Dung dịch d) Hòa tan 0,25 g sắt (III) clorua ngậm phân tử nớc (FeCl ⋅6H O) 1000 ml n−íc (6.1) Chn bÞ dung dịch trớc dùng Chú thích - Không cần pha dung dịch trớc sử dụng thêm giọt axit clohidric (HCl) đặc axit ethylendiamin tetra (EDTA) 0,4 g/l TCVN 6621: 2000 6.2.2 Chuẩn bị Đối với lit môi trờng thử, bổ sung vào 500 ml nớc (6.1) dung dịch sau: - 10 ml dung dịch a); - ml dung dịch b) đến d) Làm thành 1000 ml n−íc ThiÕt bÞ, dơng Dơng thđy tinh phải rửa cẩn thận, đặc biệt không chứa chất hữu chất độc Dụng cụ phòng thí nghiệm 7.1 Máy , đủ nhạy để đo cacbon hữu hòa tan [xem TCVN 6634: 2000 (ISO 8245)] 7.2 Máy ly tâm 7.3 Thiết bị lắc , để thoáng khí trộn 7.4 pH mét 7.5 Bình nón , dung tÝch thÝch hỵp (thÝ dơ 2000 ml) 7.6 ThiÕt bị lọc , với màng lọc cỡ lỗ từ 0,2 đến 0,45 àm, hấp phụ hợp chất hữu giải phóng hợp chất cacbon mức tối thiểu Cách tiến hành 8.1 Chuẩn bị dung dịch thử 8.1.1 Dung dÞch chÊt thư Chn bÞ dung dÞch gèc chất thử nớc (6.1) môi trờng thử (6.2) Pha loãng lợng thích hợp dung dịch môi trờng thử để đạt nồng độ cacbon hữu cuối khoảng 10 mg/l 40 mg/l 8.1.2 Dung dịch chất đối chứng Chuẩn bị dung dịch gốc chất đối chứng (một chất hữu biết sù ph©n hđy sinh häc nh− natri axetat, natri benzoat, anilin) cách tơng tự 8.1.1 để thu đợc nồng độ cacbon hữu cuối khoảng 10 mg/l vµ 40 mg/l TCVN 6621 : 2000 8.1.3 Dung dịch để kiểm tra ức chế Chuẩn bị môi trờng thử (6.2) chất thử chất đối chứng nồng độ nh 8.1.1 8.1.2 8.2 Chuẩn bị cấy Chuẩn bị vi khuẩn để cấy cho thu đợc quần thể vi sinh vật có đủ hoạt tính ph©n hđy sinh häc Chó thÝch − Trong mét vài trờng hợp dùng vi khuẩn cấy tăng sinh trớc (pre-exposed) để cấy, phải ghi rõ kết thử (thí dụ phần trăm phân hủy sinh học x %) phơng pháp cấy tăng sinh trớc đợc ghi chí tiết báo cáo thử nghiệm Loại vi khuẩn thu đợc từ thử phân hủy sinh học phòng thí nghiệm dới điều kiện khác [thí dụ thử Zahn-Wellens (ISO 9888) SCAS (ISO 9887)] từ mẫu lấy nơi có điều kiện môi trờng thích hợp (thí dụ trạm xử lý hợp chất tơng tự nơi ô nhiễm) Dùng thể tích thích hợp để cấy (xem thích 4) Chú thích "Thể tích thích hợp" nghĩa đủ quần thể vi khuẩn để gây đủ hoạt tính phân hủy sinh học; phân hủy chất đối chứng phần trăm định; cho 10 đến 10 tế bào hoạt động/ml; không gây 30 mg/l chất rắn lơ lửng hỗn hợp cuối Hàm lợng DOC phần cấy phải nhỏ 10 % hàm lợng DOC đa vào từ hỵp chÊt thư (thÝ dơ < mg/l ë nång độ chất thử 40 mg/l) Nếu cần rửa phần cấy 8.2.1 Cấy từ nớc thải thø cÊp LÊy chÊt cÊy tõ n−íc th¶i thø cÊp trạm xử lý, trạm thí nghiệm làm việc chủ yếu với nớc thải sinh hoạt Nếu cần làm đặc chất cấy lọc ly tâm Trộn giữ phần cấy điều kiện thoáng khí, dùng ngày lấy Từ phần lấy, chuẩn bị cấy nh sau: để lắng khoảng h; lấy thể tích thích hợp phần ®Ĩ cÊy 8.2.2 CÊy tõ bïn ho¹t hãa LÊy bïn ho¹t hãa tõ bĨ sơc khÝ cđa tr¹m xư lý từ trạm thí nghiệm làm việc chủ yếu với nớc thải sinh hoạt Trộn để thoáng khí, dùng ngày lấy Trớc dùng xác định nồng độ chất rắn lơ lửng Nếu cần làm đặc bùn cách để lắng cho thể tích bùn thêm vào mẫu thử nhỏ Thêm thể tích thích hợp để chất rắn lơ lửng đạt 30 mg/l hỗn hợp cuối TCVN 6621: 2000 8.2.3 CÊy tõ n−íc mỈt LÊy n−íc mỈt thÝch hợp Nếu cần lọc ly tâm Để nơi thoáng dùng ngày lấy Lấy thể tích thích hợp để cấy 8.3 Thử Chọn số bình nãn (7.5) thĨ tÝch thÝch hỵp (thÝ dơ 2000 ml, loại khác dùng) để có: Ýt nhÊt b×nh thư (kÝ hiƯu F T ) chøa 1000 ml dung dÞch thư (8.1.1); − Ýt nhÊt thư tr¾ng (kÝ hiƯu F B ) chøa 1000 ml môi trờng thử (6.2); bình dùng để kiểm tra phơng pháp (kí hiệu F C ) chứa 1000 ml dung dịch chất đối chứng (8.1.2); bình (nếu cần) để kiểm tra hiệu ứng øc chÕ cđa chÊt thư (kÝ hiƯu F I ) chứa 1000 ml dung dịch 8.1.3; cần để kiểm tra giảm phi sinh học dùng b×nh (kÝ hiƯu F S ) chøa 1000 ml dung dịch 8.1.1 nhng không đợc cấy, làm triệt khuẩn cách thêm, ví dụ nh 1ml/l dung dịch chứa 10 g/l thuỷ ngân (II) clorua HgCl chất độc vô thích hợp khác, để triệt hoạt tính vi khuẩn Nếu phân tích chất dễ phân hủy thêm lợng chất độc sau phép thử bắt đầu đợc tuần lễ (xem chó thÝch vµ 6) Chó thÝch − Bằng cách so sánh phần trăm giảm bình F I F S xác định xem chất thử có qua trình bị giảm chất hữu hay không, chế phi sinh học hay chế hóa lý nh hấp phụ giải hấp Các kết cần ghi vào báo cáo Khi cÊy b»ng bïn ho¹t hãa, chÊt thư cã thể bị hấp phụ mạnh bùn Có thể kiểm tra điều cách thử nh bình F S nh−ng cã cÊy (8.2) ChØ cã chÊt tinh khiÕt hc gần tinh khiết đợc thử, nhng hỗn hợp đợc thử chứng tỏ hấp phụ chọn lọc thành phần xảy Tiến hành cấy bình F T , F B , F C vµ nÕu cần bình F I với thể tích thích hợp (8.2) trộn lợng chứa bình (xem chó thÝch 4) Nãi chung ml ®Õn 10 ml chất cấy đủ cho 1000 ml dung dịch thử Trong thử, giữ bình thiết bị lắc (7.3) để nhiệt độ 20 o C đến 25 o C Để trừ phần nớc thất thoát bay trớc thử mẫu cần kiểm tra thể tích môi trờng, cần bổ sung nớc (6.1) Khi bắt đầu thử (ngày 0) kết thúc (ngày 28) lần khoảng trung bình (thí dụ ngày 7, 14, 21) lấy thể tích nhỏ từ bình F T , F B , F C cần F I Có thể đo khoảng thời gian ngăn tiến hành thử thời gian lớn 28 d Khi bắt đầu kết thúc thử, lấy mÉu tõ b×nh F S NÕu b×nh F S đợc cấy (xem thích 7) lấy mẫu sau ngày ngày Lọc phần mẫu qua màng lọc (7.6) có hấp phụ màng ly tâm 40 000 m/s2 15 TCVN 6621 : 2000 §o nồng độ DOC mẫu hai lần cho thời kì bình Để có thông tin thêm phân hủy sinh học làm phân tích riêng Nồng độ đo dung dịch thử ngày đầu (ngày 0) đợc dùng nh nồng độ bắt đầu tính toán Cuối mức độ phân hủy đủ (> 80 %) không đổi trớc 28 d thử ®−ỵc xem nh− kÕt thóc ë ®ã Còng cã thĨ kéo dài thử từ tuần đến tuần phân hủy rõ ràng nhng cha đạt giá trị không đổi Khi đo cacbon hữu bị trì hoãn đến 48 h giữ mẫu o C, nơi tối bình kín đậy nắp Nếu mẫu đợc giữ 48 h để 18 o C Có thể thêm chất độc vô cơ, thí dụ 20 ml/l dung dịch thuỷ ngân (II) clorua (HgCl ) 10 g/l để hạn chế hoạt tính vi khuẩn để o C Tính toán biểu thị kết 9.1 Tính toán Cho bình thử, xác định phần trăm giảm cacbon hữu hòa tan D t đợc tính theo công thức sau Dt = (1 − ρt − ρBt ) × 100 ρ0 − ρB0 giá trị DOC trung bình thời điểm bình thử F T , tính miligam lít B0 giá trị DOC trung bình thời điểm bình thử trắng F B , tính miligam lít t giá trị DOC trung bình thời điểm t bình thử F T , tính miligam lít Bt giá trị DOC trung bình thời điểm t bình thử trắng F B , tính miligam lít Làm tròn kết phần trăm Chú thích Sự giảm vô sinh (bình F S ) tính phơng trình trên, nhng không ý đến giá trị trắng (nếu F S đợc cấy để kiểm tra độ hấp phụ quan sát giá trị trắng) Nếu thấy giảm hợp chất hữu lớn khác giảm phi sinh học sinh học Khi phép thử dựa thông số đặc trng cho trình sinh học cần đợc làm, nh thử máy đo hô hấp (ISO 9408) hc thư sù sinh CO [TCVN 6489: 1999 (ISO 9439)] Sự giảm hỗn hợp chất thử chất đối chứng kiểm tra ức chế (bình F I ) đợc tính công thức Nếu giảm hỗn hợp 35 % 14 ngày chất thử đợc xem độc ức chế phân hủy sinh học chất đối chứng Trờng hợp cần lặp lại thử nồng độ nhỏ chất thử nuôi cấy TCVN 6621: 2000 9.2 Biểu thị kết Lập bảng giảm phần trăm DOC cho khoảng nồng độ bình thử Nếu kết tơng tự phép thử kép (xem 10.1) vẽ đờng cong giảm trung bình theo thời gian (xem thí dụ phụ lục A) Một vài thông số phân hủy đợc xác định từ đờng cong này: thời gian trễ, thời gian phân hủy mức phân hủy cực đại nh viết 9.2.1 đến 9.2.3 Nếu chất thử không giảm đáng kể phi sinh học (thí dụ hấp phụ) đờng cong có dạng điển hình với pha giảm thời gian trễ qui định giảm DOC đo đợc cho ph©n hđy sinh häc 9.2.1 Thêi gian trƠ t Trên hầu hết đờng cong phân hủy ta thấy có thời gian trễ Thời gian trễ thờng đợc định nghĩa thời gian kể từ cấy đến DOC giảm 10 % giá trị ban đầu Thời gian trễ thờng thay đổi độ tái lặp thấp Ghi thời gian trễ theo ngày 9.2.2 Mức phân hủy cực đại Mức phân hủy cực đại đợc định nghĩa mức mà không xảy phân huỷ trình thử 9.2.3 Thêi gian ph©n hđy t Thêi gian ph©n hđy t đợc định nghĩa thời gian cuối t đạt đợc 90 % mức phân hủy cực đại Ghi thời gian phân hủy theo ngày 10 Giá trị thử 10.1 Phép thử đợc xem có giá trị bình thử chứa nồng độ chất thử cấy khác biệt giá trị phân huỷ tìm thấy 20 % giảm DOC cuối phép thử Nếu không nh phải lặp lại phép thử 10.2 Các kết thử đợc xem có giá trị thử với chất đối chứng phần trăm phân hủy sau 14 ngày phải lớn 70 % Nếu không nh lặp lại phép thử 11 Báo cáo kết Báo cáo phải gồm thông tin sau a) trích dẫn tiêu chuẩn này; b) thông tin để nhận dạng chất thử; c) số liệu (thí dụ dạng bảng) thu đợc ®−êng cong ph©n hủ; 10 TCVN 6621 : 2000 d) nồng độ chất thử dùng giá trị DOC nồng độ đó; e) tên chất đối chứng dùng phân huỷ thu đợc với chất này; f) nguồn, đặc tính, nồng độ thể tích chất cấy dùng thông tin xử lý trớc; g) đặc tính máy phân tích DOC ®· dïng; h) nhiƯt ®é đ cđa phÐp thư; i) phần trăm phân huỷ thu đợc bình F S có làm (kiểm tra giảm vô sinh); j) phần trăm phân huỷ thu đợc bình F (thử độc tố) công bố độc tố hợp chất thử; k) lý loại bỏ thử (xem mục 10); l) thay đổi so với phơng pháp tình ảnh hởng ®Õn kÕt qu¶ 11 TCVN 6621: 2000 Phơ lơc A (tham khảo) Đờng cong phân hủy điển hình Hình A.1 _ 12 ...Lời nói đầu TCVN 6621 : 2000 hoàn toàn tơng ®−¬ng víi ISO 7827 : 1994 TCVN 6621 : 2000 Ban Kỹ thuật Tiêu chuẩn TCVN/ TC 147 Chất lợng nớc biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lờng Chất lợng... pháp khác [thí dụ TCVN 6226: 1996 (ISO 8192)] TCVN 6621: 2000 Tiªu chuÈn trÝch dÉn TCVN 6226: 1996 (ISO 8192 : 1986) Chất lợng nớc - Thử ức chế tiêu thụ oxi bëi bïn ho¹t hãa TCVN 6634: 2000 (ISO... Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lờng Chất lợng đề nghị, Bộ Khoa học, Công nghệ Môi trờng ban hành TIêu chuẩn vIệt nam tcvn 6621 : 2000 Chất lợng nớc Đánh giá phân hủy sinh học hiếu khí "cuối cùng" hợp chất