TCC/TCS对生物处理系统生化反应能力的影响
作者：崔蕴霞 肖锦 陈群 郑振声
单位：崔蕴霞(中山医科大学卫生部辅助循环重点实验室， 广东 广州 510089)；肖锦(华南理工大学， 广东 广州 510614)；陈群(华南理工大学， 广东 广州 510614)；郑振声(中山医科大学卫生部辅助循环重点实验室， 广东 广州 510089)
关键词：3,3,4′-三氯均二苯脲*；2,2,4′-三氯-2′-羟基二苯醚*；废水处理
00zk14
摘 要：【目的】 针对化妆品厂排放含3,3,4′-三氯均二苯脲(TCC)/ 2,2,4′-三氯-2′-羟基二苯醚(TCS)的废水，研究了长时间接触TCC/TCS对废水生物处理系统生化反应能力的影响。【方法】 动态接触TCC/TCS后，采用三苯基四唑氮法测定脱氢酶活性。【结果】 最初接触TCC/TCS，生物活性明显的被抑制，生化反应能力显著降低；接触质量浓度为10 mg/L TCC/TCS 1周后，酶活力降低20个活性单位；停留时间8 h内重铬酸钾法化学需氧量(CODcr)去除率降低8%，直链烷基苯磺酸酯(LAS)的去除率降低10%；驯化3～4周后，CODcr、LAS去除率仅降低3%。【结论】 随驯化时间增加，酶活力不再有显著降低，这表明环境中的自然微生物对TCC/TCS可以产生一定的耐药性。
, 百拇医药
中图分类号： R994.6 文献标识码： A
文章编号： 1000-257X(2000)04S0-0050-03
The Influence of TCC/TCS to Biochemistry Reactive Capacity
of Wastewater Biotreatment System
CUI Yun-xia， ZHENG Zhen-sheng
( Key Laboratory on Assistant Circulation Ministry of Health, Sun Yat-sen University of Medical Sciences, Guangzhou 510089, China)
, 百拇医药
XIAO Jin， CHEN Qun
(South China University of Technology, Guangzhou 510641, China)
Abstract：【Objective】 To treat the trichlorocarbanilide (TCC)/ tricholor-hydroxyldiphenyl (TCS) containing effluent discharged by cosmetics plant, the study of TCC/TCS effects to the biochemistry reaction capacity of biotreatment system was carried out. 【Methods】 After dynamic exposed, dehydrogenase activity is detected by triphenyl telrazolium chloride method (TTCM). 【Results】 In the early contaction, biological activity was inhibitied, biochemical reaction capacity significantly decreased. After exposed for a week, enzyme activity reduced by 20 activity units. Under the condition of optimum residence time 8 h, the removal rates of CODcr, LAS were determined, which reduced about 8%, 10% respectively. After exposed to ρ(TCC/TCS)=10 mg/L for three weeks, four weeks, the removal rates of CODcr, LAS reduced only about 3%. 【Conclusion】 With the increasing of exposing time, enzyme activity was not significantly decreased. It indicates microorganisms in the natural environment can produce somewhat endurance to TCC/TCS.
, http://www.100md.com
Key words: trichlorocarbanilide; tricholor-2′-hydroxyldiphenyl; wastewater treatment
3,3,4′-三氯均二苯脲(TCC)/ 2,2,4′-三氯-2′-羟基二苯醚(TCS)的毒理学研究较为深入，但对此类废水处理方法和其对活性污泥的生理生化影响鲜有报道。本实验采用一套生化反应装置，观察TCC/TCS对系统中生物活性的影响，以确定长时间缓慢接触TCC/TCS后，生物处理系统的生化反应能力，为工厂的实际操作制订可行措施。
1 材料和方法
1.1 材 料
废水样取自广州P&G公司生产排放源水，水质为：重铬酸钾法化学需氧量(CODcr)2 500.0 mg/L、5日生化需氧量(BOD5)321.0 mg/L、pH 10.7、直链烷基苯磺酸酯(LAS)50.6 mg/L、TCC/TCS 12.0 mg/L。
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1.2 试验流程和装置
建立厌氧-好氧动态慢性接触装置，采用有机玻璃制成两个圆柱型的反应器，分别为厌氧柱和好氧柱。厌氧柱内径为15 cm，高115 cm, 柱内放入半软型填料，柱上每隔40 cm设一个取样口，便于检验分析。好氧柱内径为14 cm，长为106 cm，柱内放有同样的填料，柱上分设4个取样口，底部放置穿孔布气头。气源由小型空气压缩机(电磁1D kg-008型)供给，并经过气体流量计计量控制，气水在柱内形成逆流式接触。
1.3 试剂与仪器
三苯基四唑氮、直链烷基苯磺酸钠由日本进口上海生化试剂厂分装；752紫外光栅分光光度仪由上海分析仪器总厂生产；LC Module 1 Plus 高压液相色谱仪由Water公司生产。
1.4 测定方法
, 百拇医药 脱氢酶类能使被氧化有机物的氢原子活化并传递给受氢体，单位时间内脱氢酶活化氢的能力为它的酶活性，人为受氢体通常选用受氢后能够显色的物质。本实验采用氯化三苯基四唑氮(TTC)为受氢体，受氢后生成红色产物三苯基甲月 簪, 在485 nm处比色测定脱氢酶活性[1，2]；CODcr采用重铬酸钾法，LAS采用亚甲蓝分光光度法[3]；TCC/TCS 的测定[4]采用高压液相色谱，在265 nm处测量样品甲醇溶液的吸光度。
1.5 试验方法
污泥样为广州粪便无害化处理厂的厌氧污泥和好氧污泥；先用水稀释，过筛沉淀后分别从厌氧柱、好氧柱上部加入，并将厌氧柱顶部密封。先将废水进行混凝处理，转入调节池，均衡水质后，用尿素和磷酸二氢钠调配水质，使CODcr≤800 mg/L，C∶N∶P=100∶5∶1，pH=7.0，缓慢的将两柱注满水，流量控制在4 L/h。当厌氧柱、好氧柱内生物膜生长良好，系统处于平衡稳定状态时，可开始加入配制的含TCC/TCS综合废水(CODcr≤800 mg/L)，质量浓度分别为5、10、20、25、50 mg/L。
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2 结 果
2.1 TCC/TCS质量浓度对脱氢酶活性的影响
图1 不同质量浓度TCC/TCS对脱氢酶活性的影响
Fig.1 The effect of various TCC/TCS mass concentration
to dehydrogenase activity
1.Anareobe； 2. Aerobe
图1可见，TCC/TCS质量浓度增加1倍，脱氢酶活性分别降低20和16 μg/(mg.min-1)，随着抑菌剂浓度增加和接触时间的延长，酶活的降低值明显减少，厌氧柱内的酶活性略有回升，表现出厌氧菌的变化比较显著，这与急性毒性测试结果相一致[5]。
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2.2 不同停留时间、不同质量浓度TCC/TCS对CODcr和LAS去除率的影响
图2、图3可见，在试验所取的TCC/TCS浓度范围内，无论TCC/TCS的接触浓度和接触时间如何变化，CODcr、LAS的去除率与停留时间的关系在2～8 h之间总呈直线关系。8 h以后去除率的增加不明显，因此，厌氧池以8 h为最适停留时间。
图2 不同停留时间、不同质量浓度对
废水CODcr去除率的影响
Fig.2 Effect of various residence time to the removal
, http://www.100md.com rate of CODcr for different mass concentration
1. No exposed TCC/TCS； 2. 10 mg/L TCC/TCS
3. 20 mg/L TCC/TCS； 4. 25 mg/L TCC/TCS
图3 不同停留时间、不同质量浓度对废水LAS去除率的影响
Fig.3 Effect of various residence time to the removal
rate of LAS for different mass concentration
, 百拇医药
1. No exposed TCC/TCS； 2. 10 mg/L TCC/TCS
e3. 20 mg/L TCC/TCS； 4. 25 mg/L TCC/TCS
当厌氧反应器中未接触TCC/TCS时，厌氧柱中的CODcr和LAS去除率随水力停留时间的增加呈直线增加，CODcr去除率39.8%，LAS去除率为52.6%。加入TCC/TCS后CODcr、LAS去除率有较明显的下降。以最适停留时间进行观察，接触初始阶段，细菌对TCC/TCS的抑菌作用较为敏感，这主要因为TCC/TCS破坏厌氧菌的细胞壁，致使厌氧菌的生物活性减弱，机体的酶类及其生化反应能力相对减弱，细菌的代谢及有机物分解能力受到影响，从而使CODcr、LAS的去除率降低。
2.3 生化处理阶段BOD5的变化及TCC/TCS对BOD5/CODcr值的影响
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表1可见，未含TCC/TCS的废水经厌氧处理后ρ(BOD5)/ρ(CODcr)值由0.503变为0.832，废水的可生化性明显提高，TCC/TCS的废水经生化处理以后ρ(BOD5)/ρ(CODcr)值降低为0.665，废水可生化性相对降低。随着接触时间的延长ρ(BOD5)/ρ(CODcr)值回升为0.690。这一结果表明经TCC/TCS接触驯化后，ρ(BOD5)/ρ(CODcr)值有所回升，厌氧微生物活性有所恢复。
表1 生化处理各阶段的出水BOD5值
Table 1 The BOD5 of various phases by biotreatment
No TCC/TCS
, http://www.100md.com
10 mg.L-1 TCC/TCS
20 mg.L-1 TCC/TCS
In flow
Anaerobe
column
out flow
Aerobe
column out
flow
In flow
Anaerobe
, http://www.100md.com
column
out flow
Aerobe
column out
flow
In flow
Anaerobe
column
out flow
Aerobe
column out
flow
, 百拇医药
ρ(CODcr) / (mg*L-1)
637.60
336.60
100.80
864.00
570.00
138.20
736.00
519.00
110.40
ρ(BOD5) / (mg*L-1)
, 百拇医药
321.90
281.40
16.67
426.28
380.32
30.37
365.38
358.05
28.60
ρ(BOD5) / ρ(CODcr)
0.503
0.832
, 百拇医药
-
0.493
0.665
-
0.496
0.690
-
3 讨 论
长时间接触TCC/TCS的观察结果表明，TCC/TCS对系统中微生物的作用是双向性的：一方面TCC/TCS作用于细菌细胞壁抑制或杀灭细菌，从而导致系统内生物活性降低，CODcr、LAS的去除率显著下降，短时间内降低20%；另一方面，微生物在低质量浓度TCC/TCS的环境下，经过长时间的TCC/TCS驯化，进行几代生长繁殖，受低质量浓度TCC/TCS诱导发生遗传、变异，产生一定的诱导酶或杀灭细菌，从而导致系统内生物活性降时间内降低20%；另一方面，微生物在低质量浓度TCC/TCS的环境下，经过长时间的TCC/TCS驯化，进行几代生长繁殖，受低质量浓度TCC/TCS诱导发生遗传、变异，产生一定的诱导酶，使微生物的活力有所恢复，同时各种酶类的活力也有所恢复。这表明环境中的自然微生物对TCC/TCS可以产生一定的耐药性，其耐药机理有待进一步研究。
, 百拇医药
基金项目：广州P&G公司科研基金资助项目
作者简介：崔蕴霞(1964-)，女，河南郑州人， 博士， 副研究员.
参考文献：
[1] 许晓路，叶兆杰. 半导体材料生产排放污染物对活性污泥酶活性的影响[J]，环境科学，1991，12(5)：17.
[2] 许晓路，申秀英，蒋锦青. 活性污泥系统中酶研究进展[J]. 环境科学,1990, 11(6)：54.
[3] 奚旦立. 刘秀英. 环境监测[M]. 上海：高等教育出版社，1995.
[4] 崔蕴霞，肖 锦，陈 群. TCC&TCS对废水生物处理系统中微生物的急性毒性研究[J].上海环境科学，1997，16(8)：31.
[5] 崔蕴霞，肖 锦，陈 群. TCC&TCS对废水生物处理系统中微生物的抑制作用研究[J].上海环境科学，1998，17(4)：25.
收稿日期：2000-04-28, http://www.100md.com
单位：崔蕴霞(中山医科大学卫生部辅助循环重点实验室， 广东 广州 510089)；肖锦(华南理工大学， 广东 广州 510614)；陈群(华南理工大学， 广东 广州 510614)；郑振声(中山医科大学卫生部辅助循环重点实验室， 广东 广州 510089)
关键词：3,3,4′-三氯均二苯脲*；2,2,4′-三氯-2′-羟基二苯醚*；废水处理
00zk14
摘 要：【目的】 针对化妆品厂排放含3,3,4′-三氯均二苯脲(TCC)/ 2,2,4′-三氯-2′-羟基二苯醚(TCS)的废水，研究了长时间接触TCC/TCS对废水生物处理系统生化反应能力的影响。【方法】 动态接触TCC/TCS后，采用三苯基四唑氮法测定脱氢酶活性。【结果】 最初接触TCC/TCS，生物活性明显的被抑制，生化反应能力显著降低；接触质量浓度为10 mg/L TCC/TCS 1周后，酶活力降低20个活性单位；停留时间8 h内重铬酸钾法化学需氧量(CODcr)去除率降低8%，直链烷基苯磺酸酯(LAS)的去除率降低10%；驯化3～4周后，CODcr、LAS去除率仅降低3%。【结论】 随驯化时间增加，酶活力不再有显著降低，这表明环境中的自然微生物对TCC/TCS可以产生一定的耐药性。
, 百拇医药
中图分类号： R994.6 文献标识码： A
文章编号： 1000-257X(2000)04S0-0050-03
The Influence of TCC/TCS to Biochemistry Reactive Capacity
of Wastewater Biotreatment System
CUI Yun-xia， ZHENG Zhen-sheng
( Key Laboratory on Assistant Circulation Ministry of Health, Sun Yat-sen University of Medical Sciences, Guangzhou 510089, China)
, 百拇医药
XIAO Jin， CHEN Qun
(South China University of Technology, Guangzhou 510641, China)
Abstract：【Objective】 To treat the trichlorocarbanilide (TCC)/ tricholor-hydroxyldiphenyl (TCS) containing effluent discharged by cosmetics plant, the study of TCC/TCS effects to the biochemistry reaction capacity of biotreatment system was carried out. 【Methods】 After dynamic exposed, dehydrogenase activity is detected by triphenyl telrazolium chloride method (TTCM). 【Results】 In the early contaction, biological activity was inhibitied, biochemical reaction capacity significantly decreased. After exposed for a week, enzyme activity reduced by 20 activity units. Under the condition of optimum residence time 8 h, the removal rates of CODcr, LAS were determined, which reduced about 8%, 10% respectively. After exposed to ρ(TCC/TCS)=10 mg/L for three weeks, four weeks, the removal rates of CODcr, LAS reduced only about 3%. 【Conclusion】 With the increasing of exposing time, enzyme activity was not significantly decreased. It indicates microorganisms in the natural environment can produce somewhat endurance to TCC/TCS.
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Key words: trichlorocarbanilide; tricholor-2′-hydroxyldiphenyl; wastewater treatment
3,3,4′-三氯均二苯脲(TCC)/ 2,2,4′-三氯-2′-羟基二苯醚(TCS)的毒理学研究较为深入，但对此类废水处理方法和其对活性污泥的生理生化影响鲜有报道。本实验采用一套生化反应装置，观察TCC/TCS对系统中生物活性的影响，以确定长时间缓慢接触TCC/TCS后，生物处理系统的生化反应能力，为工厂的实际操作制订可行措施。
1 材料和方法
1.1 材 料
废水样取自广州P&G公司生产排放源水，水质为：重铬酸钾法化学需氧量(CODcr)2 500.0 mg/L、5日生化需氧量(BOD5)321.0 mg/L、pH 10.7、直链烷基苯磺酸酯(LAS)50.6 mg/L、TCC/TCS 12.0 mg/L。
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1.2 试验流程和装置
建立厌氧-好氧动态慢性接触装置，采用有机玻璃制成两个圆柱型的反应器，分别为厌氧柱和好氧柱。厌氧柱内径为15 cm，高115 cm, 柱内放入半软型填料，柱上每隔40 cm设一个取样口，便于检验分析。好氧柱内径为14 cm，长为106 cm，柱内放有同样的填料，柱上分设4个取样口，底部放置穿孔布气头。气源由小型空气压缩机(电磁1D kg-008型)供给，并经过气体流量计计量控制，气水在柱内形成逆流式接触。
1.3 试剂与仪器
三苯基四唑氮、直链烷基苯磺酸钠由日本进口上海生化试剂厂分装；752紫外光栅分光光度仪由上海分析仪器总厂生产；LC Module 1 Plus 高压液相色谱仪由Water公司生产。
1.4 测定方法
, 百拇医药 脱氢酶类能使被氧化有机物的氢原子活化并传递给受氢体，单位时间内脱氢酶活化氢的能力为它的酶活性，人为受氢体通常选用受氢后能够显色的物质。本实验采用氯化三苯基四唑氮(TTC)为受氢体，受氢后生成红色产物三苯基甲月 簪, 在485 nm处比色测定脱氢酶活性[1，2]；CODcr采用重铬酸钾法，LAS采用亚甲蓝分光光度法[3]；TCC/TCS 的测定[4]采用高压液相色谱，在265 nm处测量样品甲醇溶液的吸光度。
1.5 试验方法
污泥样为广州粪便无害化处理厂的厌氧污泥和好氧污泥；先用水稀释，过筛沉淀后分别从厌氧柱、好氧柱上部加入，并将厌氧柱顶部密封。先将废水进行混凝处理，转入调节池，均衡水质后，用尿素和磷酸二氢钠调配水质，使CODcr≤800 mg/L，C∶N∶P=100∶5∶1，pH=7.0，缓慢的将两柱注满水，流量控制在4 L/h。当厌氧柱、好氧柱内生物膜生长良好，系统处于平衡稳定状态时，可开始加入配制的含TCC/TCS综合废水(CODcr≤800 mg/L)，质量浓度分别为5、10、20、25、50 mg/L。
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2 结 果
2.1 TCC/TCS质量浓度对脱氢酶活性的影响
图1 不同质量浓度TCC/TCS对脱氢酶活性的影响
Fig.1 The effect of various TCC/TCS mass concentration
to dehydrogenase activity
1.Anareobe； 2. Aerobe
图1可见，TCC/TCS质量浓度增加1倍，脱氢酶活性分别降低20和16 μg/(mg.min-1)，随着抑菌剂浓度增加和接触时间的延长，酶活的降低值明显减少，厌氧柱内的酶活性略有回升，表现出厌氧菌的变化比较显著，这与急性毒性测试结果相一致[5]。
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2.2 不同停留时间、不同质量浓度TCC/TCS对CODcr和LAS去除率的影响
图2、图3可见，在试验所取的TCC/TCS浓度范围内，无论TCC/TCS的接触浓度和接触时间如何变化，CODcr、LAS的去除率与停留时间的关系在2～8 h之间总呈直线关系。8 h以后去除率的增加不明显，因此，厌氧池以8 h为最适停留时间。
图2 不同停留时间、不同质量浓度对
废水CODcr去除率的影响
Fig.2 Effect of various residence time to the removal
, http://www.100md.com rate of CODcr for different mass concentration
1. No exposed TCC/TCS； 2. 10 mg/L TCC/TCS
3. 20 mg/L TCC/TCS； 4. 25 mg/L TCC/TCS
图3 不同停留时间、不同质量浓度对废水LAS去除率的影响
Fig.3 Effect of various residence time to the removal
rate of LAS for different mass concentration
, 百拇医药
1. No exposed TCC/TCS； 2. 10 mg/L TCC/TCS
e3. 20 mg/L TCC/TCS； 4. 25 mg/L TCC/TCS
当厌氧反应器中未接触TCC/TCS时，厌氧柱中的CODcr和LAS去除率随水力停留时间的增加呈直线增加，CODcr去除率39.8%，LAS去除率为52.6%。加入TCC/TCS后CODcr、LAS去除率有较明显的下降。以最适停留时间进行观察，接触初始阶段，细菌对TCC/TCS的抑菌作用较为敏感，这主要因为TCC/TCS破坏厌氧菌的细胞壁，致使厌氧菌的生物活性减弱，机体的酶类及其生化反应能力相对减弱，细菌的代谢及有机物分解能力受到影响，从而使CODcr、LAS的去除率降低。
2.3 生化处理阶段BOD5的变化及TCC/TCS对BOD5/CODcr值的影响
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表1可见，未含TCC/TCS的废水经厌氧处理后ρ(BOD5)/ρ(CODcr)值由0.503变为0.832，废水的可生化性明显提高，TCC/TCS的废水经生化处理以后ρ(BOD5)/ρ(CODcr)值降低为0.665，废水可生化性相对降低。随着接触时间的延长ρ(BOD5)/ρ(CODcr)值回升为0.690。这一结果表明经TCC/TCS接触驯化后，ρ(BOD5)/ρ(CODcr)值有所回升，厌氧微生物活性有所恢复。
表1 生化处理各阶段的出水BOD5值
Table 1 The BOD5 of various phases by biotreatment
No TCC/TCS
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10 mg.L-1 TCC/TCS
20 mg.L-1 TCC/TCS
In flow
Anaerobe
column
out flow
Aerobe
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Anaerobe
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Aerobe
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In flow
Anaerobe
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Aerobe
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ρ(CODcr) / (mg*L-1)
637.60
336.60
100.80
864.00
570.00
138.20
736.00
519.00
110.40
ρ(BOD5) / (mg*L-1)
, 百拇医药
321.90
281.40
16.67
426.28
380.32
30.37
365.38
358.05
28.60
ρ(BOD5) / ρ(CODcr)
0.503
0.832
, 百拇医药
-
0.493
0.665
-
0.496
0.690
-
3 讨 论
长时间接触TCC/TCS的观察结果表明，TCC/TCS对系统中微生物的作用是双向性的：一方面TCC/TCS作用于细菌细胞壁抑制或杀灭细菌，从而导致系统内生物活性降低，CODcr、LAS的去除率显著下降，短时间内降低20%；另一方面，微生物在低质量浓度TCC/TCS的环境下，经过长时间的TCC/TCS驯化，进行几代生长繁殖，受低质量浓度TCC/TCS诱导发生遗传、变异，产生一定的诱导酶或杀灭细菌，从而导致系统内生物活性降时间内降低20%；另一方面，微生物在低质量浓度TCC/TCS的环境下，经过长时间的TCC/TCS驯化，进行几代生长繁殖，受低质量浓度TCC/TCS诱导发生遗传、变异，产生一定的诱导酶，使微生物的活力有所恢复，同时各种酶类的活力也有所恢复。这表明环境中的自然微生物对TCC/TCS可以产生一定的耐药性，其耐药机理有待进一步研究。
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基金项目：广州P&G公司科研基金资助项目
作者简介：崔蕴霞(1964-)，女，河南郑州人， 博士， 副研究员.
参考文献：
[1] 许晓路，叶兆杰. 半导体材料生产排放污染物对活性污泥酶活性的影响[J]，环境科学，1991，12(5)：17.
[2] 许晓路，申秀英，蒋锦青. 活性污泥系统中酶研究进展[J]. 环境科学,1990, 11(6)：54.
[3] 奚旦立. 刘秀英. 环境监测[M]. 上海：高等教育出版社，1995.
[4] 崔蕴霞，肖 锦，陈 群. TCC&TCS对废水生物处理系统中微生物的急性毒性研究[J].上海环境科学，1997，16(8)：31.
[5] 崔蕴霞，肖 锦，陈 群. TCC&TCS对废水生物处理系统中微生物的抑制作用研究[J].上海环境科学，1998，17(4)：25.
收稿日期：2000-04-28, http://www.100md.com