含精对苯二甲酸废水的生物降解与毒性[外文翻译].doc

1、 1 本科毕业论文外文翻译 译文： 含精对苯二甲酸废水的生物降解与毒性 来源： Journal of Environmental Sciences,Vol.17,No.5,pp. 876-880,2005 Zhang Xu-xiang1， Wan Yu qiul， Cheng Shu peil， Sun Shi leil， Zhu Cheng junl， Li Wei xinl， Zhang xiao-chun2， Wang Gui lin2， Lu Jian-hua2， Luo xiang2， Gu Ji dong3 (1 The State Key Laboratory of Pollut

2、ion Control and Resource Reuse， School of Environment，Nanjing University， Nanjing 210093， China E mail： chengspnju edu cn； 2 Yangtze Petrochemical Corporation,Nanjing 210048， China； 3 Department of Ecology and Biodiversity，The University 0f Hong Kong， SAR， China) 摘要： 在 CASP 研究过程中，利用融合张力 NJYZ 试验研究得出了

3、用纯 PTA 的生物降解和毒性反应处理废水。废水中的 COD 是 1.09d-1，而废水中的 PTA 是0.29d-1。生物鉴定的结果，对软件 Ebis3 的计算说明半致死浓度是 48h-LC50,而对于化学 PTA，废水中的浓度却只有它的 1/10。至少含有五种甲苯盐酸污染物以及它们的毒性存在于废水中。纯化学 PTA 的毒性参数值还不能用于测量 PTA 废水的毒性。而对 NJYZ PTA 废水的毒性在下文中将仔细研究。 关键词 ：融合张力；精对苯二甲酸；废水；生物降解；毒性；软件 引言 很多科学家的研究报告指出纯化学的精对苯二甲酸具有剧烈毒性、亚急性毒性、慢性毒性与分子毒性 (Chen， 2

4、000； 200l； Qu， 2000； Hoshi， 1968； Chin，1981； Xiang， 1999； Wolkowski， 1982； Yuan， 1998； Hall， 1984； Barber， 1995；Qi， 2000； 2002； Shi， 2000； Zhang， 2001； Mever， 1984； Goncharova， 1988； Bartosiecz， 2000； Pemmic， 2000)。 其中只有有一位学者报告指出了精对苯二甲酸的毒性 (McBee， 1987； 1988)。纯化学 PTA的毒性浓度或者剂量高达 1000mg/L，或许接近有机体的 5%。

5、这同时也造成了一个错误的结论， PTA废水的毒性还没有必要研究。但是在 PTA废水中至少存在五种以上的甲苯盐酸污质，包括对苯二甲酸、苯二甲酸、苯甲酸、羧基苯甲酸和对甲基苯甲酸等等。五种甲苯酸盐的COD浓度占了废水浓度的 70%以上（ Kleerebezem， 1997； Cheng， 1997）。因此，2 PTA废水毒性反应与纯化学 PTA是截然不同的。 此论文阐述了在 30天试验中取得的 NJYZ PTA废水生物降解和毒性的结果。整个过程研究是从 2003年 11月份到 2004年 7月份，从功能性 Fhhh到废水的处理。Fhhh因两种菌类的原生物体融合而构成，包括黄孢原毛平革菌和酿酒酵母菌

6、，还有一种原生细菌（杆状菌 Y21，于 NJYZ PTA废水净化结构中分离出来。）动力学和分子生物学的测试，使得 Fhhh获得了更强的降解性，更强的适应性，更高的絮凝作用与衍生稳定性。 (Zhong， 2000； YaIl， 2001； Tao， 2001； CARB， 2004；Chen， 2002； Zhu， 2004； Cheng， 2004)。 对纯化学 PTA，在毒性反应和它的有效浓度中建立了一个数学模型，它介于生物鉴定与废水中大型蚤 40h-LC50（半致死浓度）试验之间。然而，这个数学模型的建立，为环境生物技术学软件 3（ Ebis3）制定了计划（ CARB， 2003)。 Eb

7、is3用于预测 NJYZ 废水的毒性。结果显示， 40h-LC50大型蚤是 NJYZ PTA 废水中PTA 浓度的 10 倍。由此说明纯化学 PTA 的有效毒性参数值不能用于测量 PTA废水毒性。 在过去的 20年间 ，生物降解技术是仅存的 PTA废水处理研究最主要的方向。PTA 废水中， 70%以上的污质是甲苯酸盐化学物质，它们也成了加速生物降解速率的障碍物。缓慢的生物降解速率在更高的程度上增加了处理成本。为了寻找减少能量消耗的途径，厌氧分解技术近些年成了热点问题。但是厌氧降解速率却没有预计的快。而 PTA 废水的预先处理途径，物理学、化学，也增强了生物降解的速率。 (Han， 2002；

8、Park， 2003； Crepaldi， 2002)。 此研究的结果将明显地揭露 Fhhh在 PTA 废水生物降解过程中的潜在力量。污泥负荷，也就是 ，特定的降解速率（ SDR）是厌氧 /需氧菌株的 4-7 倍。这些数据说明， PTA 废水毒性与纯化学 PTA 是截然不同的。关于 NJYZ PTA 废水的毒性将在下文中详细说明。 1 材料与方法 1.1 出发菌株和培养基 在此研究中 Fhhh是来自我们研究小组的出发菌株，培养基来源于一般方法下培养的菌类。 (Zhong， 2000； CARB， 2004)。 1.2 PTA 废水的质量与工艺参数 3 表 1 表明了 NJYZ PTA 废水的质

9、量值与试验中的工艺参数值。 表 1：试验中 NJYZ PTA 废水的质量和净化参数值 注：每个值都是实验 平均三十天得出的； MLSS 就是混舍液悬浮固体。 1.3 测量方法 COD、 BODS、 MLSS、 TSS和大型蚤中 40h-LC50的测量都根据特定的标准方法 (APHA USA， 1992)，即 TN、 TP的测量根据中国 EPA出版的方法 (NEPAC， 2002)。TOC是用 TOC-5000，美国仪器进行测量的。五种甲苯盐酸污染物于 GC-MS进行分析。 (GC-6890， Agilent， USA)。 2 结果与讨论 2.1 试验中 PTA 废水处理的结果 表 2 说明了在

10、 2004 年 5 月 9 日至 2004 年 6 月 10 日，共三十 天的试验中，PTA 废水携带功能性菌株 FHHH 得到了结果。其他四个报告也于表 2 呈列，包括在最初的指定阶段， NJYZ PTA 废水的净化结构的检测结果。 (Xue， 1998)。 对 Fhhh，测试中 SLR值是 1.09KG COD(KGMLSS.D)表 2 中已显示，是其它学者研究报告数据的 4-7 倍。这也意味着 PTA 废水的降解，功能型菌株 Fhhh具有潜在力量。它的降解速率值是原生厌氧 /需氧菌株的 4-7 倍，对于使用原生菌株A/O 过程，用 Fhhh来处理 PTA 废水能增加 445%的降解速率，

11、减少 82%的能量消耗，节约 55%的工程费 用。 4 表二： PTA 废水处理 Fhhh菌株的结果与其他四份报告的比较 注：每个值都是平均 30 天的实验中获得的。 MLVSS=混合液内含的挥发性悬浮固体； A/O=厌氧 /氧化作用； UASB=升流式厌氧污泥层； CSAP=活性污泥载体 Fhhh中的 VLR 值是 1.91KG COD,比表 2 中的两种 UASB 菌株要低。这是因为生物量浓度要低。如果 FHHH MLSS 浓度能像 UASB菌株一样高，那 FHHH VLR 值也会是它们的 4-7 倍。相关的研究报告指出 Fhhh MLSS 浓度可达 6、9KG/M3，而 Fhhh VLR

12、值可达 7.52KG COD,也就是说据表 2 所列， FHHH VLR值可以是其它菌株的 3-11 倍。 Fhhh SLR 值与 NJYZ PTA 废水中存在的 PTA 的比例是 0.29KG（如表 2)，是 Kleerebezem研究数据 0.036d-1 的八倍，也是 Cheng研究数据 0.047d-1 的六倍。NJYZ PTA中 PTA浓度时 530mg/L,PTA/COD的比例相当于 1/1.4（ Fajardo， 1997），所以 530mgPTA/L等于 742mgCOD/L。 PTA-COD浓度占了 NJYZ PTA废水中 COD浓度 的 23%。 2.2 纯化学 PTA 以

13、及 PTA 废水的毒性 表 3说明了试验中 NJYZ PTA废水的五种甲苯盐酸的浓度与 GC-MS的测试。其中五种甲苯盐酸总的量浓度是 1344.5mg/L， 530mg/L 占了大约 39%。而五种甲苯盐酸的 COD浓度占了废水的 70%（超过 2268mg/L）， 742mg/L大概占了 33%。 5 表三：实验中， PTA 废水中五种甲苯酸盐浓度以及降解速率 注：每个值都通过十个例子获得。 纯化学 PTA 的毒性在表 4 中陈述。并且只有一个研究人员曾报道 PTA 废水的毒性并陈列于表 4PTA 废水中至少 含有五种甲苯盐酸污染物质， PTA、 PA、 BA、P-TOL和 4-CBA。事

14、实上，从 PTA 废水的毒性到有机体都应用于五种甲苯盐酸化合物的浓缩倍数与反应，这也不仅是对废水中的 PTA 浓度。 6 表四： PTA 纯化学与废水的毒性 注： T.wisconsinense=四链澡； LD50=半致死浓度； EC50=半中毒浓度； NAG=N-乙酰 -D-氨基葡萄糖苷酶； ALP=碱性磷酸酶； AST=天门冬氨酸转胺酶； 对于大型蚤 48h-LC50，纯化学 PTA 浓度值是 3165.2mg/L(表 5)。但大型蚤48h-LC50中 NJYZ PTA 废水的 62%。 PTA 浓度却只有 327.5mg/L，这也是从表五的生物测试中获得的。大型蚤中的纯化学 PTA 的

15、48h-LC50相当于废水中 PTA 的10 倍。由此说明，纯化学 PTA 的毒性参数不能表明 PTA 废水毒性。其它四种甲苯盐酸的毒性也是不能够被忽略的。 7 表五：纯化学 PTA 的浓度和废水中的五种甲苯酸盐 注： RA=繁殖率 PA 毒在 PTA 废水中是一个很好例子来解释其它的甲苯盐酸毒性除了 PTA。邻苯二甲酸二甲酯（ DMP）是工业化学中 PA 酯的一种，它大范围地在塑料制造商作为增塑剂使 用。单一的 DMP 不能成为塑料树脂，但可以转移到环境的处理与使用。（ Jonsson， 2003)从一定意义上来说，高标准的邻苯二甲酸盐和它的主要代谢物，单一的邻苯二甲酸盐，被识别，这是从美国

16、波多黎各的 41 位年龄小于8 岁的女孩，她们都是发育早熟的病人。识别的邻苯二甲酸盐归类于内分泌干扰物。已知的雌激素活性和抗雄性激素活动之间可能的结合，成了女性早熟的病因。（ Colon， 2000）同时 PA 酯和其它邻苯二甲酸盐酯也被怀疑是造成癌症和慢性肾脏炎的病因。因环境激素、雌激素性活动而众所周知， PA 酯干扰着生殖器官系统与生物的 正常发展。新的研究表明，邻苯二甲苯盐酸酯以及它们的生物降解产物，也就是所谓的单一的邻苯二甲酸盐，在过敏性呼吸道疾病中扮演了一个重要的角色。因此美国环境保护局视为邻苯二甲酸盐为重点污染物。 对生物来说， 100mg/L的 PA 可能是 LC50（半数致死量

17、浓度）或是 EC50（半数有效浓度）。废水的 PA 浓度是 95.8mg/L 接近于 100mg/L。所以 PA 的毒性不可能被忽略。 基于大型蚤在纯化学 PTA 的报告以及试验中 NJYZ PTA 废水 62%的 PTA 浓度。数学模型的建立用于编制环境生物技术学软件 Ebis3， Ebis3 用于预测 PTA废水毒性。表 5 是 NJYZ PTA 废水毒性的分析结果。 表 5 中，从大型蚤的试验中得到 NJYZ PTA 废水中 62%的 PTA 浓度是8 327.5mg/L。废水中 327.5mg/L值也是输入软件 Ebis3 的一个参数，以此计算其它毒性参数值。 PTA 纯化学是 316

18、5.2mg/L接近于废水 PTA 的 10 倍。 BA， P-TOL， 4-CBA，PA 和 PTA 的总浓度是 830.5mg/L，是 NJYZ PTA 废水的 62%。同时 PTA 废水中的浓度是 327.5mg/L（表 5），是 830.5mg/L的 39%。五种甲苯盐酸 830.5mg/L的浓度远远低于 PTA 纯化学的浓度 3165.2mg/L，这也意味着 NJYZ PTA 废水的五种甲苯盐酸是纯化学 PTA 的 3.8 倍。 原 NJYZ PTA 废水中存在的 PTA 浓度是 530mg/L（见表 3）。如果表 5 中纯化学 PTA 的毒性参数值用于判断原 NJYZ PTA 废水毒

19、性，那对 D.magna 和 G,carp larvae(幼虫 )来说废水不具有准确的毒性。原 NJYZ PTA 废水在试验中证明含有 8种毒性。表 5中也被软件 Ebis3计算。现有的是污水中存在的 PTA浓度是 63mg/L。这也意味 着 04 年 NJYZ的功能性菌株 Fhhh处理过程中有 7 种毒性消失了。但是污水中仍会存在减少 D.magna 生殖率 58%的毒性物质。 3 结论 在 NJYZ PTA 废水测试研究中，功能型菌株 Fhhh的 SAR 值是 1.09kg COD，是厌氧和需氧菌株的 4-7 倍。 相比于原生杆状菌的 NJYZ值， Fhhh的降解速率可达 445%以上，工

20、程费用减少了 55%，能量减少了 82%。 在 NJYZ PTA 废水中至少存在五种甲苯盐酸污染物，废水中 60%是大型蚤，而 PTA 是 327.5mg/L，是纯化学 PTA 浓度的 1/10。 试验中污染物的 PTA 是 63mg/L。一共有 7 种毒素被转移出来， Fhhh菌株以及它的两种特征，高效性和安全性在本文中阐述。 9 参考文献 1APHA.AWWA.and WPCF Standard methods for the examination of water and wastewater 1992 2Barber E D Subchronic 90 days oral toxic

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