GB/T 21796-2022 化学品 活性污泥呼吸抑制试验

　　ICS 13 . 300 CCS A 80

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 21796—2022代替 GB/T 21796—2008

　　化学品 活性污泥呼吸抑制试验

　　Chemicals—Activatedsludgerespirationinhibitiontest

　　2022-07-1 1 发布 2023-02-01 实施

　　国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会

　　

　　发

　　

　　布

　　GB/T 21796—2022

　　目 次

　　前言 Ⅰ

　　1 范围 1

　　2 规范性引用文件 1

　　3 术语和定义 1

　　4 受试物信息 1

　　5 试验原理 2

　　6 参比物质/参比物 2

　　7 试验方法 2

　　8 试验程序 5

　　9 质量保证与质量控制 8

　　10 数据与报告 8

　　附录 A(资料性) 活性污泥呼吸抑制试验装置示例 11

　　附录 B(资料性) 应用 BOD瓶的氧测量装置示例 12

　　附录 C(资料性) 抑制曲线示例 13

　　参考文献 14

　　GB/T 21796—2022

　　前 言

　　本文件按照 GB/T 1 . 1—2020《标准化工作导则 第 1 部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。

　　本文件代替 GB/T 21796—2008《化学品 活性污泥呼吸抑制试验》，与 GB/T 21796—2008 相比，除结构调整和编辑性改动外，主要技术变化如下：

　　— 更改了文件的适用范围(见第 1 章，2008 年版的第 1 章);

　　— 增加了“规范性引用文件”和“受试物信息”两章(见第 2 章、第 4 章);

　　— 更改了试验原理的内容(见第 5 章，2008 年版的 4 . 1) ;

　　— 更改了参比物的内容(见第 6 章，2008 年版的 4 . 2) ;

　　— 更改了试验方法和试验程序的内容(见第 7 章、第 8 章，2008 年版的第 5 章、第 6 章);

　　— 更改了质量保证与质量控制的部分内容(见第 9 章，2008 年版的第 7 章);

　　— 更改了数据与报告的内容(见第 10 章，2008 年版的第 8 章)。

　　请注意本文件的某些内容可能涉及专利。 本文件的发布机构不承担识别专利的责任。

　　本文件由全国危险化学品管理标准化技术委员会(SAC/TC 251)提出并归口 。

　　本文件起草单位：生态环境部固体废物与化学品管理技术中心、广东省微生物研究所、沈阳沈化院测试技术有限公司、上海市检测中心、厦门丰力扬科技有限公司、生态环境部南京环境科学研究所、中国检验检疫科学研究院、上海市环境科学研究院、陕西润正检测科技有限公司。

　　本文件主要起草人：刘纯新、韦洪莲、桑宇、曾国驱、窦从从、韩雪、陈晓倩、石利利、周丽丽、胡双庆、许丽红、汤保华。

　　本文件及其所代替文件的历次版本发布情况为：

　　— 2008 年首次发布为 GB/T 21796—2008 ;

　　— 本次为第一次修订。

　　Ⅰ

　　GB/T 21796—2022

　　化学品 活性污泥呼吸抑制试验

　　1 范围

　　本文件规定了化学品活性污泥呼吸抑制试验的受试物信息、试验原理、参比物质/参比物、试验方法、试验程序、质量保证与质量控制、数据与报告。

　　本文件适用于评价易溶于水、难溶于水、易吸附和具有挥发性的化学物质对生物法污水处理厂活性污泥中微生物的有机碳氧化过程、硝化作用的影响。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。 其中，注 日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件;不注 日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。

　　GB/T 21845 化学品 水溶解度试验

　　GB/T 21851 化学品 批平衡法检测 吸附/解吸附试验

　　GB/T 21852 化学品 分配系数(正辛醇-水) 高效液相色谱法试验

　　GB/T 21853 化学品 分配系数(正辛醇-水) 摇瓶法试验

　　GB/T 21855 化学品 与 pH 有关的水解作用试验

　　GB/T 22052 用液体蒸气压力计测定液体的蒸气压力 温度关系和初始分解温度的方法

　　GB/T 22228 工业用化学品 固体及液体的蒸气压在 10- 1 Pa 至 105 Pa 范围内的测定 静态法

　　GB/T 22229 工业用化学品 固体及液体的蒸气压在 10- 3 Pa 至 1 Pa 范围内的测定 蒸气压平

　　衡法

　　OECD化学品测试导则 No.104 蒸气压(Vapour Pressure)

　　OECD化学品测试导则 No . 316 化学品在水中的光转化(Phototransformation of Chemicals in Water)

　　3 术语和定义

　　下列术语和定义适用于本文件。

　　3.1

　　呼吸速率 respirationrate

　　单位时间内活性污泥或污水中好氧微生物消耗的氧气量。

　　注：通常以每小时每升活性污泥悬浮液或污水消耗的氧气的量[mg/(L · h)],或每小时每克活性污泥(干重)消耗的氧气的量[mg/(g · h)]表示。

　　3.2

　　无可观察效应浓度 noobservedeffectconcentration;NOEC

　　未观察到效应的受试物浓度。

　　4 受试物信息

　　4 . 1 受试物所需信息包括：

　　1

　　GB/T 21796—2022

　　a) 标识信息(通用名、化学名或 IUPAC名、CAS 号)，化学纯度;

　　b ) 水中溶解度(GB/T 21845) ;

　　c) 蒸气压(GB/T 22052、GB/T 22228、GB/T 22229 和 OECD 化学品测试导则 No. 104)和亨利常数;

　　d) 正辛醇-水分配系数(GB/T 21852 和 GB/T 21853) ;

　　e) 吸附系数(Kd , Kf 或 Koc , GB/ T 21851) ;

　　f) 水中的化学稳定性(水解性，GB/T 21855) ;

　　g) 水中的光稳定性(光解性，OECD化学品测试导则 No.316) ;

　　h ) 水中浓度的定量分析方法。

　　4 . 2 测定 4 . 1 中参数的温度应在试验报告中予以说明。

　　5 试验原理

　　受试物与活性污泥和模拟污水接触 3 h后，在一个插入氧电极的密闭测氧容器中测定呼吸速率，进而得出受试物对活性污泥呼吸抑制的 ECx (ECx 是指在给定的暴露期内与空白对照组相比，对 x%受试生物产生效应的浓度。例如，EC50是在暴露期结束时对暴露群体中 50%的个体在一个试验终点方面产

　　生影响的估算浓度)和/或无可观察效应浓度(NOEC) 。 在考虑真实的暴露场景时，宜采用较长的接触时间。 如果受试物迅速减少(例如通过水解等非生物降解，或者挥发)，可采用较短的暴露周期，例如

　　30 min。在暴露当天，应用适当的参比物检查每批活性污泥的敏感性。

　　通过测定 N-烯丙基硫脲(ATU,一种抑制硝化细菌将铵氧化成亚硝酸盐的专用抑制剂)存在和不存在时的呼吸速率，将微生物氧化有机碳的氧吸收抑制与微生物氧化铵的氧吸收抑制区分出来。 这种情况下，分别在加入和不加抑制剂 ATU 时，将含有受试物的试验组的耗氧速率与不含受试物的对照组的平均耗氧速率相比，计算呼吸速率的抑制百分率。

　　可通过测定不含活性污泥时，仅含有受试物、模拟污水和水的非生物对照组混合液的耗氧速率，检测非生物过程的耗氧作用。

　　6 参比物质/参比物

　　应定期用适当的参比物进行试验，来检查试验方法和试验条件的可靠性，并在暴露当天检查用作微生物接种物的每批活性污泥的敏感性。 宜用 3,5-二氯苯酚(3,5-DCP,一种已知的呼吸抑制剂，用于很多类型的抑制/毒性试验)作为参比物。 五水合硫酸铜也可用作总呼吸抑制的参比物。 N-甲苯胺可用作硝化作用的专用参比抑制剂。

　　7 试验方法

　　7 . 1 仪器设备及试剂

　　7 . 1 . 1 仪器设备

　　试验使用下列仪器设备：

　　a) 试验容器 — 例如，1 000 mL烧杯，盛装 500 mL试验混合液(见图 A.1)。

　　b ) 测定溶解氧浓度的容器和附件 — 匹配的氧电极;盛装试验混合液样品的无顶空密闭容器和记录仪(见图 A. 1) ;也可使用在瓶颈处加一个套管适配件来密封氧电极的 BOD瓶(见图 B. 1) 。为避免插入氧电极时液体溢流损失，宜先在套管中插入漏斗或玻璃管，或者使用瓶口外展的容

　　2

　　GB/T 21796—2022

　　器 。应使用磁力搅拌器或其他搅拌方法，例如 自搅拌电极。

　　c) 磁力搅拌器和包裹惰性材料的搅拌子。

　　d) 曝气装置：用压缩空气曝气，应用适当的过滤器去除空气中的灰尘和油分，通过含水的洗瓶加湿空气。容器内的混合液应用巴斯德(Pasteur)吸管或其他不吸附受试物的曝气头曝气。当加载烧瓶时，例如 2 000 mL容量，振荡器转速应在 150 r/min~250 r/min,保证活性污泥需氧量，同时避免受试物产生过多泡沫、挥发损失，或者曝气时难于被气流分散而被溅起。 典型的试验系统是一组连续曝气，按先后顺序设置(例如间隔 10 min~15 min)的烧杯，然后按同样顺序和时间间隔分析。 也可使用经过验证的能同步曝气和测定混合液耗氧速率的仪器。

　　e) pH 计。

　　f) 离心机：用于离心处理活性污泥，加速度为 10 000 m/s2 的台式离心机。

　　g) 实验室常用的其他设备和玻璃器皿。

　　7 . 1 . 2 试剂

　　整个试验过程使用分析纯试剂。

　　7 . 2 试验用水

　　除明确要求使用除氯自来水的步骤以外，应使用溶解性有机碳(DOC)含量低于 1 mg/L 的蒸馏水

　　或去离子水。

　　7 . 3 试验准备

　　7 . 3 . 1 模拟污水贮备液的配制

　　分别称取 16 g蛋白胨、11 g 牛肉膏、3 g 尿素、0. 7 g 氯化钠(NaCl)、0.4 g 二水合氯化钙(CaCl2 · 2H2 O)、0.2 g七水合硫酸镁(MgSO4 ·7H2 O)和 2.8 g无水磷酸氢二钾(K2 HPO4),用蒸馏水或去离子

　　水溶解，定容到 1 L,作为模拟污水贮备液。

　　此贮备液 pH 值应在 7.5±0.5 之间。如果配好的模拟污水贮备液不立即使用，应于 0 ℃ ~4 ℃、黑暗处储存，或者在不改变其成分的条件下储存，且不超过 7 d。

　　模拟污水贮备液各组分也可在储存前分别灭菌，或开始试验前再加入蛋白胨和肉膏。 使用前，模拟

　　污水贮备液应充分搅拌均匀，必要时调节 pH 值在 7.5±0.5 之间。

　　7 . 3 . 2 受试物贮备液的配制

　　对于易溶于水的受试物，应按溶解度配制成最大浓度的受试物贮备液(不应有析出)。如果受试物属于难溶于水的物质、不同水溶性组分的混合物和易吸附物质，应直接称量加入每个试验容器。 对于这类受试物，如果在加入活性污泥前，分析测定每个试验容器中溶解的受试物浓度，也可采用配制贮备液

　　的方式。如果配制水融合组分(WAFs) ,应分析测定试验容器中溶解的受试物浓度。不应使用有机溶

　　剂、分散剂/乳化剂来提高受试物溶解度。 当有足够的证据表明受试物在实验室条件下稳定，可在试验前一天配制，使用超声处理受试物贮备液或预先搅拌悬浮液过夜。

　　受试物可能会影响试验系统的 pH 值。预试验时，设置试验系列前，应测定受试物试验组混合液的pH 值，来确定正式试验前和正式试验当天是否需要调节 pH 值。如果需要，加入接种物前应中和受试

　　物的溶液/悬浮液。 中和可能会改变物质的化学性质，可依据试验 目 的，通过进一步的试验来评估未调

　　节 pH 值时受试物对活性污泥的影响。

　　对于挥发性受试物，由于暴露期内挥发损失(尤其是在空气曝气过程中)，导致测得的受试物毒性效应结果数值不稳定。 可通过对含有受试物的对照组混合液进行定量分析和改进曝气方式来解决。

　　3

　　GB/T 21796—2022

　　7 . 3 . 3 参比物溶液的配制

　　如果用 3 , 5-DCP 作参比物，将 3 , 5-DCP1. 00 g 溶于 1 000 mL 水中，配制溶液。可通过升高水温和/或超声来加速溶解。冷却到室温时定容。应保证参比物化学结构没有改变。应检查溶液的 pH 值，可用 NaOH 或 H2 SO4 调节 pH 值在 7.0~8.0 之间。

　　如果用五水合硫酸铜(易溶)作参比物，分别使用公比为 1.8 的三个浓度：55. 6 mg/L、100 mg/L 和180 mg/L。配制时，分别直接称量五水合硫酸铜 27.8 mg、50 mg、90 mg,加入到试验容器中(总体积500 mL)。用 234 mL 高压灭菌自来水溶解。当试验开始时，加入 16 mL模拟污水贮备液和 250 mL 活

　　性污泥悬浮液。

　　7 . 3 . 4 硝化作用抑制剂混合液的配制

　　应配制 2.32 g/L 的 ATU贮备液。将此贮备液 2.5 mL加入到终体积 500 mL 的接种混合液中，得到最终 ATU 浓度为 11.6 mg/L(10- 4 mol/L)的混合液。该浓度足以使含悬浮固体 1.5 g/L 的活性污泥的硝化作用 100%受到抑制。

　　7 . 3 . 5 非生物对照组的准备

　　还原性强的受试物可能有明显的非生物耗氧作用。 对于此类受试物，用非生物对照组来区分受试物的非生物耗氧作用和微生物呼吸作用。 试验组混合液中不加接种物配制成非生物对照组。 同样，测定试验暴露期内的实际浓度时，例如当使用难溶于水的受试物贮备液或不同水溶性组分的混合物溶液时，也应同时测无接种物的非生物对照组。 在一些特殊情况下，可用灭菌接种物(例如高压蒸汽灭菌或加入灭菌剂)配制非生物对照组。 有些物质只在反应的表面积足够大时才可能产生或消耗氧气。 用过氧化物试验，应注意这些方面。 用灭活的接种物提供足够的反应表面积。

　　7 . 3 . 6 接种物的准备

　　一般情况下，从主要处理生活污水的运行良好的污水处理厂的曝气池出 口或出 口 附近采集活性污

　　泥悬浮液。也可使用实验室内培养，悬浮固体浓度在 2 g/L~4 g/L 范围内的活性污泥悬浮液。应注意

　　不同污水处理厂的活性污泥可能具有不同的性质和敏感性。

　　采集活性污泥悬浮液后，应静置 5 min~15 min 去除粗糙颗粒，然后倒出上层较细固体或过筛(例如 1 mm2 筛)。也可用匀浆器将活性污泥匀浆约 15 s 或更长时间，但应注意长时间搅拌可能引起的剪

　　力和温度变化。

　　通常宜清洗活性污泥，例如内源呼吸速率低时。 活性污泥应首先离心一段时间以产生清澈上清液

　　和固体球(例如以 10 000 m/s2 加速度离心 10 min)。弃去上清液，在无氯自来水中搅动活性污泥再悬

　　浮，再次离心并弃去上层清洗水。 重复清洗和离心过程，测定已知体积的再悬浮活性污泥的干重。 通过去除液体进一步浓缩活性污泥或在无氯自来水中进一步稀释活性污泥，得到要求的浓度(悬浮固体浓度

　　为 3 g/L)。活性污泥悬浮液应在试验温度下持续曝气(例如气体流量为 2 L/min) ,尽可能在采集当天使用。如果不能当天使用，应用模拟污水(每升活性污泥悬浮液每天加入 50 mL 模拟污水)再培养2 d。

　　如果通过评价内源异养呼吸速率和硝化作用呼吸速率表明没有发生显著的活性改变，此活性污泥可用于试验，并且结果有效。

　　如果培养时产生泡沫，并且泡沫和其上黏附的活性污泥从曝气容器中逸出，将影响试验结果。 有时，泡沫仅发生于模拟污水存在时。 如果受试物是表面活性剂或含有表面活性剂，应预先控制起泡。 活性污泥固体从试验混合液中损失，将导致测得的呼吸速率数值偏低，这可能被误解为受到抑制的结果。此外，对表面活性剂溶液曝气将在泡沫层表面聚集表面活性剂;泡沫从试验系统的损失将降低暴露浓度 。可通过简单的机械方法曝气(例如用玻璃棒间歇手动搅拌/或摇动烧瓶)或通过加入无表面活性剂

　　4

　　GB/T 21796—2022

　　的硅乳化防泡剂控制起泡。 如果问题与模拟污水存在有关，应加入防泡剂(例如每升模拟污水加入

　　50 μL防泡剂)来改进模拟污水成分。如果起泡由受试物引起，应测定在最大试验浓度时需要加入防泡

　　剂的量，然后各个曝气容器应同样处理(包括没有泡沫产生的空白对照组和参比物对照组容器)。 防泡剂不应影响接种物，不应同受试物起反应。

　　7 . 4 试验条件

　　试验温度应保持在 20 ℃ ±2 ℃ 。

　　8 试验程序

　　8 . 1 试验组混合液

　　用水、模拟污水贮备液和受试物配制不同浓度的试验组(FT)混合液。调节 pH 值到 7.5±0.5;各容

　　器中混合液应用水和加入的活性污泥悬浮液稀释，达到相等的终体积，开始曝气。

　　8 . 2 参比物对照组混合液

　　用参比物(例如 3,5-DCP)代替受试物，以配制试验组混合液相同的方式配制参比物对照组(FR)混合液。

　　8 . 3 空白对照组

　　空白对照组(FB)应在试验暴露期开始和结束时在顺序间隔的试验容器中配制。 在使用可同步测定耗氧速率仪器的试验中，在每批同步分析中至少应包括两个空白对照组容器。 空白对照组容器中含相同体积的活性污泥悬浮液和模拟污水贮备液，但没有受试物或参比物。 应用水稀释到与试验组混合液和参比物对照组混合液相同的体积。

　　8 . 4 非生物对照组

　　必要时，例如已知或怀疑受试物还原性强，应配制非生物对照组(FA)混合液测定非生物耗氧。 该混合液应含有与试验组混合液等量的受试物、模拟污水贮备液和相同的总体积，但没有活性污泥。

　　8 . 5 一般程序和测定

　　试验组混合液、参比物对照组混合液及空白对照组和非生物对照组混合液在试验温度下培养，剧烈

　　曝气(气体流量在 0.5 L/min~1 L/min 之间)保持溶解氧浓度高于饱和值的 60%~70%,并使活性污

　　泥絮状物处于悬浮状态。 也可通过搅拌使活性污泥絮状物保持悬浮状态。 以接种物同最终混合液的其

　　他成分开始接触为培养开始。在按指定的暴露时间(通常为 3 h)培养结束时，取样到为此设计的测氧

　　容器(见图 B. 1)中，或在完全充满的 BOD 瓶中，测定溶解氧浓度的下降速率。 根据测定耗氧速率所用仪器的性能，选择培养开始的方式。 例如，如果只有一个氧电极，就逐个进行测定。 在这种情况下，用模拟污水贮备液配制试验所需的各个混合液，但不加接种物，所需的各份活性污泥应在各系列开始时加入

　　相应的每个容器中。每个容器以适宜的时间间隔(例如 10 min~15 min)顺序开始培养。使用由多个

　　探头组成的溶解氧测量系统便于进行多个容器同步测定，接种物可同时加入适当组数的容器里。

　　所有试验组、参比物对照组和空白对照组(非生物对照组除外)的混合液中，活性污泥悬浮固体浓度

　　为 1.5 g/L。3 h暴露期后测耗氧速率。适当时可另外进行 30 min暴露测试(见第 5 章)。

　　8 . 6 测定活性污泥的硝化作用潜力

　　为确定活性污泥是否发生硝化作用及硝化速率，应配制空白对照组(FB)混合液，并按 7 . 3 . 4 配制

　　5

　　GB/T 21796—2022

　　ATU 浓度为 11.6 mg/L(10- 4 mol/L)的硝化作用抑制剂混合液作为硝化作用抑制对照组(FN)。两种混合液应在 20 ℃ ±2 ℃曝气培养 3 h。然后测定耗氧速率并计算由于硝化作用导致的呼吸速率。

　　8 . 7 试验设计

　　8 . 7 . 1 确定浓度范围的预试验

　　需要确定正式试验的受试物浓度范围时，应进行预试验。 如果预试验中受试物没有引起呼吸抑制，

　　不进行正式试验，但预试验中的最高试验浓度应设置三个平行浓度(一般为 1 000 mg/L,但另有数据要

　　求的除外)。

　　预试验应至少设置 3 个受试物试验浓度，例如 10 mg/L、100 mg/L、1 000 mg/L,并设置空白对照

　　组 。需要时，至少在受试物最高浓度设置 3 个非生物对照组。 理想状况，受试物最低试验浓度不应影响耗氧。 如果耗氧速率和硝化作用速率相关，应计算耗氧速率和硝化作用速率;然后计算抑制百分率。 依

　　据试验目的，也可简化为测定限度浓度的毒性，例如 1 000 mg/L。如果在这个浓度没有发现统计上显

　　著的毒性效应，可不再进行更高或更低浓度的试验。 应注意难溶于水的物质、不同水溶性组分的混合物和具有吸附性的物质应直接称量加入试验容器。 此时，应用水代替受试物贮备液，补足预留的体积。

　　试验组和对照组的混合液配制示例见表 1 。

　　表 1 预试验混合液示例

　　项 目

　　加入各试验组容器中的量a

　　FT1

　　FT2

　　FT3~5

　　FB1~2

　　FA

　　混合液组分

　　受试物贮备液b(见 7 . 3 . 2)

　　mL

　　0.5

　　5

　　50

　　0

　　50

　　模拟污水贮备液(见 7 . 3 . 1)

　　mL

　　16

　　16

　　16

　　16

　　16

　　活性污泥悬浮液c(见 7 . 3 . 6)

　　mL

　　250

　　250

　　250

　　250

　　0

　　水(见 7 . 2) mL

　　233 .5

　　229

　　184

　　234

　　434

　　混合液总体积mL

　　500

　　500

　　500

　　500

　　500

　　混合液中浓度

　　试验悬浮液

　　mg/L

　　10

　　100

　　1 000

　　0

　　1 000

　　活性污泥(悬浮固体)

　　mg/L

　　1 500

　　1 500

　　1 500

　　1 500

　　0

　　a 参比物对照组(FR1 、FR2 、FR3)依同样的程序处理。

　　b 受试物贮备液初始浓度：10 g/L。

　　c 活性污泥悬浮液初始浓度(悬浮固体，SS) : 3 g/L。

　　6

　　GB/T 21796—2022

　　8 . 7 . 2 正式试验

　　8 . 7 . 2 . 1 总耗氧抑制

　　正式试验应在预试验得出的浓度范围内进行。 为得到 NOEC 和 EC狓(例如 EC50) ,在大部分情况下，按等比设 5 个浓度的受试物试验组，每个浓度设 5 个平行。 如果预试验中没有耗氧，正式试验不设置非生物对照组。 但如果预试验明显耗氧，那么正式试验的每个浓度的受试物处理组都应设置非生物对照组。 用参比物 3 , 5-DCP 检查活性污泥敏感性。 由于敏感性是有波动的，每个试验系列都应检查活

　　性污泥敏感性。任何情况下，开始 3 h 后(必要时延长的 30 min试验结束后)，从试验容器中取样，在测

　　氧容器中用氧电极测定耗氧速率。 由得到的数据计算各对照组和试验组混合液的单位活性污泥的呼吸速率以及抑制百分率。

　　8 . 7 . 2 . 2 异养作用呼吸和硝化作用呼吸抑制效应之间的区分

　　使用专用的硝化作用抑制剂 ATU 能直接评价受试物对异养呼吸的抑制效应。 从总耗氧速率(无ATU 时)中减去 ATU存在时的耗氧速率，计算出对硝化作用速率的影响。 按照 8 . 7 . 2 . 1 中对 NOEC或EC狓 的试验设计，准备两批试验混合液，在其中一批的每个容器中加入 ATU,使混合液中最终 ATU 浓

　　度为 11.6 mg/L,该浓度能完全抑制悬浮固体浓度为 3 000 mg/L 的活性污泥中的硝化作用。暴露期后

　　测耗氧速率，这些直接测得的值仅代表异养作用呼吸，这些值与对应的总呼吸速率的差代表硝化作用呼吸速率。 然后计算各自的抑制程度。

　　8 . 8 测定

　　曝气 30 min 和/或 3 h(暴露时间)后测量并记录。

　　暴露期后，从第一个曝气容器中取出的样品转移到测氧容器(见图 A. 1) 中，立即测定溶解氧浓度。如果使用多电极系统，可对各个容器进行同步测定。 首先校准氧电极使电极对氧浓度变化的响应延迟最短，在此基础上各个容器以同样速率进行磁力搅拌是保证有规律、可复现的氧测定的基本条件。 通常，一些氧电极的自搅拌探测系统可满足要求。 相邻两次测试间，应用水冲洗测氧容器。 或者，用样品充满配置磁力搅拌器的 BOD瓶(见图 B. 1) 。带套管适配件的氧电极插入瓶颈处，启动磁力搅拌器。 两

　　种情况下，都应持续测定溶解氧浓度并记录一段时间(通常 5 min~ 10 min) 或直到溶解氧浓度降到2 mg/L以下。如果需要更长暴露期后的测试，取出电极，将混合液返回到曝气容器，继续曝气和搅拌。

　　8 . 9 受试物浓度验证

　　对于有些试验目的，需要测定试验容器中受试物浓度。 如果贮备液是下述情况应注明：

　　a ) 难溶于水的物质;

　　b ) 由不同水溶性组分构成的混合物;

　　c) 受试物水溶性好，但是贮备液浓度接近最大水溶解度。

　　为描述暴露，应在接种前分析判断试验容器中受试物浓度。 由于事实上只有溶解的部分被转移到试验容器中，测得的浓度可能非常低。

　　为节约时间和费用，建议仅称量受试物直接加入试验容器中，依照起始称量的配制浓度进行后续计算 。可不区分受试物的溶解、不溶或吸附的部分，因为当化学品随废水进入污水处理厂时，所有这些溶解、不溶和吸附的部分在实际运行条件下都同时存在，可能随污水组成而变化。 本文件的 目 的是评估一个实际的无抑制浓度，不适用于详细研究受试物各部分对活性污泥微生物的抑制。 对于具有吸附性的受试物，也应直接称量加入试验容器;应使用硅烷化的容器，将吸附引起的损失降到最低。

　　7

　　GB/T 21796—2022

　　9 质量保证与质量控制

　　空白对照组(不含受试物或参比物)呼吸速率不应小于 20 mg/(g · h)。如果呼吸速率低于此值，应

　　用洗过的活性污泥或另一来源的活性污泥重做试验。 对照组各平行间的耗氧速率变异系数在正式试验

　　结束时不应大于 30%。

　　国际标准化组织(ISO) 在 2004 年组织的一个用生活污水活性污泥进行的国际间 比对试验中，

　　3,5-DCP对总呼吸抑制的 EC50处于 2 mg/L~25 mg/L之间，异养作用呼吸抑制的 EC50处于 5 mg/L~ 40 mg/L之间，硝化作用呼吸抑制的 EC50处于 0.1 mg/L~10 mg/L 之间。如果用 3 , 5-DCP 的参比物

　　对照组试验所得 EC50不在上述预计范围内，应用另一来源的活性污泥重做试验。 五水合硫酸铜对总呼

　　吸抑制的 EC50处于 53 mg/L~155 mg/L 之间。

　　10 数据与报告

　　10 . 1 数据处理

　　10 . 1 . 1 耗氧速率计算

　　耗氧速率用测定结果的平均值来计算，例如，由溶解氧浓度对时间曲线的线性关系部分计算。 溶解

　　氧浓度过高或过低都会影响耗氧速率，所以选溶解氧浓度在 2.0 mg/L~7.0 mg/L 之间的测定结果计

　　算 。 当严重抑制导致呼吸非常缓慢或者是某种活性污泥的呼吸非常旺盛时，浓度范围也可能低于

　　2.0 mg/L或高于 7.0 mg/L。如果耗氧速率曲线图中延伸的部分是直线，且通过 2.0 mg/L 或7.0 mg/L

　　这两个溶解氧浓度界限点时斜率没有改变，可接受该结果。 曲线图中的任何弯曲部分都表明测量系统正在趋于稳定或者耗氧速率正在发生变化，不能用来计算呼吸速率。 耗氧速率(R)可通过式(1)绘出的溶解氧衰减曲线图的线性部分内插或计算得到。

　　R =(Q1-Q2)/Δt × 60 …………………………( 1 )

　　式中：

　　R — 耗氧速率，单位为毫克每升小时[mg/(L · h)] ;

　　Q1 — 曲线线性部分起点处溶解氧浓度，单位为毫克每升(mg/L) ;

　　Q2 — 曲线线性部分终点处溶解氧浓度，单位为毫克每升(mg/L) ;

　　Δt — 曲线线性部分起点和终点处两次测量的时间间隔，单位为分(min)。

　　特定活性污泥的呼吸速率(RS)通过式(2)计算。

　　RS=R/SS …………………………( 2 )

　　式中：

　　RS — 特定活性污泥的呼吸速率，单位为毫克每升小时[mg/(L · h)] ;

　　SS— 试验混合液中悬浮固体的浓度，单位为克每升(g/L)。

　　10 . 1 . 2 硝化作用的呼吸速率计算

　　式(3)给出了总呼吸速率(RT)、硝化作用呼吸速率(RN)和异养作用呼吸速率(RH)之间的关系。

　　RN =RT -RH …………………………( 3 )

　　式中：

　　RN — 硝化作用呼吸速率，单位为毫克每升小时[mg/(L · h)] ;

　　RT — 总呼吸速率，即测得的空白对照组耗氧速率(未添加 ATU),单位为毫克每升小时[mg/(L ·h)];

　　RH — 异养作用呼吸速率，即测得的添加 ATU 的空 白对照组耗氧速率，单位为毫克每升小时

　　[mg/(L · h)]。

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　　GB/T 21796—2022

　　空白对照组的硝化作用呼吸速率(RNB)、空白对照组的总呼吸速率(RTB)、空白对照组的异养作用呼吸速率(RHB)、非生物对照组的总耗氧速率(RTA)、非生物对照组的异养作用耗氧速率(RHA)、受试物试验组的硝化作用呼吸速率(RNS)、受试物试验组的总呼吸速率(RTS)、受试物试验组的异养作用呼吸

　　速率(RHS)数值[mg/(g · h)]之间的关系是相符的。特定活性污泥的呼吸速率由式(4)、式(5)和式(6)

　　计算。

　　RNS=RN/SS ( 4 )

　　RTS=RT/SS ( 5 )

　　RHS=RH/SS ( 6 )

　　式中：

　　RNS — 受试物试验组的硝化作用呼吸速率，单位为毫克每克小时[mg/(g · h)] ;

　　RTS — 受试物试验组的总呼吸速率，单位为毫克每克小时[mg/(g · h)] ;

　　RHS — 受试物试验组的异养作用呼吸速率，单位为毫克每克小时[mg/(g · h)]。

　　如果在预试验中 RN 不显著[例如小于空白对照组总呼吸速率(RT)的 5%],可认为异养作用呼吸

　　速率等于总呼吸速率，且未发生硝化作用。 如果考虑该试验对异养作用和硝化作用的影响，应选择另一来源的活性污泥。 如果有证据表明在受试物的不同浓度下呼吸受到抑制，应进行正式试验。

　　10 . 1 . 3 抑制百分率的计算

　　在受试物的每个试验浓度下，受试物试验组的总呼吸的抑制百分率(IT)通过式(7)计算。

　　IT= [1-(RT-RTA)/RTB] × 100% …………………………( 7 )

　　式中：

　　IT — 受试物试验组的总呼吸抑制百分率，以百分数(%)表示;

　　RTA — 非生物对照组的总耗氧速率，单位为毫克每升小时[mg/(L · h)] ;

　　RTB — 空白对照组的总呼吸速率，单位为毫克每升小时[mg/(L · h)]。

　　同样，在受试物的每个试验浓度下，受试物试验组的异养作用呼吸的抑制百分率(IH)通过式(8)

　　计算。

　　IH= [1-(RH-RHA)/RHB] × 100% …………………………( 8 )

　　式中：

　　IH — 受试物试验组的异养作用呼吸抑制百分率，以百分数(%)表示;

　　RHA — 非生物对照组的异养作用耗氧速率，单位为毫克每升小时[mg/(L · h)] ;

　　RHB — 空白对照组的异养作用呼吸速率，单位为毫克每升小时[mg/(L · h)]。

　　最后，在受试物的每个试验浓度下，受试物试验组的硝化作用呼吸的抑制百分率(IN)通过式(9)

　　计算。

　　IN= [1-(RT-RH)/(RTB-RHB)] × 100% …………………………( 9 )

　　式中：

　　IN — 受试物试验组的硝化作用呼吸抑制百分率，以百分数(%)表示。

　　耗氧的抑制百分率应以受试物浓度(mg/L) 的对数作图(抑制曲线，见图 C. 1)。抑制曲线是以每3 h的曝气周期或者另外进行 30 min试验之后标绘的。从曲线中计算或内插得到耗氧速率被抑制 50% (EC50)时的受试物浓度。如果有适当的数据可用，可计算或内插得到 EC50的 95%置信限、曲线斜率、标

　　志抑制范围起点(例如 EC10或 EC20)和终点的值(例如 EC80或 EC90) 。

　　由于观察到的结果数值往往不稳定，许多情况下，可用数量级表示 EC50结果。例如：EC50 <1 mg/L、 1 mg/L1 000 mg/L等。

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　　GB/T 21796—2022

　　10 . 2 结果分析

　　10 . 2 . 1 ECx

　　用适当的统计方法(例如概率分析法、logistic 函数或 Weibull 函数、改进的 Spearman-Karber 法或简单的内插法)计算 EC狓 值及其低于和高于 95%置信限。通过在方程中插入一个相当于对照组平均狓%的值来得到 EC狓。采用各试验组的平均值(狓)进行回归分析，以计算 EC50或其他 EC狓 值。

　　10 . 2 . 2 NOEC评估

　　如果统计分析是为确定 NOEC,那么每一个试验容器(各个容器被认为是平行)都应进行数据统