本實(shí)用新型涉及一種檢測(cè)化學(xué)品生物降解性的裝置，具體涉及一種通過計(jì)算CO₂產(chǎn)生量來(lái)表征有機(jī)化學(xué)品快速生物降解性的試驗(yàn)裝置。

背景技術(shù)：

快速生物降解性是指受試物在限定時(shí)間內(nèi)與接種物接觸表現(xiàn)出的生物降解能力，是對(duì)化學(xué)品進(jìn)行危害性鑒別以及風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的重要指標(biāo)目前經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織(OECD)推出的經(jīng)典測(cè)試方法包括溶解性有機(jī)碳(DOC)消減試驗(yàn)(301A)，二氧化碳(CO₂)產(chǎn)生試驗(yàn)(301B)，改進(jìn)的MITI試驗(yàn)(I)(301C)，密閉瓶試驗(yàn)(301D)，改進(jìn)的OECD篩選試驗(yàn)(301E)和呼吸計(jì)量法試驗(yàn)(301F)。其中301A、301D與301E測(cè)試程序相對(duì)簡(jiǎn)便，DOC指標(biāo)有專門的TOC分析儀器測(cè)定；針對(duì)301C以及301F，國(guó)內(nèi)外均有較為成熟的氧呼吸測(cè)定儀以及其它配套設(shè)備，因此測(cè)試工作能較為順利開展，唯有301B，由于CO₂產(chǎn)生量以及系統(tǒng)氣密性的難以控制，到目前為止，人們無(wú)法采用一種有效和實(shí)用的測(cè)試裝置來(lái)通過測(cè)定28d二氧化碳產(chǎn)生量確定降解率。并且由于專業(yè)試驗(yàn)的特殊性，目前市場(chǎng)上也很少有完備的用于此種測(cè)試的儀器設(shè)備。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種針對(duì)化學(xué)品快速生物降解性測(cè)試(二氧化碳產(chǎn)生測(cè)定法)的檢測(cè)裝置，以便更好的評(píng)價(jià)化學(xué)品的快速生物降解。

為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下：

一種檢測(cè)化學(xué)品快速生物降解的裝置，它包括通氣單元、培養(yǎng)單元和檢測(cè)單元，所述三個(gè)單元整合于一個(gè)箱體中；所述通氣單元包括1個(gè)曝氣泵、1個(gè)氣體流量計(jì)、1個(gè)空氣凈氣瓶和2個(gè)二氧化碳吸收瓶，所述培養(yǎng)單元包括1個(gè)培養(yǎng)瓶和1個(gè)水浴鍋，所述檢測(cè)單元包括3個(gè)檢測(cè)瓶，所述曝氣泵和氣體流量計(jì)與空氣進(jìn)氣瓶入口相連，空氣進(jìn)氣瓶出口與2個(gè)二氧化碳吸收瓶依次連接，第二個(gè)二氧化碳吸收瓶的氣體出口與培養(yǎng)單元中的培養(yǎng)瓶相連，培養(yǎng)瓶置于水浴鍋中，進(jìn)行控溫；所述培養(yǎng)瓶的出口與檢測(cè)單元中的3個(gè)檢測(cè)瓶依次相連。

具體的，所述的裝置包括6個(gè)通氣單元、6個(gè)培養(yǎng)單元和6個(gè)檢測(cè)單元，6套裝置相互獨(dú)立?？煞謩e對(duì)每個(gè)培養(yǎng)單元輸入氣體，并進(jìn)行流量調(diào)控，經(jīng)水和堿液去除油類和二氧化碳的空氣，對(duì)培養(yǎng)瓶中的培養(yǎng)液通氣，吸收受試物生物降解中產(chǎn)生的二氧化碳。

具體的，所述的空氣凈氣瓶中裝有純水，所述二氧化碳吸收瓶中裝有堿液。

具體的，所述檢測(cè)瓶中裝有氫氧化鋇，受試物培養(yǎng)階段排放出的CO₂經(jīng)尾部的檢測(cè)瓶吸收二氧化碳，再進(jìn)行定量測(cè)定。

有益效果：

本實(shí)用新型裝置簡(jiǎn)便易行，可操作性強(qiáng)，可以同時(shí)進(jìn)行多組實(shí)驗(yàn)，有效提高工作效率。

本設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、連接管路簡(jiǎn)單、制造和維護(hù)方便。

本設(shè)備可用于水中溶解、難溶解、半揮發(fā)性和吸附性等類化學(xué)品的快速生物降解試驗(yàn)。

附圖說明

圖1：本實(shí)用新型涉及的一種檢測(cè)化學(xué)品快速生物降解的裝置主視圖；

圖2：本實(shí)用新型涉及的一種檢測(cè)化學(xué)品快速生物降解的裝置俯視圖；

圖3：本實(shí)用新型涉及的一種檢測(cè)化學(xué)品快速生物降解的裝置左視圖；

圖4：本實(shí)用新型涉及的一種檢測(cè)化學(xué)品快速生物降解的裝置氣路圖；

圖5：本實(shí)用新型涉及的一種檢測(cè)化學(xué)品快速生物降解的裝置中培養(yǎng)瓶、CO2吸收瓶與檢測(cè)瓶連接圖。

其中：1.電源開關(guān)；2.定時(shí)旋鈕；3.通氣泵電源開關(guān)；4.空氣流量計(jì)；5.氣閥；6.球閥；7.氣路管道；8.橡膠軟管；9.時(shí)控裝置；10.插座；11.通氣泵；12.250ml CO₂吸收瓶；13.250ml檢測(cè)瓶；14.2.5L培養(yǎng)瓶；

具體實(shí)施方式

以下通過實(shí)例對(duì)本實(shí)用新型技術(shù)方案進(jìn)一步詳細(xì)說明。

本具體實(shí)施例僅僅是對(duì)本實(shí)用新型的解釋，并不是對(duì)本實(shí)用新型的限制。本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易閱讀完說明書后可以對(duì)本實(shí)施例做出沒有創(chuàng)造性貢獻(xiàn)的修改，但只要在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍內(nèi)都受到專利法的保護(hù)。

實(shí)施例1：一種檢測(cè)化學(xué)品快速生物降解的裝置

一種檢測(cè)化學(xué)品快速生物降解的裝置，它包括通氣單元、培養(yǎng)單元和檢測(cè)單元，所述三個(gè)單元整合于一個(gè)箱體中；所述通氣單元包括1個(gè)曝氣泵、1個(gè)氣體流量計(jì)、1個(gè)空氣凈氣瓶和2個(gè)二氧化碳吸收瓶，所述培養(yǎng)單元包括1個(gè)培養(yǎng)瓶和1個(gè)水浴鍋，所述檢測(cè)單元包括3個(gè)檢測(cè)瓶，所述曝氣泵和氣體流量計(jì)與空氣進(jìn)氣瓶入口相連，空氣進(jìn)氣瓶出口與2個(gè)二氧化碳吸收瓶依次連接，第二個(gè)二氧化碳吸收瓶的氣體出口與培養(yǎng)單元中的培養(yǎng)瓶相連，培養(yǎng)瓶置于水浴鍋中，進(jìn)行控溫；所述培養(yǎng)瓶的出口與檢測(cè)單元中的3個(gè)檢測(cè)瓶依次相連。

所述的裝置包括6個(gè)通氣單元、6個(gè)培養(yǎng)單元和6個(gè)檢測(cè)單元，6套裝置相互獨(dú)立?？煞謩e對(duì)每個(gè)培養(yǎng)單元輸入氣體，并進(jìn)行流量調(diào)控，經(jīng)水和堿液去除油類和二氧化碳的空氣，對(duì)培養(yǎng)瓶中的培養(yǎng)液通氣，吸收受試物生物降解中產(chǎn)生的二氧化碳。

所述的空氣凈氣瓶中裝有純水，所述二氧化碳吸收瓶中裝有堿液。

所述檢測(cè)瓶中裝有氫氧化鋇，受試物培養(yǎng)階段排放出的CO₂經(jīng)尾部的檢測(cè)瓶吸收二氧化碳，再進(jìn)行定量測(cè)定。

實(shí)施例2：試驗(yàn)步驟與數(shù)據(jù)處理

活性污泥從南京市某生活污水處理廠采集至實(shí)驗(yàn)室后，用去離子水充分洗滌后再配制成濃度為4g(干重)/L的懸浮液作為接種物。

在22±2℃5環(huán)境中，將空氣通過1個(gè)裝有200mL純水，兩個(gè)裝有200mL 0.5mol/L氫氧化鈉溶液的CO₂吸收瓶，以30～100mL/min的流速通入空氣，以去除油類和二氧化碳。尾部連接3個(gè)裝有0.0125mol/L的氫氧化鋇檢測(cè)瓶。在2.5L的棕色的試驗(yàn)培養(yǎng)瓶中加入試驗(yàn)溶液，受試物濃度設(shè)定在10～20mg TOC/L。試驗(yàn)開始前，向6個(gè)培養(yǎng)瓶中分別加入無(wú)機(jī)培養(yǎng)基和接種物，通入脫二氧化碳的空氣24h。通氣后，向測(cè)試組中加入規(guī)定濃度的受試物，各培養(yǎng)瓶批次設(shè)置如下：包含受試物、接種物以及培養(yǎng)基的受試瓶；僅含接種物和培養(yǎng)基的空白對(duì)照以及含參比物、接種物和培養(yǎng)基的程序?qū)φ铡?/p>

試驗(yàn)開始后，各處理產(chǎn)生的二氧化碳與檢測(cè)瓶中的氫氧化鋇反應(yīng)，二氧化碳的產(chǎn)生量通過用0.05mol/L HCl滴定剩余的氫氧化鋇來(lái)確定。在測(cè)定CO₂產(chǎn)生量時(shí)，從裝置中拆出直接連接培養(yǎng)瓶的氫氧化鋇檢測(cè)瓶用于滴定，其余兩個(gè)檢測(cè)瓶順序前移連接至測(cè)試瓶，并在末端連接上一個(gè)新配制的氫氧化鋇檢測(cè)瓶，試驗(yàn)時(shí)間為28d。通過電位滴定儀測(cè)定二氧化碳產(chǎn)生量。

二氧化碳產(chǎn)生量通過檢測(cè)瓶中剩余的堿液量確定，當(dāng)采用0.0125mol/L的氫氧化鋇溶液作吸收液時(shí)，通過0.05mol/L的鹽酸滴定而確定二氧化碳產(chǎn)生量。(因此50mL鹽酸滴定100mL氫氧化鋇)。

由于產(chǎn)生的二氧化碳與氫氧化鋇反應(yīng)的摩爾比是1：1，鹽酸與氫氧化鋇反應(yīng)摩爾比是2：1，用鹽酸滴定吸收瓶中剩余的氫氧化鋇形成氯化鋇，已知二氧化碳的摩爾重量為44g，二氧化碳產(chǎn)生量通過公式1計(jì)算：

生物降解百分率通過公式2計(jì)算：

方法要求

(1)培養(yǎng)基無(wú)機(jī)碳含量小于5％，試驗(yàn)結(jié)束時(shí)，空白檢測(cè)瓶中CO₂的產(chǎn)生量不超過40mg/L。

(2)參比物14d的生物降解性達(dá)到60％。

(3)受試物的生物降解率平行試驗(yàn)結(jié)果的差值小于20％

實(shí)施例2：苯胺試驗(yàn)

由圖1所示，本實(shí)用新型的檢測(cè)化學(xué)品快速生物降解的裝置，包括一個(gè)箱體，內(nèi)部6個(gè)單元，可同時(shí)進(jìn)行6組樣品的測(cè)試。1、電源開關(guān)；2、定時(shí)旋鈕；3、通氣泵電源開關(guān)；4、空氣流量計(jì)；5、氣閥；6、球閥。每個(gè)單元與外部一組培養(yǎng)單元連接，放置控溫裝置內(nèi)，控溫裝置由水浴鍋組成。

如圖5所示，在長(zhǎng)管連接的3個(gè)250ml CO₂吸收瓶中裝入凈化液，為除去充入氣體中的二氧化碳和油類物質(zhì)，保證培養(yǎng)過程中沒有多余二氧化碳進(jìn)入，受試物為唯一有機(jī)碳源，不影響試驗(yàn)測(cè)試數(shù)據(jù)。短管連接的3個(gè)250ml檢測(cè)瓶中裝入檢測(cè)液(0.0125mol/L的氫氧化鋇溶液)，為吸收培養(yǎng)瓶中受試物釋放的二氧化碳。黑暗條件下，三組2.5L培養(yǎng)瓶中，分別加入無(wú)機(jī)培養(yǎng)基和接種物，再加入苯胺，使苯胺濃度為15.5mg TOC/L；空白對(duì)照試驗(yàn)三組培養(yǎng)瓶中僅加入無(wú)機(jī)培養(yǎng)基和接種物。

如圖3所示，打開氣閥，使去除二氧化碳的空氣通入培養(yǎng)瓶中，進(jìn)行培養(yǎng)。設(shè)定時(shí)間28天。定量測(cè)試反應(yīng)瓶中碳酸鋇沉淀含量，測(cè)定二氧化碳生產(chǎn)量，以確定苯胺降解率。

表1鹽酸滴定結(jié)果

表2生物降解率結(jié)果

試驗(yàn)結(jié)束時(shí)，空白對(duì)照中CO₂的累積產(chǎn)生量為小于40mg CO₂/L，苯胺(初始濃度15.5mg TOC/L)28d生物降解率為84.93％(>60％)，苯胺三次測(cè)定相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差小于1.83％，試驗(yàn)結(jié)果有效。

實(shí)施例3：苯甲酸鈉試驗(yàn)

如圖5所示，在長(zhǎng)管連接的3個(gè)250ml CO₂吸收瓶中裝入凈化液，為除去充入氣體中的二氧化碳和油類物質(zhì)，保證培養(yǎng)過程中沒有多余二氧化碳進(jìn)入，受試物為唯一有機(jī)碳源，不影響試驗(yàn)測(cè)試數(shù)據(jù)。短管連接的3個(gè)250ml檢測(cè)瓶中裝入檢測(cè)液(0.0125mol/L 的氫氧化鋇溶液)，為吸收培養(yǎng)瓶中受試物釋放的二氧化碳。黑暗條件下，將苯甲酸鈉15.5mg TOC/L分別放入三組2.5L培養(yǎng)瓶中，另加入培養(yǎng)基和國(guó)內(nèi)污水處理廠未經(jīng)馴化的活性污泥作為接種物，共三組；空白對(duì)照試驗(yàn)三組培養(yǎng)瓶中僅加入培養(yǎng)基和接種物。

如圖5所示，打開氣閥，使去除二氧化碳的空氣通入培養(yǎng)瓶中，進(jìn)行培養(yǎng)。設(shè)定時(shí)間28天。定量測(cè)試培養(yǎng)瓶中碳酸鋇沉淀含量，以確定降解率。

表3鹽酸滴定結(jié)果

表4生物降解率結(jié)果

試驗(yàn)結(jié)束時(shí)，空白對(duì)照中CO₂的累積產(chǎn)生量小于40mg CO₂/L，苯甲酸鈉(初始濃度15.5mg TOC/L)28d生物降解率為87.78％(>60％)，苯甲酸鈉三次測(cè)定相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差小于2.85％，試驗(yàn)結(jié)果有效。