一种检测化学品快速生物降解性的装置的制作方法

本实用新型涉及一种检测化学品生物降解性的装置，具体涉及一种通过计算CO₂产生量来表征有机化学品快速生物降解性的试验装置。

背景技术：

快速生物降解性是指受试物在限定时间内与接种物接触表现出的生物降解能力，是对化学品进行危害性鉴别以及风险评估的重要指标目前经济合作与发展组织(OECD)推出的经典测试方法包括溶解性有机碳(DOC)消减试验(301A)，二氧化碳(CO₂)产生试验(301B)，改进的MITI试验(I)(301C)，密闭瓶试验(301D)，改进的OECD筛选试验(301E)和呼吸计量法试验(301F)。其中301A、301D与301E测试程序相对简便，DOC指标有专门的TOC分析仪器测定；针对301C以及301F，国内外均有较为成熟的氧呼吸测定仪以及其它配套设备，因此测试工作能较为顺利开展，唯有301B，由于CO₂产生量以及系统气密性的难以控制，到目前为止，人们无法采用一种有效和实用的测试装置来通过测定28d二氧化碳产生量确定降解率。并且由于专业试验的特殊性，目前市场上也很少有完备的用于此种测试的仪器设备。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种针对化学品快速生物降解性测试(二氧化碳产生测定法)的检测装置，以便更好的评价化学品的快速生物降解。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案如下：

一种检测化学品快速生物降解的装置，它包括通气单元、培养单元和检测单元，所述三个单元整合于一个箱体中；所述通气单元包括1个曝气泵、1个气体流量计、1个空气净气瓶和2个二氧化碳吸收瓶，所述培养单元包括1个培养瓶和1个水浴锅，所述检测单元包括3个检测瓶，所述曝气泵和气体流量计与空气进气瓶入口相连，空气进气瓶出口与2个二氧化碳吸收瓶依次连接，第二个二氧化碳吸收瓶的气体出口与培养单元中的培养瓶相连，培养瓶置于水浴锅中，进行控温；所述培养瓶的出口与检测单元中的3个检测瓶依次相连。

具体的，所述的装置包括6个通气单元、6个培养单元和6个检测单元，6套装置相互独立。可分别对每个培养单元输入气体，并进行流量调控，经水和碱液去除油类和二氧化碳的空气，对培养瓶中的培养液通气，吸收受试物生物降解中产生的二氧化碳。

具体的，所述的空气净气瓶中装有纯水，所述二氧化碳吸收瓶中装有碱液。

具体的，所述检测瓶中装有氢氧化钡，受试物培养阶段排放出的CO₂经尾部的检测瓶吸收二氧化碳，再进行定量测定。

有益效果：

本实用新型装置简便易行，可操作性强，可以同时进行多组实验，有效提高工作效率。

本设备结构简单、连接管路简单、制造和维护方便。

本设备可用于水中溶解、难溶解、半挥发性和吸附性等类化学品的快速生物降解试验。

附图说明

图1：本实用新型涉及的一种检测化学品快速生物降解的装置主视图；

图2：本实用新型涉及的一种检测化学品快速生物降解的装置俯视图；

图3：本实用新型涉及的一种检测化学品快速生物降解的装置左视图；

图4：本实用新型涉及的一种检测化学品快速生物降解的装置气路图；

图5：本实用新型涉及的一种检测化学品快速生物降解的装置中培养瓶、CO2吸收瓶与检测瓶连接图。

其中：1.电源开关；2.定时旋钮；3.通气泵电源开关；4.空气流量计；5.气阀；6.球阀；7.气路管道；8.橡胶软管；9.时控装置；10.插座；11.通气泵；12.250ml CO₂吸收瓶；13.250ml检测瓶；14.2.5L培养瓶；

具体实施方式

以下通过实例对本实用新型技术方案进一步详细说明。

本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，并不是对本实用新型的限制。本领域的技术人员容易阅读完说明书后可以对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。

实施例1：一种检测化学品快速生物降解的装置

一种检测化学品快速生物降解的装置，它包括通气单元、培养单元和检测单元，所述三个单元整合于一个箱体中；所述通气单元包括1个曝气泵、1个气体流量计、1个空气净气瓶和2个二氧化碳吸收瓶，所述培养单元包括1个培养瓶和1个水浴锅，所述检测单元包括3个检测瓶，所述曝气泵和气体流量计与空气进气瓶入口相连，空气进气瓶出口与2个二氧化碳吸收瓶依次连接，第二个二氧化碳吸收瓶的气体出口与培养单元中的培养瓶相连，培养瓶置于水浴锅中，进行控温；所述培养瓶的出口与检测单元中的3个检测瓶依次相连。

所述的装置包括6个通气单元、6个培养单元和6个检测单元，6套装置相互独立。可分别对每个培养单元输入气体，并进行流量调控，经水和碱液去除油类和二氧化碳的空气，对培养瓶中的培养液通气，吸收受试物生物降解中产生的二氧化碳。

所述的空气净气瓶中装有纯水，所述二氧化碳吸收瓶中装有碱液。

所述检测瓶中装有氢氧化钡，受试物培养阶段排放出的CO₂经尾部的检测瓶吸收二氧化碳，再进行定量测定。

实施例2：试验步骤与数据处理

活性污泥从南京市某生活污水处理厂采集至实验室后，用去离子水充分洗涤后再配制成浓度为4g(干重)/L的悬浮液作为接种物。

在22±2℃5环境中，将空气通过1个装有200mL纯水，两个装有200mL 0.5mol/L氢氧化钠溶液的CO₂吸收瓶，以30～100mL/min的流速通入空气，以去除油类和二氧化碳。尾部连接3个装有0.0125mol/L的氢氧化钡检测瓶。在2.5L的棕色的试验培养瓶中加入试验溶液，受试物浓度设定在10～20mg TOC/L。试验开始前，向6个培养瓶中分别加入无机培养基和接种物，通入脱二氧化碳的空气24h。通气后，向测试组中加入规定浓度的受试物，各培养瓶批次设置如下：包含受试物、接种物以及培养基的受试瓶；仅含接种物和培养基的空白对照以及含参比物、接种物和培养基的程序对照。

试验开始后，各处理产生的二氧化碳与检测瓶中的氢氧化钡反应，二氧化碳的产生量通过用0.05mol/L HCl滴定剩余的氢氧化钡来确定。在测定CO₂产生量时，从装置中拆出直接连接培养瓶的氢氧化钡检测瓶用于滴定，其余两个检测瓶顺序前移连接至测试瓶，并在末端连接上一个新配制的氢氧化钡检测瓶，试验时间为28d。通过电位滴定仪测定二氧化碳产生量。

二氧化碳产生量通过检测瓶中剩余的碱液量确定，当采用0.0125mol/L的氢氧化钡溶液作吸收液时，通过0.05mol/L的盐酸滴定而确定二氧化碳产生量。(因此50mL盐酸滴定100mL氢氧化钡)。

由于产生的二氧化碳与氢氧化钡反应的摩尔比是1：1，盐酸与氢氧化钡反应摩尔比是2：1，用盐酸滴定吸收瓶中剩余的氢氧化钡形成氯化钡，已知二氧化碳的摩尔重量为44g，二氧化碳产生量通过公式1计算：

生物降解百分率通过公式2计算：

方法要求

(1)培养基无机碳含量小于5％，试验结束时，空白检测瓶中CO₂的产生量不超过40mg/L。

(2)参比物14d的生物降解性达到60％。

(3)受试物的生物降解率平行试验结果的差值小于20％

实施例2：苯胺试验

由图1所示，本实用新型的检测化学品快速生物降解的装置，包括一个箱体，内部6个单元，可同时进行6组样品的测试。1、电源开关；2、定时旋钮；3、通气泵电源开关；4、空气流量计；5、气阀；6、球阀。每个单元与外部一组培养单元连接，放置控温装置内，控温装置由水浴锅组成。

如图5所示，在长管连接的3个250ml CO₂吸收瓶中装入净化液，为除去充入气体中的二氧化碳和油类物质，保证培养过程中没有多余二氧化碳进入，受试物为唯一有机碳源，不影响试验测试数据。短管连接的3个250ml检测瓶中装入检测液(0.0125mol/L的氢氧化钡溶液)，为吸收培养瓶中受试物释放的二氧化碳。黑暗条件下，三组2.5L培养瓶中，分别加入无机培养基和接种物，再加入苯胺，使苯胺浓度为15.5mg TOC/L；空白对照试验三组培养瓶中仅加入无机培养基和接种物。

如图3所示，打开气阀，使去除二氧化碳的空气通入培养瓶中，进行培养。设定时间28天。定量测试反应瓶中碳酸钡沉淀含量，测定二氧化碳生产量，以确定苯胺降解率。

表1盐酸滴定结果

表2生物降解率结果

试验结束时，空白对照中CO₂的累积产生量为小于40mg CO₂/L，苯胺(初始浓度15.5mg TOC/L)28d生物降解率为84.93％(>60％)，苯胺三次测定相对标准偏差小于1.83％，试验结果有效。

实施例3：苯甲酸钠试验

如图5所示，在长管连接的3个250ml CO₂吸收瓶中装入净化液，为除去充入气体中的二氧化碳和油类物质，保证培养过程中没有多余二氧化碳进入，受试物为唯一有机碳源，不影响试验测试数据。短管连接的3个250ml检测瓶中装入检测液(0.0125mol/L 的氢氧化钡溶液)，为吸收培养瓶中受试物释放的二氧化碳。黑暗条件下，将苯甲酸钠15.5mg TOC/L分别放入三组2.5L培养瓶中，另加入培养基和国内污水处理厂未经驯化的活性污泥作为接种物，共三组；空白对照试验三组培养瓶中仅加入培养基和接种物。

如图5所示，打开气阀，使去除二氧化碳的空气通入培养瓶中，进行培养。设定时间28天。定量测试培养瓶中碳酸钡沉淀含量，以确定降解率。

表3盐酸滴定结果

表4生物降解率结果

试验结束时，空白对照中CO₂的累积产生量小于40mg CO₂/L，苯甲酸钠(初始浓度15.5mg TOC/L)28d生物降解率为87.78％(>60％)，苯甲酸钠三次测定相对标准偏差小于2.85％，试验结果有效。