反应时间为120h不同质量浓度的2,4-二叔丁基苯酚与所对应的相对产甲烷活性拟合Logistic模型曲线如图4所示。
图4反应120h厌氧微生物的相对活性
该曲线对应拟合方程为:RA=203.81/〔1+(C/303.71)0.62〕-83.36,R2=0.956。由此方程可以确定第5天相对产甲烷活性分别为95%、75%、40%时,2,4-二叔丁基苯酚的相对抑制质量浓度分别为13.14、40.56、152.41mg/L。可以得出:当2,4-二叔丁基苯酚质量浓度<13.14mg/L,对厌氧微生物基本没有抑制作用;当其质量浓度为13.14~40.56mg/L时产生轻度抑制;当质量浓度为40.56~152.41mg/L时产生中度抑制;质量浓度>152.41mg/L时产生重度抑制。
2.2好氧毒性实验结果与分析
2,4-二叔丁基苯酚质量浓度分别为30、60、90、120、150、250mg/L时,对活性污泥的抑制效应见图5。由图5中呼吸速率曲线可以看出2,4-二叔丁基苯酚的加入使得活性污泥微生物的呼吸速率降低,且呼吸速率随着2,4-二叔丁基苯酚质量浓度的增加逐渐减弱,由此可见2,4-二叔丁基苯酚对活性污泥微生物具有一定的生物毒性。
图52,4-二叔丁基苯酚对好氧活性污泥的抑制效应
不同质量浓度的2,4-二叔丁基苯酚对活性污泥微生物的抑制率拟合曲线见图5,曲线拟合方程为Rin=-88.18/〔1+(C/37.55)0.96〕+88.23,R2=0.992,由此方程计算出2,4-二叔丁基苯酚的EC50为49.61mg/L。
当2,4-二叔丁基苯酚质量浓度为10mg/L时对活性污泥微生物的抑制率接近20%,说明2,4-二叔丁基苯酚对好氧污泥微生物的抑制作用比较显著;当2,4-二叔丁基苯酚为10~60mg/L时,其对活性污泥的抑制率呈直线上升;当2,4-二叔丁基苯酚增加到90mg/L后,其对活性污泥的抑制率逐渐趋于平缓,此后其继续增加至120~250mg/L,对活性污泥的抑制率基本稳定在75%左右。
2.3厌氧和好氧毒性的比较
2,4-二叔丁基苯酚对厌氧污泥和好氧活性污泥微生物的毒性大小不同,为便于比较两者的毒性作用强度,将不同质量浓度2,4-二叔丁基苯酚的厌氧和好氧抑制率绘制成图6。
图62,4-二叔丁基苯酚的厌氧与好氧抑制效应
从图6可以看出2,4-二叔丁基苯酚质量浓度在0~250mg/L范围内时,其对好氧微生物的毒性大于厌氧微生物的毒性,质量浓度超过250mg/L后,厌氧毒性开始逐渐高于好氧毒性。
3结论
(1)当2,4-二叔丁基苯酚<13.14mg/L时,对厌氧微生物无抑制作用;13.14~40.56mg/L时为轻度抑制;40.56~152.41mg/L时为中度抑制;>152.41mg/L时为重度抑制。
(2)2,4-二叔丁基苯酚对好氧微生物的半数抑制浓度(EC50)为49.24mg/L。
(3)2,4-二叔丁基苯酚质量浓度为<250mg/L时,好氧毒性大于厌氧毒性,质量浓度>250mg/L时,厌氧毒性高于好氧毒性。
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