7.5. Ủ chai và đo áp suất

Chuyển chai vào tủ ủ ổn nhiệt (5.12) duy trì ở 35 °C ± 1 °C. Sau khoảng 1 h, cân bằng áp suất trong chai với áp suất khí quyển bằng cách lần lượt xuyên kim xyranh gắn với máy đo áp suất (5.10) qua gioăng của mỗi chai, mở van đến khi máy đo áp suất đọc “không”, và cuối cùng đóng van. Tốt nhất nên xuyên kim tạo góc khoảng 45° để ngăn khí thoát ra từ chai.

Nếu ủ chai không có phương tiện lắc (xem 5.12), thì lắc chai đều đặn hai lần mỗi ngày trong toàn bộ thời gian ủ để cân bằng hệ thống, úp ngược chai có thể giúp ngăn ngừa việc thất thoát khí sinh học qua đệm nắp. Tuy nhiên, úp ngược không thích hợp trong trường hợp chất không tan có thể dính chặt vào đáy của chai.

Khi chai đạt tới nhiệt độ 35 °C ± 1 °C, đo và ghi lại pH của dịch chứa của 2 trong số 4 chai thiết lập cho mục đích này và thải bỏ dịch chứa đi. Tiếp tục ủ và những chai còn lại trong tối. Trong vòng 48 h đến 72 h, đo và ghi lại áp suất trong chai hai lần một ngày bằng cách xuyên kim của máy đo áp suất lần lượt qua gioăng của từng chai. Để máy đọc áp suất đến ổn định, ghi lại kết quả. Sau đó mở van thông Khí. Đóng van khi áp suất đọc giá trị là “không”.

Nếu chỉ số áp suất có giá trị âm, không mở van. Đôi khi hơi nước tích tụ trong kim xyranh và ống dẫn. Việc tích tụ của hơi nước được chỉ thị bằng chỉ số áp suất hơi âm. Trong trường hợp này loại bỏ kim, lắc ống dẫn, làm khô bằng giấy và lắp một kim mới.

Từ thời gian cân bằng áp suất đầu tiên, ghi thời gian là “0”, tiếp tục thử, thường là 48 h.

7.6. Đo pH

Đo pH của dịch chứa trong mỗi chai sau khi đo áp suất lần cuối.

8. Tính toán

...

...

...

(1)

Trong đó:

I là phần trăm ức chế;

p_t là áp suất khí sinh học tạo ra từ vật liệu thử trong thời gian đã chọn, tính bằng pascals (Pa);

p_c là áp suất khí sinh học tạo ra trong bình đối chứng ở cùng thời gian, tính bằng pascals (Pa);

Vẽ đồ thị biểu diễn phần trăm ức chế I dựa vào logarit của nồng độ khối lượng của vật liệu thử. Ước tính giá trị EC₅₀ (mg/l) bằng mắt hoặc bằng phân tích hồi quy.

Thể hiện nồng độ khối lượng của chất theo phần khối lượng (mg/g) của chất rắn khô tổng đôi khi trợ giúp tốt hơn cho mục đích so sánh. Để có được phần khối lượng này, chia nồng độ thể tích (mg/l) với nồng độ khối lượng của chất rắn bùn khô (g/l) (xem 4.2.1).

Tính phần trăm ức chế thu được từ nồng độ khối lượng đơn của chất chuẩn hoặc EC₅₀, nếu có đủ số lượng nồng độ khối lượng được điều tra nghiên cứu.

...

...

...

Chuyển đổi áp suất trung bình của khí sinh học tạo ra trong mẫu đối chứng sang thể tích bằng cách tham chiếu đường cong hiệu chuẩn của máy đo áp suất và từ đó tính sản lượng khí sinh học, tính bằng thể tích khí sinh ra trong 48 h từ 100 ml chất bùn không pha loãng ở phần khối lượng chất rắn từ 2 % đến 4 % hoặc nồng độ khối lượng là 20 g/l đến 40 g/l.

Trong phép thử nước thải, mức pha loãng thấp nhất không gây ảnh hưởng (giá trị LID), được quan sát trong phép thử, có thể được nêu như kết quả của phép thử. Xem Phụ lục C để biết thêm chi tiết.

9. Tiêu chí đánh giá xác nhận

Các giá trị từ phép thử liên phòng thí nghiệm (1999) cho thấy chất chuẩn 3,5-diclorophenol gây ra ức chế 50 % hoạt tính của vi khuẩn kỵ khí trong khoảng nồng độ khối lượng từ 32 mg/l đến 510 mg/l (trung bình 153 mg/l).

Thể tích khí sinh học tạo ra trong chai đối chứng vào giai đoạn cuối thay đổi từ 21 ml/g chất khô đến 149 ml/g chất khô (trung bình 72 mg/g). Không có mối liên hệ rõ ràng nào giữa thể tích khí sinh học tạo ra và giá trị EC₅₀ tương ứng. Chỉ số pH cuối cùng thay đổi trong khoảng 6,1 và 7,5.

Phép thử có giá trị khi sự ức chế lớn hơn 20 % thu được trong mẫu đối chứng chứa 150 mg/I 3,5-diclorophenol, có hơn 50 ml khí sinh học trên gram chất khô được tạo ra từ mẫu đối chứng và giá trị pH trong khoảng từ 6,2 đến 7,5 khi kết thúc phép thử.

10. Báo cáo thử nghiệm

Báo cáo thử nghiệm phải bao gồm các thông tin sau:

a) Viện dẫn tiêu chuẩn này;

...

...

...

c) Nguồn bùn kỵ khí đang phân hủy mạnh;

d) Nhiệt độ và khoảng nhiệt độ thử;

e) Hợp chất chuẩn và kết quả của sự ức chế (tại nồng độ khối lượng sử dụng hoặc EC₅₀);

f) Thể tích chất lỏng trong hệ thống phân hủy và phần trống của chai thử;

g) Nồng độ khối lượng của vật liệu thử và phương thức thêm chất;

h) Đặc tính tính năng cơ bản của phép đo khí sinh học và loại máy đo áp suất;

i) Tất cả số liệu được đo trong các chai đựng chất thử, đối chứng và chuẩn (ví dụ áp suất p tính bằng pascals)

j) Các kết quả của phép thử, đặc biệt là EC₅₀ (tính bằng mg/g của chất khô) và đường cong ức chế.

...

...

...

(Tham khảo)

Hiệu chuẩn máy đo áp suất

Máy đo phải được hiệu chuẩn tại các khoảng thời gian đều đặn. Số đọc áp suất có thể liên quan đến các thể tích khí sinh học qua một đường chuẩn được tạo ra khi bơm các thể tích khí đã biết ở nhiệt độ 35 °C ± 1 °C vào các chai huyết thanh có chứa lượng nước bằng với lượng hỗn hợp phản ứng, V_R.

- Phân phối V_R ml dung dịch nước vào năm chai huyết thanh, giữ ở 35 °C ± 1 °C. Gioăng các chai và đặt vào bể nước ổn nhiệt ở 35 °C trong 1 h để cân bằng nhiệt.

- Bật máy đo áp suất, để ổn định, và điều chỉnh về “không”.

- Xuyên kim xyranh qua gioăng của một trong số các chai, mở van cho đến khi máy đo áp suất chỉ “không” và đóng van.

- Lặp lại quy trình với các chai còn lại.

- Bơm 1 ml khí tại nhiệt độ 35 °C ± 1 °C vào mỗi chai. Xuyên kim xyranh (gắn với máy đo) xuyên qua gioăng của một trong các chai và để cho máy đo áp suất đến ổn định. Ghi lại áp suất, mở van đến khi áp suất đọc về “không” và sau đó đóng van.

- Lặp lại quy trình với các chai còn lại.

...

...

...

- Vẽ đường cong hiệu chuẩn của áp suất (Pa) theo thể tích khí được bơm V_b (ml). Phản hồi của máy đo là tuyến tính trong khoảng từ 0 Pa đến 70 000 Pa, và 0 ml đến 50 ml khí.

Phụ lục B

(Tham khảo)

Phép thử mẫu chất lỏng và bùn

B.1. Yêu cầu chung

Lấy các mẫu nước thải, bùn,.v.v... vừa thu được từ các nguồn. Tùy thuộc vào mục đích phép thử, lấy các mẫu ngẫu nhiên theo trọng số thời gian trong 24 h. Cần tiến hành thử nghiệm các mẫu càng sớm càng tốt, tốt nhất là ngay trong ngày lấy mẫu hoặc bảo quản đúng cách để giảm tối thiểu các thay đổi có thể xảy ra. Đối với phép thử không xử lý mẫu. Trong trường hợp mẫu có tính axit hoặc bazơ làm thay đổi đáng kể pH của chất cấy bùn nuôi ủ thì cần phải trung hòa (pH 7 ± 0,5) trước khi thử. Nếu cần, nêu rõ điều kiện trung hòa trong báo cáo thử. Mẫu có chứa chất thể huyền phù nên được thử mà không cần xử lý tiếp. Tuy nhiên, nếu mẫu chứa các hạt thô, cần phải lọc để loại bỏ các hạt.

Có thể phải có những thay đổi trong quy trình để thích ứng với khoảng độc tính rộng của các mẫu này. Đặc biệt, nồng độ khối lượng của chất cấy (bùn đang phân hủy) trong hỗn hợp phản ứng cuối có thể được giảm thấp, và thay vì thêm các chất nền tổng hợp có thể thêm bùn thô.

B.2. Mẫu chất lỏng

...

...

...

B.2.2. Cách khác chuẩn bị bùn (không phân hủy) từ nước thải trộn với bùn cống thô.

Trộn một thể tích thích hợp vật liệu thử với bùn cống thô lấy từ nhà máy xử lý chủ yếu là nước thải sinh hoạt. Tốt nhất là, tỷ lệ thể tích giữa vật liệu thử và bùn thô nên phản ánh tình huống thực tế. Nếu không có thông tin về điều kiện thực tế, nên chọn một vài tỷ lệ có thể có.

Để hỗn hợp lắng xuống, hút ra và thải bỏ một lượng chất hoạt động bề mặt lỏng phía trên bằng với lượng vật liệu thử đã thêm vào. Sử dụng bùn thô đã được cải tạo theo cách sau.

Bảng B.1 - Ví dụ về mẫu thử thể lỏng

Mẫu thử

Nước pha loãng đã loại ion

Bùn đang phân hủy

Dung dịch gốc dinh dưỡng^a

ml

...

...

...

ml

ml

0 (đối chứng)

50

50

2

1

49

50

...

...

...

5

45

50

2

10

40

50

2

20

...

...

...

50

2

50

0

50

2

^a Xem 4.2.2 - Canh dinh dưỡng, chiết nấm men và D-glucoza.

B.3. Mẫu bùn

Nếu không biết rõ thể tích bùn thử thải ra, sử dụng kiến thức này để chuẩn bị hỗn hợp phản ứng với bùn thô và bùn đang phân hủy trong các chai thử, theo tỷ lệ (các tỷ lệ) thường thấy trong thực tế. Ngoài ra, chuẩn bị các hỗn hợp với các tỷ lệ tùy ý theo quy trình trong 7.2.1.

...

...

...

Chuẩn bị hỗn hợp gồm bùn đang phân hủy và bùn thô chuẩn (từ nhà máy xử lý nước thải sinh hoạt) theo tỷ lệ 3:1 và thêm 80 ml vào tất cả các chai thử (xem Bảng B.2). Đóng chai và tiến hành như trong 7.4.

Nếu bùn thử chứa nhiều hợp chất dễ phân hủy, bùn nên được điều chỉnh có nồng độ khối lượng của chất rắn khô tổng số xấp xỉ bằng với bùn thô chuẩn, bằng cách để lắng hoặc ly tâm, hoặc pha loãng. Sơ đồ thêm các chất bùn này nên theo ví dụ trong Bảng B.3, ở đây thể tích tổng của bùn và bùn thử phải như nhau trong tất cả các chai, khác với trường hợp theo Bảng B.2.

Bảng B.2 - Ví dụ về mẫu bùn

Mẫu thử nghiệm

Nước pha loãng đã loại ion

Bùn^a đang phân hủy

Bùn thô chuẩn^a

ml

ml

...

...

...

ml

0 (đối chứng)

20

60

20

2

18

60

20

...

...

...

15

60

20

10

10

60

20

15

5

...

...

...

20

20

0

60

20

^a Theo cách khác, các chất bùn này có thể được trộn theo tỷ lệ 3:1 (bùn đang phân hủy: bùn thô) ngay trước khi sử dụng và phân chia thành các lượng 80 ml.

Bảng B.3 - Ví dụ thay thế về mẫu bùn chứa chất có nhiều chất phân hủy

Mẫu thử

Nước pha loãng đã loại ion

...

...

...

Bùn thô chuẩn^a

ml

ml

ml

ml

0 (đối chứng)

20

60

20

...

...

...

20

60

18

5

20

60

15

10

20

...

...

...

10

15

20

60

5

20

20

60

0

...

...

...

Phụ lục C

(Tham khảo)

Thể hiện kết quả trong các phép thử với nước thải

Trong phép thử nước thải, mức pha loãng thấp nhất không có hiệu ứng được tìm ra trong quá trình thử (giá trị LID) có thể được dùng để thay thế hoặc thêm vào cùng với giá trị EC. Giá trị LID là mức pha loãng thấp nhất không gây ảnh hưởng (nồng độ khối của nước thải cao nhất) thể hiện ở mức ức chế dưới 20 % trong phép thử. Việc xác định giá trị LID trong nhiều trường hợp là đủ cho mục đích kiểm soát nước thải tại các khoảng thời gian đều đặn. Nếu khoảng giá trị LID nhỏ, thì giá trị này thậm chí có thể được xác định trong các phép thử giới hạn với hai hoặc bốn mức pha loãng. Đánh giá ước lượng giá trị EC là thích hợp hơn để xác định tác động độc của các hợp chất trong các phép thử riêng lẻ.

THƯ MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] WOODS V., PAINTER H.A. and BATTERSBY N.S. A creening method for assessing the inhibition of the anaerobic gas production from sewage sludge. Eds. Steinberg, C. and Kettup, Proc. Int. Symp. om Ecotoxicology: Ecotoxilogical Relevance of Test Method. A. GSF Forschungszentrum, Neuherberg, Germany, 1992, pp. 117 - 132.

[2] ISO 5667-16:1998, Water quality - Sampling - Part 16: Guidance on biotesting of samples.

...

...

...

[4] TCVN 6625:2000 (ISO 11923:1997), Chất lượng nước. Xác định chất rắn lơ lửng bằng cách lọc qua cái lọc sợi thủy tinh.

Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 10807-1:2015 (ISO 13641-1:2003) về Chất lượng nước - Xác định sự ức chế quá trình tạo khí của vi khuẩn kỵ khí - Phần 1: Phép thử chung