ГОСТ Р 50595-93
Вещества поверхностно-активные. Метод определения биоразлагаемости в водной среде

ГОСТ Р 50595-93

ВЕЩЕСТВА ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНЫЕ

МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ БИОРАЗЛАГАЕМОСТИ В ВОДНОЙ СРЕДЕ

ГОССТАНДАРТ РОССИИ

Москва

Предисловие

1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Техническим комитетом ТК 193 'Кислоты жирные синтетические, высшие жирные спирты, поверхностно-активные вещества'

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕПостановлением Госстандарта России от 28.09.93 № 216

3. ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

СОДЕРЖАНИЕ

ВЕЩЕСТВА ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНЫЕ

Метод определения биоразлагаемости в водной среде

Дата введения 1995-01-01

1 ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

Настоящий стандарт распространяется на метод определения биоразлагаемости поверхностно-активных веществ (далее - ПАВ) и устанавливает условия, приемы и метод определения их биоразлагаемости как таковых, так и в составах бытовых и технических препаратов.

Стандарт распространяется на анионные, неионогенные, катионные (кроме четвертичных солей аммония) и амфолитные ПАВ, а также их композиции.

Стандарт не распространяется на методы оценки токсичности ПАВ по отношению к водным микроорганизмам.

Поверхностно-активные вещества при попадании в водную среду разлагаются с различной скоростью под воздействием физико-химических и биохимических факторов в зависимости от условий среды и вида ПАВ.

Метод позволяет устанавливать кинетические характеристики процессов биоразложения ПАВ в аэробных условиях в водной среде, а также ориентировочно-допустимый уровень содержания ПАВ в сточных водах, подаваемых в аэротенки.

Показатели биоразлагаемости ПАВ, определяемые по настоящему стандарту, учитываются при санкционировании ассортимента, объемов производства и применения ПАВ, а также при выборе условий и способов очистки сточных вод.

2 НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты и технические условия:

3 ОПРЕДЕЛЕНИЯ, ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ

Таблица 1

4 ПРИНЦИП МЕТОДА

Метод основан на определении способности молекул ПАВ подвергаться биоразложению в аэробных условиях биологических очистных сооружений и водных объектов.

Определение проводят с использованием двух аэротенков (контрольного и опытного) при режимах, моделирующих нормальные условия работы биологических очистных сооружений. При этом в контрольный аэротенк непрерывно подают синтетическую сточную воду, а в опытный (после завершения подготовительного периода) - синтетическую сточную воду с добавлением испытуемого ПАВ, концентрация которого постоянна на весь период опыта и равна половине критической концентрации мицеллообразования.

В качестве показателей биоразлагаемости приняты кинетические характеристики процесса биоразложения ПАВ, рассчитанные из кинетических кривых остаточного содержания ПАВ в очищенной сточной воде, поступающей из опытного аэротенка:

- тип кинетической зависимости процесса биоразложения;

- продолжительность индукционного периода;

- период полуразложения поверхностно-активного вещества адаптированным (или неадаптированным) илом.

5 СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ. ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА, РЕАКТИВЫ И МАТЕРИАЛЫ

Аэротенки объемом 6 дм и Б) или любой другой конструкции с известными характеристиками (рабочий объем, период аэрации).

Дозатор синтетической сточной воды любого типа, обеспечивающий ее непрерывную подачу в аэротенк с заданной скоростью, предпочтительно 1 дм³/ч.

Индикатор расхода воздуха ротаметрический типа РМА-1 по ГОСТ 13045.

Терморегулятор ТПК-М-5П.О.50.201 по ГОСТ 9871 (или любой другой аналогичного типа).

Натрий углекислый по ГОСТ 83, ч.

Натрий уксусно-кислый 3-водный по ГОСТ 199, ч.

Калий фосфорно-кислый однозамещенный по ГОСТ 4198, ч. д. а.

Аммоний фосфорно-кислый двузамещенный по ГОСТ 3772, ч. д. а.

Кальций хлористый технический по ГОСТ 450.

Магний серно-кислый 7-водный по ГОСТ 4523, ч. д. а.

Пептон сухой ферментативный по ГОСТ 13805.

Ил активный неадаптированный, культивированный на синтетической сточной воде, содержащей набор минеральных солей и пептон в концентрациях, приведенных в таблице 2, по режимам, указанным в 6.2.

Примечание - Допускается использовать в опытах активный ил из регенераторов городских сооружений биологической очистки. При этом он должен быть отмыт от взвешенных веществ и других посторонних примесей культивированием на синтетической сточной воде в течение не менее 20 сут.

6 ОПРЕДЕЛЕНИЕ БИОРАЗЛАГАЕМОСТИ ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ

Определение биоразлагаемости ПАВ включает следующие этапы;

- условия проведения определения;

- подготовка к определению;

- выполнение определения;

- обработка результатов определения.

6.1 Условиями определения биоразлагаемости являются:

- расход синтетической сточной воды, подаваемой в аэротенк, - 1 дм³/ч температурой (20±5) °С;

- расход воздуха ~ 2 дм³ /мин;

- концентрация поверхностно-активного вещества в синтетической сточной воде, подаваемой в аэротенк, постоянная и равная половине критической концентрации мицеллообразования.

6.2 Подготовка к определению включает следующие этапы:

- загрузку суспензии неадаптированного активного ила в контрольный и опытный аэротенки;

- подачу синтетической сточной воды (без ПАВ) в оба аэротенка;

- проверку режимов работы аэротенков;

- проверку надежности работы аэротенков (при освоении методики или обучении).

6.2.1. Загрузку суспензии неадаптированного активного ила в аэротенки проводят до концентрации (2,5 ±0,2) г/дм³ по сухому веществу, концентрацию ила корректируют по результатам ежедневных анализов, избыточный ил из аэротенков удаляют.

6.2.2. Синтетическую сточную воду готовят растворением минеральных солей и пептона в водопроводной дехлорированной воде. Состав приведен в таблице 2.

Таблица 2 Состав синтетической сточной воды

* В пересчете на безводные соли

6.2.3. Проверку режимов работы аэротенков осуществляют путем периодического отбора и анализа очищенной сточной воды и активного ила.

Значения показателей нормального режима работы аэротенка (при подаче синтетической сточной воды состава, соответствующего таблице 2) приведены в таблице 3, в графе 'Значения показателей контрольного аэротенка'.

6.2.4. Проверку надежности работы аэротенков проводят в период их освоения и при обучении методике определения биоразлагаемости, определяя биоразлагаемость ПАВ известного состава по описанной методике. Полученные при этом показатели биоразлагаемости должны соответствовать данным, представленным в таблице 4.

Таблица 3 - Показатели работы аэротенков

Примечание - Режим работы опытного аэротенка, в который подается синтетическая сточная вода с ПАВ, считается нарушенным, если его работа отличается от режима контрольного аэротенка хотя бы по одному из приведенных в таблице показателей

6.3 Выполнение определения биоразлагаемости

Определение биоразлагаемости ПАВ включает два этапа:

- введение в состав синтетической сточной воды, подаваемой в опытный аэротенк, испытуемого ПАВ;

- периодический отбор проб очищенной сточной воды и активного ила из опытного и контрольного аэротенка с последующим их анализом.

6.3.1 Определение проводят при постоянной концентрации ПАВ, равной половине критической концентрации мицеллообразования, значение которой должно быть указано в нормативном документе на испытуемое вещество или определено предварительно любым способом, например,из изотермы поверхностного натяжения водных растворов поверхностно-активного вещества по ГОСТ 29232.

Примечание - Для подавляющего большинства ПАВ критическая концентрация мицеллообразования совпадает с токсикологическим показателем - эффективной концентрацией (ЕС₁₀₀), при которой нарушается нормальное функционирование биоценоза активного ила. Поэтому определение показателей биоразлагаемости рекомендуется проводить при равных нагрузках по концентрации поверхностно-активного вещества обычно 0,5 ЕС₁₀₀ (0,5 критической концентрации мицеллобразования). В этих условиях токсическое влияние поверхностно-активных веществ на биоценоз активного ила находится на подпороговом уровне.

Таблица 4 - Поверхностно-активные вещества, используемые для проверки надежности работы аэротенков, и показатели их биоразлагаемости

Если же при концентрации, равной половине критической концентрации мицеллообразования, не достигается стационарный режим или обнаружится нарушение режимов работы аэротенка, то опыт прекращают, активный ил выливают, аэротенк заполняют новым неадаптированным активным илом, подготавливают его к работе в соответствии с 6.2 и повторно проводят определение показателей биоразлагаемости при концентрации испытуемого ПАВ меньше половины критической концентрации мицеллообразования. Об этом обязательно указывают в отчете.

6.3.2 Объекты анализа:

- очищенная сточная вода;

- суспензия активного ила.

6.3.3 Перечень анализируемых, показателей очищенной сточной воды, активного ила и состояния аэротенка приведен в таблице 5.

Отбор проб очищенной сточной воды и активного ила для анализов осуществляют через каждые (24±0,5) ч. Периодичность анализов приведена в таблице 5.

Расчет трех показателей биоразлагаемости ПАВ проводят по кинетическим зависимостям изменений остаточных концентраций ПАВ (ХПК) в очищенной сточной воде.

Таблица 5 - Форма таблицы, составленная по результатам анализов очищенной сточной воды и активного ила*

*Методы анализа – см. приложение Е

^**Массовую концентрацию ПАВ в синтетической сточной воде, подаваемой в аэротенк, указывают дополнительно для каждой серии опытов

^***Периодичность отбора проб и анализа очищенной сточной воды

6.4. Обработка результатов определения биоразлагаемости

Результатами определения биоразлагаемости являются показатели:

- тип кинетической зависимости процесса биоразложения;

- продолжительность индукционного периода;

- период полуразложения поверхностно-активного веществаадаптированным (или неадаптированным) активным илом.

6.4.1 Определение типа кинетической зависимости

Строят графические зависимости С_вых⁼f(t).

Типичные виды кинетических зависимостей .

Тип I - характерен для большинства ПАВ, биоразложение которых протекает с активацией процесса (рисунок 1а).

Тип II - частный случай типа I с продолжительностью индукционного периода более 25 сут (рисунок 1 б).

Тип III - характерен для некоторых ПАВ, процесс биоразложения которых протекает с самоингибированием (рисунок 1 в).

6.4.2 Определение продолжительности индукционного периода

По окончании тридцатисуточного эксперимента проводят графическое или аналитическое (на ЭВМ) определение продолжительности индукционного периода (t_инд).

6.4.2.1 Графическое определение

Определение значения t_инд ПАВ с кинетическими зависимостями I и III типов сводится к нахождению той области (С_вых, t), в которой зависимость С_вых⁼f(t) выходит на плато (Б).

Примечание - В случае, если отсутствуют методики прямого хи

  Скачать бесплатно "ГОСТ Р 50595-93" в формате pdf