| Čas (dny) | |||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0 | 7 | 14 | 21 | 28 | |||||||||
| spotřeba kyslíku (mg) zkoušenou látkou | 1 | ||||||||||||
| 2 | |||||||||||||
| a, průměr | |||||||||||||
| spotřeba kyslíku (mg) ve slepém pokuse | 3 | ||||||||||||
| 4 | |||||||||||||
| b, průměr | |||||||||||||
| opravená BSK (mg) | (a1 - bm) | ||||||||||||
| BSK na zkoušené látky | (a2 - bm) | ||||||||||||
| % rozkladu (BSK/TKS).100 | D1 (a1) | ||||||||||||
| D2 (a2) | |||||||||||||
| průměr* | |||||||||||||
Pro látky, jež obsahují dusík se používá vhodné TSK (pro NH4 nebo NO3) podle toho co je známo nebo odhadováno o výskytu nitrifikace (příloha 2). Jestliže se nitrifikace vyskytuje, ale není úplná, koriguje se spotřeba kyslíku podle změn koncentrace dusitanů a dusičnanů (příloha 5).
V případě, že se stanovuje organický uhlík a /nebo se provedla specifická analýza, počítá se stupeň rozkladu podle odstavce I. 7.
Všechny výsledky se zapisují do tabulkových sestav.
- V. 3. 2 Platnost zkoušky
Normální spotřeba kyslíku inokulem je 20 - 30 mg.l-1 a nemá být větší než 60 mg.l-1 v průběhu 28 dnů. Hodnoty větší než 60 mg.l-1 vyžadují kritické hodnocení výsledků a experimentální techniky.
V případě, že pH je mimo rozsah 6 - 8,5 a spotřeba kyslíku zkoušenou látkou je menší než 60 % je nutno zkoušku opakovat s nižší koncentrací zkoušené látky.
Viz odst. I.
- V. 3. 3 Protokol o zkoušce
Dále je uveden příklad protokolu.
MANOMETRICKÁ RESPIROMETRICKÁ ZKOUŠKA
- 1. LABORATOŘ
- 2. DATUM ZAHÁJENÍ ZKOUŠKY
- 3. ZKOUŠENÁ LÁTKA
- Název:
- Koncentrace zásobního roztoku:
- Počáteční koncentrace v médiu:
- Objem v nádobce:
- TSK nebo CHSK v mg.mg-1 zkoušené látky (NH4, NO3):
- 4. INOKULUM
- Zdroj:
- Provedená úprava:
- Předúprava, pokud byla provedena:
- Koncentrace suspendovaných látek v reakční směsi:
- 5. TABULKA SPOTŘEB KYSLÍKU
- * pokud je mezi D1 a D2 výrazný rozdíl nemůže být počítán jejich průměr
- Poznámka: Obdobný formulář může být použit pro referenční látku a pro kontrolu toxicity.
- 6. OPRAVA NA NITRIFIKACI (Viz příloha 5)
MANOMETRICKÁ RESPIROMETRICKÁ ZKOUŠKA Den 0 28 Rozdíl (i) Koncentrace dusičnanů (mg N.l-1) (N) (ii) Kyslíkový ekvivalent (4,57.N.V) (mg) - - (iii) Koncentrace dusitanů (mg N.l-1) (N) (iv) Kyslíkový ekvivalent (3,43.N.V) (mg) - - (ii + iv) Celkový kyslíkový ekvivalent - -
- 7. ANALÝZA UHLÍKU (nepovinná)
Analyzátor uhlíku:
MANOMETRICKÁ RESPIROMETRICKÁ ZKOUŠKA Čas (dny) Slepý pokus (mg.l-1) Zkoušená látka (mg.l-1) 0 (CSPO) (C0) 28* (CSPt) (Ct) * nebo na konci inkubace
- 8. ROZKLAD VÝCHOZÍ LÁTKY (nepovinně)
- Sb = koncentrace ve fyzikálně - chemické kontrole (sterilní) po 28 dnech
- Sa = koncentrace v inokulované nádobě po 28 dnech
- kde
- % BR = biologický rozklad výchozí látky vyjádřený v %.
- 9. ABIOTICKÝ ROZKLAD
a = spotřeba kyslíku ve sterilní kontrole po 28 dnech, (mg)
(viz část 1 a 3)
- IV. E ZKOUŠKA V UZAVŘENÝCH LAHVIČKÁCH
- VI. 1. PRINCIP ZKUŠEBNÍ METODY
Roztok zkoušené látky, obvykle 2 - 5 mg.l-1 v minerálním médiu, se inokuluje malým množstvím směsné kultury a udržuje se ve zcela naplněných uzavřených lahvích, bez přístupu světla, při konstantní teplotě.
Rozklad se sleduje analýzou rozpuštěného kyslíku v průběhu 28 dnů. Množství spotřebovaného kyslíku po korekci na slepý pokus, který se provádí paralelně, se vyjadřuje jako procento TSK nebo CHSK.
- VI. 2 POPIS METODY
- VI. 2. 1 Přístroje
- a) BSK lahvičky se sponkami, 250 - 300 ml.
- b) Vodní lázeň nebo inkubátor, ve kterých se lahvičky udržují při konstantní teplotě (± 1 °C nebo lepší) za nepřístupu světla.
- c) Velké skleněné lahve 2 - 5 l pro přípravu média a pro naplnění lahviček.
- d) Kyslíková elektroda a oximetr nebo vybavení a chemikálie pro Winklerovu metodu.
- VI. 2. 2 Příprava minerálního média
Zásobní roztoky se připravují podle I. 6. 2.
Smíchá se 1 ml roztoků (a) až (d) a doplní se do 1 l zřeďovací vodou.
- VI. 2. 3 Příprava inokula
Inokulum se běžně získává z odtoku z biologické čistírny nebo z laboratorní jednotky, které čistí převážně komunální odpadní vody. Alternativním zdrojem inokula může být povrchová voda. Běžně se užívá jedna kapka až 5 ml filtrátu na 1 l média. Vhodné množství inokula se musí vyzkoušet (viz. I. 6. 4. 2 a I. 6. 5)
- VI. 2. 4 Příprava lahví
Minerální médium se silně provzdušňuje po dobu 20 minut. V jedné zkoušce je nutné použít jedno minerální médium. Obecně je médium připraveno pro práci po 20 h stání při pracovní teplotě. Pro kontrolu se stanoví obsah kyslíku v médiu. Jeho obsah by měl být okolo 9 mg.l-1 při 20 °C. Všechny operace s médiem nasyceným vzduchem se provádí tak, aby nevznikly bublinky, např. se použije sifon.
Připravují se paralelní skupiny BSK lahviček pro simultánní měření zkoušené látky a referenční látky. Připraví se dostatečný počet lahviček, včetně slepých pokusů tak, aby v každém zvoleném časovém intervalu např. 0, 7, 14, 21 a 28 dnů byly k dispozici vždy alespoň 2 lahvičky. K tomu, aby bylo možné určit 10 denní okno je potřeba více lahviček.
Do velkých lahví se do 1/3 naplní provzdušněné médium, pak se přidá zásobní roztok zkoušené látky a referenční látky do zvláštní lahve tak, aby konečná koncentrace látek byla max. 10 mg.l-1. Slepý pokus se nasazuje bez zkoušené a referenční látky.
Ke zjištění, zda aktivita inokula není limitující, nesmí koncentrace kyslíku v lahvičkách klesnout pod 0,5 mg.l-1. Toto omezuje koncentraci zkoušené látky na 2 mg.l-1. Ovšem pro látky těžce rozpustné ve vodě a s nízkou TSK lze použít koncentraci 5 - 10 mg.l-1. V některých případech lze doporučit provádět paralelně měření při 2 koncentracích studované látky např 2 a 5 mg.l-1. Běžně se TSK počítá pro tvorbu amonných solí, ale v případech, kdy se předpokládá nitrifikace, počítá se TSK pro tvorbu dusičnanů (viz příloha 2). V případech, kdy nitrifikace není úplná, počítá se korekce z analytických koncentrací dusičnanů.
V případě, že zkoušená látka je toxická (např. v případě dříve zjištěné nízké biologické rozložitelnosti), musí se nasadit nové série lahviček.
Nasazuje se za stejných podmínek jako v předchozím případě.
Roztok ve velkých lahvích se inokuluje odtokem z biologické čistírny (1 kapka až 5 ml) nebo jiným inokulem jako např. říční vodou (viz I. 6. 4. 2). Nakonec se lahve doplní na objem provzdušněným médiem a s pomocí hadičky, která sahá na dno, se připraví homogenní roztok.
- VI. 2. 5 Počet lahviček běžného pokusu
- V běžném pokusu se používají následující lahvičky:
- nejméně 10 se zkoušenou látkou a inokulem,
- nejméně 10 jen s inokulem,
- nejméně 10 s obsahem referenční látky a inokulem
- a dále, je-li to zapotřebí 6 lahviček obsahujících zkoušenou látku, referenční látku a inokulum (kontrola toxicity). Pro zjištění 10 denního okna je zapotřebí dvojnásobný počet lahviček.
- V běžném pokusu se používají následující lahvičky:
- VI. 2. 6 Provedení zkoušky
Připravený roztok se ihned po přípravě plní do příslušné skupiny lahviček a to ze spodní čtvrtiny lahve (nikoliv ze dna), tak, aby se všechny lahvičky úplně naplnily. Jemně se poklepe, aby se odstranily bublinky. Lahvičky určené pro počátek pokusu se ihned analyzují na obsah kyslíku Winklerovou metodou nebo pomocí oximetru. Obsah lahviček lze konzervovat pro pozdější analýzu přídavkem síranu manganatého a hydroxidu sodného. Takto fixované lahvičky, které obsahují hnědě zbarvené hydratované oxidy Mn3+ se skladují na temném místě při teplotě 10 - 20 °C nejdéle po dobu 24 h. Zbývající lahvičky se uzavřou (bez bublinek) a inkubují se při 20 °C ve tmě. Každá série musí být doprovázena slepým pokusem, který kontroluje inokulum.
V duplicitních lahvičkách se nejméně 1x týdně stanovuje kyslík a to po celou dobu 28 dnů.
Týdenní vzorky umožňují stanovení 14 denního okna, kdežto vzorky každé 3 - 4 dny dovolují stanovit 10 denní okno, což vyžaduje dvojnásobný počet lahviček.
Pro látky, které obsahují dusík se musí provést korekce na nitrifikaci. To se provádí tak, že se změří kyslík pomocí oximetru a pak se stanoví dusičnany a dusitany. Spotřeba kyslíku na tuto oxidaci se počítá podle přílohy 5.
- VI. 2. 1 Přístroje
- VI. 3 VÝSLEDKY A ZPRÁVA
- VI. 3. 1 Zpracování výsledků
Nejprve se vypočte BSK po každé časové periodě tak, že se odečte spotřeba kyslíku v mg.l-1 slepého pokusu od spotřeby se zkoušenou látkou. Takto získaný výsledek se dělí koncentrací zkoušené látky a tím se získá specifická BSK v mg kyslíku na mg látky. Pak se vypočítá procentní biologická rozložitelnost jako podíl specifické BSK a specifické TSK (počítané podle přílohy 2. 2) nebo CHSK (stanovené analyticky podle přílohy 2. 3).
- nebo
- kde
- zk. l. = zkoušená látka,
- sl. p. = slepý pokus.
Je potřeba podotknout, že tyto dvě metody neposkytují nezbytně stejné výsledky. Upřednostnit by se měla metoda s použitím TSK.
Pro zkoušenou látku obsahující dusík se používá vhodná TSK (NH4 nebo NO3) podle toho, co se ví nebo očekává o výskytu nitrifikace (viz příloha 5). V případě, že se nitrifikace vyskytuje, ale není úplná, koriguje se spotřeba kyslíku podle analytických koncentrací dusitanů a dusičnanů.
- VI. 3. 2 Platnost výsledků
Spotřeba kyslíku ve slepých pokusech nesmí být vyšší než 1,5 mg.l-1 po 28 dnech. Vyšší hodnoty vyžadují prozkoumání použité experimentální techniky. Zbytková koncentrace kyslíku v lahvičkách nesmí být nižší než 0,5 mg.l-1 v jakémkoliv časovém úseku zkoušky. Tyto kyslíkové hladiny jsou platné jen v případě, že metoda, jíž se stanovuje kyslík, je schopná tyto koncentrace přesně měřit.
Viz také část I.5.2.
- VI. 3. 3 Závěrečná zpráva
Viz I.8.
- VI. 3. 1 Zpracování výsledků
- VI. 4 PŘEHLED VÝSLEDKŮ
- Příklad uspořádání výsledků může být následující:
ZKOUŠKA V UZAVŘENÝCH LAHVIČKÁCH
- 1. LABORATOŘ
- 2. DATUM ZAČÁTKU ZKOUŠKY
- 3. ZKOUŠENÁ LÁTKA
- Název:
- Koncentrace zásobního roztoku: mg.l-1
- Počáteční koncentrace v lahvičce: mg.l-1
- TSK nebo CHSK: mg O2.mg zkoušené látky-1
- 4. INOKULUM
- Zdroj:
- Úprava:
- Předúprava v případě, že byla použita:
- Koncentrace v reakční směsi: mg/l
- 5. PROVEDENÁ STANOVENÍ
Metoda: Winkler / oximetr
MANOMETRICKÁ RESPIROMETRICKÁ ZKOUŠKA ZKOUŠKA V UZAVŘENÝCH LAHVIČKÁCH Stanoveno (mg.l-1) 0 n1 n2 Slepý pokus 1 C1 2 C2 Průměr Zkoušená látka 1 a1 2 a2 Průměr - Poznámka: Podobný vzor může být použit i pro referenční látku a pro kontrolu toxicity.
- 6. OPRAVA NA NITRIFIKACI
MANOMETRICKÁ RESPIROMETRICKÁ ZKOUŠKA ZKOUŠKA V UZAVŘENÝCH LAHVIČKÁCH Doba inkubace 0 n1 n2 n3 (i) Koncentrace dusičňanů (mg N.l-1) (ii) Změna koncentrace dusičňanů (mg N.l-1) (iii) Kyslíkový ekvivalent (mg N.l-1) (iv) Koncentrace dusitanů (mg N.l-1) (v) Změna v koncentraci dusitanů (mg N.l-1) (vi) Kyslíkový ekvivalent (mg N.l-1) (iii + vi) Celkový kyslíkový ekvivalent (mg N.l-1)
- 7. DOSAŽENÉ ODSTRANĚNÍ: % ROZKLADU
MANOMETRICKÁ RESPIROMETRICKÁ ZKOUŠKA ZKOUŠKA V UZAVŘENÝCH LAHVIČKÁCH Odstranění po n dnech (mg.l-1) n1 n2 n3 Lahev 1: (mto - mtx) - (mbo - mbx) Lahev 2: (mto - mtx) - (mbo - mbx) Lahev 1:
Lahev 2:
Průměr nelze počítat v případě velkých diferencí replikátů.
- mto = hodnota ve zkušební lahvičce v čase 0
- mx = hodnota ve zkušební lahvičce v čase x
- mbo = hodnota slepého pokusu v čase 0
- mbx = hodnota slepého pokusu v čase x
Uplatní se všechny korekce na nitrifikaci iii + vi z části 6.
- 8. SPOTŘEBA KYSLÍKU VE SLEPÉM POKUSU
Spotřeba kyslíku ve slepém pokusu je (mbo - mb28) v mg.l-1. Tato spotřeba je důležitá pro platnost zkoušky. Měla by být menší než 1,5 mg.l-1.
- Příklad uspořádání výsledků může být následující:
- VI. 1. PRINCIP ZKUŠEBNÍ METODY
- IV. F ZKOUŠKA MITI
- VII. 1 PRINCIP METODY
Měření spotřeby kyslíku míchaného roztoku nebo suspenze zkoušené látky v minerálním médiu, které je inokulováno speciální kulturou neadaptovaných mikroorganismů je prováděno automaticky po dobu 28 dnů ve stíněném uzavřeném respirometru při 25 ± 1 °C. Uvolněný CO2 je absorbován v hydroxidu sodném. Biologická rozložitelnost je vyjádřena jako procentický úbytek kyslíku (korigovaný slepým pokusem) teoretické spotřeby kyslíku (TSK). Procento primární biologické rozložitelnosti lze také počítat z doprovodné chemické analýzy provedené na začátku a na konci inkubace, případně podle analýzy DOC.
- VII. 2. POPIS METODY
- VII. 2. 1 Přístroje
- a) automatický elektrolytický měřič BSK nebo respirometr vybavený 6 baňkami, každá objemu 300 ml s uzávěry, které umožňují absorbci CO2,
- b) místnost s konstatní teplotou nebo vodní lázeň s teplotou 25 ± 1 ° C,
- c) zařízení pro filtraci s membránovými filtry (nepovinně),
- d) analyzátor CO2 (nepovinně).
- VII. 2. 2 Příprava minerálního média
Vždy 3 ml dále uvedených roztoků a, b, c, a d se doplní deionizovanou vodou na objem 1000 ml.
MANOMETRICKÁ RESPIROMETRICKÁ ZKOUŠKA ZKOUŠKA V UZAVŘENÝCH LAHVIČKÁCH a) Hydrogenfosforečnan draselný K2HPO4 21,75 g, dihydrogenfosforečnan draselný KH2PO4 8,50 g, dodekahydrát hydrogenfosforečnanu sodného
Na2HPO4. 12 H2O44,60 g, chlorid amonný NH4Cl
se rozpustí v 1000 ml vody. Hodnota pH by měla být 7,2.1,70 g b) Heptahydrát síranu hořečnatého MgSO4. 7 H2O
se rozpustí v 1000 ml vody.22,50 g c) Chlorid vápenatý CaCl2
se rozpustí v 1000 ml vody.
27,50 g d) hexahydrát chloridu železitého FeCl3 . 6H2O
se rozpustí v 1000 ml vody.0,25 g
- VII. 2. 3 Příprava inokula
Odeberou se vzorky z nejméně deseti lokalit, kde se používají a vypouštějí různé chemikálie. Z míst jako jsou čistírny městských a průmyslových odpadních vod, řek, jezer a moří se odebírá l litr kalu, povrchových půd, vody a j., které se pečlivě smíchají. Po odstranění vyflotovaných látek a odstátí se pH supernatantu upraví na 7 ± 1 hydroxidem sodným nebo kyselinou fosforečnou. Do práce se bere vhodný objem tohoto filtrovaného supernatantu a naplní se jím nádoba, která se 23,5 h provzdušňuje. Třicet minut po ukončení provzdušňování se odlije 1/3 objemu a doplní stejným objemem rozoku, který obsahuje vždy po 0,1 % glukosy, peptonu a hydrogenfosforečnanu draselného a obnoví se provzdušňování. Tento postup se opakuje jednou denně. Kalová jednotka musí být provozovaná podle zásad dobré laboratorní praxe: odtok musí být čirý, teplota musí být udržovaná při 25 ± 2 °C, pH má být 7 ± 1, kal má dobře sedimentovat, provzdušňování musí být dostatečné za všech okolností, mají být přítomni provoci a aktivita kalu se má kontrolovat pomocí referenční látky nejméně každé 3 měsíce. Takto získané inokulum se nepoužívá dříve než po 1 měsíci kultivace a déle než po čtyřech měsících. Proto je nutné odebírat vzorky ze zvolených 10 míst každé 3 měsíce.
K udržení stejné aktivity čerstvého a starého kalu se filtrovaný supernatant starého kalu smíchává se stejným objemem nového kalu a směs se kultivuje podle popsaného postupu. Do práce se kal bere 18 - 24 h po přídavku živin.
- VII. 2. 4 Příprava baněk
- Připravuje se 6 baněk podle schematu:
- č. 1 zkoušená látka ve zřeďovací vodě 100 mg.l-1
- č. 2, 3, 4 zkoušená látka v minerálním médiu 100 mg.l-1
- č. 5 referenční látka (např. anilin) v minerálním médiu 100 mg.l-1
- č. 6 minerální médium
Málo rozpustné látky se přidávají přímo odvážením nebo odměřením objemu nebo se zpracují jak je uvedeno v příloze č. 3, s výjimkou těch, u kterých nemohou být použita rozpouštědla nebo emulgátory. Do speciálních uzávěrů lahví se přidá absorbent oxidu uhličitého. pH v baňkách č. 2, 3 a 4 se upraví na 7,0.
- Připravuje se 6 baněk podle schematu:
- VII. 2. 5 Provedení zkoušky
Baňky č. 2, 3, 4 (zkušební suspenze), č. 5 (kontrola aktivity), č. 6 (slepý pokus) se inokulují malým množstvím inokula tak, aby výsledná koncentrace kalu byla 30 mg.l-1. Láhev č. 1 je bez inokula, čímž se získává abiotická kontrola.Nasadí se zátka, zkontroluje se těsnost, zapnou se míchadla a započne se s měřením úbytku kyslíku za stíněných podmínek. Denně se kontroluje teplota, míchání, zapisovač spotřeby kyslíku a zaznamenávají se všechny změny barvy obsahu láhve. Při využití 6 křivkového zapisovače se získává přímo křivka BSK. Na konci inkubace, která je obvykle 28 dní, měří se pH v láhvi a stanovuje zbytková koncentrace zkoušené látky a jejich metabolitů a v případě zkoušení látek rozpustných ve vodě také DOC (postup podle přílohy 2). V případě těkavých látek se používá speciální postup. V případě výskytu nitrifikace se stanovují, jestliže je to možné, dusičnany a dusitany.
- VII. 2. 1 Přístroje
- VII. 3. DATA A ZPRÁVA
- VII. 3. 1 Zpracování výsledků
- Spotřeba kyslíku zkoušenou látkou za daný čas v mg, korigovaná slepým pokusem za stejnou dobu, se dělí hmotností zkoušené látky v pokusu. Tento postup poskytuje výsledek vyjádřený jako spotřeba kyslíku v mg.mg-1 zkoušené látky, což je:
- kde
- zk. l. = zkoušená látka,
- sl. p. = slepý pokus,
- m = hmotnost zkoušené látky.
- kde
- Procentický biologický rozklad se získá ze vztahu:
Pro směsi se TSK vypočítává z elementární analýzy, tak jako pro jednoduché látky. Dosazuje se odpovídající TSK pro NH4 a NO3 podle toho, zda se úplná nitrifikace vyskytuje či ne. V případě neúplné nitrifikace se vychází ze změn koncentrace NO3 a NO2 podle přílohy 5.
Spočítá se procento primárního biologického rozkladu z úbytku původní chemické látky (viz I.7.2)
V případě, že se v lahvi č. 1 zjistí fyzikálně-chemický úbytek původní látky zaznamená se tento jev a za koncentraci zkoušené látky (Sb) po 28 dnech se dosadí tato koncentrace.
- V případě stanovení DOC (nepovinné) se úplná procentická biologická rozložitelnost počítá ze vztahu:
Jestliže byl zjištěn úbytek DOC v láhvi č. 1, která měří abiotický rozklad, pak se do výpočtu dosazuje koncentrace DOC zjištěná v této láhvi.
Všechny výsledky se zaznamenají do souhrnu, jehož vzor je přiložen.
- Spotřeba kyslíku zkoušenou látkou za daný čas v mg, korigovaná slepým pokusem za stejnou dobu, se dělí hmotností zkoušené látky v pokusu. Tento postup poskytuje výsledek vyjádřený jako spotřeba kyslíku v mg.mg-1 zkoušené látky, což je:
- VII. 3. 2 Platnost výsledků
Slepý pokus mívá spotřebu kyslíku inokulem 20 - 30 mg.l-1 a neměl by být větší než 60 mg.l-1 v průběhu 28 dnů. Hodnoty větší než 60 mg.l-1 vyžadují kritické vyhodnocení získaných dat a experimentální techniky. V případě, že pH je mimo rozsah 6 - 8,5 a spotřeba kyslíku zkoušenou látkou je menší než 60 %, zkouška by měla být opakována s nižší koncentrací látky.
Viz také I.5.2.
V případě, že rozklad anilinu, vypočítaný ze spotřeby kyslíku, nedosáhne 40 % po 7 dnech a 65 % po 14 dnech, je nutné zkoušku považovat za neplatnou.
- VII. 3. 3 Zpráva
Viz I.8.
- VII. 3. 1 Zpracování výsledků
- VII. 4 PŘEHLED VÝSLEDKŮ
- Příklad uspořádání je uveden dále:
MITI (I) ZKOUŠKA
- 1. LABORATOŘ
- 2. DATUM ZAHÁJENÍ POKUSU
- 3. ZKOUŠENÁ LÁTKA
- Název:
- Koncentrace zásobního roztoku: mg.l-1 jako látka
- Počáteční koncentrace v médiu, Co: mg.l-1 jako látka
- Objem reakční směsi, V: ml
- TSK: mg O2.l-1
- 4. INOKULUM
MANOMETRICKÁ RESPIROMETRICKÁ ZKOUŠKA ZKOUŠKA V UZAVŘENÝCH LAHVIČKÁCH MITI (I) ZKOUŠKA Lokality, odkud byly získány vzorky: 1) ... 6) ... 2) ... 7) ... 3) ... 8) ... 4) ... 9) ... 5) ... 10) ... Koncentrace suspendovaných látek v aktivovaném kalu po aklimatizaci na syntetické splašky = ... mg.l-1.
Objem aktivovaného kalu v konečném médiu = . . . ml
Koncentrace kalu v konečném médiu = . . . mg.l-1
- 5. SPOTŘEBA KYSLÍKU: BIOLOGICKÁ ROZLOŽITELNOST
- Typ použitého respirometru:
MANOMETRICKÁ RESPIROMETRICKÁ ZKOUŠKA ZKOUŠKA V UZAVŘENÝCH LAHVIČKÁCH MITI (I) ZKOUŠKA Čas (dny) 0 7 14 21 28 spotřeba kyslíku (mg)
zkoušenou látkoua1 a2 a3 spotřeba kyslíku (mg)
ve slepém pokuseb opravená spotřeba
kyslíku (mg)(a1 - b)
(a2 - b)
(a3 - b)BSK na mg zkoušené
látkyLahev 1 Lahev 2 Lahev 3 % rozkladu 1 2 3 průměr* - Poznámka: Podobný vzor může být použit pro referenční látku
- * neprůměrovat, jestliže jsou mezi jednotlivými měřeními velké rozdíly
- Typ použitého respirometru:
- 6. ANALÝZA UHLÍKU (nepovinně)
- Analyzátor uhlíku:
MANOMETRICKÁ RESPIROMETRICKÁ ZKOUŠKA ZKOUŠKA V UZAVŘENÝCH LAHVIČKÁCH MITI (I) ZKOUŠKA Baňka DOC % odstraněného DOC Průměr Změřeno Opraveno Voda + zkoušená látka a - - Kal + zkoušená látka b1 b1 - c Kal + zkoušená látka b2 b2 - c Kal + zkoušená látka b3 b3 - c Slepý pokud c - -
- Analyzátor uhlíku:
- 7. SPECIFICKÁ CHEMICKÁ ANALÝZA
MANOMETRICKÁ RESPIROMETRICKÁ ZKOUŠKA ZKOUŠKA V UZAVŘENÝCH LAHVIČKÁCH MITI (I) ZKOUŠKA Zbytek zkoušené chemikálie na konci zkoušky % rozkladu slepý pokus Sb inokulované medium Sa1 Sa1 Sa3 % rozkladu = [(Sb- Sa)/Sb].100 Počítá se pro lahve č. a1, a2, a3.
- 8. POZNÁMKY
Je-li k dispozici, může být připojena křivka BSK v závislosti na čase.
- Příklad uspořádání je uveden dále:
- VII. 1 PRINCIP METODY
PŘÍLOHA 1
Zkratky a definice
| DO: | Rozpuštěný kyslík, dissolved oxygen, (mg.l-1), je |
| koncentrace kyslíku, který je rozpuštěn ve vodném | |
| vzorku. | |
| BSK: | Biochemická spotřeba kyslíku, biochemical oxygen |
| demand, BOD, (g), je množství kyslíku, jež je v průběhu | |
| oxidace zkoušené látky spotřebováno mikroorganismy. Je | |
| také vyjádřena jako spotřeba kyslíku v g na g látky. | |
| (Viz metoda V). | |
| CHSK: | Chemická spotřeba kyslíku, chemical oxygen demand, COD, |
| (g), je množství kyslíku, jež je spotřebováno v průběhu | |
| oxidace zkoušené látky horkým kyselým dichromanem. | |
| Poskytuje měřítko o množství oxidovatelných látek, jež | |
| jsou přítomny ve vzorku. Vyjadřuje se také v g kyslíku | |
| na g látky. (Viz metoda VI). | |
| DOC: | Rozpuštěný organický uhlík, dissolved organic carbon, |
| je organický uhlík přítomný v roztoku nebo ve filtrátu | |
| získaném filtrací přes filtr o velikosti pórů 0,45 | |
| mikrometr nebo jako centrifugát získaný při | |
| odstřeďování po dobu 15 minut při 40 000 m.s-2 (plus | |
| mínus 4000 g). | |
| TSK: | Teoretická spotřeba kyslíku, theoretical oxygen demand, |
| ThOD, (mg), je celkové množství kyslíku, které je | |
| potřebné pro úplnou oxidaci látky. Vypočítává se z | |
| molekulového vzorce látky (viz příloha 2.2) a vyjadřuje | |
| se v mg kyslíku na mg látky. | |
| TCO2: | Teoretický oxid uhličitý, theoretical carbon dioxide, |
| ThCO2, je množství oxidu uhličitého, které by mělo | |
| vzniknout ze známého nebo změřeného obsahu uhlíku v | |
| látce za předpokladu její plné mineralizace; vyjadřuje | |
| se jako mg oxidu uhličitého vyvinutého 1 mg | |
| zkoušené látky. | |
| TOC: | Celkový organický uhlík, total organic carbon, ve |
| vzorku je součet organického uhlíku v roztoku a v | |
| suspenzi. | |
| IC: | Anorganický uhlík, inorganic carbon. |
| TC: | Celkový uhlík, total carbon, je součet organického a |
| anorganického uhlíku ve vzorku. |
- Primární (základní) biologický rozklad:
jsou změny chemické struktury látky podrobené biologickému působení, vedoucí ke ztrátě specifických vlastností látky.
- Úplný (konečný) biologický rozklad (aerobní):
je stupeň rozkladu látky dosažený v podmínkách jejího úplného zužitkování mikroorganismy, vedoucí k produkci oxidu uhličitého, vody, minerálních solí a nové buněčné hmoty (biomasy).
- Snadná biologická rozložitelnost:
je arbitrážní klasifikací látek, které byly podrobeny vyhledávacím zkouškám úplné biologické rozložitelnosti; výsledky těchto zkoušek jsou natolik přesvědčivé, že lze přijmout předpoklad, že se látky budou ve vodném prostředí a za aerobních podmínek rychle a úplně biologicky rozkládat.
- Inherentní biologická rozložitelnost:
klasifikace chemických látek, pro které jsou nepochybné důkazy o jejich biologické rozložitelnosti (primární nebo konečné) při použití kterékoliv metody zkoušení.
- Odstranitelnost:
je přístupnost látek možnosti být odstraněny při biologickém čištění odpadních vod bez nepříznivého ovlivňování normálního průběhu čisticích pochodů. Všeobecně, látky snadno biologicky rozložitelné jsou odstranitelné, neplatí to ale pro všechny inherentně rozložitelné látky. Spolupůsobit mohou také abiotické procesy.
- Lag(ová) fáze:
je, ve zkoušce úbytku (die-away, odstranění, vymizení), doba od inokulace do dosažení alespoň 10 % biologického rozkladu. Lag fáze je obvykle velmi variabilní a špatně reprodukovatelná.
- Doba rozkladu:
je doba od konce lag fáze do dosažení 90 % maximálně dosažitelného rozkladu.
- 10 denní okno
je 10 dnů, které bezprostředně následují po dosažení 10 % rozkladu.
PŘÍLOHA 2
Výpočet a stanovení vhodných skupinových parametrů
V závislosti na zvolené zkušební metodě je požadována znalost některých úhrnných parametrů. V další části přílohy jsou popsány některé postupy jak takovéto parametry odvodit. Využití těchto parametrů je popsáno u jednotlivých metod.
- 1. Obsah uhlíku
Obsah uhlíku se počítá ze známého elementárního složení nebo se stanoví elementární analýzou zkoušené látky.
- 2. Teoretická spotřeba kyslíku (TSK)
Teoretická spotřeba kyslíku (TSK) může být spočítána ze znalosti elementárního složení nebo z výsledků elementární analýzy. Pro látku obecného složení
CcHhClclNnNanaOoPpSs
- o molekulové hmotnosti MH, bez nitrifikace,
- nebo s nitrifikací
- 3. Chemická spotřeba kyslíku (CHSK)
Chemická spotřeba kyslíku (CHSK) se stanoví postupem VI.
- 4. Rozpuštěný organický uhlík (DOC)
Rozpuštěný organický uhlík je definován jako organický uhlík jakékoliv chemické látky nebo směsi ve vodě, který projde filtrem s velikostí pórů 0,45 µm.
Vzorky ze zkušebních nádob se filtrují bezprostředně po odběru ve filtrační aparatuře přes vhodný filtr. Prvních 20 ml (toto množství může být zmenšeno při použití malých filtrů) se vylije. Objemy 10 - 20 ml nebo menší, v případě nástřiku (objem závisí na potřebném objemu pro analýzu), se uschovávají pro analýzu. Koncentrace DOC se stanovuje pomocí analyzátoru organického uhlíku, který umožňuje přesné stanovení koncentrace uhlíku, jež je ekvivalentní nebo menší než 10 procent počáteční koncentrace použité ve zkoušce.
Filtrované vzorky, které není možné analyzovat ve stejný pracovní den mohou být konzervovány uložením v chladu při teplotě 2 - 4 °C po dobu 48 h nebo při teplotách nižších než - 18 °C po dobu delší.
- Poznámky:
- Membránové filtry jsou často impregnovány povrchově aktivními látkami za účelem jejich hydrofilizace. Filtr tudíž může obsahovat několik mg rozpustného uhlíku, jenž může interferovat při stanovení biologické rozložitelnosti. Povrchově aktivní látky a jiné rozpustné organické látky se z filtrů odstraňují vyvařením v deionizované vodě 3 krát jednu hodinu. Filtry se pak skladují ve vodě po dobu 1 týdne. Každé balení filtrů musí být zkoušeno, zda neobsahuje rozpustný organický uhlík.
- V závislosti na typu membránového filtru může docházet k adsorpci zkoušené látky na filtru. Proto je potřebné tuto možnost ověřit.
- Místo filtrace může být použito pro rozlišení mezi TOC a DOC odstřeďování při 40 000 m.s-1 (4000 g) po dobu 15 min. Tato metoda však není vhodná při počáteční koncentraci DOC < 10 mg.l-1, protože nelze odstranit všechny bakterie nebo se může zpětně rozpouštět uhlík, který je součástí bakteriální plasmy.
- Poznámky:
LITERATURA
Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater, 12 th ed., Am. Pub. Hlth. Ass., Am. Wat. Poll. Control Fed., Oxygen Demand,1965
Wagner, R. Vom Wasser, 1976, Vol. 46, 139
DIN Entwurf 38 409, Teil 41 - Deutsche Einheitsverfahren zur Wasser-, Abwasser- und Schlammuntersuchung, Summarische Wirkungs- und Stoffkenngrössen (Grupe H). Bestimmung des Chemischen Sauerstoffbedarfs
(CSB) (H41), Normenausschuss Wasserwesen (NAW) in DIN Deutsches Institut für Normung e. V.
Gerike, P. The biodegradability testing of poorly water soluble compounds. Chemosphere, 1984, Vol. 13(1), 169.
PŘÍLOHA 3
Vyhodnocení biologické rozložitelnosti těžce rozpustných látek
Při stanovení biologické rozložitelnosti látek těžce rozpustných ve vodě si zaslouží zvláštní pozornost následující aspekty.
Protože homogenní kapaliny způsobují zřídka problémy při odebírání vzorků doporučuje se tuhé látky nejprve vhodným způsobem homogenizovat a tím zabránit chybám způsobeným nehomogenitou. Zvláštní pozornost musí být věnována odběrům vzorků obsahujících jen několik mg ze směsí látek, které obsahují velká množství nečistot.
V průběhu zkoušek se mají používat různé způsoby míchání. Pozornost musí být věnována tomu, aby míchání bylo přiměřené pro udržení látky v disperzi ale zároveň, aby nedocházelo k přehřívání, nadměrnému pěnění a nadměrných střižným silám.
K vytvoření stabilní emulze se může použít emulgátor, který není toxický pro bakterie, není biologicky rozložitelný a nesmí v průběhu zkoušky pěnit.
Stejná kritéria jako na emulgátory se aplikují na rozpouštědla.
Pro tuhé zkoušené látky se nedoporučují tuhé nosiče. Takovéto nosiče však mohou být vhodné pro zkoušení olejovitých látek.
V případě, že se použijí pomocné látky jako jsou emulgátory, rozpouštědla a nosiče musí se provést odpovídají slepý pokus.
Pro studium biologické rozložitelnosti těžce rozpustných látek lze použít kteroukoliv ze tří respirometrických zkoušek (CO2, BSK, MITI).
LITERATURA
de Morsier, A. et al., Biodegradation tests for poorly soluble compounds. Chemosphere, 1987, Vol. 16, 833.
Gerike, P., The biodegradability testing of poorly water soluble compounds. Chemosphere, 1984, Vol. 13, 169.
PŘÍLOHA 4
Vyhodnocení biologické rozložitelnosti látek potenciálně toxických pro inokulum
V případech, kdy se látka po zkouškách snadné biologické rozložitelnosti jeví jako obtížně rozložitelná, doporučuje se rozlišit, zda jde o inhibiční působení nebo o odolnost látky vůči rozkladu (Reynolds et al., 1987).
Ve zkoušce toxicity a biologické rozložitelnosti se použijí stejná nebo podobná inokula.
Ke zjištění toxicity látky, která se zkouší na snadnou biologickou rozložitelnost (zkoušky podle metod IV. A - F) se doporučuje použít zkoušku inhibice dýchání aktivovaného kalu nebo stanovení BSK nebo metodu inhibice růstu nebo kombinaci těchto metod.
Chceme.li se vyhnout inhibici z důvodu toxicity měla by být koncentrace zkoušené látky použitá v pokusech podle metod IV menší než I/10 EC50 (nebo menší než EC20) zjištěné zkouškou toxicity. Látky s EC50 > 300 mg.l-1 nemají pravděpodobně toxické účinky při zkouškách snadné biologické rozložitelnosti podle metod IV. Hodnoty EC50 < 20 mg.l-1 mohou při následném zkoušení pravděpodobně způsobovat potíže. Lze doporučit práci s nízkými koncentracemi, což vyžaduje použití přesné a citlivé zkoušky v uzavřených lahvích IV. E nebo použití 14C značených látek. Vyšší koncentrace zkoušené látky může případně umožnit použití adaptovaného inokula. V tomto případě se ale přichází o specifičnost zkoušky snadné biologické rozložitelnosti, jako základního klasifikačního kriteria metod zkoušení podle IV.
LITERATURA
Reynolds, L. et. al., Evaluation of the toxicity of substances to be assessed for biodegradability. Chemosphere, 1987, Vol. 16, 2259.
PŘÍLOHA 5
Oprava na spotřebu kyslíku při nitrifikaci
Chyby při stanovení spotřeby kyslíku ve zkouškách látek, které neobsahují dusík, jsou málo významné (ne větší než 5 procent) i když dochází k nepravidelné oxidaci amoniakálního dusíku ve slepém pokusu a v řádné zkoušce. Ovšem zkoušení látek, obsahujících dusík může být provázeno vážnými chybami.
- V případě, že je pozorována neúplná nitrifikace, musí být spotřeba kyslíku měřenou směsí opravena o spotřebu na oxidaci amoniaku a amonných iontů na dusitany a dusičnany, vycházejíc z předpokladu platnosti následujících rovnic:
- Celkově:
Z rovnice (1) vychází spotřeba kyslíku při oxidaci 28 g dusíku obsaženého v NH4Cl na dusitan 96 g, což je faktor 3,43 (96:28). Stejným způsobem lze z rovnice (3) vypočítat spotřebu kyslíku na oxidaci amoniakálního dusíku na dusičnan 128 g, což dává faktor 4,57 (128:28).
Protože popsané reakce jsou následné, působené určitými různými druhy bakterií, může koncentrace dusitanů stoupat i klesat; při jejím poklesu dochází ke vzniku určité koncentrace dusičnanů. Spotřeba kyslíku na tvorbu dusičnanů se získá násobením přírůstku koncentrace dusičnanů faktorem 4,57, spotřeba kyslíku na zvýšení obsahu dusitanů se získá násobením tohoto přírůstku faktorem 3,43 nebo při poklesu obsahu dusitanů jsou ztráty kyslíku přepočitatelné faktorem -3,43.
- To znamená:
- Kyslík spotřebovaný pro tvorbu dusičnanů = 4,57. přírůstek koncentrace dusičnanů
- Kyslík spotřebovaný pro tvorbu dusitanů = 3,43. přírůstek koncentrace dusitanů
- Kyslík ztracený při úbytku NO2 = - 3,43. přírůstek koncentrace dusičnanů
Takže
spotřeba kyslíku na nitrifikaci = ±3,43. změna koncentrace dusitanů + 4,57. změna koncentrace dusičnanů
a z toho
spotřeba kyslíku pro oxidaci uhlíku = celková spotřeba - spotřeba na nitrifikaci.
Alternativně v případech, kdy se stanoví pouze celkový oxidovaný dusík může se spotřeba kyslíku na nitrifikaci v prvním přiblížení získat násobením přírůstku koncentrace oxidovaného dusíku faktorem 4,57.
Opravená spotřeba kyslíku příslušná oxidaci uhlíku se pak srovnává s TSK NH3, jak je uvedeno v příloze 2.
- V ROZLOŽITELNOST - BIOLOGICKÁ SPOTŘEBA KYSLÍKU
- 1 METODA
- 1. 1 ÚVOD
Cílem této metody je měření biochemické spotřeby kyslíku (BSK) tuhých nebo kapalných organických látek. Výsledky dosažitelné touto metodou platí v první řadě pro látky rozpustné ve vodě; v zásadě lze touto metodou zkoušet i těkavé a ve vodě obtížně rozpustné látky.
Metodu lze použít jen pro organické látky, které v koncentracích používaných při zkoušce nemají žádný inhibiční účinek na inokulum. Není-li daná látka při koncentracích používaných ve zkoušce rozpustná, je pro zajištění její dostatečné dispergace případně třeba použít zvláštní postupy, např. dispergaci ultrazvukem.
Při interpretaci nižších hodnot získaných jako výsledek zkoušky a při volbě vhodných koncentrací při zkoušení může být užitečná znalost údajů o toxicitě zkoušené látky.
- 1. 2 DEFINICE A JEDNOTKY
Biochemická spotřeba kyslíku (BSK) je definována jako množství rozpuštěného kyslíku, které je nutné k biochemické oxidaci určitého množství rozpuštěné látky za předepsaných podmínek.
Výsledky se udávají jako g spotřeby kyslíku (BSK) na 1 g zkoušené látky.
- 1. 3. REFERENČNÍ LÁTKY
Doporučuje se použít vhodnou referenční látku pro přezkoušení aktivity inokula.
- 1. 4. PRINCIP METODY
Určité množství zkoušené látky se rozpustí nebo disperguje ve vhodném živném médiu bohatém na kyslík, poté se naočkuje inokulem a za stálé předepsané teploty se ve tmě inkubuje. BSK se stanoví na základě rozdílu mezi obsahem rozpuštěného kyslíku před začátkem a na konci zkoušky. Zkouška musí trvat nejméně 5 dní, avšak ne více než 28 dní.
Souběžně s touto zkouškou je třeba provést slepý pokus bez zkoušené látky.
- 1. 5 KRITÉRIA KVALITY
Stanovení BSK není možné považovat za bezpečné stanovení biologické rozložitelnosti dané látky. Tuto zkoušku lze považovat pouze za první posouzení (vyhledávací, skríningovou).
- 1. 6 POPIS METODY
Připraví se roztok nebo disperze zkoušené látky o vhodné koncentraci. Poté se stanoví BSK pomocí některé vhodné národní nebo mezinárodní standardizované metody.
- 1. 1 ÚVOD
- 2 ÚDAJE A VYHODNOCENÍ
BSK zkoušené látky se vypočítá podle zvolené metody a vyjádří se v g spotřeby kyslíku na 1 g zkoušené látky.
- 3 ZÁVĚREČNÁ ZPRÁVA
Uvede se použitá metoda. Jako biochemická spotřeba kyslíku se uvede průměrná hodnota nejména tří platných výsledků měření. Je třeba uvést všechny informace a poznámky důležité pro interpretaci výsledků, zejména co se týká nečistot, skupenství, toxických účinků a složení zkoušené látky, které by mohly ovlivnit výsledek.
Pokud bylo použito aditivum pro inhibici biologické nitrifikace, je třeba to uvést.
- 4 LITERATURA
- Seznam normovaných metod, např.:
- NF T 90-103: Determination of the Biochemical Oxygen Demand
- NBN 4O7: Biochemical Oxygen Demand
- NEN 3235 5.4: Bepaling van het biochemisch zuurstofverbruik (BZV)
- The Determination of Biochemical Oxygen Demand, Methods for the examination of Water and Associated Materials, HMSO, London.
- ISO 5815: Determination of biochemical oxygen demand after n days.
- Seznam normovaných metod, např.:
- 1 METODA
- VI ROZLOŽITELNOST - CHEMICKÁ SPOTŘEBA KYSLÍKU
- 1 METODA
- 1. 1 ÚVOD
- 1 METODA