食用菌含鹽廢水有機(jī)物濃度監(jiān)測(cè)方法

馬玉增

（山東農(nóng)業(yè)大學(xué) 資源環(huán)境學(xué)院，山東 泰安 271000）

隨著食用菌加工業(yè)的快速發(fā)展，食用菌含鹽廢水有機(jī)物濃度快速增加，食用菌含鹽廢水有機(jī)物主要體現(xiàn)在NO3--N、NO4+-N和NO2--N以及各類衍生物，廢水對(duì)環(huán)境的污染主要體現(xiàn)在有機(jī)物富氧粒子污染、化學(xué)污染以及pH污染等[1]。食用菌含鹽廢水有機(jī)物濃度的增長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致水環(huán)境中的富氧離子增多，使得水質(zhì)產(chǎn)生大量的水體富養(yǎng)物，增大水質(zhì)中的生化需氧量（BOD）、化學(xué)需氧量（COD），導(dǎo)致水域富營(yíng)養(yǎng)污染增大，根據(jù)《水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3838-88）進(jìn)行食用菌含鹽廢水有機(jī)物濃度監(jiān)測(cè)，采用熒光色譜分析和化學(xué)滴定等方法進(jìn)行食用菌含鹽廢水有機(jī)物污染監(jiān)測(cè)以及水質(zhì)檢測(cè)，測(cè)試水中的高錳酸鹽指數(shù)以及氮氧化物等有機(jī)物的濃度，降低食用菌含鹽廢水對(duì)環(huán)境的污染，提高水環(huán)境質(zhì)量，相關(guān)的食用菌含鹽廢水有機(jī)物濃度監(jiān)測(cè)方法研究受到人們的極大關(guān)注[2]。從生化需氧量、氨氮、總氮和總磷等7種水質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行食用菌含鹽廢水有機(jī)物濃度監(jiān)測(cè)，采用現(xiàn)場(chǎng)樣本采集方法，采集食用菌含鹽廢水的樣本液體，采用光譜成像方法進(jìn)行食用菌含鹽廢水的有機(jī)物萃取，從數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)描述分析方法，實(shí)現(xiàn)食用菌含鹽廢水有機(jī)物濃度監(jiān)測(cè)方法優(yōu)化。

1 研究對(duì)象與方法

研究食用菌含鹽廢水有機(jī)物濃度監(jiān)測(cè)方法，采用現(xiàn)場(chǎng)樣本抽檢的方法，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)樣本取樣，分析廢水中的羧基、羥基等衍生物的含量，結(jié)合質(zhì)譜測(cè)試的進(jìn)行廢水中的有機(jī)物濃度監(jiān)測(cè)[3]。

1.1 研究樣本

研究的食用菌含鹽廢水來(lái)自某市大型的食用菌加工企業(yè)，采用分別在污水的出口點(diǎn)后處理終端進(jìn)行廢水取樣，水相中Cd(Ⅱ)初始濃度為500 mg·L-1，將 1 000 μ g·mL-1的二硫類似物 Cyanex 302作為催化劑，進(jìn)行分光光度計(jì)測(cè)定，建立食用菌含鹽廢水有機(jī)物濃度監(jiān)測(cè)的樣本試劑。

1.2 研究方法

提出基于光譜特征檢測(cè)的食用菌含鹽廢水有機(jī)物濃度監(jiān)測(cè)方法。研究食用菌含鹽廢水有機(jī)物濃度分布，采用現(xiàn)場(chǎng)樣本采集方法，采集食用菌含鹽廢水的樣本液體，在不同的食用菌含鹽廢水取樣點(diǎn)進(jìn)行濃度采樣，采集20個(gè)樣品。文章采用等有機(jī)物作為濃度監(jiān)測(cè)的指標(biāo)分析對(duì)象，分析食用菌含鹽廢水有機(jī)物濃度特征，水樣由某省地質(zhì)試驗(yàn)部門檢測(cè)。采用三烷基磷氧化物的混合物作為紫外分光光度法的催化劑，萃取劑亞砜含有S===O 鍵，測(cè)定600個(gè)樣本的和濃度，進(jìn)行食用菌含鹽廢水有機(jī)物濃度監(jiān)測(cè)，分析水相中氫氧氮化物的起始濃度，并結(jié)合氫鍵或配位鍵的分子動(dòng)力學(xué)分布進(jìn)行濃度監(jiān)測(cè)。從數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)描述分析方法，分析食用菌含鹽廢水的有機(jī)物的變化特征分布[4]，采用SPSS17.0作為統(tǒng)計(jì)分析軟件，分析食用菌含鹽廢水有機(jī)物濃度的統(tǒng)計(jì)分布特征。

2 食用菌含鹽廢水有機(jī)物濃度監(jiān)測(cè)和特征分析

對(duì)食用菌含鹽廢水進(jìn)行有機(jī)物濃度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，結(jié)合生物萃取和光譜測(cè)定方法，進(jìn)行水溶液中的有機(jī)物濃度萃取，并分析其分布特征[5]。

2.1 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)描述

選擇不同工序中的食用菌含鹽廢水，在不同的振蕩時(shí)間內(nèi)對(duì)食用菌含鹽廢水中的D1OSO進(jìn)行萃取，在萃取平衡時(shí)間內(nèi)采樣120個(gè)樣品，統(tǒng)計(jì)食用菌含鹽廢水中等有機(jī)物的濃度指標(biāo)，食用菌含鹽廢水“三氮”有機(jī)物的監(jiān)測(cè)原始數(shù)據(jù)描述性統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表1。其中，離食用菌含鹽廢水萃取工序最近的監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)其濃度最小值為12 mg·L-1，最大值為 54.32 mg·L-1，平均值為 23.23 mg·L-1，改變有機(jī)相對(duì)水相的相比(org/aq)，其濃度最小值為0.543 mg·L-1，最大值為54.32 mg·L-1，平均值為 2.365 mg·L-1，隨著 D1OSO 濃度的增大，鹽酸濃度為 6 mol·L-1，其濃度最小值為 0.025 3 mg·L-1，最大值為 0.565 mg·L-1，平均值為 0.345 mg·L-1。

表1 食用菌含鹽廢水“三氮”有機(jī)物的監(jiān)測(cè)原始數(shù)據(jù)描述性統(tǒng)計(jì)表Tab.1 Descriptive statistics of raw data of "trinitrogen" organic matter in edible fungi salt wastewater

根據(jù)表1中的食用菌含鹽廢水“三氮”有機(jī)物的監(jiān)測(cè)原始數(shù)據(jù)描述性統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果，研究萃取率與亞砜濃度關(guān)系，并根據(jù)NO3--N濃度的變化進(jìn)行有機(jī)物的濃度特征分析，得到隨著水相量增加[6]，有機(jī)物的濃度特征分布如圖1。

圖1 隨著水相量變化有機(jī)物的濃度分布Fig.1 Concentration distribution of organic matter with the amount of water phase

分析圖1得知，隨著食用菌含鹽廢水中的離子濃度和水相的變化，改變振蕩速度進(jìn)行萃取，食用菌含鹽廢水中濃度集中在43～56 mg·L-1，在每級(jí)萃余液中濃度分布一定的范圍內(nèi)，萃取率從 99.9%降到98.0%，水中濃度開始低于46 mg·L-1，連續(xù)萃取 22 份食用菌含鹽廢水中的有機(jī)物萃取液，得到水中濃度集中分布在12 mg·L-1左右。根據(jù)上述對(duì)食用菌含鹽廢水中的離子濃度和水相特征的分布[7]，得到不同三氮指標(biāo)區(qū)間下有機(jī)物的分布特征如圖2所示。

圖2 不同有機(jī)物分布指標(biāo)區(qū)間下有機(jī)物濃度的分布特征Fig.2 Distribution characteristics of organic matter concentration under different organic matter distribution index

在此基礎(chǔ)上，采用回歸分析方法，取1 286份食用菌含鹽廢水樣品，對(duì)樣品中的NO3--N濃度進(jìn)行等價(jià)分析，分析不同溫度下萃取下的有機(jī)物濃度，初始樣本濃度不超過(guò)2 mg·L-1，1 286份食用菌含鹽廢水樣品的濃度在12～58 mg·L-1之間[8]。

表2 食用菌含鹽廢水中的濃度區(qū)間樣品分布Tab.2 Distribution of concentration interval samples in edible fungi salt wastewater

表2 食用菌含鹽廢水中的濃度區(qū)間樣品分布Tab.2 Distribution of concentration interval samples in edible fungi salt wastewater

40＜濃度樣本試劑1 44 53 44 4 13樣本試劑2 35 43 42 31 0樣本試劑3 45 34 46 0 2樣本試劑4 32 451 51 0 0樣本試劑5 43 54 43 12 3樣本試劑6 22 43 23 0 43樣本試劑7 34 75 43 0 3樣本試劑8 57 54 35 1 0樣本試劑9 54 43 15 0 0樣本試劑10 45 43 23 0 0樣本NO3--N 濃度區(qū)間 /（mg·L-1）濃度≤15 15＜濃度≤20 20＜濃度≤30 30＜濃度≤40

表3 食用菌含鹽廢水中濃度區(qū)間樣品分布Tab.3 Distribution of concentration interval samples in edible fungi salt wastewater

表3 食用菌含鹽廢水中濃度區(qū)間樣品分布Tab.3 Distribution of concentration interval samples in edible fungi salt wastewater

3.0＜濃度樣本NO4+-N 濃度區(qū)間 /（mg·L-1）濃度≤0.1 0.1＜濃度≤1.0 1.0＜濃度≤2.0 2.0＜濃度≤3.0樣本試劑1 0 0 13 0 43樣本試劑2 0 53 24 62 45樣本試劑3 28 48 32 21 0樣本試劑4 21 32 31 23 0樣本試劑5 0 32 33 32 24樣本試劑6 23 31 32 2 0樣本試劑7 46 34 36 32 0樣本試劑8 16 63 25 32 0樣本試劑9 14 32 42 2 0樣本試劑10 13 23 32 0 0

分析上述統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果得知，研究食用菌含鹽廢水中600個(gè)樣品中，大多數(shù)的濃度不超過(guò)0.46 mg·L-1。進(jìn)一步測(cè)定食用菌含鹽廢水中濃度區(qū)間樣品分布，見(jiàn)表4。

表4食用菌含鹽廢水中濃度區(qū)間樣品分布Tab.4 Distribution of concentration interval samples in edible fungi salt wastewater

表4食用菌含鹽廢水中濃度區(qū)間樣品分布Tab.4 Distribution of concentration interval samples in edible fungi salt wastewater

0.600＜濃度樣本試劑1樣本NO2--N 濃度區(qū)間 /（mg·L-1）濃度≤0.032 0.032＜濃度≤0.400 0.410＜濃度≤0.500 0.500＜濃度≤0.600 32 3 4 24 45樣本試劑2 34 3 4 54 54樣本試劑3 65 2 3 24 22樣本試劑4 43 3 5 42 2樣本試劑5 21 5 4 35 34樣本試劑6 22 65 50 4 4樣本試劑7 34 25 3 3 3樣本試劑8 44 24 3 3 3樣本試劑10 24 43 0 3 6 54 54 2 4 2樣本試劑9

從數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)描述分析方法，分析食用菌含鹽廢水的有機(jī)物的變化特征分布，根據(jù)光譜變化的差異性，得到食用菌含鹽廢水中“三氮”有機(jī)物的監(jiān)測(cè)的光譜特征分布如圖3所示。

圖3 食用菌含鹽廢水有機(jī)物濃度監(jiān)測(cè)的光譜分析結(jié)果Fig.3 Results of spectral analysis of organic matter concentration monitoring of edible fungi salt wastewater

3 結(jié)語(yǔ)

文章研究了食用菌含鹽廢水有機(jī)物濃度的監(jiān)測(cè)方法，結(jié)合相應(yīng)的治污措施，降低食用菌含鹽廢水對(duì)環(huán)境的污染，通過(guò)以上分析得知，食用菌含鹽廢水中的濃度超過(guò)0.34 mg·L-1，120份樣品的濃度在 0.01 mg·L-1～0.43 mg·L-1之間，經(jīng)過(guò)萃取后體系的混亂度減小，從而使得食用菌含鹽廢水中的有機(jī)物濃度減小，200份樣本試劑中濃度超過(guò)0.34 mg·L-1，對(duì)水質(zhì)有較大的污染，對(duì)濃度不超過(guò)0.233 mg·L-1，300份樣品的濃度低于0.012 mg·L-1，考慮到萃取液濃度太大對(duì)有機(jī)物濃度監(jiān)測(cè)的不準(zhǔn)確性，通過(guò)光譜測(cè)定的方法，提高了濃度監(jiān)測(cè)的可靠性。