化學(xué)品 強化快速生物降解性試驗 征求意見稿

1GB/TXXXXX—XXXX化學(xué)品強化快速生物降解性試驗本文件描述了化學(xué)品強化快速生物降解性試驗的試驗原理、受試物信息、參比物、試驗準備、試驗程序、質(zhì)量保證與質(zhì)量控制、數(shù)據(jù)與報告。本文件適用于有機化合物的強化快速生物降解性試驗。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T21801化學(xué)品快速生物降解性呼吸計量法試驗GB/T21802化學(xué)品快速生物降解性改進的MITI試驗（I）GB/T21803化學(xué)品快速生物降解性DOC消減試驗GB/T21831化學(xué)品快速生物降解性密閉瓶法試驗GB/T21856化學(xué)品快速生物降解性二氧化碳產(chǎn)生試驗GB/T21857化學(xué)品快速生物降解性改進的OECD篩選試驗GB/T27850化學(xué)品快速生物降解性通則OECD化學(xué)品測試導(dǎo)則No.310快速生物降解性-密閉瓶二氧化碳法（頂空試驗ReadyBiodegradability-CO2insealedvessels(HeadspaceTest)］3術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1生物降解性biodegradability受試物與接種物接觸后表現(xiàn)出的生物降解能力。3.2快速生物降解性readybiodegradability受試物在限定時間內(nèi)與接種物接觸后表現(xiàn)出的生物降解能力。3.3預(yù)調(diào)節(jié)pre-conditioning于受試化合物不存在時，在試驗條件下對接種物進行曝氣培養(yǎng)，目的是通過減少接種物空白值和增強微生物對試驗條件的適應(yīng)性來提高試驗質(zhì)量。2GB/TXXXXX—XXXX3.4預(yù)暴露pre-exposure于受試化合物存在時，在試驗條件下對接種物進行預(yù)培養(yǎng)，目的是通過對微生物進行馴化和/或選擇來提高接種物對受試物的生物降解能力，也稱為預(yù)馴化。3.5半連續(xù)試驗semi-continuousprocedure采取半連續(xù)方式，用接近真實環(huán)境（低）濃度的受試化合物定期飼喂接種物并更新部分水樣，用獲得的接種物開展強化快速生物降解性試驗，有利于微生物的適應(yīng)和選擇，同時在很大程度上維持試驗體系的微生物多樣性和營養(yǎng)狀態(tài)。3.6停滯期lagphase從試驗開始到生物降解率達到10%的時期，即微生物的適應(yīng)期。3.7降解期degradationphase從停滯期結(jié)束到生物降解率達到最大降解率的90%的時期。3.8穩(wěn)定期plateau生物降解率趨于穩(wěn)定（至少三次測定）的時期。4試驗原理4.1本方法用于評估化學(xué)物質(zhì)的生物降解性和持久性。在快速生物降解性試驗的基礎(chǔ)上，通過延長試驗周期、采用大容器、增加生物量以及接種物預(yù)暴露中的一種或多種方式進行強化。4.2根據(jù)受試物的水溶解度、揮發(fā)性、吸附性等特性選擇適合的快速生物降解性試驗方法，具體參見快速生物降解性通則（GB/T21850GB/T21801、GB/T21802、GB/T21803、GB/T21831、GB/T21856、GB/T21857、OECD化學(xué)品測試導(dǎo)則No.310給出的試驗方法都可采用作為本試驗的基礎(chǔ)方法。4.3以受試物作為唯一的有機碳源，接種經(jīng)預(yù)調(diào)節(jié)和（或）預(yù)暴露處理的接種物，在黑暗或散射光條件下好氧培養(yǎng)不超過60d，以固定時間間隔測定DOC消減量、氧消耗量或CO2產(chǎn)生量等參數(shù)的變化，計算受試物的生物降解率，繪制生物降解曲線。也可通過化學(xué)分析測定試驗開始和結(jié)束時受試物的濃度或降解產(chǎn)物的濃度，評估受試物的初級生物降解性。接種物內(nèi)源活性帶來的誤差通過含接種物不含受試物的空白對照組校正。如果受試物可能對接種物有抑制作用，可通過增設(shè)毒性對照組來驗證。5受試物信息試驗前，應(yīng)掌握下列受試物信息：a)分子式和結(jié)構(gòu)式；b)水中溶解度；3GB/TXXXXX—XXXXc)蒸氣壓；d)純度；e)碳含量；f)主要成分的組成比例；g)揮發(fā)性；h)吸附性；i)微生物毒性；j)快速生物降解性和（或）其他生物降解性試驗結(jié)果。6參比物選用具有快速生物降解性的物質(zhì)作為參比物。推薦苯胺（新蒸餾）、醋酸鈉或苯甲酸鈉作為參比物。7試驗準備7.1儀器設(shè)備不同強化快速生物降解性試驗所用的儀器設(shè)備參見相應(yīng)的快速生物降解性標準，可根據(jù)需要定制合適的大體積試驗容器。7.2試驗用水和培養(yǎng)基試驗用水和培養(yǎng)基的選用和配制參見快速生物降解性標準。7.3接種物7.3.1接種物的選擇7.3.1.1接種物的種類和來源參見快速生物降解性標準。選擇時，應(yīng)充分考慮受試物可能的暴露場景，選用合適的接種物。推薦使用多種來源的混合接種物，以增加微生物多樣性。7.3.1.2當(dāng)使用土壤作為接種物時，推薦采用來自田地和/或森林的表層土壤。采集前先去除土壤上面的覆蓋物，采集后去除土壤中明顯的植物殘體、石礫和其它惰性材料，過2mm孔徑篩，以獲得粒徑小于2mm的土樣，隨后稱取100g土壤，加入1000mL試驗培養(yǎng)基，充分混勻，靜置1h，取上清液備用。7.3.2接種物的預(yù)調(diào)節(jié)（可選）可參照快速生物降解性標準的描述對接種物進行預(yù)調(diào)節(jié)，以降低空白背景值，提高試驗方法的精度和馴化效率。需要注意的是，基于GB/T21802開展強化快速生物降解性試驗，接種物使用前無需進行預(yù)調(diào)節(jié)。7.3.3接種物的預(yù)暴露（可選）7.3.3.1通常采用低水平半連續(xù)操作的方式開展接種物預(yù)暴露（馴化）。將接種物沉降約30min，去掉約為總體積1/2的上清液，加入等體積的含有低濃度受試物（通常≤100μg/L）和酸水解酪蛋白、酵母提取物（終濃度均為25mg/L）的營養(yǎng)液，攪拌曝氣，保持接種物的pH在6.5～8范圍內(nèi)，定期重復(fù)上述操作。酸水解酪蛋白和酵母提取物的貯備液分別采用試驗培養(yǎng)基配制，加熱溶解，置于0℃~4℃冷藏保4GB/TXXXXX—XXXX存，最長不超過7d。馴化周期通常為2周～4周，對于難降解物質(zhì)，可延長馴化時間。其他馴化條件應(yīng)與該受試物隨后開展試驗的條件相一致。7.3.3.2經(jīng)預(yù)暴露后，接種物的DOC濃度應(yīng)小于2mg/L，否則可將接種物繼續(xù)曝氣調(diào)節(jié)1d～2d，或用試驗培養(yǎng)基替換部分上清液，以降低空白背景值。7.3.3.3除了通過上述半連續(xù)試驗的方式進行預(yù)暴露之外，也可采用剛結(jié)束（如一周內(nèi)）的經(jīng)受試物暴露的快速生物降解性試驗接種物作為強化試驗的接種物，使用前用試驗培養(yǎng)基清洗以去除過多碳源，同時加入新鮮接種物。8試驗程序8.1強化條件基于不同快速生物降解性試驗方法，對延長試驗時間、增大試驗體積、增加接種物濃度以及馴化接種物等試驗條件中的一個或者多個方面進行強化，部分條件參數(shù)詳見表1。若采用的強化試驗條件同時符合快速生物降解性標準方法的描述時，試驗結(jié)果也可用于受試物的快速生物降解性判定，具體判定方法參見快速生物降解性通則（GB/T21850）。表1不同快速生物降解性試驗方法的強化條件期a應(yīng)滿足的試驗條件；8.1.1接種量將接種量提高至環(huán)境相關(guān)的濃度，有利于增加微生物多樣性符合現(xiàn)實環(huán)境的可能性。提高后的接種量應(yīng)低于固有生物降解性試驗的接種物濃度。對于密閉瓶法試驗（GB/T21831建議在允許的情況下盡可能提高接種物添加量，但應(yīng)確保試驗28d空白對照組的耗氧量不大于1.5mg/L。8.1.2試驗周期試驗周期最長不超過60d。當(dāng)生物降解達到穩(wěn)定期后并預(yù)計沒有更進一步的降解時，可結(jié)束試驗。8.1.3試驗體積5GB/TXXXXX—XXXX宜采用更大的試驗容器開展測試，以增加微生物優(yōu)勢種群，確保微生物總量，同時有利于提高不同平行之間的一致性。8.2受試物的添加受試物添加至反應(yīng)混合體系中的方法與其特性相關(guān)，如水溶性、揮發(fā)性、吸附性和穩(wěn)定性等。當(dāng)受試物為難溶于水的物質(zhì)時，可借助載體（如硅膠、玻璃纖維濾紙、硅油、阿拉伯樹膠等）進行添加，還可采用超聲、高剪切、攪拌等處理方式，使受試物均質(zhì)化，提高生物利用度。其他參見快速生物降解性標準。8.3試驗操作關(guān)于強化試驗的組別設(shè)計、取樣測定、操作步驟等詳細描述參見快速生物降解性通則（GB/T21850）和相應(yīng)的快速生物降解性方法標準細則。9質(zhì)量保證與質(zhì)量控制如滿足以下條件，試驗結(jié)果有效：a)快速生物降解性通則和相應(yīng)的方法標準細則中質(zhì)量保證與質(zhì)量控制所包括的全部內(nèi)容；b)在穩(wěn)定期、試驗結(jié)束時或10d觀察期（如果有）結(jié)束時，平行試驗間的降解率最大差別（極差）小于20％。10數(shù)據(jù)與報告10.1數(shù)據(jù)處理計算生物降解率和繪制“降解百分率—試驗時間曲線”具體見通則和各方法標準細則。10.2結(jié)果報告測試報告應(yīng)包括以下內(nèi)容。1)受試物：——單組分物質(zhì)：物理性狀、水溶解性及相關(guān)的物理化學(xué)性質(zhì)；化學(xué)標識，如IUPAC名稱或CAS名稱、CAS號、SMILES碼或InChI碼、結(jié)構(gòu)式、純度等信息，在適當(dāng)情況下還應(yīng)提供雜質(zhì)的化學(xué)鑒別信息（必要時包括有機碳含量）；——多組分物質(zhì)、不明復(fù)雜物質(zhì)（UVCBs成分未知或組分多變的物質(zhì)、復(fù)雜反應(yīng)產(chǎn)物或生物材料）和混合物：盡可能提供各組分的化學(xué)鑒別信息（如上）、含量和相關(guān)的物理-化學(xué)特性。2)試驗條件：——接種物：狀態(tài)和取樣地點，濃度和處理方式；——污水中工業(yè)廢水的比例和狀況（若已知）；——試驗周期與溫度；——受試物施用方法；——試驗容器和設(shè)備；——試驗方法及條件；6GB/TXXXXX—XXXX——程序改變的原因及解釋說明；——參比物的使用情況。3)結(jié)果：——任何觀察到的抑制現(xiàn)象；——任何觀察到的非生物降解；——受試物質(zhì)化學(xué)分析數(shù)據(jù)（如果有）；——受試物降解產(chǎn)物的分析數(shù)據(jù)（如果有）；——受試物及參比物的試驗數(shù)據(jù)，以表格和曲線圖的形式；——穩(wěn)定期、試驗結(jié)束時和/或10d觀察期的降解百分率。4)結(jié)果討論（若需要）。7GB/TXXXXX—XXXX參考文獻[1]GB/T35523化學(xué)品地表水中好氧礦化生物降解模擬試驗[2]HJ1257化學(xué)物質(zhì)環(huán)境管理化學(xué)物質(zhì)測試術(shù)語[3]環(huán)境保護部固體廢物與化學(xué)品管理技術(shù)中心《化學(xué)品生物降解與蓄積測試優(yōu)化策略》編委會.化學(xué)品生物降解與蓄積測試優(yōu)化策略.北京：中國環(huán)境出版社，2016[4]OECDSERIESONTHETESTGUIDELINESPROGRAMMENumber2.OrganizationforEconomicCooperationandDevelopment,1995[5]EuropeanChemicalsAgency(2014b)Guidanceoninformationrequirementsandchemicalsafetyassessment.ChapterR.7b:EndpointspecificguidanceVersion2.0.ECHA,2014[6]Assessmentofenvironmentalpersistence:regulatoryrequirementsandpracticalpossibilities–availabletestsystems,identificationoftechnicalconstraintsandindicationofpossiblesolutions.Umweltbundesamt,2017[7]ISO7827Waterquality—Evaluationofthe“ready”,“ultimate”aerobicbiodegradabilityoforganiccompoundsinanaqueousmedium—Methodbyanalysisofdissolvedorganiccarbon(DOC)[8]ISO9888Waterquality—Evaluationoftheultimateaerobicbiodegradabilityoforganiccompoundsinaqueousmedium—Statictest(Zahn-Wellensmethod)[9]ISO14853Plastics—Determinationoftheultimateanaerobicbiodegradationofplasticmaterialsinanaqueoussystem—Methodbymeasurementofbiogasproduction[10]ISO17556Plastics—Determinationoftheultimateaerobicbiodegradabilityofplasticmaterialsinsoilbymeasuringtheoxygendemandinarespirometerortheamountofcarbondioxideevolved[11]USEPAOPPTS835.3215Fate,TransportandTransformationTestGuidelines,InherentBiodegradability–ConcaweTest.U.S.EnvironmentalProtectionAgency,2008[12]ASTMD5864-23StandardTestMethodforDeterminingAerobicAquaticBiodegradationofLubricantsorTheirComponents[13]RussellJ.Davenport,T.J.Martin,A.K.Goodhead,etal.TheRationalAnalysisandDesignofEnhancedBiodegradationTestsforPersistenceAssessments.NewcastleUniversity,2011[14]TimothyJ.Martin,AndrewK.Goodhead,KishorAcharya,etal.HighThroughputBiodegradation-ScreeningTestToPrioritizeandEvalu