化學(xué)品 強(qiáng)化快速生物降解性試驗(yàn) 征求意見稿

1GB/TXXXXX—XXXX化學(xué)品強(qiáng)化快速生物降解性試驗(yàn)本文件描述了化學(xué)品強(qiáng)化快速生物降解性試驗(yàn)的試驗(yàn)原理、受試物信息、參比物、試驗(yàn)準(zhǔn)備、試驗(yàn)程序、質(zhì)量保證與質(zhì)量控制、數(shù)據(jù)與報(bào)告。本文件適用于有機(jī)化合物的強(qiáng)化快速生物降解性試驗(yàn)。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(jì)量法試驗(yàn)GB/T21802化學(xué)品快速生物降解性改進(jìn)的MITI試驗(yàn)（I）GB/T21803化學(xué)品快速生物降解性DOC消減試驗(yàn)GB/T21831化學(xué)品快速生物降解性密閉瓶法試驗(yàn)GB/T21856化學(xué)品快速生物降解性二氧化碳產(chǎn)生試驗(yàn)GB/T21857化學(xué)品快速生物降解性改進(jìn)的OECD篩選試驗(yàn)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(yàn)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(shí)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(shí)，在試驗(yàn)條件下對接種物進(jìn)行曝氣培養(yǎng)，目的是通過減少接種物空白值和增強(qiáng)微生物對試驗(yàn)條件的適應(yīng)性來提高試驗(yàn)質(zhì)量。2GB/TXXXXX—XXXX3.4預(yù)暴露pre-exposure于受試化合物存在時(shí)，在試驗(yàn)條件下對接種物進(jìn)行預(yù)培養(yǎng)，目的是通過對微生物進(jìn)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(yàn)semi-continuousprocedure采取半連續(xù)方式，用接近真實(shí)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(qiáng)化快速生物降解性試驗(yàn)，有利于微生物的適應(yīng)和選擇，同時(shí)在很大程度上維持試驗(yàn)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(yàn)開始到生物降解率達(dá)到10%的時(shí)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(dá)到最大降解率的90%的時(shí)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(shí)期。4試驗(yàn)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(yàn)的基礎(chǔ)上，通過延長試驗(yàn)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(jìn)行強(qiáng)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(yàn)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(yàn)方法都可采用作為本試驗(yàn)的基礎(chǔ)方法。4.3以受試物作為唯一的有機(jī)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(shí)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(jì)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(yàn)開始和結(jié)束時(shí)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(yàn)證。5受試物信息試驗(yàn)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(yàn)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(yàn)準(zhǔn)備7.1儀器設(shè)備不同強(qiáng)化快速生物降解性試驗(yàn)所用的儀器設(shè)備參見相應(yīng)的快速生物降解性標(biāo)準(zhǔn)，可根據(jù)需要定制合適的大體積試驗(yàn)容器。7.2試驗(yàn)用水和培養(yǎng)基試驗(yàn)用水和培養(yǎng)基的選用和配制參見快速生物降解性標(biāo)準(zhǔn)。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(biāo)準(zhǔn)。選擇時(shí)，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(shí)，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?bào)w、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(yàn)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(biāo)準(zhǔn)的描述對接種物進(jìn)行預(yù)調(diào)節(jié)，以降低空白背景值，提高試驗(yàn)方法的精度和馴化效率。需要注意的是，基于GB/T21802開展強(qiáng)化快速生物降解性試驗(yàn)，接種物使用前無需進(jìn)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?！?00μg/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(yàn)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(shí)間。其他馴化條件應(yīng)與該受試物隨后開展試驗(yàn)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(yàn)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(yàn)的方式進(jìn)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(yàn)接種物作為強(qiáng)化試驗(yàn)的接種物，使用前用試驗(yàn)培養(yǎng)基清洗以去除過多碳源，同時(shí)加入新鮮接種物。8試驗(yàn)程序8.1強(qiáng)化條件基于不同快速生物降解性試驗(yàn)方法，對延長試驗(yàn)時(shí)間、增大試驗(yàn)體積、增加接種物濃度以及馴化接種物等試驗(yàn)條件中的一個(gè)或者多個(gè)方面進(jìn)行強(qiáng)化，部分條件參數(shù)詳見表1。若采用的強(qiáng)化試驗(yàn)條件同時(shí)符合快速生物降解性標(biāo)準(zhǔn)方法的描述時(shí)，試驗(yàn)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(yàn)方法的強(qiáng)化條件期a應(yīng)滿足的試驗(yàn)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(shí)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(yàn)的接種物濃度。對于密閉瓶法試驗(yàn)（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(yàn)28d空白對照組的耗氧量不大于1.5mg/L。8.1.2試驗(yàn)周期試驗(yàn)周期最長不超過60d。當(dāng)生物降解達(dá)到穩(wěn)定期后并預(yù)計(jì)沒有更進(jìn)一步的降解時(shí)，可結(jié)束試驗(yàn)。8.1.3試驗(yàn)體積5GB/TXXXXX—XXXX宜采用更大的試驗(yàn)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(shí)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(shí)，可借助載體（如硅膠、玻璃纖維濾紙、硅油、阿拉伯樹膠等）進(jìn)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(biāo)準(zhǔn)。8.3試驗(yàn)操作關(guān)于強(qiáng)化試驗(yàn)的組別設(shè)計(jì)、取樣測定、操作步驟等詳細(xì)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(biāo)準(zhǔn)細(xì)則。9質(zhì)量保證與質(zhì)量控制如滿足以下條件，試驗(yàn)結(jié)果有效：a)快速生物降解性通則和相應(yīng)的方法標(biāo)準(zhǔn)細(xì)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(yàn)結(jié)束時(shí)或10d觀察期（如果有）結(jié)束時(shí)，平行試驗(yàn)間的降解率最大差別（極差）小于20％。10數(shù)據(jù)與報(bào)告10.1數(shù)據(jù)處理計(jì)算生物降解率和繪制“降解百分率—試驗(yàn)時(shí)間曲線”具體見通則和各方法標(biāo)準(zhǔn)細(xì)則。10.2結(jié)果報(bào)告測試報(bào)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(biāo)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(shí)包括有機(jī)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(yàn)條件：——接種物：狀態(tài)和取樣地點(diǎn)，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(yàn)周期與溫度；——受試物施用方法；——試驗(yàn)容器和設(shè)備；——試驗(yàn)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(yàn)數(shù)據(jù)，以表格和曲線圖的形式；——穩(wěn)定期、試驗(yàn)結(jié)束時(shí)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(xiàn)[1]GB/T35523化學(xué)品地表水中好氧礦化生物降解模擬試驗(yàn)[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(hù)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