МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СОВЕТ ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ, МЕТРОЛОГИИ И СЕРТИФИКАЦИИ

(МГС)

INTERSTATE COUNCIL FOR STANDARDIZATION, METROLOGY AND CERTIFICATION

(ISC)

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ

СТАНДАРТ

МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЙ ХИМИЧЕСКОЙ ПРОДУКЦИИ, ПРЕДСТАВЛЯЮЩЕЙ ОПАСНОСТЬ ДЛЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Оценка биоразлагаемости в аэробных условиях методом моделирования поверхностных вод

(OECD, Test No 309:2004, IDT)

Издание официальное

Предисловие

Цели, основные принципы и порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0-92 «Межгосударственная система стандартизации. Основные положения» и ГОСТ 1.2 - 2009 «Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, применения, обновления и отмены»

Сведения о стандарте

1    ПОДГОТОВЛЕН федеральным государственным унитарным предприятием «Всероссийский научно-исследовательский центр стандартизации, информации и сертификации сырья, материалов и веществ» (ФГУП «ВНИЦСМВ»)

2    ВНЕСЕН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии

3    ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол № 60-П от 18 октября 2013 г.)

За принятие проголосовали:

Краткое наименование страны no МК (ИСО 3166) 004 - 97	Код страны по МК (ИСО 3166) 004-97	Сокращенное наименование национального органа по стандартизации
Азербайджан	AZ	Азстандарт
Армения	AM	Минэкономики Республики Армения
Беларусь	BY	Госстандарт Республики Беларусь
Киргизия	KG	Кыргызстандарт
Молдова	MD	Молдова-Стандарт
Россия	RU	Росстандарт
Таджикистан	TJ	Таджикстандарт
Узбекистан	uz	Узстандарт
Украина	UA	Минэкономразвития Украины

4    Настоящий стандарт идентичен международному документу OECD Test No. 309 «Aerobic Mineralisation in Surface Water — Simulation Biodegradation Test» (ОЭСР Тест № 309 «Аэробная минерализация в природной воде — Тест моделирования биологического разложения»).

Перевод с английского языка (еп).

Степень соответствия — идентичная (ЮТ).

5    Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 22 ноября 2013 г. № 808-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 32369-2013 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 августа 2014 г.

6 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

ГОСТ 32369-2014

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном информационном указателе «Национальные стандарты», а текст изменений и поправок — в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячном информационном указателе а Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет

©Стандартинформ, 2013

В Российской Федерации настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии

ГОСТ 32369-2014

Содержание

1    Область применения.....................................................................................................................................1

2    Термины и определения...............................................................................................................................1

3    Основные положения....................................................................................................................................2

3.1    Общий принцип метода.........................................................................................................................2

3.2    Применимость метода...........................................................................................................................3

3.3    Испытуемое вещество...........................................................................................................................3

3.4    Стандартное вещество..........................................................................................................................4

3.5    Критерии качества..................................................................................................................................4

3.5.1    Уровень извлечения....................................................................................................................4

3.5.2    Повторяемость и чувствительность аналитического метода.................................................4

4    Описание метода...........................................................................................................................................5

4.1    Оборудование.........................................................................................................................................5

4.2    Исходные растворы испытуемого вещества........................................................................................5

4.3    Сбор и транспортировка поверхностной воды....................................................................................5

4.4    Хранение и подготовка поверхностной воды.......................................................................................в

4.5    Подготовка воды с добавлением ила (дополнительно)......................................................................6

4.6    Полунепрерывная (дополнительная) процедура................................................................................6

4.7    Добавление исследуемого (или стандартного) вещества..................................................................6

4.8    Условия испытания................................................................................................................................7

4.8.1    Температура проведения испытания.........................................................................................7

4.8.2    Перемешивание..........................................................................................................................7

4.8.3    Продолжительность испытания.................................................................................................7

5. Процедура проведения испытания.............................................................................................................7

5.1    Подготовка колб для пелагического исследования............................................................................7

5.2    Число колб и образцов...........................................................................................................................8

5.3    Подготовка фляг для приостановленного (дополнительного) теста осадка....................................9

5.4    Определение радиохимическими способами.......................................................................................9

5.5    Специальный химический анализ.........................................................................................................9

6 Данные и отчет о проведении испытания.................................................................................................10

6.1    Обработка результатов........................................................................................................................10

6.1.1    График с нанесенными данными.............................................................................................10

6.1.2    Остаточная активность.............................................................................................................12

6.2    Интерпретация результатов................................................................................................................13

6.3    Достоверность испытания...................................................................................................................13

6.4    Отчет об испытании.............................................................................................................................14

Приложение А (справочное) Фазовое распределение ”⁴С.........................................................................16

Приложение Б Полунепрерывная процедура..............................................................................................17

Приложение В Определение ¹⁴СОг...............................................................................................................18

Библиография.................................................................................................................................................19

IV

ГОСТ 32369-2014

Введение

Целью данного стандарта является измерение периода действия биоразлагаемости исследуемого вещества при низкой концентрации в аэробной природной воде и количественное определение результатов наблюдения в виде выражений кинетической скорости. Данное имитационное испытание представляет собой периодический лабораторный тест с встряхиваемой колбой для определения скорости аэробного биоразложения органических веществ в пробах природной поверхностной воды (пресной, солоноватой или морской). Он основан на стандарте ISO / DIS 14592-1 (1). а также включает в себя элементы из руководств ОЭСР 307 и 308 [2). (3). По выбору, из-за длительного времени проведения испытаний, полунепрерывную операцию заменяют периодической обработкой, чтобы предотвратить ухудшение тестирования в микрокосмах. Основной целью имитационного испытания является определение минерализации исследуемого вещества в поверхностных водах. Минерализация составляет основу для выражения кинетики разложения. Тем не менее, дополнительной второй целью испытаний является получение информации о первичном разложении и образовании основных продуктов превращения. Идентификация продуктов превращения и. если возможно, количественное определение их концентраций, особенно важны для веществ, которые являются слабо минерализованными (например, с периодом полураспада для общего остаточного 'С. превышающим 60 дней). Из-за аналитических ограничений должны использоваться повышенные концентрации исследуемого вещества (например. > 100рг/л), как правило, для идентификации и количественного определения основных продуктов превращения.

В данном испытании низкая концентрация означает концентрацию (например, менее 1 рг/л до 100 pr/л), которая является достаточно низкой, чтобы достичь соответствия между кинетикой биоразложения, полученной при испытании, и ожидаемой кинетикой биоразложения в окружающей среде. По сравнению с общей массой биоразлагаемых углеродных субстратов в природных водах, используемых для испытания, исследуемое вещество, присутствующее в низких концентрациях, будет служить в качестве вторичного субстрата. Это означает, что ожидаемая кинетика биоразложения имеет первый порядок (кинетика «отсутствия роста») и. что исследуемое вещество может разлагаться «сометаболизмом». Кинетика первого порядка подразумевает, что скорость разложения (мг/л/сут) пропорциональна концентрации субстрата, которая снижается со временем. В отношении истинной кинетики первого порядка, константа удельной скорости разложения, к. не зависит от времени и концентрации. То есть, к в ходе эксперимента и при добавлении концентрации между экспериментами не меняется существенно. По определению, константа удельной скорости разложения равна относительному изменению концентрации за единицу времени: k = (1/С) (dC/dT). Несмотря на то, что кинетика первого порядка обычно ожидается при определенных условиях, могут сложиться обстоятельства. когда другие кинетики окажутся более подходящими. Отклонения от кинетики первого порядка можно наблюдать, например, если такое явление массопередачи. как скорость диффузии, в большей степени, чем скорость биологической реакции, ограничивает скорость биопревращения. Однако данные почти всегда характеризуются псевдокинетикой первого порядка, предполагающей константу зависимости скорости от концентрации.

Информация о биоразложении исследуемого вещества при его высоких концентрациях (например, стандартные скрининг-тесты), а также информация об абиотическом разложении, продуктах превращения и соответствующих физико-химических свойствах должна быть доступна до начала испытания, чтобы составить план проведения экспериментов и интерпретации результатов. Использование

С меченых исследуемых веществ и определение фазового распределения ⁴С в конце испытания позволяют оценить конечную биоразлагаемость. Когда используется немеченое исследуемое вещество, то полное биоразложение можно определить лишь при условии, что испытывается вещество в более высоких концентрациях и что известны все основные продукты превращения.

См. раздел 3 для терминов и определений.

V

Поправка к ГОСТ 32369-2013 Методы испытаний химической продукции, представляющей опасность для окружающей среды. Оценка биоразлагаемости в аэробных условиях методом моделирования поверхностных вод

В каком месте Напечатано Должно быть Титульный лист, колонтитул ГОСТ 32369-2014 ГОСТ 32369-2013 (по всему тексту стандарта) (ИУС№2 2015 г.)

1

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ    СТАНДАРТ

МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЙ ХИМИЧЕСКОЙ ПРОДУКЦИИ,

ПРЕДСТАВЛЯЮЩЕЙ ОПАСНОСТЬ ДЛЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Оценка биоразлагаемости в аэробных условиях методом моделирования поверхностных вод

Testing of chemicals of environmental hazard.

Aerobic Mineralisation in Surface Water - Simulation Biodegradation Test

Дата введения — 2014—08—01

1    Область применения

Целью данного испытания является измерение периода действия биоразложения исследуемого вещества при низкой концентрации в аэробной природной воде и количественное определение результатов наблюдения в виде выражений кинетической скорости. Данное имитационное испытание представляет собой периодический лабораторный тест методом встряхивания для определения скорости аэробного биоразложения органических веществ в пробах природной поверхностной воды (пресной, солоноватой или морской).

2    Термины и определения

В настоящем стандарте используются следующие термины с соответствующими определениями:

2.1    первичное биоразложение (primary biodegradation): Изменение молекулярной структуры вещества микроорганизмами до такой степени, что исчезает его химическая идентичность.

2.2    функциональное биоразложение (functional biodegradation): Изменение молекулярной структуры вещества микроорганизмами до такой степени, что исчезает его какое-либо специфическое свойство.

2.3    полное аэробное биоразложение (ultimate aerobic degradation): Полное разложение химического соединения или органического материала под действием микроорганизмов в присутствии кислорода с образованием диоксида углерода, воды и минеральных солей любых присутствующих элементов (минерализация), образование новой биомассы и органических продуктов микробного биосинтеза.

2 4 минерализация (mineralization): Распад химического вещества или органической материала в присутствии кислорода до образования двуокиси углерода, воды и гидридов, окисей или минеральный солей любых других присутствующих элементов.

2.5    лаг-фаза (латентная фаза) (lag phase): Период от начала испытания до адаптации деградирующих микроорганизмов и возрастания степени биоразложения химического вещества или органического материала до определяемого уровня (например. 10% от максимального теоретического биоразложения или меньше в зависимости от точности методики измерения).

2.6    максимальная степень биологического разложения (maximum level of biodegradation): Уровень разложения химического вещества или органического материала в определенном тесте, выраженный в процентном соотношении, сверх которого не происходит дальнейшего биоразложения во время теста.

2.7    первичный субстрат (primary substrate): Смесь природных источников углерода и энергии, которые обеспечивают рост и поддержание микробной биомассы.

Издание официальное

2.8    вторичный субстрат (secondary substrate): Компонент субстрата, присутствующий в таких низких концентрациях, что при его разложении лишь незначительное количество углерода и энергии становится доступным для микроорганизмов, по сравнению с количеством углерода и энергии, получаемой при разложении основных компонентов субстрата (первичных субстратов).

2.9    константа скорости разложения (degradation rate constant): Кинетическая константа первого или псевдо-первого порядка, k (d ’), которая отражает скорость процесса разложения. При исследовании партий к определяется из начального отрезка кривой разложения после завершения лаг-фазы.

2.10    период полураспада t_1/2 , дни (half-life): Данный термин используется для описания скорости реакции первого порядка. Он характеризует промежуток времени, который соответствует уменьшению концентрации в 2 раза. Период полураспада и константой скорости деградации связаны уравнением

ti/2=ln2/k    (1]

2.11    период полуразложения, DTs®, дни (degradation half time): Данный термин используется для количественной оценки результатов испытаний биоразложения. Он характеризует промежуток времени, в том числе латентной фазы, необходимой для достижения значения 50% биоразложения.

2.12    расчетный нижний предел чувствительности LOD и предел количественного определения LOQ (Limit of detection (LOD) and limit of quantification (LOQ)): Расчетный нижний предел чувствительности LOD - концентрация химического вещества, ниже которого невозможно отличить данное вещество от аналитических артефактов. Предел определения количества LOQ является концентрацией вещества, ниже которого концентрация не может быть определена с приемлемой точностью.

2.13    растворенный органический углерод, РОУ (dissolved organic carbon, DOC): Количество органического углерода, присутствующего в растворе после фильтрования через мембранный фильтр с размером пор от 0.2 до 0,45мкм или после центрифугирования с ускорением порядка 4000 g (40 000 м/с²) в течение 15 минут.

2.14    общая активность органического ¹⁴С (total organic ¹⁴С activity, ТОА): Общая активность атомов ⁴С. ассоциированная с органическим углеродом.

2.15    активность органического ¹⁴С в растворе (dissolved organic ¹⁴С activity, DOA): Общая активность атомов ⁴С, ассоциированная с растворенным органическим углеродом.

2.16    активность органического ¹⁴С взвеси (particulate organic 14С activity, РОА): Общая активность атомов ⁴С. ассоциированная с органическим углеродом в виде взвеси.

3 Основные положения

3.1    Общий принцип метода

3.1.1    Испытание проводят периодически путем инкубирования исследуемого вещества только в поверхностных водах («тест с океаническими отложениями», пелагический тест) или поверхностных водах с внесенными взвешенными веществами/наносами от 0,01 до 1 г/л сухого веса («тест с взвешенными наносами») для моделирования водной массы с взвешенными твердыми веществами или повторно взвешенным осадком. Во многих поверхностных водах концентрация взвешенных твердых веществ/осадка находится обычно в самом низком диапазоне этого интервала. Испытательные колбы инкубируют в темноте при температуре окружающей среды в аэробных условиях и при помешивании. Необходимо использовать хотя бы две разные концентрации исследуемого вещества, чтобы определить кинетику разложения. Концентрации должны отличаться друг от друга в 5-10 раз и представлять собой ожидаемый диапазон концентраций в окружающей среде. Максимальная концентрация исследуемого вещества не должна превышать 100 pr/л, но в испытании предпочтительны максимальные концентрации ниже 10 рг/л, чтобы обеспечить биоразложение следующее кинетике первого порядка. Самая низкая концентрация не должна превышать 10 рг/л, но в испытании самые низкие концентрации от 1 до 2 рг/л или менее 1 рг/л являются предпочтительными. Обычно, точный анализ такой низкой концентрации может быть достигнут путем использования коммерчески доступных ''С меченых веществ. Из-за аналитических ограничений зачастую невозможно измерить концентрацию исследуемого вещества с требуемой точностью, если исследуемое вещество применяется с концентрацией £

ГОСТ 32369-2014

100 цг/л (см. подпункт 3.5.2.1). Более высокие концентрации исследуемого вещества (> 100 pr/л. а иногда и > 1 мг/л) могут быть использованы с целью идентификации и количественной оценки основных продуктов превращения или. когда не доступен определенный метод анализа с низким пределом обнаружения. При тестировании высоких концентраций исследуемого вещества не всегда можно использовать результаты определения константы разложения первого порядка и период полураспада, так как разложение, возможно, не будет следовать кинетике первого порядка.

3.1.2    Разложение в определенные интервалы времени сопровождается измерением остаточной ¹ 'С или остаточной концентрации исследуемого вещества, когда применяется конкретный химический анализ. ¹ С-метка самой устойчивой части молекулы позволяет определить общую минерализацию, в то время как ‘‘С метка менее устойчивой части молекулы, а также использование специального анализа. дает оценку только первичной биоразлагаемости. Однако самая устойчивая часть необязательно включает соответствующие функциональные части молекулы (которые могут быть связаны с конкретным свойством, как. например, токсичность, биоаккумуляция и т.д.). Если это так. то можно использовать исследуемое вещество, которое имеет ¹С метку в функциональной части, чтобы сопровождаться устранением конкретного свойства.

3.2    Применимость метода

3.2.1    Данное имитационное испытание применяется к нелетучим или слаболетучим органическим веществам, тестируемым при низкой концентрации. Используя фляги, открытые для проникновения атмосферы (например, закупоренные ватной пробкой), вещества с константами закона Генри менее, чем примерно 1 Па м'/моль (приблизительно 10 атм м'/моль), практически, могут считаться нелетучими. Используя закрытые фляги со свободным пространством, слаболетучие вещества (с константами закона Генри < 100 Па м²/моль или <10 атм м'/моль) можно протестировать без потерь в испытательной системе. Потеря 'С-меченых веществ может происходить в случае несоблюдения соответствующих мер предосторожности при удалении СО?. В таких ситуациях, необходимо проводить улавливание СО: во внутренний поглотитель с щелочью или использовать внешнюю систему поглотителя СО: (прямое определение СО?; см. приложение В). Для определения кинетики биоразложения. концентрации исследуемого вещества должны быть ниже их уровня растворимости в воде. Однако следует отметить, что в литературе показатели растворимости в воде могут быть значительно выше растворимости исследуемого вещества в природных водах Вдобавок, растворимость особо труднорастворимых в воде исследуемых веществ может быть установлена с помощью исследуемых природных вод.

3.2.2    Метод может быть использован для моделирования биоразложения в поверхностных водах. не содержащих крупные частицы («тест с океаническими отложениями»), или в мутных поверхностных водах, которые, например, находятся на границе раздела вода/осадок («тест с взвешенными наносами»).

3.3 Испытуемое вещество

3.3.1 В этом испытании могут быть использованы и меченые, и немеченые исследуемые вещества. Рекомендуется использовать технику нанесения ¹С метки, и метка, как правило, должна находиться в самой устойчивой (ых) части (частях) молекулы (см. также подпункт 3.1.2). Для веществ, содержащих более одного ароматического кольца, один или несколько атомов углерода в каждом кольце должны иметь, предпочтительно, 'С метку. Кроме того, предпочтительно, чтобы один или несколько атомов углерода на обеих концах легко разрываемых связей имели ¹С метку. Химическая и/или радиохимическая чистота исследуемого вещества должна составлять > 95 %. Для меченых веществ предпочтительнее удельная активность около 50 pCi/мг (1.85МБк) или больше, чтобы упростить ¹С измерения в испытаниях, проводимых с низкими первоначальными концентрациями. Об исследуемом веществе должна быть доступна следующая информация:

-    растворимость в воде (4);

-    растворимость в органическом (их) растворителе (ях) (веществах, применяемых вместе с растворителем или с низкой растворимостью в воде):

-    константа диссоциации (рКа), если вещество способно к протонированию или депротонированию [4);

-давление пара (4) и константа закона Генри;

-    химическая устойчивость к воде и в темное время суток (гидролиз) (4).

ГОСТ 32369-2014

Когда труднорастворимые в воде вещества проходят испытания в морской воде, важно знать константу высапивания (или «константу Сеченова») К’, которая определяется выражением:

log (S/S-)=K*-C_mi    (2)

где S и S’ - растворимость вещества в пресной и морской воде, соответственно, и С_т - молярная концентрация соли.

3.3.2    Если испытание выполняют подобно «тесту с взвешенным осадком», должна быть доступна следующая информация:

-    коэффициент разделения н-октанол/вода [4]:

-    коэффициент адсорбции [4];

3.3.3    Другая полезная информация может включать:

-    концентрацию в окружающей среде, если известно или установлено:

-    токсичность исследуемого вещества по отношению к микроорганизмам [4];

-    полное и/или присущее биоразложение (4);

-    исследования процессов превращения в условиях аэробного или анаэробного биоразложения в почве и осадке/воде [4].

3.4    Стандартное вещество

Вещество, которое обычно легко разлагается при аэробных условиях (например, анилин или бензоат натрия), должно быть использовано в качестве стандартного вещества. Ожидаемый период времени для разложения анилина и бензоата натрия составляет обычно менее двух недель. Назначение стандартных веществ заключается в обеспечении микробиологической активности исследуемой воды в определенных пределах, то есть, чтобы в воде присутствовала активная популяция микроорганизмов.

3.5    Критерии качества

3.5.1    Уровень извлечения

Сразу после добавления опытного образца, следует проверить кахщую первоначальную концентрацию опытного образца измерением активности *С ипи химическими анализами, в тех случаях, когда вещества не имеют метки, анализами хотя бы дублирующих образцов. Полученная информация дает основание судить о применимости и повторяемости аналитического способа, об однородности распределения опытного вещества. В норме, в последующих анализах данных используют установленную первоначальную активность X или концентрацию опытного образца, а не номинальную концентрацию, поскольку это позволяет компенсировать потери, возникающие из-за сорбции и погрешности при дозировке. Что касается опытного образца с меткой ^ЛС. извлекаемый в конце испытания уровень дается как баланс массы (см. также пункт 5 4 5) В идеале, меченый баланс массы должен находиться в диапазоне от 90 % до 110 %. в то время как об аналитической точности можно говорить. только если первоначальное извлечение опытных образцов, без метки, находится в пределах от 70 % до 110 %. Такие диапазоны интерпретируют как целевые, они не должны использоваться, как критерии на соответствие теста. Кроме этого, определить аналитическую точность можно для опытного образца с концентрацией ниже, чем первоначальная концентрация, а также для большинства продуктов трансформации.

3.5.2    Повторяемость и чувствительность аналитического метода

3.5.2.1    Повторяемость аналитического метода (включая эффективность первоначальной экстракции) для оценки опытного вещества, продуктов трансформации должна проверяться по пяти дублирующим анализам отдельных экстрактов поверхностной воды.

3.5.2.2    Предел обнаружения (LOD) аналитического метода для опытного образца и для продуктов трансформации должен составлять, по меньшей мере. 1 % от первоначального количества, применяемого к опытной системе, если возможно. Уровень чувствительности метода (LOQ) должен обеспечивать определение концентрации, составляющей до 10 %. Очень часто для химических анализов многих органических веществ и продуктов их трансформации необходимо, чтобы опытное вещество применялось при достаточно высоких концентрациях, т.е > 100 мкг/л. ¹

1

2