OECD 209 Активна утайка, тест за инхибиране на дишането (въглеродно и амониево окисление)

Стандартът „OECD 209 Активна утайка, тест за инхибиране на дишането (окисление на въглерод и амоний)“, публикуван съгласно насоките на OECD за отговорно бизнес поведение за мултинационални компании (насоки на OECD) , е предназначен да оцени ефектите на дадено вещество върху микроорганизми, получени от активна утайка в пречиствателни станции за отпадъчни води, чрез измерване на техните скорости на дишане (окисление на въглерод или амоний) като консумация на кислород. Резултатите от теста могат да се използват и като индикатор за подходящи неинхибиращи концентрации на тествани вещества, които да се използват в тестове за биоразградимост.

Този метод на изпитване позволява определянето на ефективната концентрация и наблюдаваната неефективна концентрация на изпитваното вещество. Могат да се определят три различни вида инхибиране на поемането на кислород: общо, само хетеротрофно и индуцирано от нитрификация инхибиране в присъствието и отсъствието на N-алилтиоурея, специфичен инхибитор на нитрификацията.

За да се получат както наблюдаваната концентрация без ефект, така и ефективната концентрация, се препоръчва геометрична серия от пет повторения на шест контролни и пет третиращи концентрации. Във всеки съд за изпитване, тестовите смеси, съдържащи вода, синтетична канализационна вода и изпитваното вещество, се инкубират при pH 7,5 плюс/минус 0,5 и при 20°C плюс/минус 2°C при принудителна аерация, за да се поддържа концентрацията на разтворен кислород над 60-70 процента насищане. Консумацията на кислород се измерва след 3 часа експозиция и ако изпитваното вещество се разгражда бързо, могат да се направят допълнителни измервания след 30 минути експозиция.

Стандартът OECD 209 е стандартен метод, разработен от Организацията за икономическо сътрудничество и развитие (OECD), за оценка на потенциалната токсичност на химикалите за микроорганизмите в системите за пречистване на отпадъчни води. Този тест е от решаващо значение за оценка на въздействието на химикалите върху околната среда, особено в контекста на пречиствателни станции за отпадъчни води, където активната утайка играе жизненоважна роля в разграждането на органичната материя.

Основната цел на метода за изпитване OECD 209 е да се оцени въздействието на дадено вещество върху микроорганизмите, присъстващи в активната утайка, ключов компонент на аеробните процеси за пречистване на отпадъчни води. Скоростта на дишане на тези микроорганизми, по-специално консумацията им на кислород по време на окислението на въглерод и амоний, се измерва, за да се определи дали дадено вещество инхибира микробната активност. Тази информация е от решаващо значение за:

• Оценки на риска за околната среда: Тестването помага за оценка на потенциалната токсичност на химикалите върху микробните съобщества, необходими за разграждането на органичните замърсители в отпадъчните води.
• Изпитване за биоразградимост: Резултатите могат да покажат подходящи, неинхибиращи концентрации на изпитваното вещество за използване в последващи изследвания за биоразградимост.
• Съответствие с регулаторните изисквания: Тестването предоставя данни в подкрепа на регулаторните решения относно безопасността на химикалите и гарантирането, че те не нарушават процесите на пречистване на отпадъчни води.

Този метод за изпитване измерва ключови крайни точки, използвани за количествено определяне на токсичността на дадено вещество, като например ефективната концентрация (напр. EC50, концентрацията, която причинява 50% инхибиране) и концентрацията, при която не се наблюдава ефект.

Тестът OECD 209 включва излагане на микроорганизми от активна утайка на различни концентрации от тестваното вещество при контролирани условия. Методологията е разработена така, че да гарантира възпроизводимост и надеждност, като същевременно се спазват строги критерии за валидиране.

Основните стъпки на метода на тестване са следните:

• Тестови организми: В теста се използва активна утайка, обикновено събрана от аерационния резервоар на добре функционираща пречиствателна станция за отпадъчни води, която пречиства предимно битови отпадъчни води. Утайката съдържа разнообразна микробна общност, отговорна за разграждането на органичната материя и нитрификацията. За да се осигури консистенция, утайката може да се измие, ако ендогенната честота на дишане е ниска, и обикновено се използва в рамките на един ден след събирането.
• Тестова настройка:
  • Тестови смеси: Тестът включва инкубиране на смеси от активна утайка, синтетична захранваща смес за отпадъчни води (която имитира хранителни вещества от отпадъчни води) и тествано вещество в реактори с обем 1000 mL, съдържащи 500 mL от реакционната смес. Добавят се празна контрола (без тествано вещество) и референтно вещество (напр. 3,5-дихлорофенол или меден(II) сулфат пентахидрат), за да се провери чувствителността на тестовата система.
  • Концентрации: Тестът обикновено включва поне три концентрации на тестваното вещество в геометрична серия (напр. 10 mg/L, 100 mg/L и 1000 mg/L), а за тестване доза-отговор - шест контроли и пет повторения на третиране. При гранично тестване може да се използва единична концентрация (напр. 1000 mg/L), за да се определи дали се наблюдава значителна токсичност.
  • Условия: Тестването се провежда при pH 7,5 плюс/минус 0,5 и температура 20 градуса по Целзий плюс/минус 2 градуса по Целзий, с принудителна вентилация за поддържане на нивата на разтворен кислород над 60-70 процента насищане. Консумацията на кислород се измерва след 3-часов период на експозиция; 30-минутни измервания не са задължителни за бързо разграждащи се вещества.
• Измерване: Дихателната честота се определя чрез измерване на консумацията на разтворен кислород в диапазона от 2–7 mg/L, използвайки кислороден електрод в затворена клетка. Тестът може да оцени три вида усвояване на кислород:
  • Общо дишане: Обща консумация на кислород от утайката.
  • Хетеротрофно дишане: Кислородът, използван за окисление на въглерода, се измерва в присъствието на N-алилтиоурея, инхибитор на нитрификацията.
  • Нитрификационно дишане: Кислородът, използван за окисление на амоняка, се изчислява като разлика между общото и хетеротрофното дишане.

Скоростта на дишане на тестваното вещество и референтното вещество се сравнява с контролните проби и се изразява като процент инхибиране. От тези данни се изчисляват ефективната концентрация и наблюдаваната концентрация без ефект.

• Критерии за валидност: За да се гарантира надеждността на теста, трябва да бъдат изпълнени следните критерии:
  • Контролните проби с празна проба трябва да показват скорост на усвояване на кислород от най-малко 20 mg на грам активна утайка на час.
  • Коефициентът на вариация на усвояването на кислород в контролните повторения не трябва да надвишава 30 процента.
  • Стойността EC50 на референтното вещество (напр. 3,5-дихлорофенол) трябва да бъде в очаквания диапазон от предишни кръгови тестове.

Тестът OECD 209 е приложим за нелетливи вещества, включително трудноразтворими и абсорбиращи вещества. Той се използва широко в регулаторни рамки като Регламент (ЕО) № 440/2008 на Комисията на Европейския съюз и е съвместим със стандарти като ISO 8192.

Този метод обаче има някои ограничения:

• Кратко време на експозиция: Стандартното време на експозиция от 3 часа (или 30 минути за бързо разграждащи се вещества) може да не обхване дългосрочните ефекти. Предложена е модифицирана версия с 27-часово инкубационно време за повишаване на чувствителността.
• Сложни смеси: Тестването може да е по-малко ефективно за сложни смеси или бързо разграждащи се вещества и може да изисква допълнителни оценки или измервания.
• Специфичност: Въпреки че тестът прави разлика между въглеродно и амониево окисление, той може да не отрази напълно екологичното въздействие на веществата върху други микробни процеси.

Тестът OECD 209 е крайъгълен камък на екотоксикологичните тестове, предоставяйки бърз и рентабилен метод за скрининг за оценка на потенциалните опасности от химикали в системите за пречистване на отпадъчни води. Резултатите от него са от решаващо значение за индустрии, включително производството на химикали, пестициди и багрила, за да се гарантира, че техните продукти не нарушават микробната активност в пречиствателните станции. Съответствието на теста с международните стандарти и приемането му от тестови лаборатории по целия свят подчертават значението му при оценките на екологичната безопасност.

В заключение, стандартът OECD 209 предоставя стабилна рамка за оценка на токсичността на веществата за микроорганизмите в активната утайка. Чрез измерване на респираторното инхибиране, той предоставя ценни данни за оценки на риска за околната среда и вземане на регулаторни решения. Неговата стандартизирана методология и строги критерии за валидиране осигуряват надеждни резултати, докато непрекъснатите подобрения, като например удължени инкубационни периоди, целят да увеличат неговата приложимост. За изследователи, регулаторни органи и индустрията, тестът OECD 209 остава важен инструмент за защита на процесите на пречистване на отпадъчни води и опазване на околната среда.

Нашата организация, която работи от много години и щателно следи световните развития в науката и технологиите, провежда тестове, измервания и анализи в широк спектър от области за бизнеса във всеки сектор с квалифициран екип и обширна инфраструктура. В този контекст, ние също така предоставяме услуги за тестване в съответствие със стандарта на OECD 209 за активна утайка, тест за респираторно инхибиране (окисление на въглерод и амоний).