ISO 9439 Evaluación de la biodegradabilidad aeróbica final de compuestos orgánicos en medios acuosos - Prueba de evolución de dióxido de carbono

Las condiciones descritas en esta norma no siempre corresponden a las condiciones óptimas que garantizan la máxima biodegradación. Con este sistema de prueba, el dióxido de carbono de origen microbiano se mide en trampas a través de las cuales pasa el gas de los recipientes de prueba. Parte del dióxido de carbono permanece en los recipientes como carbono inorgánico disuelto, y su concentración puede aumentar a medida que avanza la biodegradación.

A medida que el carbono orgánico se elimina por completo, la concentración de carbono inorgánico disuelto disminuye gradualmente, llegando a cero al final de la incubación. Por lo tanto, para medir completamente el dióxido de carbono generado biogénicamente, es necesario acidificar el medio al final de la prueba.

La norma "ISO 9439 Calidad del agua - Evaluación de la biodegradabilidad aeróbica final de compuestos orgánicos en un medio acuoso - Ensayo de evolución de dióxido de carbono" desarrollada por la Organización Internacional de Normalización (ISO) describe un método para evaluar la biodegradabilidad final de compuestos orgánicos por microorganismos aeróbicos en un medio acuoso a una concentración dada mediante la determinación de dióxido de carbono.

Este método es válido para compuestos orgánicos que tienen las siguientes propiedades:

• Soluble en agua en condiciones de prueba. En este caso, se puede determinar la eliminación de carbono orgánico disuelto como información adicional.
• Ligeramente soluble en agua en condiciones de prueba. En este caso, podrían requerirse precauciones especiales para asegurar una buena dispersión del compuesto (p. ej., norma ISO 10634).
• No volátil o que tiene una presión de vapor despreciable en las condiciones de prueba (para sustancias volátiles, por ejemplo, se aplican las normas ISO 9408 o ISO 14593).
• No se observa efecto inhibitorio sobre los microorganismos de prueba a la concentración seleccionada. La presencia de efectos inhibitorios puede determinarse según lo especificado en esta norma o mediante otro método para determinar el efecto inhibitorio de un compuesto sobre las bacterias (p. ej., la norma ISO 8192).

En principio, la biodegradabilidad de compuestos orgánicos por microorganismos aeróbicos se determina mediante un sistema de ensayo estático acuoso. La mezcla de ensayo contiene un medio inorgánico, un compuesto orgánico con una concentración de 10 mg/L a 40 mg/L de carbono orgánico como única fuente nominal de carbono y energía, y un inóculo mixto obtenido de una planta de tratamiento de aguas residuales u otra fuente ambiental. La mezcla se agita en recipientes de ensayo y se airea con aire libre de dióxido de carbono, normalmente durante un máximo de 28 días.

El dióxido de carbono formado durante la degradación microbiana se retiene en recipientes externos, se determina mediante un método analítico adecuado, se compara con la cantidad teórica y se expresa como porcentaje.

Para compuestos suficientemente solubles en agua, se puede medir opcionalmente la eliminación de carbono orgánico disuelto para obtener información adicional sobre la biodegradabilidad final. Esto puede realizarse mediante el método proporcionado, pero en el apéndice de esta norma (Anexo D) se describe un procedimiento útil que permite el uso de concentraciones más altas del compuesto de prueba y del inóculo, aumentando así el potencial de biodegradabilidad de la prueba. Si se dispone de un método analítico específico para la sustancia, también se puede obtener información sobre la degradabilidad primaria.

La incubación debe realizarse en la oscuridad o con luz difusa a una temperatura entre 20 °C y 25 °C que no varíe en más de más/menos 2 °C durante el período de prueba.

En resumen, la norma ISO 9439 proporciona un procedimiento para evaluar la biodegradabilidad aeróbica final de compuestos orgánicos en un entorno acuoso mediante la medición del dióxido de carbono producido durante la biodegradación. Esta norma es fundamental para las industrias y los investigadores que evalúan el impacto ambiental de las sustancias químicas, en particular su capacidad para degradarse naturalmente en el agua.

Esta norma está diseñada para evaluar el grado de degradación de compuestos orgánicos por microorganismos aeróbicos en un entorno acuoso. El método se centra en la evolución del dióxido de carbono como indicador principal de la biodegradación, reflejando la conversión del carbono orgánico en dióxido de carbono y agua.

Esta norma se aplica a:

• Compuestos orgánicos solubles en agua.
• Los compuestos con baja solubilidad en agua deben dispersarse con medidas de dispersión especiales (por ejemplo, como se especifica en la norma ISO 10634).
• Compuestos no volátiles o compuestos con presión de vapor despreciable en condiciones de prueba.
• Compuestos que no inhiben la actividad de los microorganismos de prueba en la concentración seleccionada.

El objetivo principal de la norma ISO 9439 es determinar la biodegradabilidad final, es decir, la descomposición completa de un compuesto en dióxido de carbono, agua y sales minerales mediante la actividad microbiana. Esto es especialmente importante para evaluar el destino ambiental de sustancias químicas como lubricantes, surfactantes, combustibles y productos de cuidado personal, y garantizar que no persistan en los ecosistemas acuáticos.

El método de prueba ISO 9439 se realiza en botellas con ventilación continua durante al menos 28 días mediante respirometría para medir la producción de dióxido de carbono. Los pasos clave son:

• Configuración de la prueba: La muestra de prueba se introduce en un medio acuoso que contiene microorganismos aeróbicos, generalmente obtenidos a partir de lodos activados o un inóculo similar. El sistema se ventila con aire libre de dióxido de carbono para garantizar una medición precisa del dióxido de carbono producido por la biodegradación.
• Medición de dióxido de carbono: La cantidad de dióxido de carbono liberado se mide periódicamente, generalmente manteniéndolo en una solución (por ejemplo, hidróxido de sodio) y analizándolo mediante titulación u otros métodos analíticos.
• Cálculo de la biodegradabilidad: El porcentaje de biodegradabilidad se calcula comparando el dióxido de carbono medido con el dióxido de carbono máximo teórico que se produciría si el compuesto se degradara completamente. Esto proporciona una medida clara de la biodegradabilidad.

Esta prueba está diseñada para abarcar una amplia gama de compuestos, incluyendo aquellos de baja solubilidad que no son volátiles y no tienen efecto inhibidor sobre los microorganismos. Para sustancias poco solubles, se pueden utilizar técnicas similares a las descritas en la norma ISO 10634 para garantizar una dispersión adecuada.

La norma ISO 9439 se utiliza ampliamente en el ámbito de las ciencias ambientales y la normativa. Es especialmente importante para:

• Evaluaciones de seguridad química: esta norma se utiliza normalmente para cumplir con los requisitos reglamentarios de notificación de sustancias químicas, como el marco REACH de los países de la Unión Europea o las directrices de la OCDE.
• Desarrollo de productos: Las industrias que desarrollan productos biodegradables como plásticos, surfactantes o productos de cuidado personal utilizan esta norma para verificar la compatibilidad ambiental.
• Evaluación de riesgos ambientales: esta prueba ayuda en las evaluaciones de riesgos para los ecosistemas al ayudar a determinar si un compuesto persistirá en ambientes acuáticos.

Los laboratorios avanzados ofrecen servicios de pruebas según el estándar ISO 9439 al servicio de industrias que desean verificar la biodegradabilidad de sus productos.

Si bien la norma ISO 9439 es un método potente, tiene algunas limitaciones:

• Requisito de no volátiles: La prueba no es adecuada para compuestos volátiles, ya que la aireación puede provocar la pérdida de la sustancia de prueba y falsear los resultados. Para sustancias volátiles, se recomiendan normas alternativas como la ISO 9408 o la ISO 14593.
• Prueba de inhibición: La prueba presupone que el compuesto no inhibe la actividad microbiana. Si se sospecha inhibición, se requieren pruebas adicionales (p. ej., según la norma ISO 8192) para confirmar la idoneidad del compuesto para la prueba.

Por consiguiente, la norma ISO 9439 es una herramienta esencial para evaluar la biodegradabilidad aeróbica de compuestos orgánicos en entornos acuosos. Al medir la evolución del dióxido de carbono, proporciona un método fiable y estandarizado para evaluar la facilidad con la que una sustancia puede ser degradada por microorganismos, lo que proporciona datos cruciales para la protección ambiental y el cumplimiento normativo.

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