Valutazione OECD 310 della pronta biodegradabilità - CO2 in contenitori sigillati (test dello spazio di testa)

Lo standard “OECD 310 Ready biodegradability - CO2 in sealed containers (headspace test)”, pubblicato nell'ambito delle linee guida OCSE sulla condotta aziendale responsabile per le imprese multinazionali (linee guida OCSE), descrive un metodo di screening per valutare la pronta biodegradabilità delle sostanze chimiche.

La sostanza in esame, normalmente 20 mg C/L, come unica fonte di carbonio ed energia, viene incubata in fiale chiuse (normalmente per 28 giorni) in condizioni aerobiche contenenti un mezzo tampone a base di sali minerali inoculato con una popolazione mista di microrganismi. Per verificare la procedura di prova, è necessario testare in parallelo una sostanza di riferimento di nota biodegradabilità (anilina, benzoato di sodio o glicole etilenico e 1-ottanolo).

Si raccomanda di analizzare le fiale in triplicato dopo intervalli di tempo sufficienti. Inoltre, almeno cinque fiale di prova (provenienti da contenitori di prova, controlli in bianco e contenitori contenenti materiale di riferimento) vengono analizzate al termine del test per garantire che sia possibile calcolare intervalli di confidenza del 95% per il valore percentuale medio di biodegradazione.

Il rilascio di anidride carbonica risultante dalla biodegradazione aerobica finale della sostanza in esame viene determinato misurando l'eccesso di carbonio inorganico prodotto nelle fiale di prova rispetto alla quantità prodotta nelle fiale vuote contenenti solo terreno di coltura inoculato. La quantità di biodegradazione è espressa come percentuale della produzione massima teorica di carbonio inorganico, calcolata sulla base della quantità iniziale di sostanza in esame aggiunta. In questo test, una biodegradazione superiore al 60% del carbonio inorganico massimo teorico entro un intervallo di 10 giorni indica che la sostanza in esame è facilmente biodegradabile in condizioni aerobiche.

Lo standard OCSE 310 fornisce informazioni simili ai sei metodi di prova descritti negli standard OCSE 301 da A a F. Pertanto, una sostanza chimica che mostra risultati positivi in ​​questo standard può essere considerata facilmente biodegradabile e quindi rapidamente degradabile nell'ambiente.

Il consolidato metodo OCSE dell'anidride carbonica, basato sul test originale di Sturm e utilizzato per valutare la biodegradabilità di sostanze chimiche organiche misurando l'anidride carbonica prodotta dall'azione microbica, è stato generalmente la prima scelta per testare sostanze chimiche scarsamente solubili e con forte adsorbimento. Questo metodo è preferito anche per sostanze chimiche solubili (ma non volatili), poiché il rilascio di anidride carbonica è considerato da molti l'unica prova definitiva dell'attività microbica.

La rimozione del carbonio organico disciolto può essere ottenuta mediante processi fisico-chimici (adsorbimento, volatilizzazione, precipitazione, idrolisi) e azione microbica, e molte reazioni non biologiche consumano ossigeno. L'anidride carbonica viene raramente prodotta abioticamente da sostanze chimiche organiche.

Questo test, un metodo standard sviluppato dall'Organizzazione per la cooperazione e lo sviluppo economico (OCSE), fa parte delle "Linee guida OCSE per la sperimentazione di sostanze chimiche nell'ambito della degradazione e dell'accumulo". Fornisce un approccio solido e accettato a livello normativo per valutare la rapidità e la completezza della degradazione di una sostanza chimica in condizioni aerobiche, in particolare per le sostanze con componenti volatili.

Il test OECD 310 è un metodo di screening progettato per misurare la pronta biodegradabilità delle sostanze chimiche monitorando il rilascio di anidride carbonica in un sistema di contenitori chiusi. La sostanza in esame, tipicamente aggiunta a una concentrazione di 20 mg di carbonio per litro (mg C/L), funge da unica fonte di carbonio ed energia per una popolazione mista di microrganismi in un mezzo tampone a base di sali minerali in condizioni aerobiche. Il test dura in genere 28 giorni, durante i quali l'anidride carbonica prodotta dal processo di biodegradazione viene misurata come carbonio inorganico utilizzando un analizzatore di carbonio organico totale (TOC). Il grado di biodegradazione è espresso come percentuale del carbonio inorganico massimo teorico sulla base della quantità iniziale della sostanza in esame.

Le caratteristiche principali dello standard OCSE 310 sono:

• Sistema a recipiente chiuso: a differenza di altri test OCSE, il test OECD 310 utilizza fiale chiuse per prevenire la perdita di composti volatili, rendendolo ideale per testare sostanze che potrebbero evaporare durante la lavorazione. Questo sistema chiuso garantisce che tutta l'anidride carbonica prodotta venga catturata per una misurazione accurata.
• Misurazione dell'anidride carbonica: il test misura la biodegradazione aerobica misurando l'evoluzione dell'anidride carbonica. Questo indica il grado di mineralizzazione della sostanza in esame da parte dei microrganismi.
• Applicabilità: Questo test è adatto sia per sostanze idrosolubili che insolubili, purché si ottenga una buona dispersione. È particolarmente efficace per i composti volatili.
• Ripetibilità: il metodo è progettato per ridurre al minimo l'errore umano e aumentare la ripetibilità, fornendo dati coerenti e affidabili per scopi normativi.
• Durata del test: il test standard dura 28 giorni, con possibilità di proroghe per le valutazioni finali della biodegradabilità.

Il test OCSE 310 classifica una sostanza come facilmente biodegradabile se almeno il 60% del suo carbonio organico viene convertito in anidride carbonica entro un periodo di 10 giorni durante il periodo di prova di 28 giorni. Questo periodo inizia con il 10% del suo carbonio organico convertito in anidride carbonica e deve terminare entro il periodo di 28 giorni. Se una sostanza raggiunge il 60% di biodegradazione dopo il periodo di 10 giorni, indicando una potenziale degradazione in condizioni appropriate, come impianti di trattamento delle acque reflue ben gestiti, può essere classificata come biodegradabile.

Il test OECD 310 segue un protocollo strutturato per garantire risultati affidabili:

• Preparazione: la sostanza in esame viene aggiunta a fiale chiuse contenenti un terreno di coltura tamponato a base di sali minerali, inoculato con fanghi attivi provenienti da un impianto di trattamento delle acque reflue municipali. Una sostanza di riferimento (ad esempio, anilina, benzoato di sodio o glicole etilenico) viene testata in parallelo per convalidare la procedura.
• Incubazione: le bottiglie vengono incubate al buio a una temperatura controllata (in genere 20-25 gradi) per 28 giorni, con campionamenti periodici (almeno otto punti temporali) per misurare la produzione di anidride carbonica.
• Analisi: L'anidride carbonica rilasciata viene convertita in carbonato e misurata come carbonio inorganico utilizzando un analizzatore di carbonio organico totale. La percentuale di biodegradazione viene calcolata confrontando il valore di IC50 misurato con il valore di IC50 teorico della sostanza in esame.
• Controlli: sono inclusi controlli in bianco (terreno e inoculo senza sostanza in esame) e controlli di tossicità (sostanza in esame combinata con sostanza di riferimento) per tenere conto della produzione di anidride carbonica di fondo e dei potenziali effetti inibitori della sostanza in esame.
• Conclusioni: una sostanza che raggiunge il 60% di biodegradabilità entro un intervallo di 10 giorni è classificata come facilmente biodegradabile. Il raggiungimento di questa soglia dopo l'intervallo di tempo indicato indica la biodegradabilità massima.

Il test OCSE 310 è ampiamente utilizzato in molti settori per supportare le affermazioni ambientali e la conformità normativa:

• Conformità normativa: i risultati dell'OCSE 310 sono accettati dagli enti di regolamentazione e dagli enti di certificazione dei lubrificanti per convalidare le dichiarazioni di biodegradabilità.
• Sviluppo del prodotto: settori quali l'imballaggio, la cura della persona, i prodotti per la pulizia della casa e i fertilizzanti utilizzano lo standard OECD 310 per dimostrare la compatibilità ambientale dei loro prodotti, in particolare per i composti volatili o insolubili.
• Valutazione del rischio ambientale: questo metodo aiuta a progettare prodotti più sicuri e sostenibili valutando la persistenza delle sostanze chimiche nell'ambiente.
• Certificazioni internazionali: i dati OECD 310 supportano l'etichettatura ecologica e l'accettazione del mercato nelle regioni con normative ambientali rigorose.

Lo standard OCSE 310 è particolarmente adatto per:

• Sostanze con componenti volatili che possono essere persi nei test in sistemi aperti come OECD 301B.
• Prodotti che richiedono una certificazione internazionale o un'etichettatura ecologica.
• Aziende che cercano dati riproducibili e di alta qualità per le pratiche normative.

Per sostanze scarsamente solubili o potenzialmente tossiche, potrebbero essere necessarie ulteriori considerazioni, come l'uso di gel di silice o olio di silicone per migliorare la dispersione.

Di conseguenza, lo standard OCSE 310 fornisce un metodo moderno, affidabile e conforme alle normative per valutare la natura facilmente biodegradabile delle sostanze chimiche, in particolare quelle con componenti volatili. Il suo sistema a contenitore chiuso, la misurazione diretta dell'anidride carbonica e l'accettazione globale lo rendono uno strumento prezioso per le industrie che desiderano dimostrare la conformità ambientale. Fornendo criteri chiari per la biodegradabilità, supporta lo sviluppo sostenibile dei prodotti e la tutela dell'ambiente, aiutando le industrie a soddisfare i requisiti normativi e le aspettative dei consumatori per prodotti ecocompatibili.

La nostra organizzazione, attiva da molti anni e che segue meticolosamente gli sviluppi scientifici e tecnologici a livello globale, esegue test, misurazioni e analisi in un'ampia gamma di ambiti per aziende di tutti i settori, avvalendosi di un team qualificato e di un'ampia infrastruttura. In questo contesto, forniamo anche servizi di test in conformità con lo standard OCSE 310 "Pronta biodegradabilità - CO2 in contenitori sigillati (test dello spazio di testa)".