OECD 310 Ocena łatwej biodegradowalności – CO2 w szczelnie zamkniętych pojemnikach (test fazy gazowej)

Norma „OECD 310 Łatwa biodegradowalność – CO2 w szczelnie zamkniętych pojemnikach (test fazy nad lustrem cieczy)”, opublikowana zgodnie z wytycznymi OECD dotyczącymi odpowiedzialnego prowadzenia działalności gospodarczej przez przedsiębiorstwa wielonarodowe (wytyczne OECD), opisuje metodę przesiewową służącą do oceny łatwej biodegradowalności substancji chemicznych.

Substancję badaną, zazwyczaj 20 mg C/l, jako jedyne źródło węgla i energii, inkubuje się w zamkniętych fiolkach (zazwyczaj przez 28 dni) w warunkach tlenowych, w środowisku buforowo-mineralnym, zaszczepionym mieszaną populacją mikroorganizmów. Aby sprawdzić procedurę testową, należy równolegle przetestować substancję odniesienia o znanej biodegradowalności (anilinę, benzoesan sodu lub glikol etylenowy i 1-oktanol).

Zaleca się analizę fiolek w trzech powtórzeniach po upływie wystarczającego czasu. Dodatkowo, na koniec testu analizuje się co najmniej pięć fiolek testowych (z naczyń testowych, kontroli ślepych i naczyń zawierających materiał odniesienia), aby upewnić się, że można obliczyć 95-procentowe przedziały ufności dla średniej wartości procentowej biodegradacji.

Uwalnianie dwutlenku węgla w wyniku końcowej biodegradacji tlenowej badanej substancji określa się, mierząc nadmiar węgla nieorganicznego wytworzonego w fiolkach testowych w stosunku do ilości wytworzonej w pustych fiolkach zawierających jedynie posiew. Stopień biodegradacji wyraża się jako procent teoretycznej maksymalnej produkcji węgla nieorganicznego w oparciu o początkową ilość dodanej badanej substancji. W tym teście biodegradacja przekraczająca 60% teoretycznej maksymalnej produkcji węgla nieorganicznego w ciągu 10 dni wskazuje, że badana substancja łatwo ulega biodegradacji w warunkach tlenowych.

Norma OECD 310 dostarcza informacji podobnych do sześciu metod badawczych opisanych w normach OECD 301 od A do F. W związku z tym substancję chemiczną, która daje pozytywne wyniki w tej normie, można uznać za łatwo biodegradowalną, a zatem szybko degradowalną w środowisku.

Dobrze znana metoda OECD z wykorzystaniem dwutlenku węgla, oparta na oryginalnym teście Sturma i stosowana do oceny biodegradowalności związków organicznych poprzez pomiar dwutlenku węgla wytwarzanego przez mikroorganizmy, jest generalnie pierwszym wyborem do badania związków chemicznych słabo rozpuszczalnych i silnie adsorpcyjnych. Metoda ta jest również preferowana w przypadku związków chemicznych rozpuszczalnych (ale nielotnych), ponieważ uwalnianie dwutlenku węgla jest przez wielu uważane za jedyny definitywny dowód aktywności mikroorganizmów.

Usuwanie rozpuszczonego węgla organicznego można osiągnąć poprzez procesy fizykochemiczne (adsorpcję, ulatnianie, wytrącanie, hydrolizę) oraz działanie mikroorganizmów, a wiele reakcji niebiologicznych zużywa tlen. Dwutlenek węgla rzadko powstaje abiotycznie z organicznych związków chemicznych.

Test ten, będący standardową metodą opracowaną przez Organizację Współpracy Gospodarczej i Rozwoju (OECD), jest częścią „Wytycznych OECD dotyczących badań substancji chemicznych w zakresie degradacji i akumulacji”. Stanowi on solidne, akceptowane przez organy regulacyjne podejście do oceny szybkości i stopnia degradacji substancji chemicznej w warunkach tlenowych, szczególnie w przypadku substancji zawierających lotne składniki.

Test OECD 310 to metoda przesiewowa opracowana do pomiaru łatwości biodegradacji substancji chemicznych poprzez monitorowanie uwalniania dwutlenku węgla w zamkniętym systemie pojemników. Substancja badana, zazwyczaj dodawana w stężeniu 20 mg węgla na litr (mg C/l), stanowi jedyne źródło węgla i energii dla mieszanej populacji mikroorganizmów w buforowym środowisku soli mineralnych w warunkach tlenowych. Test trwa zazwyczaj 28 dni, w trakcie których dwutlenek węgla powstający w procesie biodegradacji jest mierzony jako węgiel nieorganiczny za pomocą analizatora całkowitego węgla organicznego (TOC). Stopień biodegradacji jest wyrażony jako procent teoretycznej maksymalnej zawartości węgla nieorganicznego w odniesieniu do początkowej ilości substancji badanej.

Główne cechy standardu OECD 310 to:

• System zamkniętych naczyń: W przeciwieństwie do niektórych innych testów OECD, test OECD 310 wykorzystuje zamknięte fiolki, aby zapobiec utracie związków lotnych, co czyni go idealnym do badania substancji, które mogą parować podczas przetwarzania. Ten zamknięty system zapewnia wychwytywanie całego wytworzonego dwutlenku węgla w celu dokładnego pomiaru.
• Pomiar dwutlenku węgla: Test mierzy biodegradację tlenową poprzez pomiar wydzielania dwutlenku węgla. Wskazuje on stopień mineralizacji badanej substancji przez mikroorganizmy.
• Zastosowanie: Test ten nadaje się zarówno do substancji rozpuszczalnych, jak i nierozpuszczalnych w wodzie, pod warunkiem uzyskania dobrej dyspersji. Jest szczególnie skuteczny w przypadku związków lotnych.
• Powtarzalność: Metoda ta ma na celu minimalizację błędów ludzkich i zwiększenie powtarzalności, dostarczając spójnych i wiarygodnych danych na potrzeby regulacyjne.
• Czas trwania testu: Standardowy test trwa 28 dni, z możliwością przedłużenia w celu ostatecznej oceny biodegradowalności.

Test OECD 310 klasyfikuje substancję jako łatwo biodegradowalną, jeśli co najmniej 60% jej węgla organicznego ulega przekształceniu w dwutlenek węgla w ciągu 10 dni w trakcie 28-dniowego okresu testowego. Okres ten rozpoczyna się od przekształcenia 10% jej węgla organicznego w dwutlenek węgla i musi zakończyć się w ciągu 28 dni. Jeśli substancja osiągnie 60% biodegradacji po 10 dniach, co wskazuje na potencjalną degradację w odpowiednich warunkach, takich jak dobrze eksploatowane oczyszczalnie ścieków, można ją ostatecznie sklasyfikować jako biodegradowalną.

Test OECD 310 przebiega według ustrukturyzowanego protokołu, który gwarantuje wiarygodne wyniki:

• Przygotowanie: Substancję badaną dodaje się do zamkniętych fiolek zawierających buforowane podłoże z soli mineralnych zaszczepione osadem czynnym pochodzącym z miejskiej oczyszczalni ścieków. Równolegle przeprowadza się test substancji odniesienia (np. aniliny, benzoesanu sodu lub glikolu etylenowego) w celu walidacji procedury.
• Inkubacja: Butelki są inkubowane w ciemności w kontrolowanej temperaturze (zwykle 20–25 stopni) przez 28 dni, z okresowym pobieraniem próbek (co najmniej w ośmiu punktach czasowych) w celu pomiaru produkcji dwutlenku węgla.
• Analiza: Uwolniony dwutlenek węgla jest przekształcany w węglan i mierzony jako węgiel nieorganiczny za pomocą analizatora całkowitego węgla organicznego. Procent biodegradacji oblicza się, porównując zmierzoną wartość IC50 z teoretyczną wartością IC50 badanej substancji.
• Kontrole: Do kontroli stosuje się kontrole zerowe (pożywka i inokulum bez substancji testowej) oraz kontrole toksyczności (substancja testowa połączona z substancją odniesienia), aby uwzględnić poziom wytwarzania dwutlenku węgla w tle i potencjalne hamujące działanie substancji testowej.
• Wnioski: Substancja, która osiąga 60% biodegradowalności w ciągu 10 dni, jest klasyfikowana jako łatwo biodegradowalna. Osiągnięcie tego progu po upływie tego okresu wskazuje na całkowitą biodegradowalność.

Test OECD 310 jest powszechnie stosowany w wielu sektorach w celu potwierdzenia twierdzeń dotyczących ochrony środowiska i zgodności z przepisami:

• Zgodność z przepisami: wyniki OECD 310 są akceptowane przez organy regulacyjne i jednostki certyfikujące środki smarne w celu potwierdzenia oświadczeń dotyczących biodegradowalności.
• Rozwój produktu: Branże takie jak produkcja opakowań, artykułów do pielęgnacji ciała, środków czystości i nawozów stosują normę OECD 310, aby wykazać, że ich produkty są przyjazne dla środowiska, szczególnie w przypadku związków lotnych lub nierozpuszczalnych.
• Ocena ryzyka środowiskowego: Metoda ta pomaga projektować bezpieczniejsze i bardziej zrównoważone produkty poprzez ocenę trwałości substancji chemicznych w środowisku.
• Certyfikaty międzynarodowe: dane OECD 310 potwierdzają, że oznakowanie ekologiczne jest akceptowane na rynku w regionach, w których obowiązują surowe przepisy dotyczące ochrony środowiska.

Norma OECD 310 jest szczególnie przydatna dla:

• Substancje zawierające lotne składniki, które mogą zostać utracone w testach w systemach otwartych, takich jak OECD 301B.
• Produkty wymagające międzynarodowego certyfikatu lub oznakowania ekologicznego.
• Firmy poszukujące wysokiej jakości, możliwych do odtworzenia danych na potrzeby dokumentacji regulacyjnej.

W przypadku substancji słabo rozpuszczalnych lub potencjalnie toksycznych konieczne mogą być dodatkowe środki ostrożności, takie jak zastosowanie żelu krzemionkowego lub oleju silikonowego w celu poprawy dyspersji.

W rezultacie norma OECD 310 stanowi nowoczesną, wiarygodną i zgodną z przepisami metodę oceny łatwo biodegradowalności substancji chemicznych, zwłaszcza tych zawierających składniki lotne. System zamkniętych pojemników, bezpośredni pomiar dwutlenku węgla oraz globalna akceptacja czynią ją cennym narzędziem dla branż dążących do wykazania zgodności z przepisami dotyczącymi ochrony środowiska. Zapewniając jasne kryteria biodegradowalności, norma wspiera zrównoważony rozwój produktów i ochronę środowiska, pomagając branżom w spełnianiu wymogów regulacyjnych i oczekiwań konsumentów dotyczących produktów przyjaznych dla środowiska.

Nasza organizacja, działająca od wielu lat i skrupulatnie śledząca globalny rozwój nauki i technologii, przeprowadza testy, pomiary i analizy w szerokim zakresie dziedzin dla firm ze wszystkich sektorów, dysponując wykwalifikowanym zespołem i rozbudowaną infrastrukturą. W tym kontekście świadczymy również usługi testowania zgodne z normą OECD 310 „Łatwa biodegradowalność – CO2 w szczelnie zamkniętych pojemnikach (badanie fazy nadpowierzchniowej)”.