ISO 9439 Оценка предельной аэробной биоразлагаемости органических соединений в водной среде – Тест на выделение углекислого газа

Условия, описанные в настоящем стандарте, не всегда соответствуют оптимальным условиям, обеспечивающим максимальную биодеградацию. В данной тестовой системе концентрация углекислого газа, образующегося в результате микробного происхождения, измеряется в ловушках, через которые пропускается газ из испытательных сосудов. Часть углекислого газа остается в сосудах в виде растворенного неорганического углерода, и его концентрация может увеличиваться по мере биодеградации.

По мере приближения к полному удалению органического углерода концентрация растворенного неорганического углерода постепенно снижается, стремясь к нулю к концу инкубации. Поэтому для полного измерения биогенно-генерируемого углекислого газа необходимо подкислить среду в конце эксперимента.

Стандарт «ISO 9439 Качество воды. Оценка предельной аэробной биоразлагаемости органических соединений в водной среде. Тест на выделение диоксида углерода», разработанный Международной организацией по стандартизации (ISO), описывает метод оценки предельной биоразлагаемости органических соединений аэробными микроорганизмами в водной среде при заданной концентрации путем определения диоксида углерода.

Этот метод применим для органических соединений, обладающих следующими свойствами:

• Растворим в воде в условиях испытаний. В этом случае удаление растворенного органического углерода может быть определено в качестве дополнительной информации.
• В условиях испытаний слабо растворяется в воде. В этом случае могут потребоваться особые меры предосторожности для обеспечения хорошей дисперсии соединения (например, стандарт ISO 10634).
• Нелетучие или имеющие пренебрежимо малое давление паров в условиях испытания (для летучих веществ, например, применяются стандарты ISO 9408 или ISO 14593).
• В выбранной для испытания концентрации ингибирующее действие на тест-микроорганизмы отсутствует. Наличие ингибирующего действия может быть определено в соответствии с настоящим стандартом или с использованием другого метода определения ингибирующего действия соединения на бактерии (например, стандарта ISO 8192).

В принципе, биоразлагаемость органических соединений аэробными микроорганизмами определяется с помощью статической водной тестовой системы. Тестовая смесь содержит неорганическую среду, органическое соединение в концентрации от 10 до 40 мг/л органического углерода в качестве номинального единственного источника углерода и энергии, а также смешанный инокулят, полученный с очистных сооружений или из другого источника окружающей среды. Смесь встряхивают в испытательных сосудах и аэрируют воздухом, свободным от углекислого газа, обычно в течение 28 дней.

Углекислый газ, образующийся в процессе микробного разложения, удерживается во внешних контейнерах, определяется подходящим аналитическим методом, сравнивается с теоретическим количеством и выражается в процентах.

Для достаточно водорастворимых соединений можно дополнительно измерить удаление растворенного органического углерода для получения дополнительной информации о конечной биоразлагаемости. Это можно сделать с помощью представленного метода, но в приложении к настоящему стандарту (Приложение D) описана полезная процедура, которая позволяет использовать более высокие концентрации исследуемого соединения и инокулята, тем самым повышая потенциал биоразлагаемости. При наличии аналитического метода, специфичного для данного вещества, можно также получить информацию о первичной разлагаемости.

Инкубацию следует проводить в темноте или при рассеянном свете при температуре от 20°С до 25°С, которая не должна колебаться более чем на плюс/минус 2°С в течение периода испытания.

Короче говоря, стандарт ISO 9439 определяет процедуру оценки предельной аэробной биоразлагаемости органических соединений в водной среде путем измерения количества углекислого газа, образующегося в процессе биоразложения. Этот стандарт имеет решающее значение для промышленности и исследователей, оценивающих воздействие химических веществ на окружающую среду, в частности, их способность к естественному разложению в воде.

Настоящий стандарт разработан для оценки степени разложения органических соединений аэробными микроорганизмами в водной среде. Метод основан на выделении углекислого газа как основного индикатора биодеградации, отражающего превращение органического углерода в углекислый газ и воду.

Этот стандарт распространяется на:

• Водорастворимые органические соединения.
• Соединения с низкой растворимостью в воде следует диспергировать с помощью специальных мер диспергирования (например, как указано в стандарте ISO 10634).
• Нелетучие соединения или соединения с незначительным давлением паров в условиях испытаний.
• Соединения, не ингибирующие активность тест-микроорганизмов в выбранной концентрации.

Основная цель стандарта ISO 9439 — определение полной биоразлагаемости, то есть полного распада соединения на углекислый газ, воду и минеральные соли под действием микроорганизмов. Это особенно важно для оценки воздействия на окружающую среду таких химических веществ, как смазочные материалы, поверхностно-активные вещества, топливо и средства личной гигиены, и для обеспечения их неустойчивости в водных экосистемах.

Испытание по методу ISO 9439 проводится в постоянно вентилируемых бутылках в течение не менее 28 дней с использованием респирометрии для измерения выделения углекислого газа. Основные этапы:

• Схема испытания: Испытуемый образец вводится в водную среду, содержащую аэробные микроорганизмы, обычно получаемые из активного ила или аналогичного инокулята. Система вентилируется воздухом, свободным от углекислого газа, для обеспечения точного измерения содержания углекислого газа, образующегося в процессе биодеградации.
• Измерение диоксида углерода: количество выделяемого диоксида углерода периодически измеряется, обычно путем помещения его в раствор (например, гидроксид натрия) и анализа его титрованием или другими аналитическими методами.
• Расчёт биоразлагаемости: Процент биоразлагаемости рассчитывается путём сравнения измеренного количества углекислого газа с теоретически максимальным количеством углекислого газа, которое могло бы образоваться при полном разложении соединения. Это даёт чёткую оценку биоразлагаемости.

Данное испытание предназначено для широкого спектра соединений, включая соединения с низкой растворимостью, нелетучие и не оказывающие ингибирующего действия на микроорганизмы. Для малорастворимых веществ для обеспечения надлежащей дисперсии могут быть использованы методы, аналогичные описанным в ISO 10634.

Стандарт ISO 9439 широко используется в сфере экологии и нормативного регулирования. Он особенно важен для:

• Оценка химической безопасности: этот стандарт обычно используется для соблюдения нормативных требований к уведомлению о химических веществах, таких как система REACH стран Европейского Союза или руководящие принципы ОЭСР.
• Разработка продукции: Отрасли, разрабатывающие биоразлагаемые продукты, такие как пластмассы, поверхностно-активные вещества или средства личной гигиены, используют этот стандарт для проверки экологической совместимости.
• Оценка экологического риска: этот тест помогает оценить риск для экосистем, помогая определить, будет ли соединение сохраняться в водной среде.

Передовые лаборатории предлагают услуги по проведению испытаний в соответствии со стандартом ISO 9439, обслуживая отрасли, желающие проверить биоразлагаемость своей продукции.

Хотя ISO 9439 является эффективным методом, у него есть некоторые ограничения:

• Требование к нелетучести: Тест не подходит для летучих соединений, поскольку аэрация может привести к потере исследуемого вещества и искажению результатов. Для летучих веществ рекомендуются альтернативные стандарты, такие как ISO 9408 или ISO 14593.
• Тест на ингибирование: тест предполагает, что соединение не ингибирует микробную активность. При подозрении на ингибирование требуются дополнительные испытания (например, по стандарту ISO 8192) для подтверждения пригодности соединения для тестирования.

Следовательно, стандарт ISO 9439 является важнейшим инструментом для оценки аэробной биоразлагаемости органических соединений в водных средах. Измеряя выделение углекислого газа, он обеспечивает надежный и стандартизированный метод оценки степени разложения вещества микроорганизмами, предоставляя критически важные данные для охраны окружающей среды и соблюдения нормативных требований.

Наша организация, работающая много лет и внимательно следящая за мировыми достижениями в области науки и технологий, располагает командой опытных специалистов и обширной инфраструктурой для проведения испытаний, измерений и анализа в широком спектре областей для предприятий всех секторов экономики. В связи с этим мы также предоставляем услуги по испытаниям в соответствии со стандартом ISO 9439 «Качество воды. Оценка предельной аэробной биоразлагаемости органических соединений в водной среде. Тест на выделение углекислого газа».