OECD 311 Анаэробная биоразлагаемость органических соединений в сброженном иле: измерение образования газа

Стандарт «OECD 311 Анаэробная биоразлагаемость органических соединений в сброженном иле: путем измерения образования газа», опубликованный в соответствии с руководящими принципами ОЭСР по ответственному ведению бизнеса для многонациональных предприятий (руководящие принципы ОЭСР), описывает метод скрининга для оценки потенциальной анаэробной биоразлагаемости органических химических веществ при определенных условиях.

Промытый дигестатный ил, содержащий низкие концентрации неорганического углерода (до 10 мг/л), разбавляют примерно в десять раз до общей концентрации твердых веществ 1–3 г/л и инкубируют с исследуемым веществом в концентрации 20–100 мг С/л в закрытых контейнерах при температуре 35°C (±2°C) в течение 60 дней. Активность ила измеряют путем проведения параллельных контрольных проб. Для контроля процедуры параллельно испытывают эталонное вещество (фенол, бензоат натрия, полиэтиленгликоль 400).

Подготавливают не менее трёх испытательных сосудов для исследуемого вещества, контрольных образцов, эталонного вещества, контролей ингибирования и камер с регулируемым давлением. Измеряют увеличение давления в газовой фазе, вызванное образованием углекислого газа и метана в сосудах. В конце испытания измеряют содержание неорганического углерода. Количество углерода (неорганического и метана), образовавшегося в результате биодеградации исследуемого вещества, рассчитывают по чистому образованию газа и чистому образованию IC50 в жидкой фазе, превышающим значения для контрольных образцов. Количество биодеградации рассчитывают по общему значению IC50 и метана-C50 в процентах от измеренного или расчётного количества углерода, добавленного в качестве исследуемого вещества.

Стандарт ОЭСР 311 оценивает потенциальную анаэробную биоразлагаемость органических химикатов в условиях, аналогичных условиям в анаэробных реакторах, например, на очистных сооружениях. Этот тест имеет решающее значение для оценки воздействия химических веществ на окружающую среду, в частности поверхностно-активных веществ, используемых в моющих и чистящих средствах, поскольку определяет их способность к биоразложению в бескислородной среде.

Этот тест, стандартный метод, разработанный Организацией экономического сотрудничества и развития (ОЭСР), предназначен для оценки разлагаемости органических соединений микроорганизмами в анаэробных условиях, например, в метантенках для сточных вод, отложениях или грунтовых водах. В отличие от тестов на аэробную биодеградацию (например, серии ОЭСР 301), которые оценивают разложение в присутствии кислорода, стандарт ОЭСР 311 ориентирован на анаэробные среды, где основными конечными продуктами разложения являются метан и углекислый газ. Этот тест особенно важен для соблюдения таких нормативных требований, как экомаркировка Европейского союза, которая требует, чтобы поверхностно-активные вещества были биоразлагаемыми как в аэробных, так и в анаэробных условиях.

Этот метод испытаний служит инструментом скрининга для определения предельной анаэробной биоразлагаемости, которая подразумевает полное расщепление соединения на более простые молекулы, такие как метан, углекислый газ и вода. Он подходит для широкого спектра органических соединений, включая водорастворимые и нерастворимые в воде вещества, такие как моющие средства, поверхностно-активные вещества, промышленные химикаты и полимеры.

Тест OECD 311 основан на стандарте «ISO 11734 Качество воды. Оценка «конечной» анаэробной биоразлагаемости органических соединений в сброженном иле. Метод измерения производства биогаза», разработанном Международной организацией по стандартизации (ISO), и включает следующие основные этапы:

• Тестовая среда: В качестве инокулята используется промытый сброженный ил с очистных сооружений, в основном используемый для очистки городских сточных вод. Ил разбавляется до общей концентрации твердых веществ от 1 г/л до 3 г/л и содержит низкое содержание неорганического углерода (до 10 мг/л) для минимизации помех.
• Условия испытания: ил инкубируется с исследуемым веществом в концентрации от 20 до 100 мг С/л в закрытых ёмкостях при контролируемой температуре 35°C (±2°C) в течение 60 дней. Этот период имитирует условия анаэробного биореактора.
• Элементы управления и ссылки: Для обеспечения точности тестирование включает в себя:
  • Пустые контроли для измерения базовой добычи газа из бурового раствора.
  • Контрольные вещества (например, фенол, бензоат натрия или полиэтиленгликоль 400) для проверки активности шлама.
  • Контроль ингибирования для оценки того, подавляет ли исследуемое вещество микробную активность.
  • Комнаты управления давлением для контроля добычи газа.
• Измерение: Биодеградация измеряется путём мониторинга повышения порового давления, вызванного образованием углекислого газа и метана. Количество неорганического углерода в жидкой фазе также измеряется по окончании испытания. Степень биодеградации рассчитывается как процентное отношение общего количества образовавшегося углерода (неорганического углерода и метана) к содержанию углерода в исследуемом веществе.

Тест ОЭСР 311 широко используется в нормативно-правовой базе для оценки воздействия химических веществ на окружающую среду. Он особенно важен для:

• Соответствие нормативным требованиям: В странах Европейского Союза этот тест принят для подтверждения анаэробной биоразлагаемости при сертификации по экологической маркировке, например, для поверхностно-активных веществ в моющих средствах.
• Оценка экологического риска: помогает оценить стойкость химических веществ в анаэробных средах, таких как отложения, грунтовые воды или анаэробные реакторы.
• Разработка продукции: производители химикатов, моющих и чистящих средств используют это тестирование, чтобы убедиться, что их продукция соответствует экологическим стандартам.

Хотя тест OECD 311 является мощным инструментом проверки, он имеет некоторые ограничения:

• Продолжительность испытания: Стандартный 60-дневный период может не охватить весь потенциал разложения медленно биоразлагаемых соединений.
• Изменчивость инокулята: Микробный состав ила может меняться в зависимости от его источника, что может влиять на воспроизводимость.
• Отсутствие предварительной адаптации: тест запрещает предварительную адаптацию вакцины к исследуемому веществу, что может привести к более длительным лаг-фазам (до 20 дней и более) и может не отражать реальные ситуации, в которых присутствуют адаптированные микробы.
• Характер скрининга: Поскольку OECD 311 является скрининговым тестом, он может не полностью имитировать сложные условия окружающей среды, и для получения окончательных результатов могут потребоваться дополнительные испытания.

В результате стандарт ОЭСР 311 является важнейшим инструментом оценки анаэробной биоразлагаемости органических соединений и предоставляет важные данные для оценки экологических рисков и соблюдения нормативных требований. Моделируя условия в анаэробных реакторах, он помогает гарантировать отсутствие стойкости химических веществ, особенно поверхностно-активных веществ, в анаэробной среде. Несмотря на свои ограничения, этот тест остаётся краеугольным камнем испытаний на безопасность для окружающей среды, и ведётся постоянная работа по разработке и совершенствованию его методологий для удовлетворения современных нормативных и научных потребностей.

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. В связи с этим мы также предоставляем услуги по испытаниям в соответствии со стандартом ОЭСР 311: «Анаэробная биоразлагаемость органических соединений в сброженном иле: измерение газообразующей способности».