OECD 209 Aktivt slam, andningsinhibitionstest (kol- och ammoniumoxidation)

Standarden ”OECD 209 Aktivt slam, respirationsinhibitionstest (kol- och ammoniumoxidation)”, publicerad enligt OECD:s riktlinjer för ansvarsfullt affärsuppförande för multinationella företag (OECD:s riktlinjer), är utformad för att bedöma effekterna av ett ämne på mikroorganismer som erhålls från aktivt slam i avloppsreningsverk genom att mäta deras respirationshastigheter (kol- eller ammoniumoxidation) som syreförbrukning. Testresultaten kan också användas som en indikator på lämpliga icke-hämmande koncentrationer av testämnen som ska användas i biologiska nedbrytningstester.

Denna testmetod möjliggör bestämning av den effektiva koncentrationen och den observerade nolleffektkoncentrationen av testsubstansen. Tre olika typer av syreupptagningshämning kan bestämmas: total, enbart heterotrofisk och nitrifikationsinducerad hämning i närvaro och frånvaro av N-allyltiourea, en specifik nitrifikationshämmare.

För att erhålla både den observerade nolleffektkoncentrationen och den effektiva koncentrationen rekommenderas en geometrisk serie av fem replikat av sex kontroll- och fem behandlingskoncentrationer. I varje testkärl inkuberas testblandningar innehållande vatten, syntetiskt avloppsvatten och testsubstansen vid pH 7,5 plus/minus 0,5 och vid 20 °C plus/minus 2 °C under forcerad luftning för att bibehålla koncentrationen av löst syre över 60–70 procent mättnad. Syreförbrukningen mäts efter 3 timmars exponering, och om testsubstansen bryts ner snabbt kan ytterligare mätningar göras efter 30 minuters exponering.

OECD 209-standarden är en standardmetod som utvecklats av Organisationen för ekonomiskt samarbete och utveckling (OECD) för att bedöma kemikaliers potentiella toxicitet för mikroorganismer i avloppsreningssystem. Detta test är avgörande för att bedöma kemikaliers miljöpåverkan, särskilt i samband med avloppsreningsverk där aktivt slam spelar en viktig roll i nedbrytningen av organiskt material.

Det primära målet med OECD 209-testmetoden är att bedöma effekterna av ett ämne på mikroorganismer som finns i aktivt slam, en nyckelkomponent i aeroba avloppsreningsprocesser. Respirationshastigheten hos dessa mikroorganismer, särskilt deras syreförbrukning under kol- och ammoniumoxidation, mäts för att avgöra om ett ämne hämmar mikrobiell aktivitet. Denna information är avgörande för:

• Miljöriskbedömningar: Testning hjälper till att utvärdera kemikaliers potentiella toxicitet på mikrobiella samhällen som är nödvändiga för nedbrytningen av organiska föroreningar i avloppsvatten.
• Test av biologisk nedbrytbarhet: Resultaten kan indikera lämpliga, icke-hämmande koncentrationer av ett testämne för användning i efterföljande studier av biologisk nedbrytbarhet.
• Regelefterlevnad: Testning ger data som stödjer regelbeslut gällande kemikaliers säkerhet och säkerställer att de inte stör avloppsreningsprocesser.

Denna testmetod mäter viktiga slutpunkter som används för att kvantifiera ett ämnes toxicitet, såsom den effektiva koncentrationen (t.ex. EC50, den koncentration som orsakar 50 procents hämning) och koncentrationen utan observerad effekt.

OECD 209-testet innebär att aktiva slammmikroorganismer exponeras för olika koncentrationer av ett testämne under kontrollerade förhållanden. Metoden är utformad för att säkerställa reproducerbarhet och tillförlitlighet samtidigt som strikta valideringskriterier följs.

De grundläggande stegen i testmetoden är följande:

• Testorganismer: Aktivt slam, vanligtvis insamlat från luftningstanken i ett välskött avloppsreningsverk som huvudsakligen behandlar kommunalt avloppsvatten, används i testet. Slammet innehåller ett mångsidigt mikrobiellt samhälle som ansvarar för nedbrytning och nitrifikation av organiskt material. För att säkerställa konsistens kan slammet tvättas om den endogena respirationshastigheten är låg och används vanligtvis inom en dag efter insamling.
• Testuppställning:
  • Testblandningar: Testet innefattar inkubering av blandningar av aktivt slam, syntetiskt avloppsvatten (som imiterar avloppsvattennäringsämnen) och testsubstans i 1000 ml reaktorer innehållande 500 ml av reaktionsblandningen. En blankkontroll (utan testsubstans) och en referenssubstans (t.ex. 3,5-diklorofenol eller koppar(II)sulfatpentahydrat) tillsätts för att verifiera testsystemets känslighet.
  • Koncentrationer: Testet inkluderar vanligtvis minst tre koncentrationer av testsubstansen i en geometrisk serie (t.ex. 10 mg/L, 100 mg/L och 1000 mg/L), och för dos-responstestning, sex kontroller och fem replikat per behandling. Vid gränstestning kan en enda koncentration (t.ex. 1000 mg/L) användas för att avgöra om signifikant toxicitet uppstår.
  • Förhållanden: Testningen utförs vid ett pH på 7,5 plus/minus 0,5 och en temperatur på 20 grader Celsius plus/minus 2 grader Celsius, med forcerad ventilation för att hålla nivåerna av löst syre över 60–70 procent mättnad. Syreförbrukningen mäts efter en 3-timmars exponeringsperiod; 30-minutersmätningar är valfria för snabbt nedbrytbara ämnen.
• Mätning: Andningsfrekvensen bestäms genom att mäta förbrukningen av löst syre i intervallet 2–7 mg/L med hjälp av en syreelektrod i en sluten cell. Testet kan bedöma tre typer av syreupptag:
  • Total respiration: Slammets totala syreförbrukning.
  • Heterotrofisk respiration: Syremängden som används för koloxidation mäts i närvaro av N-allyltiourea, en nitrifikationshämmare.
  • Nitrifierande respiration: Syret som används för ammoniumoxidation beräknas som skillnaden mellan total och heterotrofisk respiration.

Respirationshastigheterna för testsubstansen och referenssubstansen jämförs med blankkontroller och uttrycks som procentuell hämning. Från dessa data beräknas den effektiva koncentrationen och den observerade nolleffektkoncentrationen.

• Validitetskriterier: För att säkerställa testets tillförlitlighet måste följande kriterier vara uppfyllda:
  • Blankkontrollerna bör visa en syreupptagningshastighet på minst 20 mg per gram aktivt slam per timme.
  • Variationskoefficienten för syreupptagning i kontrollrepetitioner bör inte överstiga 30 procent.
  • EC50-värdet för referenssubstansen (t.ex. 3,5-diklorofenol) bör ligga inom det förväntade intervallet från tidigare ringtester.

OECD 209-testet är tillämpligt på icke-flyktiga ämnen, inklusive svårlösliga och absorberande ämnen. Det används ofta i regelverk som Europeiska unionens kommissionens förordning (EG) nr 440/2008 och är kompatibelt med standarder som ISO 8192.

Denna metod har dock vissa begränsningar:

• Kort exponeringstid: Standardexponeringstiden på 3 timmar (eller 30 minuter för snabbt nedbrytbara ämnen) kanske inte fångar upp långsiktiga effekter. En modifierad version med en inkubationstid på 27 timmar har föreslagits för att öka känsligheten.
• Komplexa blandningar: Testning kan vara mindre effektiv för komplexa blandningar eller snabbt nedbrytbara ämnen och kan kräva ytterligare bedömningar eller mätningar.
• Specificitet: Även om testet skiljer mellan kol- och ammoniumoxidation, kanske det inte helt fångar ämnenas ekologiska påverkan på andra mikrobiella processer.

OECD 209-testet är en hörnsten inom ekotoxikologisk testning och tillhandahåller en snabb och kostnadseffektiv screeningmetod för att bedöma potentiella faror med kemikalier i avloppsreningssystem. Dess resultat är avgörande för industrier, inklusive kemisk tillverkning, bekämpningsmedel och färgämnen, för att säkerställa att deras produkter inte stör mikrobiell aktivitet i reningsverk. Testets överensstämmelse med internationella standarder och dess antagande av testlaboratorier världen över understryker dess betydelse i miljösäkerhetsbedömningar.

Sammanfattningsvis ger OECD 209-standarden ett robust ramverk för att bedöma ämnens toxicitet för mikroorganismer i aktivt slam. Genom att mäta andningsinhibition ger den värdefulla data för miljöriskbedömningar och beslutsfattande inom myndigheter. Dess standardiserade metod och rigorösa valideringskriterier säkerställer tillförlitliga resultat, medan kontinuerliga förbättringar, såsom förlängda inkubationsperioder, syftar till att öka dess tillämpbarhet. För forskare, tillsynsmyndigheter och industrin är OECD 209-testet fortfarande ett viktigt verktyg för att skydda avloppsreningsprocesser och skydda miljöhälsan.

Vår organisation, som har varit verksam i många år och noggrant följer den globala utvecklingen inom vetenskap och teknik, utför tester, mätningar och analyser inom en mängd olika områden för företag i alla sektorer med ett kompetent team och omfattande infrastruktur. I detta sammanhang tillhandahåller vi även testtjänster i enlighet med OECD 209-standarden för aktivt slam, andningsinhibitionstest (kol- och ammoniumoxidation).