OECD 310 Đánh giá khả năng phân hủy sinh học dễ dàng - CO2 trong các thùng chứa kín (Thử nghiệm khoảng trống)

Tiêu chuẩn “OECD 310 Khả năng phân hủy sinh học dễ dàng - CO2 trong các thùng chứa kín (kiểm tra khoảng trống phía trên)”, được công bố theo hướng dẫn của OECD về hành vi kinh doanh có trách nhiệm đối với các doanh nghiệp đa quốc gia (hướng dẫn của OECD), mô tả phương pháp sàng lọc để đánh giá khả năng phân hủy sinh học dễ dàng của các hóa chất.

Chất thử, thường là 20 mg C/L, là nguồn carbon và năng lượng duy nhất, được ủ trong các lọ kín (thường là 28 ngày) trong điều kiện hiếu khí chứa môi trường đệm muối khoáng được cấy một quần thể vi sinh vật hỗn hợp. Để kiểm tra quy trình thử nghiệm, cần thử nghiệm song song một chất đối chứng có khả năng phân hủy sinh học đã biết (anilin, natri benzoat hoặc etylen glycol và 1-octanol).

Khuyến nghị phân tích ba lọ sau các khoảng thời gian đủ dài. Ngoài ra, ít nhất năm lọ thử nghiệm (từ các bình thử nghiệm, mẫu đối chứng trắng và các bình chứa vật liệu tham chiếu) được phân tích vào cuối thử nghiệm để đảm bảo có thể tính toán khoảng tin cậy 95% cho giá trị phần trăm phân hủy sinh học trung bình.

Lượng carbon dioxide giải phóng từ quá trình phân hủy sinh học hiếu khí cuối cùng của chất thử được xác định bằng cách đo lượng carbon vô cơ dư thừa được tạo ra trong các lọ thử nghiệm so với lượng được tạo ra trong các lọ rỗng chỉ chứa môi trường đã được cấy. Lượng phân hủy sinh học được biểu thị bằng tỷ lệ phần trăm của lượng carbon vô cơ tối đa theo lý thuyết dựa trên lượng chất thử nghiệm ban đầu được thêm vào. Trong thử nghiệm này, lượng phân hủy sinh học lớn hơn 60% lượng carbon vô cơ tối đa theo lý thuyết trong khoảng thời gian 10 ngày cho thấy chất thử nghiệm dễ dàng phân hủy sinh học trong điều kiện hiếu khí.

Tiêu chuẩn OECD 310 cung cấp thông tin tương tự như sáu phương pháp thử nghiệm được mô tả trong tiêu chuẩn OECD 301 từ A đến F. Do đó, một chất hóa học cho kết quả dương tính trong tiêu chuẩn này có thể được coi là dễ phân hủy sinh học và do đó phân hủy nhanh chóng trong môi trường.

Phương pháp carbon dioxide của OECD đã được công nhận rộng rãi, dựa trên thử nghiệm ban đầu của Sturm và được sử dụng để đánh giá khả năng phân hủy sinh học của các hóa chất hữu cơ bằng cách đo lượng carbon dioxide do hoạt động của vi sinh vật tạo ra, thường là lựa chọn đầu tiên để kiểm tra các hóa chất khó hòa tan và các hóa chất có khả năng hấp phụ mạnh. Phương pháp này cũng được ưu tiên sử dụng cho các hóa chất hòa tan (nhưng không bay hơi), vì nhiều người coi việc giải phóng carbon dioxide là bằng chứng xác thực duy nhất về hoạt động của vi sinh vật.

Việc loại bỏ cacbon hữu cơ hòa tan có thể được thực hiện thông qua các quá trình lý hóa (hấp phụ, bay hơi, kết tủa, thủy phân) và hoạt động của vi sinh vật, và nhiều phản ứng phi sinh học tiêu thụ oxy. Cacbon dioxit hiếm khi được tạo ra từ các hóa chất hữu cơ một cách phi sinh học.

Thử nghiệm này, một phương pháp tiêu chuẩn do Tổ chức Hợp tác và Phát triển Kinh tế (OECD) phát triển, là một phần của "Hướng dẫn của OECD về thử nghiệm hóa chất thuộc nhóm phân hủy và tích tụ". Phương pháp này cung cấp một cách tiếp cận mạnh mẽ, được chấp nhận theo quy định để đánh giá tốc độ và mức độ phân hủy hoàn toàn của hóa chất trong điều kiện hiếu khí, đặc biệt đối với các chất có thành phần dễ bay hơi.

Thử nghiệm OECD 310 là một phương pháp sàng lọc được thiết kế để đo khả năng phân hủy sinh học dễ dàng của hóa chất bằng cách theo dõi lượng carbon dioxide thải ra trong hệ thống bình chứa kín. Chất thử nghiệm, thường được thêm vào với nồng độ 20 mg carbon trên một lít (mg C/L), đóng vai trò là nguồn carbon và năng lượng duy nhất cho một quần thể vi sinh vật hỗn hợp trong môi trường đệm muối khoáng trong điều kiện hiếu khí. Thử nghiệm thường kéo dài 28 ngày, trong thời gian đó, carbon dioxide sinh ra từ quá trình phân hủy sinh học được đo lường dưới dạng carbon vô cơ bằng máy phân tích tổng carbon hữu cơ (TOC). Mức độ phân hủy sinh học được biểu thị bằng phần trăm carbon vô cơ tối đa theo lý thuyết dựa trên lượng ban đầu của chất thử nghiệm.

Các đặc điểm chính của tiêu chuẩn OECD 310 là:

• Hệ thống bình kín: Không giống như một số xét nghiệm OECD khác, xét nghiệm OECD 310 sử dụng lọ kín để ngăn ngừa thất thoát các hợp chất dễ bay hơi, lý tưởng cho việc kiểm tra các chất có thể bay hơi trong quá trình xử lý. Hệ thống kín này đảm bảo thu thập toàn bộ lượng carbon dioxide sinh ra để đo lường chính xác.
• Đo carbon dioxide: Thử nghiệm này đo lường sự phân hủy sinh học hiếu khí bằng cách đo lượng carbon dioxide thoát ra. Điều này cho biết mức độ khoáng hóa của chất thử nghiệm bởi vi sinh vật.
• Khả năng áp dụng: Thử nghiệm này phù hợp với cả chất tan trong nước và không tan trong nước, miễn là đạt được độ phân tán tốt. Phương pháp này đặc biệt hiệu quả đối với các hợp chất dễ bay hơi.
• Khả năng lặp lại: Phương pháp này được thiết kế để giảm thiểu lỗi của con người và tăng khả năng lặp lại, cung cấp dữ liệu nhất quán và đáng tin cậy cho mục đích quản lý.
• Thời gian thử nghiệm: Thử nghiệm tiêu chuẩn kéo dài 28 ngày, có thể gia hạn để đánh giá khả năng phân hủy sinh học cuối cùng.

Tiêu chuẩn OECD 310 phân loại một chất là dễ phân hủy sinh học nếu ít nhất 60% carbon hữu cơ của nó được chuyển hóa thành carbon dioxide trong vòng 10 ngày trong suốt thời gian thử nghiệm 28 ngày. Giai đoạn này bắt đầu với 10% carbon hữu cơ của nó được chuyển hóa thành carbon dioxide và phải kết thúc trong vòng 28 ngày. Nếu một chất đạt 60% khả năng phân hủy sinh học sau 10 ngày, cho thấy khả năng phân hủy tiềm ẩn trong các điều kiện thích hợp, chẳng hạn như các nhà máy xử lý nước thải được vận hành tốt, thì cuối cùng nó có thể được phân loại là dễ phân hủy sinh học.

Bài kiểm tra OECD 310 tuân theo một giao thức có cấu trúc để đảm bảo kết quả đáng tin cậy:

• Chuẩn bị: Chất thử được thêm vào các lọ kín chứa môi trường muối khoáng đệm được cấy bùn hoạt tính lấy từ nhà máy xử lý nước thải đô thị. Một chất đối chiếu (ví dụ: anilin, natri benzoat hoặc etylen glycol) được thử nghiệm song song để xác nhận quy trình.
• Ủ: Các chai được ủ trong bóng tối ở nhiệt độ được kiểm soát (thường là 20-25 độ) trong 28 ngày, đồng thời lấy mẫu định kỳ (ít nhất tám thời điểm) để đo lượng khí carbon dioxide sản sinh.
• Phân tích: Carbon dioxide giải phóng được chuyển đổi thành cacbonat và được đo dưới dạng carbon vô cơ bằng máy phân tích tổng carbon hữu cơ. Tỷ lệ phân hủy sinh học được tính bằng cách so sánh giá trị IC50 đo được với giá trị IC50 lý thuyết của chất thử nghiệm.
• Kiểm soát: Kiểm soát trắng (môi trường và chất cấy không có chất thử) và kiểm soát độc tính (chất thử kết hợp với chất tham chiếu) được đưa vào để tính đến lượng khí carbon dioxide nền được sản xuất và tác dụng ức chế tiềm ẩn của chất thử.
• Kết luận: Một chất đạt khả năng phân hủy sinh học 60% trong vòng 10 ngày được phân loại là dễ phân hủy sinh học. Đạt đến ngưỡng này sau khoảng thời gian này cho thấy khả năng phân hủy sinh học tối ưu.

Bài kiểm tra OECD 310 được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực để hỗ trợ các tuyên bố về môi trường và tuân thủ quy định:

• Tuân thủ quy định: Kết quả OECD 310 được các cơ quan quản lý và cơ quan chứng nhận chấp nhận đối với chất bôi trơn để xác nhận các tuyên bố về khả năng phân hủy sinh học.
• Phát triển sản phẩm: Các ngành công nghiệp như bao bì, chăm sóc cá nhân, sản phẩm tẩy rửa gia dụng và phân bón sử dụng tiêu chuẩn OECD 310 để chứng minh khả năng tương thích với môi trường của sản phẩm, đặc biệt là đối với các hợp chất dễ bay hơi hoặc không hòa tan.
• Đánh giá rủi ro môi trường: Phương pháp này giúp thiết kế các sản phẩm an toàn hơn và bền vững hơn bằng cách đánh giá sự tồn tại của hóa chất trong môi trường.
• Chứng nhận quốc tế: Dữ liệu OECD 310 hỗ trợ việc dán nhãn sinh thái và chấp nhận thị trường ở những khu vực có quy định nghiêm ngặt về môi trường.

Tiêu chuẩn OECD 310 đặc biệt phù hợp với:

• Các chất có thành phần dễ bay hơi có thể bị mất trong các thử nghiệm hệ thống mở như OECD 301B.
• Sản phẩm yêu cầu chứng nhận quốc tế hoặc nhãn sinh thái.
• Các công ty đang tìm kiếm dữ liệu có chất lượng cao, có thể tái tạo để nộp hồ sơ theo quy định.

Đối với các chất khó hòa tan hoặc có khả năng gây độc, có thể cần cân nhắc thêm, chẳng hạn như sử dụng silica gel hoặc dầu silicon để cải thiện khả năng phân tán.

Do đó, tiêu chuẩn OECD 310 cung cấp một phương pháp hiện đại, đáng tin cậy và tuân thủ quy định để đánh giá tính dễ phân hủy sinh học của hóa chất, đặc biệt là các hóa chất có thành phần dễ bay hơi. Hệ thống thùng chứa kín, đo lường carbon dioxide trực tiếp và sự chấp nhận toàn cầu của tiêu chuẩn này khiến nó trở thành một công cụ giá trị cho các ngành công nghiệp đang tìm cách chứng minh sự tuân thủ môi trường. Bằng cách cung cấp các tiêu chí rõ ràng về khả năng phân hủy sinh học, tiêu chuẩn này hỗ trợ phát triển sản phẩm bền vững và bảo vệ môi trường, giúp các ngành công nghiệp đáp ứng các yêu cầu quy định và kỳ vọng của người tiêu dùng về các sản phẩm thân thiện với môi trường.

Với kinh nghiệm hoạt động nhiều năm và luôn theo sát những phát triển khoa học và công nghệ toàn cầu, tổ chức của chúng tôi thực hiện thử nghiệm, đo lường và phân tích trong nhiều lĩnh vực cho các doanh nghiệp thuộc mọi ngành nghề, với đội ngũ chuyên gia giàu kinh nghiệm và cơ sở hạ tầng rộng khắp. Trong bối cảnh này, chúng tôi cũng cung cấp dịch vụ thử nghiệm theo tiêu chuẩn OECD 310 "Khả năng phân hủy sinh học dễ dàng - CO2 trong thùng chứa kín (thử nghiệm khoảng trống)".