ISO 9439 评估水介质中有机化合物的最终需氧生物降解性 - 二氧化碳释放试验

本标准中描述的条件并不总是与确保最大程度生物降解的最佳条件相符。在该测试系统中，微生物产生的二氧化碳在捕集器中进行测量，来自测试容器的气体通过捕集器。部分二氧化碳以溶解无机碳的形式残留在容器中，其浓度可能会随着生物降解的进行而增加。

随着有机碳接近完全去除，溶解无机碳浓度逐渐下降，并在培养结束时趋于零。因此，为了全面测量生物产生的二氧化碳，有必要在测试结束时对培养基进行酸化。

国际标准化组织（ISO）制定的标准《ISO 9439 水质-水介质中有机化合物最终需氧生物降解性的评估-二氧化碳释放试验》描述了一种通过测定二氧化碳来评估水介质中给定浓度的有机化合物被需氧微生物最终生物降解性的方法。

该方法适用于具有以下特性的有机化合物：

• 在测试条件下可溶于水。在这种情况下，溶解有机碳去除率可作为补充信息。
• 在测试条件下微溶于水。在这种情况下，可能需要采取特殊预防措施以确保化合物良好分散（例如ISO 10634标准）。
• 在测试条件下不挥发或具有可忽略不计的蒸汽压（例如，对于挥发性物质，适用 ISO 9408 或 ISO 14593 标准）。
• 在所选的试验浓度下，对测试微生物无抑制作用。抑制作用的存在可按照本标准的规定确定，或使用其他测定化合物对细菌抑制作用的方法（例如ISO 8192标准）。

原则上，需氧微生物对有机化合物的生物降解性是使用静态水相测试系统测定的。测试混合物包含无机介质、有机碳浓度为10 mg/L至40 mg/L的有机化合物（作为标称的唯一碳源和能量源），以及从污水处理厂或其他环境来源获得的混合接种物。将混合物在测试容器中振荡，并用不含二氧化碳的空气充气，通常最多持续28天。

微生物降解过程中形成的二氧化碳保留在外部容器中，通过适当的分析方法测定，与理论量进行比较，并以百分比表示。

对于水溶性良好的化合物，可以选择性地测量溶解有机碳的去除率，以获得关于最终生物降解性的额外信息。这可以使用提供的方法进行，但本标准附录（附件D）中描述了一种实用的程序，该程序允许使用更高浓度的测试化合物和接种物，从而提高测试的生物降解潜力。如果有针对特定物质的分析方法，也可以获得关于初级降解性的信息。

孵化应在黑暗或散射光下进行，温度在 20°C 至 25°C 之间，且在测试期间温度变化不超过正负 2°C。

简而言之，ISO 9439 标准提供了一种通过测量生物降解过程中产生的二氧化碳来评估水环境中有机化合物最终需氧生物降解能力的程序。该标准对于评估化学物质对环境的影响（尤其是其在水中自然降解的能力）的行业和研究人员至关重要。

该标准旨在评估水环境中有机化合物被好氧微生物降解的程度。该方法以二氧化碳释放量作为生物降解的主要指标，反映有机碳转化为二氧化碳和水的过程。

本标准适用于：

• 水溶性有机化合物。
• 水溶性低的化合物应采用特殊的分散措施进行分散（例如按照 ISO 10634 标准中的规定）。
• 非挥发性化合物或在测试条件下蒸气压可忽略不计的化合物。
• 在选定浓度下不会抑制测试微生物活性的化合物。

ISO 9439 标准的主要目标是确定最终生物降解性，即化合物通过微生物活动完全分解为二氧化碳、水和矿物盐。这对于评估润滑剂、表面活性剂、燃料和个人护理产品等化学物质的环境命运，并确保它们不会在水生生态系统中持续存在尤为重要。

ISO 9439 测试方法要求在连续通风的瓶子中进行至少 28 天，使用呼吸测定法测量二氧化碳的产生量。关键步骤如下：

• 测试装置：将测试样品引入含有需氧微生物的水介质中，这些微生物通常来自活性污泥或类似的接种物。系统采用不含二氧化碳的空气进行通风，以确保准确测量生物降解产生的二氧化碳。
• 二氧化碳测量：定期测量释放的二氧化碳量，通常将其保存在溶液中（例如氢氧化钠）并通过滴定或其他分析方法进行分析。
• 计算生物降解性：生物降解性百分比是通过比较测量的二氧化碳含量与化合物完全降解时理论上的最大二氧化碳含量来计算的。这可以清晰地衡量生物降解性。

该测试旨在涵盖广泛的化合物，包括那些溶解度低、不挥发且对微生物无抑制作用的化合物。对于难溶性物质，可采用类似于ISO 10634中描述的技术来确保适当的分散。

ISO 9439 标准广泛应用于环境科学和监管领域。它对于以下领域尤为重要：

• 化学品安全评估：该标准通常用于满足化学品通报的监管要求，例如欧盟国家的REACH框架或OECD指南。
• 产品开发：开发塑料、表面活性剂或个人护理产品等可生物降解产品的行业使用此标准来验证环境兼容性。
• 环境风险评估：该测试有助于确定化合物是否会在水生环境中持续存在，从而协助进行生态系统风险评估。

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虽然 ISO 9439 是一种强大的方法，但它也有一些局限性：

• 非挥发性要求：该测试不适用于挥发性化合物，因为曝气会导致测试物质损失并影响结果。对于挥发性物质，建议使用其他标准，例如 ISO 9408 或 ISO 14593。
• 抑制试验：该试验假设化合物不会抑制微生物活性。如果怀疑存在抑制作用，则需要进行额外测试（例如，ISO 8192 标准）以确认化合物是否适合进行测试。

因此，ISO 9439 标准是评估水环境中有机化合物需氧生物降解性的重要工具。通过测量二氧化碳的释放量，该标准提供了一种可靠且标准化的方法来评估物质被微生物降解的难易程度，为环境保护和法规遵从性提供了关键数据。

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