ISO 9439 評估水介質中有機化合物的最終需氧生物降解性 - 二氧化碳釋放試驗

本標準中所述的條件並不總是與確保最大程度生物降解的最佳條件相符。在這個測試系統中，微生物產生的二氧化碳在捕集器中進行測量，來自測試容器的氣體通過捕集器。部分二氧化碳以溶解無機碳的形式殘留在容器中，其濃度可能會隨著生物降解的進行而增加。

隨著有機碳接近完全去除，溶解無機碳濃度逐漸下降，並在培養結束時趨於零。因此，為了全面測量生物產生的二氧化碳，有必要在測試結束時對培養基進行酸化。

國際標準化組織（ISO）制定的標準《ISO 9439 水質-水介質中有機化合物最終需氧生物降解性的評估-二氧化碳釋放試驗》描述了一種透過測定二氧化碳來評估水介質中給定濃度的有機化合物被需氧微生物最終生物降解性的方法。

此方法適用於具有以下特性的有機化合物：

• 在測試條件下可溶於水。在這種情況下，溶解有機碳去除率可作為補充資訊。
• 在測試條件下微溶於水。在這種情況下，可能需要採取特殊預防措施以確保化合物良好分散（例如ISO 10634標準）。
• 在測試條件下不揮發或具有可忽略不計的蒸氣壓（例如，對於揮發性物質，適用 ISO 9408 或 ISO 14593 標準）。
• 在所選的試驗濃度下，對測試微生物無抑製作用。抑製作用的存在可依照本標準的規定來決定，或使用其他測定化合物對細菌抑製作用的方法（例如ISO 8192標準）。

原則上，需氧微生物對有機化合物的生物降解性是使用靜態水相測試系統測定的。測試混合物包含無機介質、有機碳濃度為10 mg/L至40 mg/L的有機化合物（作為標稱的唯一碳源和能量源），以及從污水處理廠或其他環境來源獲得的混合接種物。將混合物在測試容器中振盪，並用不含二氧化碳的空氣充氣，通常持續最多28天。

微生物降解過程中形成的二氧化碳保留在外部容器中，透過適當的分析方法測定，與理論量進行比較，並以百分比表示。

對於水溶性良好的化合物，可以選擇性地測量溶解有機碳的去除率，以獲得關於最終生物降解性的額外資訊。這可以使用提供的方法進行，但本標準附錄（附件D）中描述了一種實用的程序，該程序允許使用更高濃度的測試化合物和接種物，從而提高測試的生物降解潛力。如果有針對特定物質的分析方法，也可以獲得關於初級降解性的信息。

孵化應在黑暗或散射光下進行，溫度在 20°C 至 25°C 之間，且在測試期間溫度變化不超過正負 2°C。

簡而言之，ISO 9439 標準提供了一種透過測量生物降解過程中產生的二氧化碳來評估水環境中有機化合物最終需氧生物降解能力的程序。該標準對於評估化學物質對環境的影響（尤其是其在水中自然降解的能力）的行業和研究人員至關重要。

該標準旨在評估水環境中有機化合物被好氧微生物降解的程度。此方法以二氧化碳釋放量作為生物降解的主要指標，反映有機碳轉化為二氧化碳和水的過程。

本標準適用於：

• 水溶性有機化合物。
• 水溶性低的化合物應採用特殊的分散措施進行分散（例如依照 ISO 10634 標準中的規定）。
• 非揮發性化合物或在測試條件下蒸氣壓可忽略不計的化合物。
• 在選定濃度下不會抑制測試微生物活性的化合物。

ISO 9439 標準的主要目標是確定最終生物降解性，即化合物透過微生物活動完全分解為二氧化碳、水和礦物鹽。這對於評估潤滑劑、界面活性劑、燃料和個人護理產品等化學物質的環境命運，並確保它們不會在水生生態系統中持續存在尤為重要。

ISO 9439 測試方法要求在連續通風的瓶子中進行至少 28 天，使用呼吸測定法測量二氧化碳的產生量。關鍵步驟如下：

• 測試裝置：將測試樣本引入含有需氧微生物的水介質中，這些微生物通常來自活性污泥或類似的接種物。系統採用不含二氧化碳的空氣進行通風，以確保準確測量生物降解產生的二氧化碳。
• 二氧化碳測量：定期測量釋放的二氧化碳量，通常將其保存在溶液中（例如氫氧化鈉）並透過滴定或其他分析方法進行分析。
• 計算生物降解性：生物降解性百分比是透過比較測量的二氧化碳含量與化合物完全降解時理論上的最大二氧化碳含量來計算的。這可以清晰地衡量生物降解性。

該測試旨在涵蓋廣泛的化合物，包括那些溶解度低、不揮發且對微生物無抑製作用的化合物。對於難溶性物質，可採用類似ISO 10634中所描述的技術來確保適當的分散。

ISO 9439 標準廣泛應用於環境科學和監管領域。它對於以下領域尤其重要：

• 化學品安全評估：此標準通常用於滿足化學品通報的監管要求，例如歐盟國家的REACH框架或OECD指南。
• 產品開發：開發塑膠、界面活性劑或個人護理產品等可生物降解產品的產業使用此標準來驗證環境相容性。
• 環境風險評估：此測試有助於確定化合物是否會在水生環境中持續存在，從而協助生態系統風險評估。

先進的實驗室提供 ISO 9439 標準測試服務，為想要驗證其產品生物降解性的產業提供服務。

雖然 ISO 9439 是一種強大的方法，但它也有一些限制：

• 非揮發性要求：此測試不適用於揮發性化合物，因為曝氣會導致測試物質損失並影響結果。對於揮發性物質，建議使用其他標準，例如 ISO 9408 或 ISO 14593。
• 抑制試驗：此試驗假設化合物不會抑制微生物活性。如果懷疑有抑製作用，則需要進行額外測試（例如，ISO 8192 標準）以確認化​​合物是否適合進行測試。

因此，ISO 9439 標準是評估水環境中有機化合物需氧生物降解性的重要工具。透過測量二氧化碳的釋放量，該標準提供了一種可靠且標準化的方法來評估物質被微生物降解的難易程度，為環境保護和法規遵循提供了關鍵數據。

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