GBT 21818-2008 化学品 固有生物降解性 改进的MITI试验(II) .pdf

I C S1 3 3 0 0；1 3 0 2 0 4 0A8 0a 目中华人民共和国国家标准G B T2 1 8 1 8 2 0 0 8化学口口口固有生物降解性改进的M I T I 试验()C h e m i c a l s-I n h e r e n tb i o d e g r a d a b i l i t y-M o d i f i e dM I T It e s t()2 0 0 8 0 5 1 2 发布2 0 0 8 0 9 01 实施宰瞀嬲鬻瓣警矬瞥篓发布中国国家标准化管理委员会议1”前言G B T2 1 8 1 8 2 0 0 8本标准等同采用经济合作与发展组织(O E C D)化学品测试导则N o 3 0 Z C(1 9 8 1 年)改进的M I T I试验()。本标准做了下列编辑性修改：增加了范围、术语与定义、质量控制；将计量单位改为我国法定计量单位。本标准的附录A 为资料性附录。本标准由全国危险化学品管理标准化技术委员会(S A C T C2 5 1)提出并归口。本标准负责起草单位：环境保护部南京环境科学研究所。本标准参加起草单位：环境保护部化学品登记中心、沈阳化工研究院安全评价中心、上海市检测中心。本标准主要起草人：石利利、刘济宁、单正军、杨力、赵浩然、韩雪、杨婧。化学品固有生物降解性改进的M I T I 试验(1 I)G B T2 1 8 1 8 2 0 0 81 范围本标准规定了化学品固有生物降解性改进的M I T I 试验(I I)的方法概述、试验准备、试验程序、质量控制、数据与报告。本标准适用于测试试验浓度下非挥发的、对微生物无抑制作用的、不与C O z 吸附剂反应的化学品的固有生物降解性。2 术语和定义下列术语和定义适用于本标准。2 1固有生物降解性i n h e r e n tb i o d e g r a d a b i l i t y最佳试验条件下，受试物长时间与接种物接触表现出的生物降解潜力。2 2生化需氧量b i o c h e m i c a lo x y g e nd e m a n d，B O D微生物分解有机物所消耗氧的量，可表示为每毫克受试物消耗的氧气毫克数(m g m g)。2 3理论需氧量t h e o r e t i c a lo x y g e nd e m a n d，T h O D根据分子式计算得到的受试物完全被氧化需要的氧的总量，可表示为每毫克受试物消耗的氧气毫克数(m g m g)。3 受试物信息a)分子式；b)水溶液中定量分析方法；c)主要成分组成比例；d)微生物毒性。4 方法概述4 1 原理本标准是通过测定生化需氧量(B O D)和受试物残留分析，评价由改进的M I T I 试验(I)筛选得到的低生物降解物质的固有生物降解性。以受试物作为唯一的有机碳源，在微生物对受试物无适应性的前提下，使用自动、密闭的耗氧测定仪(B O D 仪)，将微生物接种到装有受试物的试验容器中。试验期间，以一定时间间隔测定试验溶液的B O D 值。通过B O D 测定值与化学分析结果(如测定溶解性有机碳浓度或化学物质的残留浓度等)，计算生物降解率。4 2 参比物为了检测活性污泥的活性，应设置参比物试验，目前仍未有专一性的参比物。本标准推荐苯胺(新蒸馏)、醋酸钠或苯甲酸钠作为参比物。若使用其他参比物，试验报告中应加以说明。1G B T2 1 8 1 8 2 0 0 85 试验准备5 1 设备a)B O D 测定仪(配6 个B O D 瓶和C O t 吸收杯)，对于挥发性物质，需用改进的B O D 仪；b)膜过滤器(可选)；c)碳分析仪(可选)。5 2 接种物污泥采样点原则上全国不少于1 0 个使用和排放各种化学物质的场所，这些场所包括城市污水处理厂、工业污水处理厂、河流、湖泊和沿海。原则上，污泥样品每年在3 月、6 月、9 月和1 2 月采样4 次，例如，日本化学物质测试中心采用的标准活性污泥来自1 0 个场所的混合污泥：城市污水处理厂(3 个分布于日本北部、中部和南部)、工业污水处理厂(1 个化学工业废水处理厂)、河流(3 条分别位于日本北部、中部和南部)、湖泊(1 个位于日本中部)和海洋(2 个位于日本内陆海)。5 3 污泥采样方法从城市污水处理厂采集回流污泥1L，在与空气接触的河流、湖泊和沼泽或海洋的地表水和表面土壤各采集1L。将各采样点的污泥样品放人同一容器，搅拌混匀后静置。去除漂浮物，用2 号滤纸过滤后以氢氧化钠或磷酸将滤液p H 值调为7 o 土1 0，转移至曝气池内曝气培养。曝气结束后静置3 0m i n，弃去上清液总体积的1 3，然后加等体积的0 1 的合成污水(1g 葡萄糖，1g 蛋白胨和1g 磷酸钾溶解于1L 水中，以N a O H 调节p H 值为7 0 土1 0)再次曝气。每日重复进行，培养温度为(2 5 2)。当活性污泥培养时，应根据下列项目检查和采取必要的控制措施：a)上清液外观：活性污泥上清液应是澄清的；b)活性污泥的沉降：絮凝成团的活性污泥应具有较强的沉降性；c)活性污泥形成状态：当污泥无絮状出现时，可增加0 1 的合成污水或增加合成污水添加的d)e)f)g)h)i)次数；p H：上清液p H 值为7 0=k 1 0；温度：活性污泥培养温度为(2 5 土2)；曝气量：加入合成污水的上清液中，应充分曝气，溶解氧浓度不低于5m g L i活性污泥原生动物：在放大1 0 0 4 0 0 倍的显微镜下，应可见大量不同种类的原始动物；新鲜和驯化污泥的混合：为了保持新鲜和驯化污泥具有相同的活力，试验使用的活性污泥上清液滤液与等体积的新鲜活性污泥混合后培养；活性污泥活性测定：标准物质定期检测活性污泥活性(至少每3 个月1 次)，特别是在新鲜和驯化污泥样品混合后(图1)，必须进行测定，保证与老污泥样品活性一致。誉参之垮培养使用期雩兵些争混合培养使用期芒譬坚：争、尹=7混合，培养使用期9 月l O 月1 1 月、亍“=彳尹混合，培养使用期图1活性污泥样品制备和使用周期举例G B T2 1 8 1 8 2 0 0 85 4 培养基5 4 1 试验培养基贮备液用分析纯试剂制备下列贮备液：a)磷酸缓冲液：称取8 5 0g 磷酸二氢钾(K H：P 0 4)、2 1 7 5g 磷酸氢二钾(K：H P 0 4)、4 4 6g 十二水合磷酸氢二钠(N a：H P 0 4 1 2 H：O)和1 7 0g 氯化铵(N H。C 1)，用水溶解，定容至1L，p H值为7 2。b)氯化钙溶液：称取2 7 5 0g 无水氯化钙(C a C I：)用水溶解，定容至1L。c)硫酸镁溶液：称取2 2 5 0g 七水合硫酸镁(M g S O t 7 H z o)，用水溶解，定容至1L。d)氯化铁溶液：称取0 2 5g 六水合氯化铁(F e C l a 6 H。O)，用水溶解，定容至1L。5 4 2 试验培养基的制备取5 4 1 中溶液a)，b)，c)和d)各3m L，用试验用水稀释并定容至1L。6 试验程序6 1 组别设计通常，试验中需要设置下列组别：a)瓶1：非生物降解对照(受试物3 0m g L)；b)瓶2、瓶3 和瓶4：含受试物和接种物的试验组(活性污泥1 0 0m g L(以干重计)+受试物3 0m g L)；c)瓶5：含参比物和接种物的程序对照(活性污泥1 0 0m g L(以干重计)+受试物3 0m g L 十苯胺1 0 0 m g L)；d)瓶6：仅含接种物的接种物空白对照(活性污泥1 0 0 m g L(以干重计)。6 2 受试物预处理若受试物的水中溶解度小于最佳试验浓度时，应将受试物充分磨碎。若受试物具有挥发性，应冷藏减少挥发。必要时，应对受试物进行鉴定。6 3 试验操作难溶受试物试验中不能使用助溶剂和乳化剂，可采用研磨或超声分散等适当方式使溶液均质化。试验瓶2、瓶3 和瓶4(试验悬浮液)，瓶5(程序对照)和瓶6(接种物的空白对照)加入接种物浓度为1 0 0m g L，瓶1 中只加受试物不加接种物作为非生物降解对照，C O z 吸收杯中加入C O z 吸收剂，装好设备，检查气密性，开始搅拌，在黑暗条件下(2 5 2)开始试验，每天检查温度和搅拌器状态，定期测定溶解氧浓度，并观察试验瓶中颜色变化，连续获得1 4d 2 8d 的B O D 曲线(见图2)。培养1 4d 2 8d后，测定各瓶试验溶液p H，受试物残留量或中间体的浓度。为确定试验过程中受试物可能发生的变化，如通过蒸发或试验容器器壁吸附作用造成受试物损失等，不加活性污泥处理的受试物也要进行测定。G B T2 1 8 1 8 2 0 0 8降解盘r 适应期；f一对数生长期；r 最大降解率；r 一降解通过水平；卜时间窗。图2 快速生物降解类化合物的生物降解曲线6 4 分析方法若受试物溶于水，总有机碳残留量也要测定。总有机碳含量测定方法：培养容器中取出l om L 受试溶液，30 0 0g 离心5r a i n，总有机碳分析仪检测上清液总有机碳残留量。其他分析方法：选择适合溶剂，提取培养液中的受试物，然后选择适当预处理方法，如浓缩等，受试物残留量通过分析仪器测定(如气相色谱、光谱、质谱、原子吸收等)。对于挥发性物质，为了减少蒸发，B O D 仪温度应在1 0 至少控制3 0r a i n，然后开始上述分析。7 质量控制a)本标准对于水中溶解度超过1 0 0m g L 的受试物，重现性较好；b)氧消耗检测限为1m g(微生物氧消耗)；c)受试物测定灵敏度依靠所采用的分析方法；d)受试物水中浓度空气中浓度应不低于1，对于挥发性受试物应采用改进的B O D 测定法(附录A)：e)若使用苯胺作为参比物，试验进行到7d 和1 4d 时，参比物降解率应分别不低于4 0 和6 5。8 数据与报告8 1 数据处理a)根据氧消耗量计算降解百分率，见式(1)：D 一等铲1 0 0式中：D 一生物降解率，以表示；B O D根据B O D 曲线测定的受试物生化需氧量，单位为毫克(m g)；B 根据接种物空白B O D 曲线测定的氧消耗量，单位为毫克(r a g)4T O n 一受试物完全氧化需要的理论需氧量，单位为毫克(m g)。b)由受试物分析测定结果计算降解百分率，见式(2)：D 一攀1 0 036式中：S。一生物降解试验结束后的受试物的残留量，单位为毫克(m g)；S。2 个空白对照中受试物的平均残留量，单位为毫克(r a g)。8 2 结果评价a)理论需氧量的计算：元素氧化态CC 0 2HH。ONN 0 zSS 0 2X(卤素)XG B T2 1 8 1 8 2 0 0 8b)分析方法回收率；c)受试物生物降解能力与苯胺的相对降解程度进行分类；若用苯胺作为参比物，试验进行到第7天和第1 4 天时，参比物降解率分别达到4 0 和6 5，则试验有效；若S。回收率不超过1 0，试验无效；由于受试物浓度较低，B O D 绝对值可能比正常条件下B O D 值要低，该试验条件下比标准试验条件下基本耗氧量要高很多，因此试验物质的B O D 应小心测定。8 3 结果报告试验报告应包括以下内容：a)受试物：基本信息，包括名称、分子式、分子量、纯度、杂质等；理化性质；光谱数据。b)试验条件：接种物：状态和取样地点和浓度；试验周期与温度；程序改变的原因及解释说明。c)化学分析：前处理；仪器分析条件；回收率；中间产物分析。d)结果：B O D 曲线和仪器名称；B O D(m g)：B(m g)；S。(m g)；S 6(m g)；5G B T2 1 8 1 8 2 0 0 8T O D(m g)：根据B O D 的降解百分率；根据化学分析的降解百分率；受试物的色谱或光谱分析结果。e)结果讨论。A 1 密闭系统氧消耗测定装置原理附录A(资料性附录)改进的B O D 测定法G B T2 1 8 1 8 2 0 0 8库伦计是通过电化学过程测定微生物氧消耗的装置。见图A 1。(改进的B O D 计由日本O h k u r aE l e c t r i cC o，