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快速生物降解檢測

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發(fā)布時間：2025-03-12 11:14:26 更新時間：2025-03-11 11:16:58

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作者：中科光析科學技術研究所檢測中心

快速生物降解（Ready Biodegradability）和固有生物降解（Inherent Biodegradability）試驗用于評估化學物質在環(huán)境中的生物降解潛力，是化學品生態(tài)風險評估和法規(guī)合規(guī)（如REACH、OECD指南）的核心內容。以下是兩類試驗的標準化流程與關鍵要點：

一、快速生物降解試驗（Ready Biodegradability）

目的：評估物質在短時間內（≤28天）是否易被微生物快速降解。 適用場景：篩選高環(huán)境風險的化學品（如洗滌劑、表面活性劑）或支持“易降解”標簽的申請。 核心標準：OECD 301系列（A-F）、ISO 7827、GB/T 21802-2008。

常用方法：

試驗方法	原理	判定標準
OECD 301B（CO?頂空）	測量受試物在28天內釋放的CO?量（占總理論量的百分比）。	≥60% CO?轉化率（10天窗口期通過）
OECD 301D（密閉瓶法）	監(jiān)測溶解性有機碳（DOC）的去除率。	≥70% DOC去除率（28天）
OECD 301F（測壓呼吸法）	通過氧氣消耗量評估降解率（BOD法）。	≥60% ThOD（理論需氧量）

關鍵條件：

接種物：活性污泥（30mg/L SS）或地表水微生物群落；
濃度：受試物為唯一碳源（10~40mg C/L）；
溫度：22±2℃（中溫條件）或特定溫度（如海洋生物降解試驗）；
空白對照：驗證非生物降解貢獻（如水解、揮發(fā)）。

通過標準：

10天窗口期規(guī)則：在達到10%降解后的10天內達到60%降解率；
最終降解率（28天）≥60%（CO?或DOC法）或≥70%（BOD法）。

二、固有生物降解試驗（Inherent Biodegradability）

目的：評估物質是否具有被微生物降解的潛在能力（不限時間），即使需要較長時間或特殊條件。 適用場景：篩選難降解物質（如某些聚合物、農藥）或作為快速試驗未通過時的補充。 核心標準：OECD 302系列（A-C）、ISO 10634、GB/T 21856-2008。

常用方法：

試驗方法	原理	判定標準
OECD 302B（改進的MITI試驗）	延長測試期（28天以上），添加多次接種物。	≥20%降解率（固有降解性）
OECD 302C（半連續(xù)活性污泥法）	模擬污水處理廠條件，定期補充受試物。	≥70% DOC去除率（可視為“潛在可降解”）
Zahn-Wellens試驗（OECD 302B）	監(jiān)測DOC去除率，允許延長至42天。	≥70% DOC去除率（42天）

關鍵條件：

接種物：高濃度活性污泥（1~3g/L SS），可能多次補加；
濃度：受試物可與其他碳源共存（非唯一碳源）；
時間：通常28天，可延長至60天；
通過標準：≥20%降解率（OECD 302B），或連續(xù)兩次測定DOC去除率差值≤10%（Zahn-Wellens）。

三、試驗選擇與結果解讀

參數	快速生物降解試驗	固有生物降解試驗
時間要求 ≤28天	28~60天（可延長）
碳源條件唯一碳源（高選擇性壓力）	可共存其他碳源（低選擇性壓力）
應用意義支持“易降解”分類	證明物質具有降解潛力（即使緩慢）
法規(guī)用途滿足REACH Annex VII/VIII要求	用于PBT評估（持久性判斷）

結果應用示例：

通過快速試驗：可豁免進一步降解測試，視為低環(huán)境風險；
未通過快速試驗：需進行固有試驗，若仍不通過則可能被歸類為“持久性物質”（PBT）。

四、試驗設計與注意事項

受試物預處理：
- 難溶物質需分散（超聲、研磨）或使用助溶劑（丙酮≤0.1%）；
- 揮發(fā)性物質需密封系統(tǒng)（如頂空法）。
生物毒性控制：
- 預試驗驗證受試物對微生物的抑制性（如呼吸抑制率≤50%）；
- 若抑制明顯，需降低濃度或預馴化接種物。
數據驗證：
- 使用參比物質（如苯胺、十二烷基磺酸鈉）驗證試驗有效性；
- 快速試驗中，空白對照的CO?/DOC釋放應≤20%。

五、常見問題與對策

問題	原因分析	優(yōu)化措施
降解率波動大	接種物活性不均或受試物抑制	預馴化微生物（適應期7天），降低受試物濃度
假陽性結果	非生物降解（如光解、吸附）	增設滅菌對照組（高壓滅菌或NaN?處理）
假陰性結果	微生物未適應或碳源不足	延長馴化時間，補充微量營養(yǎng)（N/P源）