SN∕T 4151-2015 化学品 陆生寡毛类的生物蓄积试验(出入境检验检疫).pdf
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1、书 书 书中华人民共和国出入境检验检疫行业标准犛犖犜 化学品陆生寡毛类的生物蓄积试验犆犺 犲犿 犻 犮 犪 犾 狊犜 犲 狊 狋犿犲 狋 犺 狅 犱犳 狅 狉犫 犻 狅 犪 犮 犮 狌犿狌 犾 犪 狋 犻 狅 狀犻 狀狋 犲 狉 狉 犲 狊 狋 狉 犻 犪 犾狅 犾 犻 犵 狅 犮 犺 犪 犲 狋 犲 狊 发布 实施中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局发 布书 书 书前言本标准与联合国经济合作发展组织()化学品试验导则 陆生寡毛类的生物蓄积()(英文版)技术内容一致。本标准与化学品试验导则 相比,主要变化如下:对化学品试验导则 进行了编辑性修改:将简介改为引言;增加了前言部分;增加了范围一章
2、;将附录内容转移至术语和定义部分;调整了附录顺序;删除的参考文献部分。本标准由国家认证认可监督管理委员会提出并归口。本标准起草单位:中华人民共和国天津出入境检验检疫局、中华人民共和国宁波出入境检验检疫局。本标准主要起草人:贾晓川、张园、丁宇、刘汉伟、李宁涛、赵琢、王华、刘伟、柳明、孙俐、刘凤娟。犛犖犜 引言在经合组织试验导则中,测试对环境有害化学品的生物体内富集的方法包括:年公布的流水式鱼类试验()和 年公布的海栖寡毛类生物蓄积试验()。但将水生生物的富集数据推断到陆生生物(例如蚯蚓)的富集情况还是困难的。目前,对土壤中化学品的生物富集评估是通过基于化合物亲脂性的模型计算方法实现的,如欧盟指导
3、性技术文件()。此外,对陆地食物链中二次中毒的评价也特别重要,特殊隔室试验法()可以满足这项检测评估的需求。一些利用鱼类以外其他生物的国际方法解决了生物体内的富集问题,如美国试验与材料协会()开发的利用蚯蚓(犈 犻 狊 犲 狀 犻 犪犳 犲 狋 犻 犱犪,)和锅蠕虫测试被污染土壤生物富集性的实验方法。一种国际公认的测定土壤中加标样品的生物富集试验方法,将有利于改进陆地生态系统的化学品风险评估。在直接暴露在土壤基质的噬土无脊椎动物中,陆栖寡毛类对维持土壤结构和功能方面起着重要作用。陆栖寡毛类在土壤中生存,部分分布在土壤表面(特别是枯枝落叶层),它们通常是土壤中最丰富生物量()的代表。通过进行土壤
4、生物扰动和被其他动物捕食,这类动物对其他生物如无脊椎动物(捕食螨和甲虫)或脊椎类食肉动物(狐狸和海鸥)的生物利用度影响巨大。实验室土壤毒性和生物富集性蚯蚓(犈 犻 狊 犲 狀 犻 犪犳 犲 狋 犻 犱犪)和线蚓(犈狀 犮 犺狔 狋 狉 犪 犲 狌 狊犪 犾 犫 犻 犱狌 狊)试验指导为当前土壤生物富集性试验方法的操作提供了许多重要和有用的细节。实践经验与土壤生物富集性研究和文献出版物也是本标准的主要信息来源。本标准方法主要适用于易吸附于土壤的稳定、中性有机化学品。本方法可能适用于土壤伴生物、稳定的金属有机化合物的生物富集试验。本方法也可应用于金属和其他微量元素。犛犖犜 化学品陆生寡毛类的生物蓄
5、积试验范围本标准规定了陆生寡毛类的生物蓄积试验的术语和定义、试验有效性、试验方法、试验操作、数据和报告。本标准适用于稳定、中性并易于土壤吸附的有机化学品的生物蓄积试验,可用于土壤伴生物、稳定的金属有机化合物,也可用于金属和其他微量元素的生物蓄积试验。规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。化学品蚯蚓急性霉性试验术语和定义下列术语和定义适用于本文件。生物蓄积犫 犻 狅 犪 犮 犮 狌犿狌 犾 犪 狋 犻 狅 狀试验生物体(或特定组织)内某种受试物的浓度相对于试验介质中
6、该物质浓度的增加。生物浓缩犫 犻 狅 犮 狅 狀 犮 犲 狀 狋 狉 犪 狋 犻 狅 狀试验生物体内或体表受试物浓度的增加,相对于周围介质中的受试物浓度,是由试验生物体单一的从周围介质中吸收受试物而产生的结果(如通过体表吸收和吞咽土壤吸收)。生物放大犫 犻 狅犿犪 犵 狀 犻 犳 犻 犮 犪 狋 犻 狅 狀试验生物体内或体表受试物浓度的增加,相对于食物或其捕食物中的受试物浓度,主要是由试验生物体从被污染食物或其捕食物中吸收受试物而产生的结果。生物放大可导致受试物在食物链中的转移和蓄积。消除犲 犾 犻 犿 犻 狀 犪 狋 犻 狅 狀受试物在试验生物体(或特定组织)中主动或被动的损失过程,与受试物
7、在周围介质中的存在与否无关。生物蓄积因子犫 犻 狅 犪 犮 犮 狌犿狌 犾 犪 狋 犻 狅 狀犳 犪 犮 狋 狅 狉;犅犃犉试验吸收阶段的任何时间,试验生物体(或特定组织)内某种受试物浓度(犆,试虫净重)与试验介质中该物质浓度(犆,介质净重)的比率;单位为(介质)(试虫)。稳定态生物蓄积因子狊 狋 犲 犪 犱 狔狊 狋 犪 狋 犲犫 犻 狅 犪 犮 犮 狌犿狌 犾 犪 狋 犻 狅 狀犳 犪 犮 狋 狅 狉;犅犃犉狊 狊稳定态下,试验生物体(或特定组织)内某种受试物浓度(犆,试虫净重)与试验介质中该物犛犖犜 质浓度(犆,介质净重)的比率;单位为(介质)(试虫)。动力学生物蓄积因子犽 犻 狀 犲
8、狋 犻 犮犫 犻 狅 犪 犮 犮 狌犿狌 犾 犪 狋 犻 狅 狀犳 犪 犮 狋 狅 狉;犅犃犉犓土壤吸收速率常数(犽)与消除速率常数(犽)之比(犽犽)为动力学生物蓄积因子。生物群一土壤蓄积因子犫 犻 狅 狋 犪 狊 狅 犻 犾犪 犮 犮 狌犿狌 犾 犪 狋 犻 狅 狀犳 犪 犮 狋 狅 狉;犅犃犛 犉试验生物体内或体表以脂肪为标准的受试物浓度与稳定态时土壤中以有机碳为标准的受试物浓度的比值。此时犆又表示为 生物脂肪含量,犆表示为 土壤有机碳含量;单位为(土壤有机碳)(脂肪)。平台期或稳定态狆 犾 犪 狋 犲 犪 狌狅 狉狊 狋 犲 犪 犱 狔狊 狋 犪 狋 犲在暴露期内当吸收过程和消除过程同时
9、进行时,这两个过程间的平衡期。达到稳定态的条件:不再随时间变化,取样时间至少间隔,取样次,所得值相差不超过,个采样周期无显著的统计学差异。当受试物吸收缓慢时,应延长间隔至。有机碳一水分配系数狅 狉 犵 犪 狀 犻 犮犮 犪 狉 犫 狅 狀 狑犪 狋 犲 狉狆 犪 狉 狋 犻 狋 犻 狅 狀 犻 狀 犵犮 狅 犲 犳 犳 犻 犮 犻 犲 狀 狋(犓狅 犮)物质在有机碳水两相介质中达到平衡时的浓度之比。正辛醇水分配系数狅 犮 狋 犪 狀 狅 犾 狑犪 狋 犲 狉狆 犪 狉 狋 犻 狋 犻 狅 狀 犻 狀 犵犮 狅 犲 犳 犳 犻 犮 犻 犲 狀 狋(犓狅狑)物质在正辛醇水两相介质中达到平衡时的浓度
10、之比,也表示为犘。犓的对数值(犓)被用作水栖生物对受试物的潜在生物蓄积性指征。吸收期或暴露期狌 狆 狋 犪 犽 犲狅 狉犲 狓 狆 狅 狊 狌 狉 犲狆 犺 犪 狊 犲吸收期或暴露期指试验生物暴露在受试物下的时期。土壤吸收速率常数狊 狅 犻 犾狌 狆 狋 犪 犽 犲狉 犪 狋 犲犮 狅 狀 狊 狋 犪 狀 狋(犽狊)试验生物体暴露于含有受试物质的土壤中,试验生物体内或体表受试物浓度增加速率。犽可以表示为(土壤)(试虫)。消除期犲 犾 犻 犿 犻 狀 犪 狋 犻 狅 狀狆 犺 犪 狊 犲试验生物从含有受试物的介质转移到不含受试物的介质中后的时期,期间研究受试物在试验生物中的消除(净损失)。消除速
11、率常数犲 犾 犻 犿 犻 狀 犪 狋 犻 狅 狀狉 犪 狋 犲犮 狅 狀 狊 狋 犪 狀 狋(犽犲)试验生物从含有受试物的介质转移到不含受试物的介质中后,试验生物体内或体表受试物浓度降低的速率。犽可以表示为。试验 试验原理 用来表示物质生物蓄积性的参数包括:生物蓄积因子()、吸收速率常数(犽)和消除速率常数(犽)。犛犖犜 试验包括两个阶段:吸收(暴露)期和消除(暴露之后)期。吸收期内,多个重复组的试虫暴露在已添加受试物的土壤中,并在不含受试物的相同土壤中设置对照组。通过对照组测量试验试虫的干重和脂肪含量,并通过测定对照组试虫和土壤获得试验背景值(空白值)。消除期内,将试虫转移到不含受试物的土壤
12、中(如果吸收期内试虫对受试物的吸收量极低,可以取消消除期试验)。通过消除期试验,可获得试虫对受试物的排泄速率。如果吸收期未达到稳定态,动力学参数(、犽和犽)应通过同时拟合吸收期和消除期的结果以确定。在试验吸收期和消除期均应对试虫体内或体表受试物的浓度进行监测。在吸收期内,应持续取样测量(针对线蚓)、(针对蚯蚓)或达到稳定态。达到稳定态的判定依据:试虫中受试物浓度不再随时间变化,并对采集间隔不短于的样品(个连续浓度批次)进行分析,经统计学比较(如方差分析、回归分析)批间偏差不超过。消除期包括试虫转移至空白容器的过程,消除期内应持续取样测量(针对线蚓)或(针对蚯蚓)(如果测出试虫体内受试物量减少了
13、,可提前结束取样测量)。消除期结束时试虫体内的受试物量记作未消除残留量。生物蓄积动力学因子等于土壤中的吸收速率常数(犽)与消除速率常数(犽)的比值,将其设为一级动力学(参见附录)。如果一级动力学不适用,应使用其他动力学模型。通过计算机模型方程计算吸收速率常数、消除速率常数(或使用其他模型时涉及的常数)、生物蓄积动力学因子等参数的置信限。任何模型的拟合优度都可以通过相关系数、测定系数(系数接近时示为良好的拟合)或卡方确定。同样,标准偏差的大小或估算参数的置信区间也可以用来表示模型的拟合优度。为减小亲脂性受试物试验结果的差异性,生物蓄积因子的表示方式应与脂肪含量和有机碳含量相关(有机碳)(试虫脂肪
14、)。使用此方法的依据:对于某些类化学品,其潜在生物蓄积性与亲脂性是相关的,例如鱼类脂肪含量与某些化学品的生物蓄积性相关,海底栖息生物也具有类似的相关性。研究证明在陆栖寡毛类生物中该相关性同样适用。如果试验用试虫数量足够,应在测试组内进行脂肪含量测定。如果试虫数量不充足,可使用对照组进行脂肪含量测定。试验有效性为保证试验的有效性,对照组和测试组均须严格执行以下准则:)试验结束时,试虫在吸收期和消除期的总死亡率不应高于参试总数的(蚯蚓)和(线蚓);)对于蚯蚓(犈 犻 狊 犲 狀 犻 犪犳 犲 狋 犻 犱犪和犈 犻 狊 犲 狀 犻 犪犪 狀犱 狉 犲 犻),在吸收期和消除期结束时测定的平均质量损失不
15、高于各期初原始鲜重的。试验方法 试验生物种类推荐用于生物蓄积性试验的几种陆栖寡毛类动物:正蚓科犈 犻 狊 犲 狀 犻 犪犳 犲 狋 犻 犱犪或犈 犻 狊 犲 狀 犻 犪犪 狀犱 狉 犲 犻,线蚓科犈狀 犮 犺狔 狋 狉 犪 犲 狌 狊犪 犾 犫 犻 犱狌 狊、犈狀 犮 犺狔 狋 狉 犪 犲 狌 狊犮 狉 狔狆 狋 犻 犮 狌 狊或犈狀 犮 犺狔 狋 狉 犪 犲 狌 狊犾 狌狓狌 狉 犻 狅 狊 狌 狊(参见附录)。仪器装置装置各部分所使用的材料均不应溶解或吸附受试物,不浸出其他物质,并对试虫无不良作用。可以使用惰性化学材料制作、适当容积的标准矩形或圆柱形容器,并依据负荷率(参试试虫数量)要求使
16、用。不锈钢、塑料或玻璃可用于任何与试验媒介有接触的装置。试验容器在保证透气的前提下,应适当遮盖以防试虫逃脱。对于强吸附性物质(如人工合成的拟除虫菊酯),应使用硅烷化的玻璃装置进行试验,用完的仪器装置应废弃。放射性标记的受试物和挥发性化学品应防止其散漏,配备具有适当吸收剂的防犛犖犜 漏装置(如玻璃洗气瓶)以防残留物从试验容器中泄露。试验土壤试验土壤应能够保证试验生物在适应期和试验期间的生存和更好的繁殖,保证其不出现异常的表现和行为,土质松软适合试虫掘洞。推荐使用 描述的人工土壤作为试验基质(参见附录)。风干的人工土壤在使用前应室温储存。从未被污染的场所取得的天然土壤可用作试验土壤和培养土壤。天然
17、土壤至少应具备以下特征信息:来源(采集地)、值、有机碳含量、粒径分布(沙子、淤泥和粘土含量)、最大持水量()和含水百分比。使用前应对土壤或其组分的微量污染物进行分析以获取有用信息。如果土壤采自田间,则该土壤在试验前应至少年内未经农药或动物源肥料处理,且半年内未经有机肥料处理。天然土壤在实验室中的储存时间应尽量短。受试物的使用 受试物与土壤混合时,应考虑其理化性质。水溶性的受试物应在水中溶解完全再与土壤混合。对于水溶性较差的受试物,建议通过将受试物包覆于一种或多种(人工)土壤表面而实现混合。例如,先将石英砂或其一部分浸泡在受试物溶液(适当的有机溶剂溶解)中,再缓慢将溶剂蒸发干,再将表面包覆受试物
18、的石英砂与湿土混合,从而将受试物与土壤混合均匀。此方法的主要优点是未将任何溶剂带入土壤。在使用天然土壤进行试验时,用风干的天然土壤代替人工土壤进行包覆,或在有增溶剂的前提下,于随后的蒸发阶段通过搅拌将受试物混入湿土中。一般来说,应尽量避免湿土与溶剂的接触。应考虑以下因素:)如果使用水以外的其他溶剂,应选择可以与水混溶和可以去除(如通过蒸发)的,这样可以在土壤中仅留下被测化学物质;)如果使用溶剂对照,无需加入阴性对照。溶剂对照组应包含加入土壤中溶剂的最大浓度,并使用与配制储备液时同一批次的溶剂。溶剂的毒性和挥发性以及受试物在所选溶剂中的溶解性是选择溶剂的主要依据。对于在水和有机溶剂中溶解性均较差
19、的受试物,可以将细石英砂(每个试验容器)与受试物通过研磨混合(利用研钵和杵)以获得所需的试验浓度。将受试物与石英砂的混合物加入已润湿的土壤中,与适量的去离子水充分混匀以获得所需的含水量。将最终混合物分装在各个试验容器中。每个试验浓度均重复本步骤,并且每个试验容器中 细石英砂也须设置适当对照组。掺样后应对土壤中的受试物浓度进行测定。加入测试生物前应确认受试物在土壤中均匀分布。所用掺样方法和选择特殊掺样操作的原因应予以说明。加入试验生物之前应建立良好的土壤与孔隙水的平衡,建议通过 恒温来实现。许多水溶性差的有机化合物,其吸收和溶解的组分达到真正平衡的时间可能需要几天或者几个月。根据不同的研究目的,
20、在模拟环境条件时,掺样土壤需要经过不同时间的“老化”(例如金属需要周保持 的“老化”期)。试验生物的培养最好保持固定的实验室试虫培养方法。试验的试虫应无可观察到的疾病、异常和寄生虫。试验操作 总则在吸收阶段将试验生物暴露在受试物中,这一阶段应持续(针对线蚓)或(针对蚯蚓),除非犛犖犜 证明已提前达到稳定态。在消除阶段将试验生物转移到不含受试物的土壤中,第一次取样应在消除期开始后的 内进行(参见附录)。试验生物 很多陆栖线蚓的个体重量非常小(例如每只犈狀 犮 犺狔 狋 狉 犪 犲 狌 狊犪 犾 犫 犻 犱狌 狊线蚓体重,而犈狀 犮 犺狔 狋 狉 犪 犲 狌 狊犮 狉 狔狆 狋 犻 犮 狌 狊或犈
21、狀 犮 犺狔 狋 狉 犪 犲 狌 狊犾 狌狓狌 狉 犻 狅 狊 狌 狊线蚓则更小),因此应将重复组容器中的试虫集中在一起进行体重测定和化学分析(如所有重复组容器中的试虫将被用来获得同一个组织分析结果)。应至少设置个重复组,每组中 只线蚓。如果受试物的分析检测限较高,则应使用更多的试虫进行试验。如果使用个体重量较大的试虫种类(犈 犻 狊 犲 狀 犻 犪犳 犲 狋 犻 犱犪和犈 犻 狊 犲 狀 犻 犪犪 狀犱 狉 犲 犻),每个重复组容器中可以仅用一只试虫。同一试验中应使用体重相近的蚯蚓(如犈 犻 狊 犲 狀 犻 犪犳 犲 狋 犻 犱犪和犈 犻 狊 犲 狀 犻 犪犪 狀犱 狉 犲 犻个体重量应在
22、)。试验用线蚓(犈狀 犮 犺狔 狋 狉 犪 犲 狌 狊犪 犾 犫 犻 犱狌 狊)体长应大约。同一试验中的所有试虫应具有相同来源,并应是具有生殖带的成虫。试虫的体重和年龄可能对值有影响(由于脂肪含量的变化和是否产卵),应准确记录此类参数并在解释结果时加以考虑。此外,暴露期内产生的虫茧也将影响值,应存放在试验容器中。建议在试验前测定试虫的子样重量,以估计平均含水量和干重。应采用高的土壤试虫比率,以将吸收期内土壤中受试物浓度的降低减至最少。对于犈 犻 狊 犲 狀 犻 犪犳 犲 狋 犻 犱犪和犈 犻 狊 犲 狀 犻 犪犪 狀犱 狉 犲 犻,建议每只试虫至少使用(净重)土壤;对于线蚓,建议每个试验容器中
23、土壤的最小量应为 (净重)。容器中的土壤厚度应在(线蚓)或(蚯蚓)。将试验试虫从培养容器中取出,成虫转移到未经处理的试验土壤中进行适应和饲养(见 )。如果试验时的条件与培养时的条件不同,可以通过 的适应期以使试虫适应试验条件。适应期结束后,先将蚯蚓转移到盛有净水的玻璃培养皿(皮氏培养皿)中清洗,测定体重后再转移到试验土壤中。测定体重前,应将虫体外附着的水除去,可通过将虫体轻触培养皿边缘或用微湿的纸巾小心地将水吸干。应观察并记录试虫的掘洞行为。在使用蚯蚓的试验中,试虫(对照组和受试物处理组)通常会用几小时的时间在土壤中掘洞,应在将试虫转移到试验容器中后的 内检查其掘洞行为。如果供试蚯蚓没有在土壤
24、中掘洞(在吸收期的多半时间内,未掘洞试虫数超过),则表明试验条件不合适或试虫不健康。这时应停止并重新进行试验。线蚓主要在土壤的孔隙中生存,并且其体表通常部分的与周围基质接触,因此假设受试物对掘洞和不掘洞线蚓的暴露量是相同的,不掘洞线蚓无须重复试验。饲养当使用总有机碳含量低的土壤时应对试虫进行喂养。当使用人工土壤时,对于蚯蚓建议每周喂养量为干粪肥土壤(净重),对于线蚓建议每周喂养量为 磨碎的燕麦片土壤(净重)。应在试虫放入之前将第一次投放的食物混入土壤中。最好使用与培养时相同类型的食物。光照和温度进行试验时应控制黑白循环交替时间为,试验容器中的光照强度应在 。试验期内的温度应保持在。试验浓度应使
25、用单个浓度进行试验。使用额外浓度时应予以说明。当受试物的毒性()接近分析方法的检测限时,建议使用放射性高的特殊放射性标记受试物。金属受试物浓度应高于试虫和土壤中的背景值。犛犖犜 重复进行动力学测定时(吸收期和消除期),应在每个取样节点设置至少个处理组。处理组的数量应能满足吸收期和消除期内的全部取样。进行生物观察和测定(例如干湿重比和脂肪含量)及试虫和土壤中背景浓度测定时,如果仅适用水作为溶剂,则应设置至少 个阴性对照组(开始试验时组、吸收期末组、消除期末组)。如果在受试物应用时使用任何增溶剂,应在处理组外加设溶剂对照组(开始试验时组、吸收期末组、消除期末组),溶剂对照组中应包含除受试物外的所有
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