本文件描述了化学品评价废水中排放化学物质的生物降解性的模拟试验通则的试验原理、五种试验方法的适用性和局限性、受试物信息、参比物、质量保证与质量控制、数据与报告。 本文件适用于水溶性或弱水溶性且非挥发性的受试物，也可用于挥发性受试物的测定。 本系列文件不适用于测定污水中氮和磷的去除。

ICS13.300
CCS A 80
中华人民共和国国家标准
GB/T 42992.1—2023
化学品
评价废水中排放化学物质的
生物降解性的模拟试验
Chemicals-Simulation tests to assess the biodegradability of chemicalsdischarged in wastewater-General considerations2023-09-07发布
国家市场监督管理总局
国家标准化管理委员会
2024-04-01实施
GB/T42992.1—2023
本文件按照GB/T1.1一2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。
本文件是GB/T42992《化学品
评价废水中排放化学物质的生物降解性的模拟试验》的第1部分，GB/T42992已经发布了以下部分：第1部分：通则。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任，本文件由全国危险化学品管理标准化技术委员会（SAC/TC251)提出并归口。本文件起草单位：生态环境部固体废物与化学品管理技术中心、生态环境部南京环境科学研究所、贵州省分析测试研究院、中国石油和化学工业联合会、厦门丰力扬科技有限公司、国化低碳技术工程中心、上海市检测中心、浙江省化工研究院有限公司、浙江亚旺科技有限公司、贵州医科大学，本文件主要起草人：刘纯新、窦从从、石利利、杨鸿波、刘新洋、曹梦然、李海洋、赵旭明、杨婧、李振益、王哲思、陈晓倩、王大霞。I
GB/T42992.1—2023
评价废水中排放化学物质的生物降解性的模拟试验系列方法描述了随污水排放进人环境的有机化学品的初级和最终生物降解性及其降解动力学的测定方法。个人护理、家庭清洁和洗涤化学品正常使用后排放进入排水系统，而成为生活污水中的常见组分。同样，药品随排泄物也会排人排水系统或在某些情况下经处理后进入排水系统。其他化学品可能由于生产过程间歇或持续排放进人排水系统GB/T42992《化学品评价废水中排放化学物质的生物降解性的模拟试验》旨在确立适用于5个相互独立但又关联的模拟试验方法的准则，拟由6个部分构成。-一第1部分：通则。目的在于确立适用于该系列模拟试验方法需要共同遵守的总体原则。一一第2部分：污水管道系统中的生物降解。目的在于为准确评价化学品在污水管道系统原污水中的生物降解性，确立需要遵守的原则和程序。一第3部分：活性污泥中的生物降解。目的在于为准确评价化学品在广泛使用的污水生化处理系统中的生物降解性，确立需要遵守的原则和程序。第4部分：厌氧消化污泥中的矿化和转化。目的在于为准确评价化学品在污泥厌氧消化过程中的生物降解性，确立需要遵守的原则和程序。第5部分：二级出水-地表水混合带中的生物降解。目的在于为准确评价穿过污水处理厂随二级出水排放进人地表水的化学品的生物降解性，确立需要遵守的原则和程序。一一第6部分：直排污水-地表水混合带中的生物降解。目的在于为准确评价化学品随污水未经处理直接排入地表水中的生物降解性，确立需要遵守的原则和程序。本部分与其他5个部分组合使用，适用于评价化学品在污水管道系统中的生物降解、在活性污泥中的生物降解、在厌氧消化污泥中的矿化和转化、在二级出水-地表水混合带中的生物降解和在直排污水地表水混合带中的初级和最终生物降解性。化学品在上述各部分中的生物降解性对测定其在相互关联的水生和陆生生物栖息地的暴露水平具有重要作用。图1表示了在污水排放过程中化学品最常见的迁移途径。在污水进入污水处理厂或环境排放点过程中，污水先进人排水系统，可能在其中停留数小时或数天。大多数情况下，排放前污水进行了处理，但有时污水未处理直接排人地表水或只进行了很简单的初级处理。在典型的污水处理厂中，约40%～60%固体部分在初级处理中被去除；初级出水随后进行生物处理，所有的固体在最后的沉淀池（如二沉池)中去除；之后最终出水（如二级出水）排人地表水。如果污泥的处置方法为农田施用，那么初沉池和二沉池中的固体污泥通常需厌氧消化污水
污水管道”
直接：
排放：
地表水
未处理（简单处理）
污水与地表水
混合带
注：为5个方法模拟的对象。
初级固
体去除
河水处理厂
好氧生物
(厌氧）
污泥施用土壤
图1化学品随污水排放进入环境的途径GB/T42992.1—2023
处理后出水与地
衣水混合带
地表水
最终出水
化学品随最终出水（二级出水）排入环境或同污泥固体结合的量是化学品分配行为、生物降解率和其他过程（例如，挥发、水解、光解、吸附）共同作用的结果。化学品的停留时间、生物活性水平及生物降解去除的关键环节包括：在污水管道中、在污水好氧二级处理时和污泥厌氧消化时。因此，这3个系统对于模拟测定污水迁移和处理过程中化学品的生物降解去除量最为重要。此外，化学品排放进入环境后，在环境水体中可进一步发生生物降解作用。因此，随着化学品从污水排放点排放进入水体，在混合带、水和生物质固体中的生物降解性是预测化学品在下游水体中的浓度和暴露水平的关键。这5个模拟试验方法包括一批开放的间歇试验系统或密闭的气体直流式试验系统，它包含了GB/T21801、GB/T21802、GB/T21803、GB/T21829、GB/T21831、GB/T21856、GB/T21857、GB/T27850、GB/T27857、GB/T35523等方法的基本要素。这5个方法主要目的是测定化学品的初级生物降解率、矿化率，以及必要时进一步测定主要转化产物及其去除。此外，若有适当的分析方法，可对主要转化产物进行定性和定量分析。设计这些试验方法是为了准确评价随污水持续或间歇排放进入环境的新化学物质或现有化学物质的生物降解性。有些情况下，得到的动力学常数可作为风险评估的暴露模型的输人常数。这些试验旨在作为较高层级的试验，用于评价经济合作与发展组织（OECD）筛选试验中不可生物降解化学品的生物降解性，或者用于暴露评估中生物降解速率的确定。化学品评价废水中排放化学物质的生物降解性的模拟试验
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警示一一使用本文件的人员应有正规实验室工作的实际经验。本文件并未指出所有可能的安全问题。使用者有责任采取适当的安全和健康措施，并保证符合国家有关法规规定的条件。1范围
本文件描述了化学品评价废水中排放化学物质的生物降解性的模拟试验通则的试验原理、五种试验方法的适用性和局限性、受试物信息、参比物、质量保证与质量控制、数据与报告。本文件适用于水溶性或弱水溶性且非挥发性的受试物，也可用于挥发性受试物的测定，本系列文件不适用于测定污水中氮和磷的去除。规范性引用文件
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GB/T21796
GB/T21801
GB/T21802
GB/T21803
GB/T21816
GB/T21817
GB/T21831
GB/T21845
GB/T21852
GB/T21853
GB/T21855
GB/T21856
GB/T21857
GB/T22052
GB/T22228
GB/T22229
GB/T27850
GB/T27853
GB/T27856
GB/T29882
化学品活性污泥呼吸抑制试验
化学品
化学品
化学品
化学品
化学品
化学品
化学品
化学品
化学品
化学品
快速生物降解性呼吸计量法试验快速生物降解性
改进的MITI试验（I）
快速生物降解性
DOC消减试验
固有生物降解性
赞恩-惠伦斯试验
固有生物降解性
改进的半连续活性污泥试验
快速生物降解性
水溶解度试验
密闭瓶法试验
分配系数（正辛醇-水）高效液相色谱法试验分配系数（正辛醇-水）摇瓶法试验与pH有关的水解作用试验
快速生物降解性二氧化碳产生试验化学品
化学品
快速生物降解性改进的OECD筛选试验用液体蒸气压力计测定液体的蒸气压力温度关系和初始分解温度的方法工业用化学品固体及液体的蒸气压在10-\Pa至10'Pa范围内的测定静态法工业用化学品
固体及液体的蒸气压在10-3Pa至1Pa范用内的测定蒸气压平化学品快速生物降解性通则
化学品水-沉积物系统中好氧厌氧转化试验化学品土壤中好氧厌氧转化试验杂项危险物质和物品分类试验方法正辛醇/水分配系数
OECD化学品测试导则No.104蒸气压（VapourPressure）1
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3术语和定义
GB/T27850、GB/T27853和GB/T27856界定的术语和定义适用于本文件。4试验原理
通常，将在适当位置进行同位素标记的受试物与采自代表性场所的新鲜环境样品或在实验室模拟未来环境条件的样品混合后培养。对每一种受试物，在每一个试验条件下，都同时设置生物降解处理组和非生物降解对照组；其中，非生物降解对照组经生物活性抑制处理，用于评价矿化率差异，确定提取效率和母体受试物分子的回收率，以及定量测定其他过程的损失，比如水解、氧化、挥发及试验装置的吸附。
对于具有足够灵敏度分析方法的受试物，使用未标记的受试物或通过追踪监控环境样品中受试物的消减能测定母体受试物的降解或转化率。但是，若不清楚受试物的生物降解途径，对可能形成的降解产物未建立具有足够灵敏度的分析方法，就不能测定未标记的受试物的最终生物降解性。将受试物加入非生物降解对照组和生物降解处理组系统中，使试验浓度与其在环境中的浓度相当，在一定的温度下培养，必要时持续搅拌；定期取样测定矿化率和初级生物降解。根据判定是否发生最终降解和测定降解率的必要时间来确定试验周期。它不一定反映化学品在某特定环境单元中的实际停留时间。当试验结果用于环境风险评估时，在试验所涵盖的单元中，相应的水力停留时间应以特定的风险评估场景为基础。
可采用一批开放的间歇试验系统或密闭的气体直流式试验系统进行试验（如附录A中图A.1和图A.2所示），系统中配有捕集装置收集生成的14CO2或14CH4。挥发性受试物应采用密闭气体直流式试验系统，该系统也通常首选14C标记受试物。开放系统适用于非挥发性的\H受试物、适用于测定那些已知矿化能力的非挥发性14C受试物的生物降解动力学。在开放试验系统中，生成14CO2的矿化率可通过酸化后测定生物降解处理组和非生物对照组样品间残留放射性的差，间接得出。同样，生成\H2O的矿化率可通过测定烘干前后残留放射性的差间接得出。开放式系统不适用于挥发性受试物。在气体直流式试验系统中，降解过程释放的14CO2在碱性捕集容器中直接测定。此外，通过将密闭容器中（如图A.3所示）的样品酸化后，测定碱性捕集装置的放射性可得出溶解的14CO2。在厌氧条件下，生成的14CO2和14CH通过串联方式收集（如图A.4所示）。14CO2以碱性物质收集，14CH燃烧转化成14CO2，然后再以类似的方式收集。气体采样袋可用于收集污泥厌氧消化产生的气体。具体的试验设计取决于同位素标记的类型（14C或3H）)、环境单元和受试物性质。分析两个处理组样品的总放射性、可提取母体受试物和降解产物，及提取后固体结合态放射性。母体受试物和降解产物的浓度通过色谱分离和放射性分析测定；萃取后的固体通过燃烧测定生物质结合部分，或进一步分级测定对生物质不同组分的吸收量。根据各采样点所有组分的总和得到试验系统完整的质量平衡。
通过各种消解模型分析母体受试物剩余浓度随时间的变化，以估测其初级生物降解率。同样，可用各种产物模型分析累积矿化水平以评价矿化率（见9.2）。5五种试验方法的适用性和局限性5.1污水管道系统中的生物降解试验用于评价化学品在污水管道系统中原污水中的生物降解性。如果化学品在污水管道中有足够的停2
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留时间，使其发生明显的生物降解和去除时，可进行此试验。此试验方法适用于排人大规模城市污水管道系统中的相对不稳定的化学品。此外，采用此试验方法得到的数据可用于确定生污泥吸附的化学品浓度。在此试验条件下，受试物浓度采用污水中的预计浓度，污水中的生物量为典型污水样品中的常见浓度。试验系统有氧存在但浓度低，通过轻微曝气模拟污水管道系统中的溶解氧条件。5.2活性污泥中的生物降解试验
用于评价化学品在广泛使用的污水生化处理系统中的生物降解性。此试验方法适用于任何进行生化处理的化学品，是估测最终出水中化学品浓度的关键。一般情况下，它是这个系列试验中最基本的和最重要的试验，其特征是充分曝气条件、高生物量和相对低浓度的受试物。此试验可作为GB/T21829的补充，或作为GB/T21829的一个低成本的替代试验。用此试验方法得到的母体受试物的去除和矿化一级速率常数，可作为各种污水处理模拟模型的输人值，用于估算任何操作条件下的去除率。5.3厌氧消化污泥中的矿化和转化试验用于评价化学品在污泥厌氧消化过程中的生物降解性，尤其对易被初沉池污泥和二沉池污泥吸附的化学品。此试验方法适用于估测待处置污泥中的化学品浓度，预测其厌氧生物降解潜力，其特征是还原条件、高厌氧生物量和基于污水中预测浓度的受试物及其分配行为。5.4二级出水-地表水混合带中的生物降解试验用于评价穿过污水处理厂随二级出水排放进入地表水的那部分化学品（受试物）的生物降解性，主要用于验证受试物在污水处理厂与纳污水体中的生物降解性，其基础是二级出水中同时含有化学品和降解微生物。采用此试验方法得到的结果可用于估测化学品随水流自排放点至下游水体的迁移过程中，因生物降解作用而导致的浓度下降值。其特征为充分好氧条件、受试物和降解微生物量都处于非常低的水平。此试验方法不同于GB/T35523的是，地表水与处理后的二级出水混合，可用于评价挥发性受试物。此外，GB/T35523主要关注矿化，而此试验方法用于评价初级和最终生物降解，及污水中化学品代谢产物的形成和去除。
5.5直排污水-地表水混合带中的生物降解试验用于评价化学品随污水未经处理直接排入地表水中的生物降解性，也可测定相比于污水中其他有机成分，受试物的相对生物降解率。开展此试验前，根据污水-地表水混合带中的预测浓度确定受试物和生物量水平。虽然是好氧条件，但由于高有机负荷，氧浓度处于较低水平。6受试物信息
6.1对于采用放射性同位素标记的受试物，需要包括下列信息。a）为达到所需的试验浓度而补充未标记受试物的量；对于低响应受试物，为提高方法准确度而增加的分析样品的体积。
使用14C标记的，应标记在分子结构中最稳定的部位。对于含有多个部分的大分子或结构复b）
杂的受试物，应在分子中的不同部位进行标记，并分别进行研究。宜对分子中变化不明确的部位进行标记。分析结果时应考虑4C标记的位置。对于非挥发性受试物，可用\H标记物代替14C标记物。应掌握\H原子在分子中的分布情况，c
也应考虑到3H能取代水中的H。在分析矿化或代谢方式时应考虑这两方面。6.2受试物的下列信息有助于设计试验。a）分析方法的灵敏度。
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按照GB/T21845的方法测定的水中溶解度。c）
有机溶剂中的溶解性。
d）食
解离常数（pK。）。
按照GB/T22052、GB/T22228、GB/T22229或OECD化学品测试导则No.104的方法测定的蒸气压和亨利常数。
按照GB/T21855的方法测定的水解作用。环境中的浓度（已知或估测值）。g）
按照GB/T21796的方法测定的微生物毒性数据。i）
按照GB/T21801、GB/T21802、GB/T21803、GB/T21831、GB/T21856、GB/T21857和OECD化学品测试导则No.310的方法测定的快速生物降解性数据。按照GB/T21816、GB/T21817的方法测定的固有生物降解性数据。j）
k）光解。
1）按照GB/T21852、GB/T21853和GB/T29882的方法测定的正辛醇/水分配系数7参比物
在试验条件下可用易降解的化合物作为参比物。参比物主要用于验证试验系统中微生物群落的活性。环境行为比较清楚的化合物可作为参比物，用于比较受试物的降解性。当未要求使用参比物时，应具备有助于分析试验结果的相关信息8质量保证与质量控制
试验有效性
用非生物降解对照组的质量平衡来确认试验系统中母体受试物的回收率。在正式试验前宜通过简单的消解预试验，找到母体受试物和降解产物的有效提取方法。试验基质中目标物的回收率应为85%～110%，但这个范围不应作为判别试验可接受的标准。若非生物降解对照组中初始样品的母体受试物回收率在该回收率标准范围内，表明样品提取方法是有效的。若非生物降解对照组中受试物的回收率低于上述标准，可能是由于提取率低、器皿吸附或化学降解等因素所致。对于放射性标记的受试物，非生物降解对照组和生物降解处理组中每个样品的放射性总回收率通常应在75%～115%，每组所有样品的平均值通常应在85%～110%。同样，该回收率范围不宜作为判别试验可接受的标准。若非生物降解对照组的质量平衡在目标范围内，但是在生物降解处理组试验系统中却显著低于这个范围，可能是由于未有效捕集14CO2、降解产物，也可能是降解产物挥发或被器皿吸附所致。
若非生物降解对照组样品的化学分析表明试验过程中母体受试物保持稳定，生物降解处理组中受试物的降解可归于微生物作用。若非生物降解对照组分析结果显示母体受试物随时间而减少，那么生物降解处理组中受试物的降解可能包括非生物降解的作用。若样品制备过程没有导致损失（样品提取方法有效），比较非生物降解对照组和生物降解处理组中检测到的母体受试物的降解率和代谢产物产生量，可评估生物降解处理组中生物降解与化学降解作用的大小。8.2分析方法的灵敏度
必要时，受试物及转化产物的分析方法检出限（LOD)应不大于添加的受试物初始浓度的1%。定量限（LOQ）尽可能不大于初始浓度的3%。4
8.3参比物结果
当使用参比物时，参比物的分析结果应与掌握的资料相近。9数据与报告
9.1数据绘图
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记录并在报告中说明每个样品准确的培养时间，包括试验结束时间。对每个采样点，应报告标记受试物以母体、降解产物和与固体结合形式回收的放射性百分比、累积矿化量和总质量平衡。如可能，将生物降解处理组和非生物降解对照组中的这些百分比分别对时间作图。9.2动力学分析（可选）
有些情况下，可用动力学模型分析试验结果，包括母体和产物的去除模型、矿化（例如14C或\H，O）模型，其中最常用的是一级动力学模型。大多数暴露评估模型（例如EUSES，SimpleTreat）使用一级速率常数作为关键输人参数。
一级模型假设反应速率常数仅与受试物浓度有关。当受试物浓度低于试验系统中的最大生物降解量时，存在真一级条件。当受试物浓度大于最大生物降解量时，可能仍适用一级函数，但这些准一级速率将低于真一级速率。这种情况可能源于分析方法的限制或者仅为了反映实际污水中化学品的浓度，而采用较高的浓度进行测试。
当降解规律符合指数方程，并且降解开始前无停滞期，可将降解或产物的数据用一级模型拟合分析。这种情况下，应采用非线性回归法，受试物母体的残留百分比对于时间的函数可拟合成一元或二元一级消解函数，如公式（1）和公式（2）所示：y=Ae17
y=(Ae-kt)+(Be-kz\)
式中：
t时刻母体受试物残留百分率；
一一级速率常数为k,时的降解百分比；B一级速率常数为k2时的降解百分比。.（1)
该拟合曲线可通过市售的统计或曲线拟合软件中的非线性方法得到。当试验系统中生物降解过程包括受试物不同作用（例如溶解的和吸附的）的两个阶段，并呈现出不同的生物降解速率时，适用二元模型。
同样地，可用一元或二元一级产物模型拟合矿化数据，具体如公式（3）和公式（4)所示：y=A(1-e-kr)
y=A(1-e-1)+B(1-e-k2)
式中：
y——t时刻受试物（或降解产物)矿化百分率；A一一一级速率常数为k，时受试物（或降解产物)的矿化百分比；B
一级速率常数为尺。时受试物（或降解产物)的矿化百分比··（3)
.....(4)
有些情况下，生物降解尤其是母体受试物的消解可能迅速发生，以至于生物降解处理组中不能测定真正的零时刻。这时，非生物处理组得到的数据可作为表示动力学分析的零时刻。进行一级动力学分析时，可分别根据每个阶段（A或B）估计的一级速率常数（k，或k），按公式（5）算出相应的半衰期（to.5）：
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to.s=—ln2/k
·（5）
测得的数据也可用其他模型拟合，如莫诺特（Monod)动力学模型或其他增长模型。当受试物的生物降解遵循一级动力学方程时才可计算得到半衰期；否则，若测得50%及90%降解水平时，应报告50%降解时间（DTso）和90%降解时间（DT9o）。这些值可直接测定或通过标准内插法估测。当采用模型分析数据时，应报告拟合模型的方程和相关软件的信息。应提供相关系数（r2）、实际数据的拟合曲线图。报告估测的速率常数（k，或k2）和其他参数（A、B)及其标准误差9.3试验报告
试验报告应明确说明试验类型，如污水、活性污泥、混合带或污泥厌氧消化试验，还应包括以下内容（适用时）。
受试物和参比物：
·通用名、化学名、CAS号、结构式及相关的物理化学特性；。用来验证降解产物的标准品的化学名、CAS号、结构式及相关的物理化学特性：受试物和参比物的纯度和其中已知杂质的性质；·
同位素标记化学物质的放射化学纯度和比放射性强度；·
分子中放射性标记原子的位置。环境样品：
环境样品来源，包括地理位置，对受试物及结构相似物质的暴露历史或现状的相关信息；.
·受试物环境浓度预测方法；
采样时间和实地条件：
温度、pH、溶解氧（DO)和氧化还原电位；悬浮物浓度（SS）、生化需氧量（BOD)、化学需氧量（COD)和总有机碳（TOC)或溶解性有机碳（DOC)；
从采样到实验室试验之间的时间间隔，样品储存条件、储存时间及试验开始前的预处理。试验条件：
试验开始的日期；
受试物和参比物的试验用量，试验浓度；试验方法的选择与受试物的添加方法（包括使用溶剂的情况）；·
培养条件，包括光照、曝气类型、温度；·
分析技术和放射性测定分析的信息；.
平行的个数。
试验结果：
分析方法的精密度和灵敏度，包括检出限（LOD)和定量限（LOQ）；·Www.bzxZ.net
以表格方式列出各个采样时间和处理组中每一个分析方法的回收率和放射性剂量分布；各处理组中所有时间点的平均质量平衡率及标准偏差；数据分析、预测生物降解率所用的程序和模型；·
生物降解率和相关参数及相对标准误差、测定的相关系数（r\）；·
所有主要降解产物鉴定或定性分析结果，提出的降解转化过程的途径（适用时）；结果讨论。
直流式试验装置示例
标引序号说明：
1——空气；
2——带阀门的取样口；
3——挥发物捕集器；
4——空捕集器；
附录A
（资料性）
试验装置示例
5——CO，捕集容器（含有1.5mol/L的KOH溶液10mL)；6——试验混合物（1L）。
直流式试验装置示例
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