- кількісна оцінка викиду СО та інших летючих складових,
2
- відношення концентрації ділянок ґрунту до часу,
- необхідного для дослідної речовини і, якщо необхідно, дляосновних продуктів перетворення,
- період напіврозпаду DT , DT і DT для дослідної 50 75 90речовини і, якщо необхідно, для основних продуктів перетворення,включаючи межі достовірності,
- оцінка рівня абіотичної деградації в стерильних умовах,
- оцінка кінетики трансформації для дослідної речовини і,якщо необхідно, для основних продуктів трансформації,запропоновані шляхи трансформації, якщо необхідно,
- обговорення та інтерпретація результатів,
- вихідні дані (наприклад, хроматограми зразку, розрахункищодо рівня трансформації зразка і засоби для ідентифікаціїпродуктів трансформації).
4. ПОСИЛАННЯ
(1) US - Environmental Protection Agency, (1982) PesticideAssessment Guidelines, Subdivision N. Chemistry: EnvironmentalFate.
(2) Agriculture Canada, (1987) Environmental Chemistry andFate. Guidelines for registration of pesticides in Canada.
(3) European Union (EU), (1995) Commission Directive 95/36/ECof 14 July 1995 amending Council Directive 91/414/EEC concerningthe placing of plant protection products on the market. Annex II,Part A and Annex III, Part A: Fate and Behaviour in theEnvironment.
(4) Dutch Commission for Registration of Pesticides, (1995)Application for registration of a pesticide. Section G: Behaviourof the product and its metabolites in soil, water and air.
(5) BBA, (1986) Richtlinie fur die amtliche Prufung vonPflanzenschutzmitteln, Teil IV, 4-1. Verbleib vonPflanzenschutzmitteln im Boden - Abbau, Umwandlung undMetabolismus.
(6) ISO/DIS 11266-1, (1994) Soil Quality - Guidance onlaboratory tests for biodegradation of organic chemicals in soil -Part 1: Aerobic conditions.
(7) ISO 14239, (1997) Soil Quality - Laboratory incubationsystems for measuring the mineralisation of organic chemicals insoil under aerobic conditions.
(8) SETAC, (1995) Procedures for Assessing the EnvironmentalFate and Ecotoxicity of Pesticides. Mark R. Lynch, Ed.
(9) MAFF - Japan 2000 - Draft Guidelines for transformationstudies of pesticides in soil - Aerobic metabolism study in soilunder paddy field conditions (flooded).
(10) OECD, (1995) Final Report of the OECD Workshop onSelection of Soils/Sediments. Belgirate, Italy, 18-20 January1995.
(11) Guth, J.A., (1980) The study of transformations. InInteractions between Herbicides and the Soil (R.J. Hance, Ed.),Academic Press, p. 123-157.
(12) DFG: Pesticide Bound Residues in Soil. Wiley - VCH(1998).
(13) T.R. Roberts: Non-extractable pesticide residue in soilsand plants. Pure Appl. Chem. 56, 945-956 (IUPAC 1984).
(14) OECD Test Guideline 304 A: Inherent Biodegradability inSoil (adopted 12 May 1981).
(15) ISO 10381-6 (1993) Soil Quality - Sampling - Part 6:Guidance on the collection, handling and storage of soil for theassessment of aerobic microbial processes in the laboratory.
(16) Appendix V to Directive 67/548/EEC.
(17) Guth, J.A., (1981) Experimental approaches to studyingthe fate of pesticides in soil. In Progress in PesticideBiochemistry. D.H. Hutson, T.R. Roberts, Eds. J. Wiley & Sons.Vol 1, 85-114.
(18) Soil Texture Classification (US and FAO systems): WeedScience, 33, Suppl. 1 (1985) and Soil Sci. Soc. Amer. Proc. 26:305(1962).
(19) Methods of Soil Analysis (1986) Part 1, Physical andMineralogical Methods. A. Klute, Ed.) Agronomy Series No 9, 2ndEdition.
(20) Methods of Soil Analysis (1982) Part 2, Chemical andMicrobiological Properties. A.L. Page, R.H. Miller andD.R. Kelney, Eds. Agronomy Series No 9, 2nd Edition.
(21) ISO Standard Compendium Environment (1994) SoilQuality - General aspects; chemical and physical methods ofanalysis; biological methods of analysis. First Edition.
(22) Muckenhausen, E., (1975) Die Bodenkunde und ihregeologischen, geomorphologischen, mineralogischen undpetrologischen Grundlagen. DLG-Verlag, Frankfurt, Main.
(23) Scheffer, F., Schachtschabel, P., (1975) Lehrbuch derBodenkunde. F. Enke Verlag, Stuttgart.
(24) Anderson, J.P.E., Domsch, K.H., (1978) A physiologicalmethod for the quantitative measurement of microbial biomass insoils. Soil Biol. Biochem. 10, p. 215-221.
(25) ISO 14240-1 and 2 (1997) Soil Quality - Determination ofsoil microbial biomass - Part 1: Substrateinduced respirationmethod. Part 2: fumigation-extraction method.
(26) Anderson, J.P.E., (1987) Handling and storage of soilsfor pesticide experiments. In Pesticide Effects on SoilMicroflora. L. Somerville, M.P. Greaves, Eds. Taylor & Francis,45-60.
(27) Kato, Yasuhiro. (1998) Mechanism of pesticidetransformation in the environment: Aerobic and biotransformationof pesticides in aqueous environment. Proceedings of the 16thSymposium on Environmental Science of Pesticide, p. 105-120.
(28) Keuken O., Anderson J.P.E., (1996) Influence of storageon biochemical processes in soil. In Pesticides, Soil Microbiologyand Soil Quality, 59-63 (SETAC-Europe).
(29) Stenberg B., Johansson M., Pell M., Sjodahl-Svensson K.,Stenstrom J., Torstensson L. (1996) Effect of freeze and coldstorage of soil on microbial activities and biomass. InPesticides, Soil Microbiology and Soil Quality, 68-69(SETAC-Europe).
(30) Gennari, M., Negre, M., Ambrosoli, R., (1987) Effects ofethylene oxide on soil microbial content and some chemicalcharacteristics. Plant and Soil 102, p. 197-200.
(31) Anderson, J.P.E. (1975) Einfluss von Temperatur undFeuchte auf Verdampfung, Abbau und Festlegung von Diallat imBoden. Z. PflKrankh Pflschutz, Sonderheft VII, p. 141-146.
(32) Hamaker, J.W., (1976) The application of mathematicalmodelling to the soil persistence and accumulation of pesticides.Proc. BCPC Symposium: Persistence of Insecticides and Herbicides,p. 181-199.
(33) Goring, C.A.I., Laskowski, D.A., Hamaker, J.W., Meikle,R.W., (1975) Principles of pesticide degradation in soil. In'Environmental Dynamics of Pesticides'. R. Haque and V.H. Freed,Eds., p. 135-172.
(34) Timme, G., Frehse, H., Laska, V., (1986) Statisticalinterpretation and graphic representation of the degradationalbehaviour of pesticide residues. II. Pflanzenschutz - NachrichtenBayer 39, p. 188-204.
(35) Timme, G., Frehse, H., (1980) Statistical interpretationand graphic representation of the degradational behaviour ofpesticide residues. I. Pflanzenschutz - Nachrichten Bayer 33,p. 47-60.
(36) Gustafson D.I., Holden L.R., (1990) Non-linear pesticidedissipation in soil; a new model based on spatial variability.Environm. Sci. Technol. 24, p. 1032-1041.
(37) Hurle K., Walker A., (1980) Persistence and itsprediction. In Interactions between Herbicides and the Soil R.J.Hance, Ed.), Academic Press, p. 83-122.
Додаток 1
ВОДЯНИЙ ТИСК, ПОЛЬОВА ВОЛОГОЄМНІСТЬ (FC)
І ЗДАТНІСТЬ ДО ВОДОУТРИМАННЯ (WHC)(1)
------------------------------------------------------------------
| Висота водного стовпа |pF(а)| bar(b) | Примітки |
| (см) | | | |
|-----------------------+-----+----------+-----------------------|
| 7 | | 4 | |
|10 |7 |10 |Сухий грунт |
|-----------------------+-----+----------+-----------------------|
| 4 | | | |
|1,6·10 |4,2 |16 |Точка в'янення |
|-----------------------+-----+----------+-----------------------|
| 4 | | | |
|10 |4 |10 | |
|-----------------------+-----+----------+-----------------------|
| 3 | | | |
|10 |3 |1 | |
|-----------------------+-----+----------+-----------------------|
| 2 | | | |
|6·10 |2,8 |0,6 | |
|-----------------------+-----+----------+-----------------------|
| 2 | | | |
|3,3·10 |2,5 |0,33(с) | |
|-----------------------+-----+----------| |
| 2 | | | Діапазон польової |
|10 |2 |0,1 |} вологоємності(d) |
|-----------------------+-----+----------| |
|60 |1,8 |0,06 | |
|-----------------------+-----+----------| |
|33 |1,5 |0,033 | |
|-----------------------+-----+----------+-----------------------|
|10 |1 |0,01 |WHC (приблизно) |
|-----------------------+-----+----------+-----------------------|
|1 |0 |0,001 |Грунт, насичений водою |
------------------------------------------------------------------
----------------
(а) pF = логарифм см водного стовпа.
5
(b) bar = 10 Па.
(с) Відповідає приблизному вмісту води 10% в піску, 35% вглинистому піску, 45% в глині.
(d) Польова вологоємність не є сталою величиною, а змінюєтьсяв діапазоні pF від 1,5 до 2,5.
Водяний тиск вимірюється в см водного стовпа або в барах.Через велике значення капілярного тиску він виражається просто якзначення pF, еквівалентне логарифму водного стовпа.
Польова вологоємність визначається як обсяг води, що можезберігатись, не зважаючи на природну гравітацію землі впродовждвох днів після тривалого періоду опадів або після відповідногополиву. Визначається в непорушеному ґрунті in situ на полі. Цівиміри, однак, не можуть застосовуватись до порушених лабораторнихзразків ґрунту. Значення FC, визначені в порушеному ґрунті, можутьвиявити більш значні систематичні відхилення.
Здатність до водоутримання (WHC) визначається в лабораторії звикористанням порушеного і непорушеного ґрунту шляхом насиченняводою стовпа ґрунту завдяки капілярному руху. Цей показник зокремазастосовується для порушеного ґрунту і його значення можу бути до30% більшим від польової вологоємності(1). Визначення цьогопоказника експериментальним шляхом є легшим від визначеннядостовірної величини FC.
Примітки.
(1) Muckenhausen, E., (1975) Die Bodenkunde und ihregeologischen, geomorphologischen, mineralogischen undpetrologischen Grundlagen. DLG-Verlag, Frankfurt, Main.
Додаток 2
ВМІСТ ВОЛОГИ В ҐРУНТІ
(г води на 100 г сухого ґрунту)
РІЗНИХ ТИПІВ ҐРУНТУ В РІЗНИХ КРАЇНАХ
------------------------------------------------------------------
| Тип ґрунту | Країна | Вміст вологи в ґрунті при |
| | |----------------------------|
| | | WHC(1) |pF = 1,8 |pF = 2,5 |
|------------------------+----------+--------+---------+---------|
| Пісок |Німеччина | 28,7 | 8,8 | 3,9 |
|------------------------+----------+--------+---------+---------|
| Глинистий пісок |Німеччина | 50,4 | 17,9 | 12,1 |
|------------------------+----------+--------+---------+---------|
| Глинистий пісок |Швейцарія | 44,0 | 35,3 | 9,2 |
|------------------------+----------+--------+---------+---------|
|Мулисто-глинистий ґрунт |Швейцарія | 72,8 | 56,6 | 28,4 |
|------------------------+----------+--------+---------+---------|
| Важкий суглинок | Бразилія | 69,7 | 38,4 | 27,3 |
|------------------------+----------+--------+---------+---------|
| Важкий суглинок | Японія | 74,4 | 57,8 | 31,4 |
|------------------------+----------+--------+---------+---------|
| Пісковий суглинок | Японія | 82,4 | 59,2 | 36,0 |
|------------------------+----------+--------+---------+---------|
|Мулисто-глинистий ґрунт | США | 47,2 | 33,2 | 18,8 |
|------------------------+----------+--------+---------+---------|
| Пісковий суглинок | США | 40,4 | 25,2 | 13,3 |
|----------------------------------------------------------------|
|(1) Здатність до водо утримання. |
------------------------------------------------------------------
Додаток 3
Малюнок 1
Приклад проточного апарату для дослідження
трансформації хімічних речовин в ґрунті(1) (2)
Малюнок 2
Приклад біометро-подібної колби для дослідження
трансформації хімічних речовин в ґрунті
----------------
(1) Guth, J.A., (1980) The study of transformations. InInteractions between Herbicides and the Soil (R.J. Hance, Ed.),Academic Press, p. 123-157.
(2) Guth, J.A., (1981) Experimental approaches to studyingthe fate of pesticides in soil. In Progress in PesticideBiochemistry. D.H. Hutson, T.R. Roberts, Eds. J. Wiley & Sons.Vol 1, p. 85-114.
(3) Anderson, J.P.E., (1975) Einfluss von Temperatur undFeuchte auf Verdampfung, Abbau und Festlegung von Diallat imBoden. Z. PflKrankh Pflschutz, Sonderheft VII, p. 141-146.
С.24. АЕРОБНІ І АНАЕРОБНІ ТРАНСФОРМАЦІЇ
В СИСТЕМІ ВОДНИХ ОСАДІВ
1. МЕТОД
Цей дослід є копією OECD TG 308 (2002).
1.1. ВСТУП
Хімічні речовини можуть потрапляти в поверхневі або глибинніводи такими шляхами як безпосереднє попадання, знос розпилення,стікання, дренаж, видалення відходів або стокових вод і атмосфернеосідання. Цей метод дослідження описує лабораторний метод оцінкиаеробних і анаеробних трансформацій органічних хімікатів в системіводних осадів. Він базується на існуючих вказівках(1)(2)(3)(4)(5)(6). На Семінарі OECD, присвяченому питанням виборугрунтів та осадів, що проводився в м. Белджірате, Італія в 1995 р.(7), було досягнуто згоди про кількість і тип осадів длявикористання в цьому досліді. На семінарі також було наданорекомендації щодо збору, утримання і зберігання зразків осадів, напідставі вказівок ISO (8). Такі досліди є обов'язковими дляхімікатів, що безпосередньо контактують з водою, або які можутьпотрапити в водне середовище шляхами, що описані вище.
Умови в природних системах водних осадів є часто аеробними вверхній водній фазі. Поверхневий шар осаду може бути аеробним абоанаеробним, в той час, коли більш глибокі осади є звичайноанаеробними для реалізації цих можливостей в цьому документіописані як аеробний, так і анаеробний досліди. Аеробний дослідмоделює аеробний водяний стовп над аеробним шаром осаду, під якимзнаходиться анаеробний градієнт. Анаеробний дослід повністюмоделює анаеробну систему водних осадів. Якщо обставини вимагаютьнеобхідності значно відхилитись від цих рекомендацій, наприклад, увипадку використання проб неушкодженого осаду або осадів, що могливзаємодіяти з дослідною речовиною, для цих цілей можнавикористовувати інші методи (9).
1.2. ВИЗНАЧЕННЯ
В будь-якому випадку необхідно використовувати СтандартніМіжнародні Одиниці виміру (SI).
Дослідна речовина: будь-яка речовина, батьківське сполученняабо відповідні продукти трансформації.
Продукти трансформації: всі речовини, що утворились внаслідокбіотичних або абіотичних реакцій дослідної речовини включаючи СО
2
або зв'язані залишки.
Зв'язані залишки: "Зв'язані залишки" представляють собоюзв'язки в ґрунті, рослинах або тваринах, які залишаються в матриців формі батьківської речовини або її метаболіту (метаболітів)після екстракції. Метод екстракції не повинен значно змінюватисамі складники або структуру матриці. Структура зв'язку може бутичастково пояснена за допомогою методів екстракції зміни матриці іскладних аналітичних технік. До теперішнього часу, наприклад,таким способом були ідентифіковані ковалентні іонні і сорбційнізв'язки і вловлювачі. Взагалі утворення зв'язаних залишків значнознижує біодоступність і біопристосовуваність (10) (модифіковано зIUPAC 1984 911)).
Аеробні трансформації: (окислення): реакція, що відбуваєтьсяв присутності молекулярного кисню (12).
Анаеробні трансформації: (відновлення): реакція, щовідбувається за відсутністю молекулярного кисню (12).
Природні води: поверхневі води ставків, річок, джерел, іт.ін.
Осад: суміш мінеральних і органічних хімічних складових, причому останні містять зв'язки з високим вмістом вуглецю і азоту зізначними молекулярними масами. Вони відкладається поблизуприродних вод і формують поверхню розділу з водою.
Мінералізація: повний розклад органічної складової на СО і 2Н О в аеробних умовах і СН , СО і Н О в анаеробних умовах, В
2 4 2 2
контексті цього методу проведення досліду, якщо використовується
мічений радіо-ізотоп, мінералізація означає екстенсивний розклад
молекули впродовж якого атом міченого вуглецю окислюється або
14
відновлюється кількісно з виділенням відповідної кількості СО
2
14
або СН відповідно.
4
Період напіврозпаду, t - це час, необхідний для 50% 0,5перетворення дослідної речовини, якщо трансформація може бутиописана кінетикою першого порядку; ця величина не залежить відпочаткової концентрації.
DT (Час видалення 50): це час, впродовж якого початкова 50концентрація дослідної речовини зменшується на 50%.
DT (Час видалення 75): це час, впродовж якого початкова 75концентрація дослідної речовини зменшується на 75%.
DT (Час видалення 90): це час, впродовж якого початкова 90концентрація дослідної речовини зменшується на 90%.
1.3. ЕТАЛОННІ РЕЧОВИНИ
Еталонні речовини використовуються для ідентифікації ікваліфікації продукті в трансформації за допомогоюспектроскопічних і хроматографічних методів.
1.4. ІНФОРМАЦІЯ ЩОДО ДОСЛІДНОЇ РЕЧОВИНИ
Для вимірювання діапазону трансформації може
використовуватись немічена або мічена ізотопом дослідна речовина,
однак, перевагу віддається міченому матеріалу. Мічений матеріал є
обов'язковим для вивчення шляху трансформації і для встановлення
14
масового балансу. Рекомендується С-мічення, але використання
13 15 3 32
інших ізотопів, таких як С, N, Н, Р також може бути
корисним. Наскільки це можливо, мічення розташовується в найбільш
стабільній частині (частинах) молекули(1). Хімічна і/або
радіохімічна чистота дослідної речовини повинна складати принаймні
95%.
----------------
(1) Наприклад, якщо речовина містить одне кільце, маркуванняцього кільця є необхідним; якщо дослідна речовина містить два абобільше кілець, може виникнути необхідність в проведенні декількохдослідів для оцінювання процесів, що відбуваються в кожномуокремому кільці і для отримання необхідної інформації щодоформування продуктів трансформації.
До початку досліду необхідно отримати наступну інформаціющодо дослідної речовини:
(а) розчинність в воді (Метод А.6);
(b) розчинність в органічних розчинниках;
(с) тиск пари (Метод А.4) і постійна закону Генрі;
(d) коефіцієнт розподілу n-октанолу/води (Метод А.8);
(е) коефіцієнт адсорбції (K , K або K якщо необхідно) d f oc(Метод С.18);
(f) гідроліз (Метод С.7);
(g) постійна дисоціації (рК ) (Вказівки OECD 112) (13);
a
(h) хімічна структура дослідної речовини і положення міченогоізотопу (ізотопів), якщо необхідно.
Примітка: в звіті необхідно зазначити температуру, при якійпроводились виміри.
Інша корисна інформація може включати в себе дані щодотоксичності дослідної речовини для мікроорганізмів, дані щодоповного і/або внутрішнього біорозпаду, а також дані щодо аеробнихі анаеробних трансформацій в ґрунті.
Необхідно використовувати аналітичні методи (включаючи методиекстракції та очищення) для ідентифікації і кваліфікації дослідноїречовини і продуктів трансформації в воді і осаді (дивіться Розділ1.7.2.).
1.5. ОПИС МЕТОДУ ДОСЛІДЖЕННЯ
В методі, описаному в цьому досліді використовуються аеробніта анаеробні системи водних осадів (дивіться Додаток 1), якідозволяють:
- виміряти діапазон трансформації дослідної речовини всистемі водного осаду,
- виміряти діапазон трансформації дослідної речовини в осаді,
- виміряти діапазон мінералізації дослідної речовини і/або 14продуктів трансформації (при використанні С-міченої дослідноїречовини),
- здійснити ідентифікацію і кількісну оцінку продуктів вводній і осадовій фазах, включаючи масовий баланс (привикористання міченої речовини),
- виміряти розподілення дослідної речовини і продуктів їїтрансформації між двома фазами впродовж періоду інкубації втемному місці (для уникнення, наприклад, цвітіння води) припостійній температурі. Значення періодів напіврозпаду DT , DT і
50 75
DT визначаються там, де це підтверджується даними, але не
90
повинні екстраполюватись далеко за експериментальні межі (дивіться
Розділ 1.2.).
Використовується принаймні два осади і пов'язані з ними видиводи для аеробного і анаеробного досліду відповідно (7). Однак, вдеяких випадках, якщо необхідно використовувати більше двохосадів, наприклад, для хімічної речовини, що може бути присутньоюв прісноводному і/або морському середовищі.
1.6. ЗАСТОСУВАННЯ ДОСЛІДУ
Взагалі метод може застосовуватись для хімічних речовин (зізотопним міченням або без нього), для яких може бути застосованоаналітичний метод з достатньою чутливістю і точністю. Метод можназастосовувати до слабо летючих або не летючих зв'язків, щорозчиняються або не розчиняються в воді. Дослід не повинензастосовуватись до хімічних речовин з високим ступенем летючості зводи (наприклад: фуміганти, органічні розчинники), які не можутьбути затримані в воді і/або осаді в експериментальних умовахдосліду.
Цей метод застосовувався для вивчення трансформації хімічнихречовин в прісних водах і осадах, але в принципі, його також можназастосовувати для естуарних/морських систем. Моделювання цих умовв проточній воді (наприклад, в річках) або у відкритому морі єнедоцільним.
1.7. ЯКІСНІ КРИТЕРІЇ
1.7.1. Відновлення
Екстракція та аналіз принаймні подвійних проб вод і осадівнегайно після додання дослідної речовини дає першу вказівку щодоповторюваності аналітичного методу і однорідності процедури, щозастосовується для дослідної речовини. Відновлення на більш пізніхстадіях експериментів визначаються відповідними масовими балансами(при використанні міченого матеріалу). Рівень відновлюваностіповинен складати від 90% до 11% для мічених хімічних речовин (6) івід 70% до 110% для не мічених хімічних речовин.
1.7.2. Повторюваність і чутливість аналітичного методу
Повторюваність аналітичного методу (за виключенням початковоїефективності екстракції) для кількісної оцінки дослідної речовиниі продуктів трансформації перевіряється за допомогою подвійногоаналізу того самого екстракту зразків води або осаду, що пройшлидостатньо тривалу інкубацію для утворення продуктів трансформації.
Нижня межа чутливості (LOD) аналітичного методу для дослідноїречовини і для продуктів трансформації повинна складати принаймні
-1
0,01 мг·кг в воді або осаді (для дослідної речовини) або 1% від
початкового об'єму, що застосовується для дослідної системи. В
залежності від того, яке значення є меншим. Необхідно також
зазначити межу кількісного визначення (LOQ).
1.7.3. Точність даних трансформації
Регресивний аналіз концентрацій дослідної речовини як функціячасу надає відповідну інформацію щодо точності кривоїтрансформацій і дозволяє виконати розрахунки меж достовірності дляперіодів напіврозкладу (якщо застосовується псевдо кінетикапершого рівня) або значень DT , і якщо необхідно DT і DT .
50 75 90
1.8. ОПИС МЕТОДУ
1.8.1. Дослідна система і апарат
Дослід проводиться в скляних контейнерах (наприклад, пляшках,центрифужних пробірках), окрім випадків, коли попередня інформація(наприклад, коефіцієнт розподілу n-октанолу, дані щодо сорбції)вказує на те, що дослідна речовина може прилипати до скла, в цьомувипадку, необхідно розглянути можливість використанняальтернативного матеріалу (такого як тефлон). Якщо досліднаречовина відома як така, що прилипає до скла, цю проблему можназменшити одним або декількома з нижченаведених методів:
- визначити масу дослідної речовини і продуктівтрансформації, що абсорбуються склом,
- після закінчення досліду промити розчином всі скляніповерхні,
- використовувати продукти з розробленою рецептурою (такождивіться Розділ 1.9.2.),
- використовувати в системі додатковий об'єм допоміжногорозчинника з дослідною речовиною; якщо використовується допоміжнийрозчинник, він повинен бути таким, що не розщеплює досліднуречовину.
Прикладами типових дослідних апаратів можуть бути системипроточного і біометричного типу, які показані в Додатках 2 і 3відповідно (14). Інші прийнятні інкубаційні системи описані впосилання 15. Конструкція експериментального апарату повиннадозволяти обмін повітря або азоту і вловлювання летючих продуктів.Габарити апарату повинні відповідати вимогам щодо проведеннядосліду (дивіться Розділ 1.9.1). Вентиляція забезпечується абослабким барботуванням або пропусканням повітря або азоту черезповерхню води. В останньому випадку рекомендується незначнепомішування води згори для кращого розподілу кисню або азоту вводі. Повітря, вільне від СО не може використовуватись в досліді,
2
оскільки це може призвести до підвищення рівня рН в воді. В
будь-якому випадку порушення осаду є небажаним і його необхідно
уникати, наскільки це можливо. Хімічні речовини, що мають незначну
летючість можуть досліджуватись в системі біометричного типу з
незначним помішуванням поверхні води. Замкнені посудини, що мають
повітряний або азотних шар вгорі, або азотні і внутрішні скляночки
для вловлювання летючих продуктів можуть також використовуватись в
досліді (16). Регулярний обмін верхнього газу є обов'язковим при
проведенні аеробних дослідів з метою компенсації поглинання кисню
біомасою.
Відповідні вловлювачі для збирання летючих продуктів -3трансформації включають але не обмежуються 1 моль· дм розчинамигідроксиду калію або гідроксиду натрію для діоксиду вуглецю(1),етиленгліколю, етанол аміну або 2% парафіну в ксилоні дляорганічних складових. Летючі, сформовані в анаеробних умовах, такіяк метан, можуть збиратись, наприклад, в молекулярні сита. Такілетючі можуть перетворюватись, наприклад, в СО шляхом пропускання
2
газу через кварцову трубу, заповнену CuO при температурі
900 град.С і вловлювання СО , що утворився в абсорбері з основою
2
(17).
----------------
(1) Оскільки ці лужні абсорбуючі розчини також поглинаютьдвоокис вуглецю з вентиляційного повітря, і повітря, щоутворюється в наслідок дихання, в аеробних експериментах, їхнеобхідно регулярно змінювати для уникнення сатурації, що в своючергу може призвести до втрати абсорбуючих властивостей.
Виконання лабораторних досліджень для хімічного аналізудослідної речовини і продуктів трансформації (наприклад,хроматографії з рідким газом (GLC), високоефективної рідинноїхроматографії (HPLC), тонкошарової хроматографії (TLC),мас-спектроскопії (MS), газ-хроматографії-мас-спектроскопії(GC-MS), рідинної хроматографії - мас-спектрометрії (LC-MS),ядерного агнітного резонансу (NMR), і т.ін.), включаючи системивизначення для хімічних речовин з радіо-міченням або без нього, взалежності від вимог. Якщо використовується матеріал зрадіо-міченням, використання рідинного сцинтиляційного лічильникаі окислювача згоряння (для спалювання зразків осаду до аналізурадіоактивності) також може бути необхідним.
Використання іншого стандартного лабораторного обладнання длявизначення фізико-хімічних і біологічних характеристик (дивітьсяРозділ Таблицю 1, Розділ 1.8.2.2), скляних приладів, хімікатів іреагентів є доцільним.
1.8.2. Вибір і кількість водних осадів
Місця для відбору зразків вибираються у відповідності до метидосліду в кожній конкретній ситуації. При виборі місць для відборузразків, необхідно врахувати історію можливого впливусільськогосподарської, промислової або місцевої діяльності на станверхів'я водних джерел. Осади не можуть використовуватись, якщовони забруднені дослідною речовиною або її структурними аналогамивпродовж попередніх чотирьох років.
1.8.2.1. Вибір осаду
Для аеробних дослідів звичайно використовується два осади(7). Осади повинні відрізнятись за вмістом органічного вуглецю іструктурою. Один осад повинен мати високий вміст органічноговуглецю (2,6-7,5%) і тонкозернисту структуру, інший осад повиненмати низький вміст органічного вуглецю (0,5-2,5%) і крупнозернистуструктуру. Звичайно різниця між вмістом органічного вуглецюповинна складати принаймні 2%. "Тонкозерниста структура"визначається як структура, вміст (глини+мулу)(1), якої > 50%, акрупнозерниста структура визначається як структура, вміст(глини+мулу), якої < 50%. Різниця між вмістом (глини+мулу) двохосадів повинна складати принаймні 20%. У ВИПАДКАХ, коли хімічнаречовина може також потрапляти до морських вод, принаймні одна зсистем водного осаду повинна мати морське походження.
----------------
(1) (глина + мул) є мінеральною фракцією осаду з розміромчасток < 50 мю м.
Для анаеробного дослідження стерильності зразки двох осадів(включаючи пов'язану з ними воду) повинні відбиратись з анаеробнихзон відкритих водоймищ (7). Фази як осаду так і води необхіднозберігати і транспортувати обережно, виключаючи потрапляння кисню.
При виборі осадів можуть мати значення також інші параметри,які необхідно враховувати в окремих випадках. Наприклад, рівень рНв осаді може бути важливим для дослідження хімічних речовин дляяких трансформація і /або сорбція може залежати від рН. Залежністьсорбції від рН відображується рК дослідної речовини.
a
1.8.2.2. Визначення характеристик зразків водного осаду
Основні параметри води і осаду вимірюється і включаються узвіт (з посиланням на метод, що застосовувався), а фаза досліду,на якій ці параметри мають бути визначені пізніше зводяться вТаблицю. Для інформації, методи визначення цих параметрівнадаються в посиланнях (18)(19)(20)(21).
Крім того, в деяких випадках може виникнути необхідність увизначенні і внесені до звіту інших параметрів (наприклад, дляпрісної води: наявність часток, лужність, твердість, провідність,NO /PO (відношення і значення)); для осадів: здатність до
3 4
катіонного обміну, здатність до водоутримання, вміст, вміст
вуглекислої солі, загальний вміст азоту і фосфору; для систем
морської води: вміст солі). Аналіз осадів і води на вміст нітрату,
сульфату, біодоступного заліза, і можливо, інших електронних
акцепторів може бути корисним для оцінювання умов
окислювально-відновного процесу, зокрема, відносно анаеробної
трансформації.
Визначення параметрів для складання характеристик
зразків водного осаду (7)(22)(23)
----------------------------------------------------------------------------------------------
| Параметр | Фаза процесу дослідження |
| |-------------------------------------------------------------------------|
| | Відбір | Подальше | Початок | Початок | Під час | Закінчення|
| | зразків в |перенесення|акліматизації|дослідження|дослідження|дослідження|
| |натуральних| | | | | |
| | умовах | | | | | |
|--------------------------------------------------------------------------------------------|
|Вода |
|--------------------------------------------------------------------------------------------|
|Походження/джерело| Х | | | | | |
|------------------+-----------+-----------+-------------+-----------+-----------+-----------|
|Температура | Х | | | | | |
|------------------+-----------+-----------+-------------+-----------+-----------+-----------|
|рН | Х | | Х | Х | Х | Х |
|------------------+-----------+-----------+-------------+-----------+-----------+-----------|
|ТОС | | | Х | Х | Х | Х |
|------------------+-----------+-----------+-------------+-----------+-----------+-----------|
|Концентрація О (*)| Х | | Х | Х | Х | Х |
| 2 | | | | | | |
|------------------+-----------+-----------+-------------+-----------+-----------+-----------|
|Потенціал | | | Х | Х | Х | Х |
|окислювально- | | | | | | |
|відновлювального | | | | | | |
|процесу(*) | | | | | | |
----------------------------------------------------------------------------------------------
----------------------------------------------------------------------------------------------
| Параметр | Фаза процесу дослідження |
| |-------------------------------------------------------------------------|
| | Відбір | Подальше | Початок | Початок | Під час | Закінчення|
| | зразків в |перенесення|акліматизації|дослідження|дослідження|дослідження|
| |натуральних| | | | | |
| | умовах | | | | | |
|--------------------------------------------------------------------------------------------|
|Осад |
|--------------------------------------------------------------------------------------------|
|Походження/джерело| Х | | | | | |
|------------------+-----------+-----------+-------------+-----------+-----------+-----------|
|Глибина шару | Х | | | | | |
|------------------+-----------+-----------+-------------+-----------+-----------+-----------|
|рН | | Х | Х | Х | Х | Х |
|------------------+-----------+-----------+-------------+-----------+-----------+-----------|
|Розподіл розміру | | Х | | | | |
|часток | | | | | | |
|------------------+-----------+-----------+-------------+-----------+-----------+-----------|
|ТОС | | Х | Х | Х | | Х |
|------------------+-----------+-----------+-------------+-----------+-----------+-----------|
|Мікробна біомаса | | Х | | Х | | Х |
|(*) | | | | | | |
|------------------+-----------+-----------+-------------+-----------+-----------+-----------|
|Потенціал |Огляд | | Х | Х | Х | Х |
|окислювально- |(колір/ | | | | | |
|відновлювального |запах) | | | | | |
|процесу(*) | | | | | | |
----------------------------------------------------------------------------------------------
----------------
(**) Метод частоти мікробіологічної респірації (26), методфумігації (27) або визначення кількості мікроорганізмів посівом(наприклад, бактерій, актиноміцетів, грибків і загальних колоній)для аеробних дослідів рівень метаногенезу для анаеробнихдослідів.
(**) Останні дослідження показують, що виміри концентраціїкисню в воді і потенціалу окисно-відновлювальної реакції не можутьбути ані автоматизовані, ані передбачені, оскільки при здійсненніцих вимірів необхідно враховувати розвиток популяцій мікробів ввідкритих водоймищах (24)(25). Визначення необхідного об'ємубіохімічного кисню (BOD, при виборі зразків в натуральних умовах,початок і закінчення досліду) і концентрації мікро/макро поживнихречовин Са, Mg і Mn (на початку і на закінченні досліду) в воді івизначення загального вмісту NiP в осадах (при відборі зразків вприродних умовах і на закінченні досліду) може виявитись кращимзасобом для тлумачення і оцінювання рівнів і шліхів аеробноїбіотрансформації.
1.8.3. Збір, транспортування і зберігання
1.8.3.1. Збір
Для відбору зразків осаду застосовується проект інструкціїISO щодо відбору зразків водних осадів (8). Зразки осадувідбираються з усього верхнього шару осаду, товщина якого складаєвід 5 до 10 см. Вода, пов'язана з цим осадом відбирається з тогосамого місця або місцевості і в той самий час, що і осад. Дляанаеробних дослідів осад і пов'язана з ним вода відбираються ітранспортуються без кисню (28) (дивіться Розділ 1.8.2.1). Деякіприлади для відбору зразків описані в літературі (8)(23).
1.8.3.2. Транспортування
Осад відділяється від води шляхом фільтрації і просіюється вмокрому стані через 2 мм сито з вживанням надлишку місцевої води,яку потім виливають. Наступні відомі кількості осадів і водизмішуються з відповідною швидкістю (дивіться Розділ 1.9.1.) вінкубаційних колбах і підготовлюються впродовж періодуакліматизації (дивіться Розділ 1.8.4). Для анаеробних дослідів всізаходи щодо транспортування повинні виконуватись без кисню(29)(30)(31)(32)(33).
