GB/T36700.5-2018
化学品水生环境危害分类指导第5部分：生物富集
Chemicals—Guidanceonhazardclassificationtotheaquaticenvironment—Part5:Bioconcentration
- 中国标准分类号（CCS）A80
- 国际标准分类号（ICS）13.300
- 实施日期2019-04-01
- 文件格式PDF
- 文本页数21页
- 文件大小1.70M
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化学品水生环境危害分类指导第5部分：生物富集
国家标准 GB/36700.5一2018 化学品水生环境危害分类指导 第5部分生物富集 Chemieals一Guidaneeonhazardelassifieationtotheaquaticenvironment Part5:Bioconcentration 2018-09-17发布 2019-04-01实施 国家市场监督管理总局 发布 币国国家标准化管理委员会国家标准
GB;/T36700.5一2018 前 言 GB/T36700《化学品水生环境危害分类指导》分为以下8个部分 第1部分:导言; 第2部分;统一分类方法; 第3部分:水生毒性; 第4部分:降解 第5部分:生物富集; 第6部分:定量结构活性关系(QsAR); 第7部分;金属和金属化合物分类; 第8部分;金属和金属化合物在水介质中的转化/溶解指导
本部分为GB/T36700的第5部分
本部分按照GB/T1.1一2009给出的规则起草
本部分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 本部分起草单位;环境保护部固体废物与化学品管理技术中心、安徽出人境检验检 疫局、化工经济技术发展中心、上海化工研究院有限公司华峰集团有限公司、清华大学、北京国石 安康科技有限公司、江苏澄星磷化工股份有限公司
本部分主要起草人;卢玲、温劲松、张梦莎、马嘉乐、刘洪英、田宇、张蕾、聂晶磊、周红、王弊晨、 曹梦然、严虎、王斌、黄俊
GB;/T36700.5一2018 化学品水生环境危害分类指导 第5部分:生物富集 范围 GB/T36700的本部分规定了化学品水生环境危害分类涉及生物富集的概述、数据解释、需特别注 意BCF和K值的化学品类别和矛盾数据与数据缺乏的指导
本部分适用于化学品水生环境危害分类涉及生物富集的指导
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
GB/T21800化学品生物富集流水式鱼类试验 GB/T21815.I化学品海水中的生物降解性摇瓶法试验 GB/T21852化学品分配系数(正辛醉-水高效液相色谱法试验 GB/T21853化学品分配系数(正辛醇-水摇瓶法试验 GB/T21858化学品生物富集半静态式鱼类试验 GB30000.28 化学品分类和标签规范第28部分;对水生环境的危害 GB/T36700.6化学品水生环境危害分类指导第6部分;定量结构活性关系(QSAR GB/T36700.7化学品水生环境危害分类指导第7部分;金属和金属化合物分类 tandardGuidefor ASTME1022-94鱼类和海水双壳贝类软体动物生物富集试验标准指南(Sta ConductingBioconcentrationTestswithFishesandSaltwaterBivalveMolusks) OECDNO.23困难物质和混合物的水生毒性测试指南(Guidancedoeumentonaquatietoxieity testingofdificultsubstancesandmixtures) OECD123分配系数(正辛醇/水)慢速搅拌法[PartitionCoeffieient(1-Octanol/water).Sslow rngmethod stirr USEPAOCSPP830.7560正辛醇-水分配系数器柱发生法[PartitionCoefficientn-octanol water)，GeneratorColumnMethod] 术语和定义、缩略语 3.1术语和定义 GB30000.28界定的以及下列术语和定义适用于本文件
3.1.1 生物富集系数bioconcentrationfactor;BCF 化学品在受试生物(或特定组织)中受试物浓度与试验介质中该受试物浓度之比
GB/T36700.5一2018 3.1.2 吸收速率常数uptakerateeonstant 大 受试生物暴露于受试物期间,生物体(或特定组织)中受试物浓度增加速率 3.1.3 清除速率常数eliminationrateconstant 清除阶段受试生物体(或特定组织)内受试物浓度减少的速率
3.1.4 证据权重法weightofeyideneeapproaeh 综合考虑影响分类的所有可用信息,评估其质量和可靠性,并依据证据的总权重进行判定
3.2缩略语 下列缩略语适用于本文件
BCF;生物富集系数(Bioconeentrationfactor) GLP良好实验室规范(Goodlaboratorypraectices) -octanolwaterpartitioncoefficient Kw;正辛醇-水分配系数(n- etaetivityrelationship QSAR:定量结构活性关系(Quantitativestructure 概述 4.1生物蓄积是判定化学品环境潜在危害性的重要固有特性
分类时应注意区分生物富集和生物蓄 积之间的差别
生物富集即物质经由水环境暴露,被生物吸收、转化和排出的净结果
生物蓄积则指物 质经由所有暴露途径(即空气,水,沉积物/土壤和食物)被生物吸收、转化和排出的净结果
此外,生物 放大即物质通过食物链的积累和转化,导致在营养链高端的生物体内浓度的增加(欧盟委员会,1996). 对多数有机化合物而言,最主要暴露途径在于经水体吸收(生物富集)
只有那些具有较强疏水性的物 质,从食物中吸收才会成为 主余轻 GB30000.28 分 类标准使用BCF(或K)衡量物质的生物蓄积 潜力
因此,本部分只针对生物富集相关数据提供指导,不涉及通过食物或其他途径的蓄积数据
42物质的分类主要基于化学品的固有特性
然而,生物富集程度受较多因素影响例如生物可利用 性、试验生物的生理特性、暴露浓度的稳定性、暴露时间、目标生物体内的新陈代谢和排泄作用等
因 此,化学品分类时,对生物富集潜力进行解释,要求对物质的固有特性以及确定BCF的环境条件进行评 K数据用于分类
本部分仅涉及有机化合物和有机金属类 化合物,无机金属化合物的数据解释见 36700.7 4.3物质的生物富集性数据,可通过标准化试验获得,也可根据其分子结构进行估算
解释用于分类 的生物富集数据时,通常要求对测试数据进行详细评价,具体要求参见附录A、附录B,附录c 4.4物质的水生环境危害分类通常依据其现有环境特性数据进行,但为分类目的而产生测试数据的情 况较少
通常可获得各种各样的测试数据,但大部分数据不可直接适用分类标准,应从水生环境危害分 类角度对现有生物富集数据进行解释
5 生物富集数据解释 5.1生物富集数据类型 有机化合物的生物富集性可通过生物富集试验确定
试验期间,BCF由稳定状态时物质在生物体
GB;/T36700.5一2018 内浓度与水中浓度计算得出,或者是利用吸收速率常数(k)和清除速率常数(k)进行估算
一般而言 有机化合物的生物富集潜力主要与物质的亲脂性相关
亲脂性的衡量标准为K,亲脂性非离子有机 化合物在生物体内的最低新陈代谢或生物转化与BCF相关
因此.K通常用于根据lgK和log BCF之间的经验关系估算有机化合物的生物富集性
对于多数有机化合物而言,可用估算方法计算 因此物质的生物富集性数据可通过试验确定、或根据试验确定的K进行估算,或者利用 K QSAR得出的K值进行估算
5.2生物富集系数(BCF) 5.2.1BCF数据要求 5.2.1.1BCF可通过稳定态条件下的试验测定浓度获得,也可通过计算吸收速率常数和清除速率常数 比值获得,此方法不需要达到稳定状态
5.2.1.2通常应用的鱼类BCF试验方法包括GB/T21800和GB/T21858以及其他等效试验准则
分 类最好使用试验得到的高质量BCF值,该类数据应优于替代数据,如Kw
5.2.1.3高质量数据应符合试验方法的有效性标准并有相应说明,如保持恒定暴露浓度、氧和温度波动 情况以及达到稳定状态条件的记录等相关数据
如果提供了适当的描述,如GLP试验,确认符合有效 性标准,可将结果视为高质量数据
此外,还应采用适当的分析方法,对水中和鱼类组织中的化学品及 其毒性代谢物进行定量分析(详见附录 5.2.1.4数据质量 试结果会导致错误和过低的BCF值,例如应用受试物在鱼体和水中 不放的则 瓜或 的测定浓度,但该浓度测定在尚未达到稳定状态条件的很短暴露时间后进行见GB/T21815.1)
因 此,在使用此类数据前,应对其进行谨慎评价,并应考虑使用K值
5.2.1.5如果没有有效的基于鱼类物种的BCF值,可使用其他物种的高质量BCF数据,如采用兰贻 贝、牡蛎、扇贝测定的BCF值(AsTME1022-94)
应谨慎使用微藻类BCF数据
5.2.1.6对于高亲脂性物质,例如lgK值大于6的物质,BCF测定值随lgK值的增大而减小,原因 主要在于大分子的膜渗透动力降低或者油脂溶解度减小,从而出现物质在生物体内的生物利用率和吸 收较低
其他因素包括试验中的人为因素,例如未达到平衡,水相中的有机化合物吸收导致生物利用率 降低和分析误差等
因此,在评价高亲脂性物质的CF测试数据时,应特别谨慎,与低亲脂性物质的 BCF值相比,数据不确定性较高
5.2.2不同试验物种的Cr 用于分类的r值应以整个生物体的测定结果为基础
如前所述,最佳分类数据应为采用 5.2.2.1 GB/T21800,GB/T21858或国际通用等效方法得到的BCF值
该类方法以小鱼为试验生物
与较大 的生物体相比,较小的生物体有较高的腮表面与质量之比,故较小生物体可比较大生物体更快达到稳定 状态条件
因此,如果BCF值仅建立在达到平衡状态的鱼体内和水中测定浓度的基础上,生物富集试 验所用生物体(鱼)的大小,是吸收阶段所用时间的决定因素
如果生物富集试验的试验生物为大鱼,例 如成年鲑鱼,则应评价吸收周期是否足以确保达到稳定状态,或足以准确确定动态吸收速率常数
5.2.2.2此外,将现有数据用于分类时,BCF值有可能从几种不同的鱼类或其他水生生物如蛤类,或 从鱼类的不同器官中得到的
因此,应按照共同基础或标准对数据进行相互比较并与标准进行比较
鱼类或水生生物的脂类含量与BCF测定值之间存在密切关系
因此,在对各种不同鱼类物种的BCF 值进行比较,或者将基于特定器官的BCF值转化为整个生物体的BCF值时,通常采用特定脂类含量校 正BCF值
例如,如在文献中检索到整个生物体的BCF值或特定器官的BCF值,首先利用鱼类或器官 内的相对脂肪含量,按脂类百分比计算BCF值(参见有关试验生物典型脂肪含量的文献/试验准则. 其次,根据假定的常用缺省脂类含量,计算典型水生生物体(小鱼)整个机体的BCF值
最常使用的缺
GB/T36700.5一2018 省值为5%(Peder 等,1995),即小鱼平均脂类含量
ersen 5.2.2.3通常采用经脂肪量值校正的BCF有效值确定基于湿重BCF值,该值与GB30000.28分类标准 的BCF临界值500相关
5.2.3使用放射性同位素标记受试物 5.2.3.1使用放射性同位素标记受试物,可助于对水和鱼类样本进行分析
然而,除非与特定的分析方 法相结合,总放射性测定值可反映母体物质以及可能的代谢物和代谢产生的碳,这些物质已经以有机分 子的形式与鱼类组织结合
因此,用放射性同位素标记受试物确定的BCF值通常偏高
5.2.3.2使用放射性同位素标记受试物时,通常在分子的稳定部分进行标记
正是由于这个原因,测定 的BCF值包含代谢物的BCcF值
对某些物质而言,代谢物最具毒性且具高生物富集潜力
因此,母体 物质以及代谢物的测定,对于物质的水生危害(包括生物富集潜力)的解释具有重要意义 5.2.3.3在使用放射性同位素标记受试物进行的试验中,通常在鱼类胆囊中发现较高的放射性同位素 标记浓度,主要为肝脏内的生物转化和随后在胆囊内产生的代谢排泄物造成的(Comotto等,1979; 鱼类不喂食时,胆囊内的物质未被清空 wakabayashi等,187;Goodrieh等 1991;Toshima等,1992 至肠道内,高浓度代谢物可在胆囊内积累
因此,喂养方式可对BCF测定值有显著影响
较多研究文 献采用放射性同位素标记受试物且未给鱼喂食,结果显示在胆囊内发现高浓度放射性物质
此类研究 中,生物富集性在多数情况下可能被高估
因此,在评价使用放射性同位素标记受试物的试验时,应对 喂养方式进行评估
5.2.3.4GB/T21800,GB/21858建议,对杀虫剂类物质,如果以放射性同位素示踪残留物表示的 BCF值不小于1000,应对稳定状态下在鱼类组织中的总残留量不小于10%的降解产物进行定性和定 量
如果没有代谢物的定性和定量数据可供使用,则应根据测定的放射性同位素标记的BCF值评估生 物富集性
对于高生物富集性物质(BCF不小于500),根据母体化合物的BCF值与放射性同位素标记 测定的BCF值相比,应将后者用于分类
5.3正辛醇-水分配系数(K. 5.3.1K数据要求 对有机化合物而言,试验获得的高质量K值,或经评估并被推荐的数值,应优先于其他K值
当没有高质量测试数据可供使用时,分类可使用lgK的QSAR预测数据但仅限于那些对其适用性 有充分描述的化学品
对于强酸和强碱类化学品,与洗脱液起反应的物质或表面活性物质,应提供 QsAR估计的K值或基于单个正辛醉醇和水溶解性基础上的估测值,而不是分析确定的K值
对非 离子状态的可电离物质(自由酸或自由碱)进行测定时,只能使用一种合适的缓冲剂,其pH值应低于自 由酸的解离常数,或者高于自由碱的解离常数
5.3.2试验测定Km 5.3.2.1试验测定K值可采用GB/T21852,GB/T21853,OECD123等标准的准则(参见附录C) 当lgK值在一2至4范围内时,应采用摇瓶法
摇瓶法仅适用于可溶于水和正辛醇的纯物质
对于 可缓慢溶于水的高亲脂性物质,利用慢速搅拌法得到的数据通常更为可靠
在摇瓶法试验过程中形成 微乳而造成的试验困难,通过慢速搅拌法可在一定程度上得以克服,水、正辛醇和受试物可在速搅拌 反应器内达到平衡
采用慢迷搅排法可准确和梢确地确定化合物的K.值,lgK-值最高为8.2
摇瓶 法和慢速搅拌法只适用于可溶于水和正辛醇的纯物质
当lgK值在0至6范围内时,应采用HPLc 方法
与摇瓶法相比,HIPLC法对受试物中存在的杂质较不敏感
测定lgK值的另一个方法为 USEPAOCSPP830.7560的柱发生法
GB;/T36700.5一2018 5.3.2.2由于通过试验测定K值受相关因素限制例如极易溶于水的物质、高亲脂性物质和表面活性 剂),所以也可使用从QSAR得到的K值
5.3.3QsAR确定gK 对于K估算值,分类时应考虑所采用的估算方法
目前已有较多QSAR可用于估算K值
没 有测试数据可供使用时,可应用相关商业软件估算,参见附录D
应注意QSAR的可靠性和适用性范 围差别较大,对于表面活性化合物、整合物和混合物,应采用特殊方法估算lgK值
需特别注意BCF和K值的化学品类别 6.1BCF和K.值的影响因素 物质的某些物理-化学特性导致难以确定或测定其BCF值
某些物质的生物富集方式在一定程度 上与其物理-化学特性不一致,例如空间位阻,或使用描述不当物质,如表面活性物质,可导致gK值 的测定和使用不适当
6.2困难物质 6.2.1某些物质难以在水生系统中进行测试,相关文件可对此类物质的试验提供指导(英国环境部 DoE1996;欧洲生态毒理学和化学品毒理学中心ECE:ToC1996;USEPA1996)
OECDNo.,23对困 难物质的类型,以及确保对这些物质的试验得出有效结论应采取的步骤提供了良好的指导信息,同样也 适用于生物富集性研究
困难物质可能在于不易溶解,易挥发或由于光转化.水解,氧化或生物降解等 过程而快速降解
有机化合物导致生物富集性物质应能够在油脂中溶解,存在于水中,且可透过鱼蟋
这些有效 6.2.2 性的改变将影响物质的实际生物富集性,使其与预测值之间存在差异
例如,快速生物降解物质在水生 环境中只能短时间存在
同样,挥发性和水解性将使受试物浓度降低,并缩短物质可供生物富集的时 间
另一重要参数为吸附,可能降低物质与微粒物质或一般表面的实际暴露浓度
较多物质的研究表 明,可在生物体内快速转化,从而导致BCF低于预期值
对于可形成微团或聚合物的物质,生物富集程 度可能低于根据简单的物理-化学特性预测的水平
疏水性物质同样存在此类情况,即包含在由于使用 分散剂而形成的微团中
因此,生物富集试验建议不使用分散剂
6.2.3对困难物质,通常基于母体物质的BCF和K测定值确定生物富集潜力
适当的试验浓度测定 记录也是确认BCF值有效性的一个前提条件
6.3极难溶解物质和复杂物质 6.3.1应特别注意极难溶解物质
该类物质的溶解性通常表示为低于检测限,从而导致生物富集潜力 难以解释
对于此类物质,生物富集潜力应基于试验确定的K值或根据QsAR估计的lgK值
6.3.2在多组分物质不能完全溶于水的情况下,应尽可能确定混合物成分,并考察利用其组分的现有 信息确定其生物富集潜力
当生物富集组分为复杂物质的重要组成部分时(例如大于20%;对于有害 组分而言,含量甚至更低),应将复杂物质视为生物富集物质
6.4大分子量物质 大于一定分子尺寸时,物质的生物富集潜力会降低,原因可能在于物质通过鳗膜时的位阻造成的
曾有建议考虑采用相对分子质量临界值700(如欧盟委员会,l996),但对该临界值存有争议,故有建议 提出另一个临界值1000,以排除对可能具有间接水生影响的物质的考虑(CsTEE,1999)
通常应该考
GB/T36700.5一2018 虑可能的代谢物或大分子环境降解产物的生物富集性
因此,应对大分子量物质的生物富集数据进行 认真评估
只有认为此类数据对于母体化合物及其可能的代谢物和环境降解产物均完全有效时,方可 使用该数据
6.5表面活性剂 6.5.1物质类型 表面活性剂是一种包含亲脂性(最常见的为烧基链)和亲水性(极性基团)部分的物质
根据极性基 团所带电荷,表面活性物质可进一步细分为阴离子、阳离子、非离子或两性表面活性物质
由于存在各 种各样的不同极性基团,表面活性物质是一种结构种类繁多的化合物,各类化合物根据表面活性而不是 根据化学结构进行定义
因此,应根据不同的子类(阴离子、阳离子、非离子或两性物质)来考虑表面活 性物质的生物富集潜力,而不是将其作为整体予以考虑
表面活性物质可形成乳状物,该乳状物很难确 定生物利用率
微团的形成可导致生物有效成分发生变化,即使在已经明显形成溶液时,从而导致生物 富集潜力解释困难
6.5.2试验获得的BCF 对表面活性物质的HCF值测试表明,BCF值可能会随着婉基链长度的增加而增加,并可能与极性 基团的连接位置和其他结构特点相关
6.5.3正辛醇-水分配系数(K 由于乳状液的形成,表面活性物质的K值不能通过摇瓶法或慢速搅拌法测定
此外,表面活性物 质分子将几乎完全以离子态存在于水相中,而它们应与反离子配对后,才能溶解于正辛醇中
因此,试 验确定的K值不能描述离子化表面活性物质的分离特点(Tols，1998)
另一方面,已经表明阴离子 和非离子表面活性物质的生物富集会随着亲脂性的增加而增加;对于某些表面活性物质而言,利用 L.0GKOw程序估算的lgK值可代表其生物富集潜力(Tols，1998)
对于其他表面活性物质,则可 利用相关方法对gK估测值进行“修正”(Roberts，1989)
此类结果表明lIgK估测值与生物富集 之间关系的质量取决于所涉及的表面活性物质的种类和具体类型
因此,根据lgK值进行生物富集 潜力分类时应谨慎
矛盾数据与数据缺乏 7.1相互矛盾的BCF数据 7.1.1同一 一种物质有多种CF数据情况下,可能出现相互矛盾的结果
当同一种物质有多种富集数据 且结果相互矛盾时,通常应采用证据权重法进行解释
即如果某物质通过试验确定的BCF数据相互矛 盾,存在BCF不小于500,又小于500的情况,应将质量最高、记录最完整的数据用于确定该物质的生物 富集潜力
如果仍然存在矛盾,在可以得到不同鱼种的高质量BCF数值的情况下,应使用最高的BCF 有效数值用于分类
7.12当可以得到同一物种和同一生命阶段的较大数银集(4个或里多数值)时,可将cr数值的儿何 平均值作为该物种的代表性BCF值使用
7.2相互矛盾的gK.数据 在可以得到同一物质的多种gK.数帮的情况下,可能出现相互矛盾的结果
如果同一物质的g K值,存在lgK既不小于4,又小于4的情况,应将质量最高、记录最完整的数据用于确定该物质的
GB;/T36700.5一2018 生物富集潜力
如果仍然存在矛盾,则应优先选用BCF最大的有效数值
在此情况下,可将QSAR估 测的lgK值作为参考数据
7.3专家判断 如果没有试验确定的BCF或gK数据,也没有预测的lgK数据可供使用,水生环境中的生物 富集潜力可通过专家判断作出评估
例如其他物质有可得的生物富集或lgK测定值或者K预测 值,通过将物质的分子结构与其分子结构比较确定
7.4判定方法 7.4.1根据上述讨论和结论制定本判定方法,有助于判定物质在水生生物体内的生物富集潜力 7.4.2应将试验获得的高质量BCF值用于分类
如果可以获得lgK数据,则不应将质量水平较低或 无法确定的BCF值用于分类,因其可能产生错误或过低BCF值,例如,由于暴露时间过短而稳定状态 条件未达到
如果没有鱼类的CF数据可供使用,也可使用其他物种(例如贻贝)的高质量BCF数据
7.4.3对有机化合物,应优先使用试验获得的高质量K值,或在评论性刊物中经评估并被推荐的值 在没有高质量测试数据可供使用时,分类可使用lgK的QSAR预测数据,但仅限于那些对其适用性 有充分描述的化学品
对于强酸和强碱类物质、金属络合物和表面活性物质,应提供QSAR估计的 K值或基于单个正辛醇和水溶解性基础上的估计值,而不是分析测定的K值
7.4.4如果可以获得相关数据,但数据未经验证,则应采用专家判断方法 7.4.,5判定某种物质对水生生物是否具有生物富集潜力,可根据下列方法 可以提供有效/高质量的试验测定的CF值时 1 BCF不小于500物质具有生物富集潜力 BCF小于500;物质不具有生物富集潜力
22 b 不能提供有效离质量的试验测定的cF值,但可提供有效离质量的试验测定的gK. 值时 l,K.不小于4物质具有生物富集潜力 lgK小于4;物质不具有生物富集潜力
2 不能提供有效/高质量的试验测定的BCF值和lgK值时,但可提供有效的QsAR估计的lg K值时: gK不小于4;物质具有生物富集潜力 gK小于4;物质不具有生物富集潜力
22
GB/T36700.5一2018 附 录 A 资料性附录) 利用试验和估算方法确定有机化合物BCr和K.值的基本原理 生物富集系数(BCF) A.1 A.1.1定义 BCF定义为在稳定状态下化学品在生物相中的浓度与在周围介质中(这里是指水)的浓度之比
BCF可在试验稳定条件下直接测定,也可以通过一级吸收速率常数和清除速率常数之比计算得到,该 方法不要求达到稳定状态
A.1.2BC测定方法 A.1.2.1关于GB/T21800,OBCD305、ASTME1022-94等鱼类生物富集性测试方法的各种试验准则 已形成文件并被采用
虽然推荐使用流水式试验方法,但在能够满足死亡率和符合试验有效性标准的 前提条件下,也允许使用半静态试验方法
对于亲脂性物质(IgK大于3),推荐使用流水式试验方法 A.1.2.2oEcD305的原理与AsM准则相似,但所描述的试验条件不同,特别是在下列方面 a) 试验用水的供给方法静态、半静态或流水式) b 进行净化研究的要求; 计算BCF的数学方法; c 采样频率;水中测定次数和鱼样本采集数量; d 测定鱼体内的脂类化合物含量的要求; e f 暴露吸收阶段的最短时间
-般而言,试验包括两个阶段;暴露(吸收)阶段和暴露后(清除)阶段
在暴露(吸收)阶段,将 A.1.2.3 同一品种的受试鱼暴露于2组或2组以上不同浓度的受试物溶液中
除非能证明在较短的时间内达到 了吸收平衡,暴露(吸收)阶段一般为28d
达到稳定状态条件所需要的时间,可根据K一k
相关关 系[比如,lgk;=1.47一0.41lgK(Spacie 和Hameink，1982),或lgk;=1.69一0.53lgK.(Gobas等 1989)]估算
据此在生物富集过程符合一级动力学原理的前提下,达到比如95%稳定状态的预期时 间(d)等于一In(1一0.95)/ka
在暴露后(清除)阶段,将受试鱼转移到不含受试物的试验用水中
在以 上两个试验阶段,均应跟踪受试鱼体内的受试物浓度
表示为受试鱼总湿重的丽数
对许多有机 化合物而言,生物富集能力和亲脂性密切相关,而且,对于这类有机化合物,受试鱼体内脂类化合物的含 量和试验研究得到BCF之间也存在相应的关系
因此,对于强亲脂性受试物,为了减少测试结果的干 扰因素,BCF除了以受试鱼体重表示之外,还应以脂类化合物的含量表示
在生物富集过程符合一级 -级吸收速率常数;k?;一级清除速率常数,可用lg 动力学方程的假设成立的情况下,BCF=k/k(k1 线性拟合)
如果清除过程符合二级动力学方程,也就是可以确定两个不同的清除速率常数,则BCF估 测值k/k,可能显著偏低
在受试鱼-试验用水系统已经达到“稳定状态”的条件下,如果研究已表明生 物富集过程符合二级动力学方程,则BCF可根据Cn/C来估算
A.1.2.4除了详细的样品制备和保存说明外,还应提供已知精确度、准确度和灵敏度的适当分析方法， 用于对试验溶液和受试鱼体内的受试物进行定量分析
否则就不能得到真正的BCF
使用放射性同 位素标记受试物,将有助于对试验用水和受试鱼的样本进行分析
然而,除非结合特定的分析方法， 般而言,测定的总放射性残留量反映的是基于母体受试物、可能产生的代谢产物,鱼体组织成分的碳,得
GB/T36700.5一2018 瓶法试验过程中,因形成微滴而造成的试验困难,可在慢速搅拌试验中得到一定程度的克服,正辛醇,水 和受试物可在轻轻搅拌的反应器内可达到平衡
搅拌可能或多或少地在正辛醇和水之间创造分层流动 条件,而且可强化各相之间的交换而不会形成微滴
A.2.2.4器柱发生法 另 一 -种普遍采用的测定lgK值的方法是器柱发生法
在这种方法中,将发生器柱用于分配正辛 醇和水相中的受试物
柱体用一种固体支撑物包裹,柱内充满溶解在正辛醇中并保持一定浓度的受试 物
用水将受试物从充满正辛醇溶液的发生器柱中洗提出来
从发生器柱中洗脱的水溶液中的物质浓 度代表从正辛醇相分离到水相中的受试物平衡浓度
与摇瓶法相比,发生器柱法的主要优点是它可以 完全避免微滴的形成
因此,这种方法尤其适用于测定K值大于4.5的物质(Doucette和Andren， 1987和1988;Shiu等,1988)和lgK值小于4.5的物质
发生器柱法的缺点是需要复杂的设备
《有 毒物质控制法案试验准则USEPA,1985)对器柱发生法作了详细说明
利用QSAR确定gK(另见GB/T36700.6 A.2.3.1目前已经使用和正在开发的用于估计K值的QsAR较多,常用的几种方法都建立在碎片常 数的基础上
碎片法的基础是单个分子碎片亲脂特性的简单相加
在没有可得测试数据的情况下,可 使用QSAR预测软件估算lgK
A.2.3.2CLOGP(光化学信息系统,1995)最初是为药品设计而开发的
模型建立在Hansch和Leo 算法(Hansch和Leo，1979)的基础上
该程序用于估算含有c,H、N,O,Hal,P和/或s的有机化合物 的lgK值,不适用于盐类和带有形式电荷的化合物硝基化合物和氧化氮除外)
对于可电离物质,比 如苯酚、胺和梭酸,lgK值估算结果是中性或未电离形式的值,并且该数值与pH值有关
一般说来 程序可在lgK值为0至5的范围内给出具体的估算值(欧盟委员会,1996,第皿部分)
然而,Niemele 1993)进行过一项有效性研究,将lgK测定值与QSAR模型估算值进行了比较
结果表明,该程序 可准确预测lgK值在0以下或9以上范围内的大量有机化合物的lgK值(n=501,r=0.967)
在 对7000多种物质进行的一项类似的验证性研究中,使用cL.OGP程序(PC版3.32，USEPA1.2)得到 的结果是，r==0.89,s.d.=0.58,n=7221
这些有效性研究表明,当没有测试数据可供使用时,CLOGP 程序可用于估算lgK值,并能得到可靠的结果
对于整合化合物和表面活性物质,有报告称,CL.OGP 程序只能达到有限的可靠性(oECD,1993)
然而,对于阴离子表面活性物质(L.As),可用一种修正方 berts，1989 法来估算经调整的CLOGP值(Ro A.2.3.3LOGKOw或KOwwIN使用结构碎片和校正因子的方法
该程序可用于估算含有C,H、 N,O、Hal、Si、P、Se、Li、Na,K和/或Hg的有机化合物的lgK值;也可估算带有形式电荷(如硝基化 合物和氮氧化合物)的化合物的lgK值
可电离物质,比如苯酚、胺和梭酸的gK值估算结果,是中 性或未电离形式的值,因此估算值与pH值有关
某些表面活性物质.如脂肪醇乙氧基化物(Tolls. 1998),染料和解离物质,也可以用L.OGKow程序进行预测(Pedersen 等人,1995)
一般说来,该程序 可对lgK值在0至9范围内的物质给出明确的估测值(TemaNord1995:581
与CIOGP程序相 同,l0GKOw程序也被证明是有效的(表A.l),并建议用于分类 A.2.3.4AUTOLOGP(Devilers等,1995)是通过从各种文献中收集到的800种有机化学品的数据集 而建立起来的,可用于估测含有C、H、N,O,HalP和S的有机化学品的lgK值,但不能用于估测盐 类的lgK值
此外,也不能估测某些带有形式电荷的化合物的lgK值,但硝基化合物除外
可以估 测如苯酚、胺和梭酸等可电离化学品的lgK值,但应该注意它们与pH值的相关性
,1997)
使用其他估算l 表A.1综述了基于醉片法的各种gK.值估测方法(Howard和Meylan K.值的方法时,应视具体情况使用并有适当的科学证明
10
GB;/T36700.5一2018 表A.1根据碎片法估算gK值的QSAR方法综述 方法 方法学 统计参数 总体;n=8942，r=0.917,sd=0.482 CL(0GPHansch和Leo1979)， 碎片十修正因子 验证;n=501r=0.967 CLOGPDaylight(1995) 验证;川=7221,'=0.89,sd=0.58 L0(GKOwKOWwIN 140段十 校正;n=2430,r=0,981,sd=0,219,me=0,161 Mtyln相Howwnd 260个修正因子 验证;n=8855,=0.95，sd=0.427，me=0.327 1995),SRC 66个原子和贡献碎片 AUToLoGP Rekker和Manhold 校正;用=800，r?=0.96，sd=0.387 Devillersetal.1995) 1992) 校正;n=1054，r=0.99 碎片十修正因子 Rekker和DeKort(1979) -20，r'=0.917，sd=0.53，me=0,40 验证;" 校正:;n=2039,'=0.7 Niemi等人(1992) 分子连接性指数(Mcn 验证;川=2039，r2=0,49 Klopman等人(1994) 88个碎片十修正因子 校正:n=1663，r==0.928，sd=0.3817 校正:川=1686，me=0.35 Suzuki和Kudo(1990 424个碎片 验证:n=221，me=0.49 Ghose等人(1988 校正;月=830，r'=0.93，sd=0,47 10个碎片 ATOML0GP 验证;川=125，r?=0.87，sd=0.52 校正:n=302，r=0.96，sd=0.31，me=0.24 Bodor和Huang1992 分子轨道丽数 验证;n=128，sd=0.38 Broto等人(1984 校正;n=1868，me=ca.0,4 110个碎片 ProLogP 11
GB/T36700.5一2018 附录 B 资料性附录) 外部因素和内部因素对有机化合物生物富集潜力的影响 B.1影响吸收的因素 B.1.1总述 亲脂性化合物的吸收速率主要随生物体的大小而变化(Sim和Linde，1995)
外部因素,比如分 子大小,影响生物利用率的因素和不同的环境因素,也对吸收速率具有重要影响
B.1.2生物体大小 由于大鱼的鲍表面积和体重比相对较小,因此可以预测,和小鱼相比,大鱼的吸收速率常数(k1)相 1990)
物质在鱼体内的吸收还进一步受到以下因 对较低(Sij和Lmde，1995;Opperhuizen和sim， 素的影响;过腮水流、通过位于钯上皮水层的扩散,通过钯上皮的渗透,过钯血的流动速率和血液成分的 粘合能力(ECETOC，1995) B.1.3分子大小 由于水中的pH值可能会影响物质的吸收,因此离子化物质不易渗透生物膜
可以预测,物质的分 子最大横截面直径大于1.74nm(Opperthuizen等,l985,Anliker等,l988)或最大有效分子长度大于 4.3nmOpperhuizen，1986),生物膜的渗透性将会降低
因此,由于物质的大分子造成生物的膜渗透 性降低,将导致大分子物质完全无法被吸收
分子大小对生物富集的影响,是由于分子大小对物质的扩 散系数产生影响,从而降低了吸收速率常数(Gobas等人,1986)
B.1.4有效性 -种物质能够产生有效的生物富集的前提是,它能够在水中存在,并且能够通过鱼钯迁移从而进人 鱼体
在自然环境和试验条件下,均存在能够影响有效性的所有因素,将使生物富集性的真实值发生变 化,从而不同于BCF的估算值
由于在生物富集试验研究中需要给鱼喂食,因此水中的溶解性有机物 和未溶解的颗粒性有机物的浓度可能相对较高,因此应降低可通过鱼直接被吸收的化学品的含量 McCarthy和Jimenez(1985)的研究已经表明,亲脂性物质被溶解性腐殖质吸附,可降低该物质被生物 富集的有效性;物质的亲脂性越强,生物富集的有效性降低程度越大(Schrap和Opperhuizen，1990) -般情况下,可能对wF(和 此外,被已溶解有机化合物或未溶解的颗粒态有机化合物或其表面吸附，一 其他物理化学特性)的测定产生干扰,从而使得确定BCF或其适当性描述的难度增加
由于鱼体内的 生物富集与水中化学品的有效浓度直接相关,因此,有必要使高亲脂性物质在暴露(吸收)期间内的有效 浓度保持在相对较窄的范围内
由于可快速生物降解的物质在试验水中的存在时间可能很短,因而,这类物质的生物富集效应可能 无关紧要
同样,物质的挥发性和水解性也将降低其生物富集效应,以及生物富集过程的有效时间
B.2环境因素 影响生物体生理机能的环境参数也可能影响物质的吸收
例如,当水中的氧含量降低时,鱼需要有 12
GB;/T36700.5一2018 更多的水流经它们的觎部,以满足呼吸需求(MeKim和Goeden，1982)
然而,Opperhuizen和Sechrap 1987)研究指出,这也可能和鱼的种类有关
研究(Sim等，1993)进一步表明,温度可能影响亲脂性物 质的吸收速率常数,然而尚未发现其他研究人员有关于温度变化影响吸收速率常数的报道(Black等， 1991 B.3影响清除率的因素 B.3.1总述 影响清除率的主要因素是生物体的大小,脂含量,生物体的生物转化过程和受试物的亲脂性
B.3.2生物体大小 与吸收速率相同,请除率取决于生物体的大小
由于和较大的生物体相比,较小的生物体(比如幼 鱼)的觎表面积和体重比更大,因此研究表明,与未成熟期/成鱼期相比,在早期生命阶段达到稳定状态 和由此导致的“中毒剂量平衡”所需的时间更短一些(Petersen和Kristensen，1998)
由于达到稳定状 态需要的时间取决于ka,因此用于生物富集试验受试鱼的大小,对于达到稳定状态所需要的时间具有 重要的意义 B.3.3脂肪含量 按照物质分配原理在稳定状态下,与脂肪含量低的生物体相比,脂肪含量高的生物体更容易积累 较高浓度的亲脂性物质
因此,“肥”鱼(例如鳗缅)比“瘦”鱼(例如鳍鱼)的生物富集程度更高
此外,脂 肪“库”可能起到存贮高亲脂性物质的作用
饥饿或其他生理变化可能改变脂质平衡,并释放这种物质 从而导致影响滞后
B.3.4新陈代谢 B.3.4.1 -般而言,新陈代谢或生物转化可使母体化合物转化为更容易在水中溶解的代谢物
其结果 是,与母体化合物相比,亲水性更强的代谢物可能更易于从体内排泄出来
当一种化合物的化学结构改 变后,化合物的许多特性将随之出现变化
因此.在组织分布、生物蓄积、持久性.以及排泄路径和排泄 率等方面,代谢物将在生物体内表现出不同的行为特点
生物转化也可以改变一种化合物的毒性
这 种毒性变化可能对生物体 有 利 也可能对生物体有害
生物转化可能防止物质在生物体内的浓度过高 以致出现中毒反应解毒)
然而,也可能形成一种比母体化合物更具毒性的代谢物(生物活化),比如已 知毒性很高的苯并芪
B.3.4.2陆生生物有发达的生物转化系统,与生活在水生环境中的生物相比,这种系统一般更为强大
形成这种差异的原因,可能是基于这样一个事实,对于用鲍呼吸的生物而言,外源性物质的生物转化的 意义不大,它们可以更容易地将化合物排泄到水中(VanDenBerg等人.1995)
水生生物对外源性物 质的生物转化能力符合以下规律:软体动物小于甲壳类动物小于鱼类(wofford等,1981)
B.4物质的亲脂性 研究证明,鱼类的k清除速率常数)和lgK(或BCF)之间存在着负线性关系比如,Spacie和 Hamelink，1982;Goba等,1989;Petersen和Kristensen，1998),而k吸收速率常数)则或多或少与 物质的亲脂性无关(Connel.1990)
因此,结果是BCF一般也随着物质亲脂性的增加而增加,即对于 新陈代谢强度不大的物质而言,gBCF和lgK之间存在相关性
13
GB/T36700.5一2018 附 录 资料性附录) 生物富集试验方法相关标准 生物富集试验方法相关标准
GB/T2180o化学品生物富集流水式鱼类试验 GB/T21815.1化学品海水中的生物降解性摇瓶法试验 GB/T21852化学品分配系数(正辛醇-水)高效液相色谱法试验 GB/T21853化学品分配系数(正辛醇-水)摇瓶法试验 GB/T21858化学品生物富集半静态式鱼类试验 HJ/T153化学品测试导则 ASTME1022-94鱼类和海水双壳贝类软体动物生物富集试验标准指南 ASTME1023-84对水生生物及其使用的材料的危险性评估 EC，1998.EC.C.13生物富集:流水式鱼类试验 OECD107 分配系数(正辛醉/水):摇瓶法 OECD117分配系数(正辛醇/水):高效液相色谱法(HPLC) OECD123分配系数(正辛醇/水慢速搅拌法 OECD305(1996)生物富集;流水式鱼类试验 OECD305A(1981)生物富集;连续静态鱼类试验 OECD305B(1981)生物富集;半静态鱼类试验 OECD305C(1981)生物富集:鱼类生物富集性试验 OECD305D(1981)生物富集;静态鱼类试验 OECD305E(1981)生物富集;流水式鱼类试验 USEPA-FIFRA，1982《联邦杀虫剂杀真菌剂和灭鼠剂法》
农药评估导则,N分项:化学;环境命 运;和E、J和L分项:危害评估 USEPAOCSPP830.7560正辛醉-水分配系数器柱发生法 USEPA-OTS，1982环境影响试验导则和支持文件 14
GB;/T36700.5一2018 附 录 D 资料性附录 K值的SAR估算方法 -些通过QsAR估算K值的模型方法参见表D.1
表D.1K值的QSAR估算方法 模型 lgK值范围 适用物质范围 0
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