ГОСТ 32291-2013. Межгосударственный стандарт. Методы испытаний химической продукции, представляющей опасность для окружающей среды. Определение коэффициента распределения н-октанол/вода методом медленного перемешивания
(введен в действие Приказом Росстандарта от 28.08.2013 № 779-ст)
Примечание
Документ введен в действие с 01.08.2014.
Введен в действие Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 28 августа 2013 г. № 779-ст
МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЙ ХИМИЧЕСКОЙ ПРОДУКЦИИ, ПРЕДСТАВЛЯЮЩЕЙ ОПАСНОСТЬ ДЛЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА РАСПРЕДЕЛЕНИЯ Н-ОКТАНОЛ/ВОДА МЕТОДОМ МЕДЛЕННОГО ПЕРЕМЕШИВАНИЯ
Testing of chemicals of environmental hazard. Determination of partition coefficient (n-octanol/water) by slow-stirring method
Дата введения 1 августа 2014 года
Предисловие
Цели, основные принципы и общие правила проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0 «Межгосударственная система стандартизации. Основные положения» и ГОСТ 1.2 «Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила, рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, обновления и отмены»
Сведения о стандарте
1 ПОДГОТОВЛЕН Федеральным государственным унитарным предприятием «Всероссийский научно-исследовательский центр стандартизации, информации и сертификации сырья, материалов и веществ» (ФГУП «ВНИЦСМВ»), Техническим комитетом по стандартизации ТК 339 «Безопасность сырья, материалов и веществ» на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии документа, указанного в пункте 5
2 ВНЕСЕН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии
3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 28 августа 2013 г. № 58-П)
4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 28 августа 2013 г. № 779-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 32291-2013 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 августа 2014 г.
5 Настоящий стандарт идентичен международному документу OECD, Test No. 123:2006 «Коэффициент распределения (н-октанол/вода), метод медленного перемешивания» [«Partition Coefficient (n-octanol/water): Slow-Stirring Method», IDT].
Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного международного документа для приведения в соответствие с ГОСТ 1.5 (подраздел 3.6)
Информация о введении в действие (прекращении действия) настоящего стандарта и изменений к нему на территории указанных выше государств публикуется в указателях национальных стандартов, издаваемых в этих государствах, а также в сети Интернет на сайтах соответствующих национальных органов по стандартизации.
В случае пересмотра, изменения или отмены настоящего стандарта соответствующая информация будет опубликована на официальном интернет-сайте Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации в каталоге «Межгосударственные стандарты»
1 Область применения
Настоящий стандарт устанавливает методы испытаний для определения коэффициента распределения н-октанол/вода методом медленного перемешивания.
2 Термины и определения
В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:
2.1 коэффициент распределения н-октанол/вода (Kow): Соотношение равновесных концентраций вещества, растворенного в двухфазной системе, состоящей из двух практически несмешивающихся растворителей.
2.3 ВЭЖХ: Высокоэффективная жидкостная хроматография.
3 Основные положения
3.1 Введение
3.1.1 Значения Kow выше logKow 8,2 были точно определены в ряде экспериментов методом медленного перемешивания. Поэтому этот метод является подходящим экспериментальным подходом для прямого определения Kow высокогидрофобных веществ.
3.1.2 Другие методы, описывающие определение коэффициента распределения, приведены в [2] и [3]. Первый относится к методу «встряхивания во флаконе», а последний описывает определение коэффициента распределения из индекса удержания обращенно-фазовой ВЭЖХ. Метод встряхивания во флаконе склонен к искажению в связи с переходом микрокапель октанола в водную фазу. С ростом значений коэффициента распределения наличие этих капель в водной фазе приводит к увеличению завышения концентрации испытуемого вещества в воде. Таким образом, его использование ограничено для веществ с logKow меньше четырех. Второй метод основан на достоверных данных непосредственно установленных значений Kow для градуировки взаимосвязи между индексом удержания ВЭЖХ и измеренными значениями Kow.
3.1.3 Это руководство было разработано в Нидерландах. Точность метода в данном принципе была утверждена и оптимизирована в ходе кольцевого теста, в котором приняли участие 15 лабораторий.
3.2 Первоначальные положения
3.2.1 Для инертных органических веществ была обнаружена весьма значительная взаимосвязь между Kow и их биоаккумуляцией в рыбе. Более того, было доказано, что коэффициент распределения взаимосвязан с токсичностью для рыб так же, как с сорбцией химических веществ в твердых телах, таких как почва и осадки.
3.2.2 Был доказан широкий спектр взаимосвязей между Kow и другими свойствами веществ, имеющих отношение к экотоксикологии и химии. Как следствие, Kow сформировался как ключевой параметр в оценке рисков химических веществ для окружающей среды, а также в диагностике поведения химических веществ в окружающей среде.
3.2.3 Полагают, что метод медленного перемешивания способствует уменьшению образования микрокапель из капель н-октанола в водной фазе. Как следствие, в этом случае не происходит завышения водной концентрации вследствие того, что молекулы тестируемого вещества связаны с такими каплями. Поэтому метод медленного перемешивания особенно подходит для определения Kow для веществ с ожидаемыми значениями logKow, равными пяти и выше, для которых метод перемешивания во флаконе склонен давать ошибочные результаты.
3.3 Определение и единицы измерения
Коэффициент распределения веществ между водой и липофильным сольвентом (н-октанол) характеризует равновесное распределение химических веществ между двумя фазами. Коэффициент распределения между водой и н-октанолом (Kow) определяется как отношение равновесных концентраций тестируемого вещества в н-октаноле, насыщенном водой (Co), и воде, насыщенной 1-октанолом (Cw), по формуле (1)
K_{ow} = \frac{C_{o}}{C_{w}} . (1)
Так как это соотношение концентраций, то данный показатель является безразмерным. Наиболее часто он приводится в виде логарифма по основанию 10 (logKow). Коэффициент распределения зависит от температуры и отчетная информация должны содержать температуру измерений.
3.4 Принцип метода
3.4.1 Для определения коэффициента разделения вода, н-октанол и тестируемое вещество уравновешиваются друг с другом при постоянной температуре. Тогда концентрация тестируемого вещества определяется в двух фазах.
3.4.2 Сложности проведения эксперимента, связанные с образованием микрокапель во время метода «встряхивание во флаконе», могут быть снижены при использовании предлагаемого здесь эксперимента медленного перемешивания.
3.5 Применимость метода
3.5.1 Поскольку присутствие других веществ, отличных от тестируемого вещества, может повлиять на коэффициент активности тестируемого вещества, то тестируемое вещество должно быть протестировано как чистое вещество. Для эксперимента н-октанол/вода должны быть использованы вещества высокой степени чистоты, доступные для приобретения.
3.5.2 Данный метод применим для чистых веществ, которые не диссоциируют или ассоциируют и которые не проявляют значительной активности на поверхности раздела фаз. Он может применяться для определения коэффициента разделения н-октанол/вода для подобных веществ и смесей. Когда метод используется для смесей, коэффициент распределения н-октанол/вода определяется условно и зависит от химического состава тестируемой смеси, а состав электролита используется в качестве водной фазы. При условии что будут предприняты дополнительные меры, данный метод может быть применен к диссоциируемым или ассоциируемым соединениям (см. 3.5.3).
3.5.3 Из-за многократного повторения условий фазового равновесия в воде и н-октаноле, участвующего в разделении диссоциирующих веществ, таких как органические кислоты и фенолы, органические основания и металлоорганические вещества, коэффициент распределения является условно постоянной величиной и сильно зависит от состава электролита. Поэтому определение коэффициента распределения н-октанол/вода требует, чтобы pH и электролитный состав контролировались при проведении экспериментов и приводились в отчетности. Для оценки этого отношения должна использоваться экспертная оценка. Используя значение константы диссоциации, должны быть выбраны соответствующие значения pH таким образом, чтобы отношение разделения определялось для каждого ионизированного состояния. Для тестирования металлоорганических соединений должны использоваться некомплексообразующие буферы. Принимая во внимание существующие знания в области химии растворов (константа комплексообразования, константа диссоциации), экспериментальные условия должны выбираться таким образом, чтобы состав тестируемого вещества в водной фазе можно было бы оценить. С помощью использования фонового электролита ионная сила должна быть одинакова во всех экспериментах.
3.5.4 Сложности тестирования могут возрастать при проведении тестирования веществ с низким показателем растворимости или высоким показателем Kow из-за того, что концентрации в воде становятся очень низкими, в связи с чем их точное определение затрудняется. В настоящем стандарте приводится руководство, как решить эту проблему.
3.6 Информация о тестируемом веществе
3.6.1 Используемые в опыте химические реактивы должны быть степени ч.д.а. или высокой степени чистоты. Предпочтительно использование не меченых радиоактивным изотопом химических веществ с известным химическим составом по крайней мере 99% чистоты или рекомендовано использование меченых веществ с известным составом радиохимической чистоты. В случае использования элементов с малым периодом полураспада необходимо учитывать поправку на затухание. В случае меченого радиоактивным изотопом тестируемого вещества должны использоваться специальные химические аналитические методы для гарантии того, что измерения радиоактивности относятся непосредственно к тестируемому веществу.
3.6.2 Оценка logKow может быть получена путем использования промышленно доступного оборудования для оценки Kow или путем использования соотношения растворимостей в обоих растворителях.
3.6.3 Перед проведением эксперимента методом медленного перемешивания необходимо знать следующую информацию о тестируемом веществе:
- структурная формула;
- соответствующие аналитические методы для определения концентрации вещества в воде и н-октаноле;
- константа диссоциации ионизируемых веществ;
- растворимость в воде;
- гидролиз;
- способность к биоразлагаемости;
- давление паров.
4 Описание метода
4.1 Оборудование и приборы
4.1.1 Требуется стандартное лабораторное оборудование, в частности следующее:
- магнитные мешалки и якоря для мешалки с тефлоновым покрытием для перемешивания водной фазы;
- аналитические контрольно-измерительные приборы, подходящие для определения концентрации тестируемого вещества в ожидаемых концентрациях;
- сосуд для перемешивания с краном в нижней части. В зависимости от оценки logKow и расчетного нижнего предела чувствительности тестируемого соединения должно быть учтено использование реакционного сосуда подобной конфигурации больше чем на один литр; таким образом может быть получен достаточный объем воды для химической экстракции и анализов. Это приведет к повышению концентрации в водной вытяжке и, следовательно, более надежному аналитическому определению. В приложении A приведена таблица A.1, содержащая оценку минимально необходимого объема, нижнего предела чувствительности соединения, его оценочный показатель logKow и его растворимость в воде. Таблица A.1 основывается на взаимосвязи между logKow и отношением между растворимостью в октаноле (Sокт) и воде (Sв), как показано в (2)
logKow = 0,88logSR + 0,41, (2)
где SR = \frac{S_{\text{окт}}}{S_{\text{в}}} , в молярных концентрациях.
Растворимость в воде, рассчитываемая по формуле A.2, приведенной в приложении A, должна рассматриваться в качестве первоначальной оценки. Следует отметить, что пользователь может производить оценку растворимости в воде при помощи каких-либо отношений, которые лучше представлять в виде отношений между гидрофобностью и растворимостью. Например, для твердых соединений рекомендуется включение температуры плавления в предварительную оценку растворимости. В случае использования модифицированного уравнения необходимо удостовериться, что уравнение для расчета растворимости в октаноле применимо. Схематичное изображение сосуда для перемешивания со стеклянной оболочкой объемом приблизительно один литр представлено в приложении B на рисунке B.1. Пропорции сосуда, показанного в приложении B, признаны подходящими и должны быть сохранены в том случае, если используется аппарат другого размера.
Важно наличие аппарата, поддерживающего температуру проведения эксперимента постоянной (термостат).
4.1.2 Сосуды должны быть сделаны из инертных материалов так, чтобы можно было пренебречь величиной адсорбции на поверхностях сосуда.
4.2 Приготовление тестируемых растворов
4.2.1 Определение Kow должно проводиться с использованием н-октанола высокой степени чистоты, доступного для приобретения (по крайней мере + 99%). Рекомендуется очистка н-октанола путем экстракции кислотой, основанием водой, а также последующая сушка. Кроме того, для очистки н-октанола может использоваться дистилляция. Очищенный н-октанол будет использоваться для подготовки стандартных растворов тестируемых веществ. Вода, используемая в эксперименте, должна быть дистиллирована в стеклянном или кварцевом сосуде либо получена из системы очистки или водой квалификации «для ВЭЖХ». Для дистиллированной воды требуется фильтрация через фильтр 0,22 мкм, и должна измеряться холостая проба для проверки отсутствия в концентрированных экстрактах примесей, которые могут повлиять на тестируемое вещество. Если используется фильтр из стекловолокна, то он должен быть очищен путем обжига при температуре 400 °C по крайней мере в течение трех часов.
4.2.2 До проведения эксперимента оба растворителя взаимно насыщаются путем уравновешивания их в достаточно большом сосуде. Этого достигают путем медленного перемешивания в двухфазной системе в течение двух дней.
4.2.3 Выбирается соответствующая концентрация тестируемого вещества и растворяется в н-октаноле (насыщенном водой). Kow должен быть определен в разбавленных растворах н-октанола и воды. Поэтому концентрация тестируемого вещества не должна превышать 70% его растворимости с максимальной концентрацией 0,1М в каждой фазе. Растворы н-октанола, используемые для эксперимента, не должны иметь твердых частиц тестируемого вещества.
4.2.4 Соответствующее количество тестируемого вещества растворяется в н-октаноле (насыщенном водой). Если оценочное значение logKow более пяти, необходимо принять во внимание, что растворы н-октанола, используемые для эксперимента, очищаются от твердых частиц тестируемого вещества. В связи с этим ниже приведена процедура для испытания химических веществ с оценочным значением logKow более пяти:
- тестируемое вещество растворяется в н-октаноле (насыщенным водой);
- этот раствор отстаивается достаточное количество времени до осаждения твердых частиц вещества. Во время отстаивания проверяется концентрация тестируемого вещества;
- после того как измеренные концентрации в н-октаноле достигнут устойчивых значений, основной раствор (маточный раствор) разводится соответствующим объемом н-октанола;
- измеряется концентрация разбавленного основного раствора. Если значение концентрации соответствует разбавлению, то основной раствор может использоваться в методе медленного перемешивания.
4.3 Экстракция и анализ образцов
4.3.1 Для анализа тестируемого вещества должны использоваться признанные аналитические методы. Исследователи должны предоставлять доказательства того, что концентрации в воде, насыщенной н-октанолом, так же как и октанол, насыщенный водной фазой, во время эксперимента выше границы предела количественного определения аналитического метода. В тех случаях, когда требуются методы экстракции, перед проведением эксперимента необходимо организовать аналитическое извлечение тестируемого вещества из водной фазы и из н-октанола. Необходимо скорректировать аналитический сигнал холостой пробы и принять во внимание, что может произойти перенос исследуемого вещества из одного образца в другой.
4.3.2 Скорее всего, из-за довольно низкой концентрации гидрофобных тестируемых веществ в водной фазе будут необходимы предварительный анализ экстракции водной фазы органическим растворителем и предварительное концентрирование экстракта. По этой же причине необходимо уменьшить последующие концентрации холостых проб. Для этого необходимо в работе использовать растворители высокой чистоты, предпочтительно растворители для анализа остатков. Кроме того, работа с предварительно тщательно очищенной стеклотарой (например, промывка растворителем или обжиг при повышенной температуре) может помочь избежать перекрестного загрязнения.
4.3.3 Оценочное значение logKow может быть получено из оценочных программ или путем экспертной оценки. Если значение выше, чем шесть, то необходимо тщательно следить за исправлениями холостой пробы и переносом исследуемого вещества. Аналогичным образом, если оценочное значение logKow выше шести, то обязательно использование стандарта-имитатора для поправочной коррекции, поэтому высокие факторы переконцентрации могут быть достигнуты. В настоящее время доступен ряд коммерческого программного обеспечения для оценки logKow, например Clog P, KOWWIN, ProLogP и ACD logP.
4.3.4 Чувствительность метода для определения тестируемого вещества в н-октаноле и воде устанавливается с помощью общепринятых методов. Уровень чувствительности метода может быть определен как концентрация в воде или н-октаноле, которая производит отношение сигнала к помехе в размере десяти. Должны быть выбраны соответствующая экстракция и метод предварительного концентрирования, а также определена аналитическая степень извлечения. Соответствующий фактор предварительной концентрации выбирается для получения сигнала требуемого размера на основании аналитического определения.
4.3.5 На основе параметров аналитического метода и ожидаемых концентраций определяется приблизительный размер требуемого образца для точного определения концентрации соединения. Следует избегать использования проб воды, которые слишком малы, чтобы получить достаточный аналитический сигнал. Также следует избегать использования чрезмерно больших проб воды, так как иначе может остаться слишком мало воды для минимального количества необходимых анализов (n = 5). В приложении A приведены уровень обнаружения тестируемого вещества и растворимость тестируемого вещества в зависимости от минимального объема образца и объема сосуда.
4.3.6 Количественная оценка тестируемого вещества проводится путем сравнения калибровочных графиков соответствующих соединений. Концентрации в анализируемых образцах должны быть заключены в квадратные скобки согласно стандартам концентрации.
4.3.7 Для тестируемых веществ с оценочным значением logKow более шести перед проведением экстракции должен быть установлен стандарт-имитатор с добавлением известного количества определяемого вещества в образец воды для того, чтобы регистрировать потери по время экстракции и предконцентрации образцов воды. Для точной поправки на извлечение имитаторы должны иметь свойства, очень близкие или идентичные тестируемому веществу. Предпочтительно (постоянно) использование изотопно меченых аналогов интересуемого вещества (например, пердейтерированных или 13C-меченых). Если использование меченых стабильных изотопов, то есть 13C или 2H, не представляется возможным, то необходимо показать из надежных источников литературы, что физико-химические свойства имитаторов очень близки к тестируемому веществу. Во время жидкость-жидкостной экстракции водной фазы могут образовываться эмульсии. Их образование может быть снижено путем добавления соли и отстаиванием эмульсии накануне. Необходимо сообщать методы, используемые для выделения и преконцентрации образцов.
4.3.8 Перед анализом образцы, извлеченные из фазы н-октанола, при необходимости могут быть разбавлены соответствующим растворителем. Кроме того, рекомендуется использование стандартов-имитаторов для поправочной корректировки для веществ, для которых эксперимент извлечения демонстрирует высокую степень различных вариаций в экспериментах извлечения (относительное стандартное отклонение более 10%).
4.3.9. Необходимо сообщать подробную информацию об аналитическом методе. Он включает в себя метод экстракции, преконцентрацию и коэффициент разбавления, параметры прибора, процедуру проверки, диапазон калибровки, поправочную корректировку тестируемого вещества из воды и, помимо суррогатных стандартов для поправочной коррекции — значения холостой пробы, пределы обнаружения и предел количественного определения.
4.4 Выполнение метода
4.4.1 Оптимальное отношение объемов н-октанол/вода
4.4.1.1 При выборе объемов воды и н-октанола должны приниматься во внимание предел количественного определения в н-октаноле и воде, фактор предконцентрации, используемый для образцов воды, объемы образцов в н-октаноле и воде и ожидаемые концентрации. В результате экспериментов объем н-октанола в методе медленного перемешивания должен выбираться так, чтобы слой н-октанола был достаточно толстым (более 0,5 см) для того, чтобы допустить испытание фазы н-октанола без ее нарушения.
4.4.1.2 Типичным отношением фаз, используемым для определения соединений со значением logKow от 4,5 и выше, является 20 к 50 мл н-октанола и 950 к 980 мл воды на один литр сосуда.
4.4.2 Условия испытаний
4.4.2.1 Во время теста реакционный сосуд термостатируется для уменьшения изменений температуры с целью уменьшения изменения температуры до уровня ниже 1 °C. Испытание должно проводиться при температуре 25 °C.
4.4.2.2 Экспериментальная система должна быть защищена от дневного света путем проведения эксперимента в темной комнате или путем покрытия реакционного сосуда алюминиевой фольгой.
4.4.2.3 Эксперимент должен быть выполнен в среде, очищенной от пыли (насколько это возможно).
4.4.2.4 Система н-октанол/вода перемешивается до достижения равновесия. В контрольном эксперименте длительность периода установления равновесия оценивается путем выполнения метода медленного перемешивания и периодического отбора проб воды и н-октанола. Точки времени отбора проб должны попадать в промежутки с минимальным периодом в 5 часов.
4.4.2.5 Каждое определение Kow должно выполняться, используя по крайней мере не менее трех независимых экспериментов медленного перемешивания.
4.4.3 Определение времени установления равновесия
Равновесие достигается тогда, когда регрессия отношения концентраций н-октанола/воды по отношению ко времени в течение промежутка времени из четырех моментов дает наклон, который не существенно отличается от нуля на p-уровне 0,05. Минимальное время установления равновесия может начаться за один день перед отбором пробы. Проба веществ с оценочным значением logKow менее пяти может проходить в течение двух-трех дней. Уравновешивание может быть продлено для более гидрофобных соединений. Для соединения с logKow, равным восьми, 23 (дихлорбифенил) достаточно 144 часа для установления равновесия. Равновесное состояние оценивается с помощью повторного отбора проб из отдельного сосуда.
4.4.4 Начало эксперимента
4.4.4.1 В начале эксперимента реакционный сосуд заполняют н-октанолом, насыщенным водой. Следует учесть достаточное количество времени для достижения температуры термостатирования.
4.4.4.2 В реакционный сосуд осторожно добавляют необходимое количество тестируемого вещества (растворенного в необходимом объеме н-октанола, насыщенного водой). Это важный шаг эксперимента, так как следует избегать турбулентного перемешивания двух фаз. С этой целью фаза н-октанола может медленно пипетироваться у противоположной стенки экспериментального сосуда, близко к поверхности воды. Впоследствии она будет стекать по стеклянной стенке и образовывать тонкий слой на поверхности водной фазы. Всегда следует избегать перелива н-октанола непосредственно в колбу; недопустимо попадание капель н-октанола прямо в воду.
4.4.4.3 После начала перемешивания скорость должна возрастать медленно. Если электродвигатель для перемешивания не может быть настроен должным образом, то следует рассмотреть возможность использования трансформатора. Скорость перемешивания должна быть отрегулирована так, чтобы воронкообразный водоворот на поверхности раздела между водой и н-октанолом составлял от 0,5 до максимально 2,5 см в глубину. Скорость перемешивания должна быть уменьшена, если воронкообразный водоворот превышает глубину 2,5 см, иначе из капель н-октанола в водной фазе могут образовываться микрокапли, что приводит к завышению концентрации тестируемого вещества в воде. Максимальная скорость перемешивания 2,5 см рекомендована на основе результатов, полученных в исследованиях кольцевого теста. Это нечто среднее между интенсивностью уравновешивания и ограничением образования микрокапель н-октанола.
4.4.5 Отбор и обработка пробы
4.4.5.1 Перед отбором проб мешалки должны быть отключены и жидкости должны прийти в состояние покоя. После завершения отбора проб мешалки снова начинают медленно вращаться, как описано выше, а затем скорость перемешивания постепенно увеличивается.
4.4.5.2 Водная фаза отбирается из запорного крана нижней части реакционного сосуда. Всегда следует сливать застоявшуюся воду, содержащуюся в кранах [примерно 5 мл в сосуде (см. приложение B)]. Вода в кранах не перемешивается и, следовательно, не находится в равновесии с основной массой. Отметьте объем пробы воды и убедитесь, что некоторое количество тестируемого вещества присутствует в отброшенной воде и принимается во внимание при расчете массового баланса. Потери на испарение должны быть сведены к минимуму путем спокойного попадания воды в делительную воронку, чтобы не нарушился слой воды/н-октанола.
4.4.5.3 Пробы н-октанола получают путем забора нескольких аликвот (около 100 мкл) из слоя н-октанола с помощью комбинированного шприца на 100 мкл. Отбор следует проводить аккуратно, не нарушая границы раздела фаз. Затем записывается объем пробы жидкости. После разбавления образца н-октанола будет достаточно малых аликвот.
4.4.5.4 Следует избегать лишних шагов переноса пробы. В связи с этим необходимо определить объем образца гравиметрически. В случае проб воды этого можно достигнуть путем сбора проб воды в делительную воронку, которая содержит уже необходимый объем растворителя.
5 Результаты и подготовка отчета
5.1 Согласно настоящему стандарту коэффициент распределения определяется путем выполнения трех экспериментов медленного перемешивания (три экспериментальные установки) с исследуемым соединением в одинаковых условиях. Регрессия, используемая для подтверждения достижения равновесия, должна быть основана на результатах по меньшей мере четырех определений Co/Cw в последовательные моменты времени. Это позволяет получить средний показатель для расчета дисперсии как меры неопределенности, полученной каждой экспериментальной установкой.
5.2 Коэффициент распределения может быть охарактеризован дисперсией в данных, полученных для каждой экспериментальной установки. Эта информация используется для расчета коэффициента распределения как средневзвешенного результата отдельных экспериментальных установок. Для этого используется обратная дисперсия результатов экспериментальных установок в качестве веса. В результате данные с большим разбросом (в виде дисперсии) и, таким образом, с маленькой надежностью оказывают меньшее влияние на результат, чем данные с низкой дисперсией.
5.3 Аналогично рассчитывается взвешенное стандартное отклонение. Оно характеризует повторяемость измерений коэффициента распределения. Низкое значение взвешенных стандартных отклонений указывает, что коэффициент распределения в одной лаборатории определяется с высокой воспроизводимостью. Формальная статистическая обработка данных изложена ниже.
5.4 Обработка результатов
5.4.1 Подтверждение достижения равновесия
Логарифм отношения концентрации тестируемого соединения в н-октаноле и воде [log(Co/Cw)] рассчитывается для каждого времени отбора проб. Достижение химического равновесия подтверждается путем построения графика зависимости этого коэффициента от времени. Плато на этом графике, основанное по крайней мере на четырех последовательных моментах времени показывает, что равновесие достигнуто и что соединение действительно растворилось в н-октаноле. Если нет, то тест должен быть продолжен до наступления четырех последовательных моментов времени кривой наклона на графике, которые существенно не отличаются от 0 в p-уровне 0,05, что указывает на независимость Co/Cw от времени.
5.4.2 Расчет logKow
Значение logKow в экспериментальной установке рассчитывается как средневзвешенное значение logCo/Cw для части кривой на графике зависимости Co/Cw от времени, для которого было подтверждено равновесное состояние. Средневзвешенное значение рассчитывается путем взвешивания данных с обратной дисперсией, так что влияние данных на конечный результат обратно пропорционально неопределенности данных.
5.4.3 Среднее значение logKow
5.4.3.1 Среднее значение logKow различных экспериментальных установок рассчитывается как среднее из результатов отдельных экспериментальных установок взвешенных дисперсий.
Расчет производится следующим образом
logK_{ow,Av} = (\sum w_{i} \cdot logK_{ow,i}) \cdot (\sum w_{i})^{- 1} , (3)
где logKow,i — значение logKow в отдельной экспериментальной установке i;
logKow,Av — средневзвешенное значение отдельных определений logKow;
wi — статистический вес, назначенный значению logKow в экспериментальной установке i.
Обратная дисперсия logKow,i используется, как показано в (4)
5.4.3.2 Ошибка среднего значения logKow оценивается как повторяемость logCo/Cw, определенная в ходе фазового равновесия в отдельных экспериментальных установках. Она выражается как взвешенное стандартное отклонение logK_{ow,Av}(\sigma logK_{ow,Av}) , которое, в свою очередь, является критерием ошибки, связанной с logKow,Av. Взвешенное стандартное отклонение может быть вычислено из взвешенной дисперсии (var_{logK_{ow,Av}}) по (5) и (6):
var_{logK_{ow,Av}} = (\sum w_{i} \cdot (logK_{ow,i} - logK_{ow,Av})^{2}) \cdot (\sum w_{i} \cdot (n - 1))^{- 1} , (5)
\sigma logK_{ow,Av} = (var_{logK_{ow,Av}})^{0,5} , (6)
где n — число экспериментальных установок.
5.5 Протокол испытания
Протокол испытаний должен включать следующую информацию.
- общепринятое наименование, химическое наименование, номер CAS, структурную формулу (с указанием позиции маркировки в случае использования меченых веществ) и соответствующие физико-химические свойства;
- степень чистоты тестируемого вещества;
- маркер чистоты меченых веществ и молярную активность (при необходимости);
- предварительную оценку logKow и метод, используемый для получения значения.
- даты выполнения исследования;
- температура проведения эксперимента;
- объемы н-октанола и воды в начале испытания;
- объемы изъятых проб н-октанола и воды;
- объемы н-октанола и воды, оставшихся в сосудах для испытаний;
- описание сосудов, используемых для испытаний, и условий перемешивания (размеры магнитной мешалки и сосуда для испытания, высота воронкообразного водоворота в мм и, при необходимости, скорость перемешивания);
- аналитические методы, используемые для определения тестируемого вещества и методы определения количественного предела;
- время взятия образцов;
- если pH соответствует ионизированным молекулам, то используемая pH водной фазы и буферы;
- число повторностей.
- воспроизводимость и чувствительность используемых аналитических методов;
- определение концентраций тестируемого вещества в н-октаноле и воде в зависимости от времени;
- подтверждение массового баланса;
- температура и стандартное отклонение или диапазон температуры во время эксперимента;
- регрессия отношения концентрации ко времени;
- среднее значение logKow,Av и его стандартная ошибка;
- обсуждение и интерпретация результатов;
- примеры значений исходных данных представленных анализов (все исходные данные должны храниться в соответствии с принципами надлежащей лабораторной практики), в том числе извлечение суррогатов и число уровней, используемых в калибровке (наряду с критерием коэффициента корреляции калибровочной кривой), и результаты обеспечения и контроля качества;
- при необходимости — утверждение отчета процедуры анализа (должен быть указан среди ссылок).
ТАБЛИЦА ДЛЯ РАСЧЕТА МИНИМАЛЬНЫХ ОБЪЕМОВ ВОДЫ, НЕОБХОДИМЫХ ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ ТЕСТИРУЕМЫХ СОЕДИНЕНИЙ С РАЗЛИЧНЫМИ ЗНАЧЕНИЯМИ logKow В ВОДНОЙ ФАЗЕ
- максимальный объем отдельных аликвот равен 10% от общего объема, 5 аликвот равен 50% от общего объема;
- концентрация тестируемых веществ равна 0,7·растворимость в любой фазе. В случае более низких концентраций большие объемы не требуется;
- объем, используемый для определения уровня обнаружения, равен 100 мл;
- зависимости logKow от logSw и logKow от SR (Sокт/Sв) являются достаточным представлением взаимосвязей для тестируемых соединений.
Оценка растворимости в воде (Sв)
Оценка растворимости в н-октаноле (Sокт)
Минимальный объем, требуемый для водной фазы для каждого предела обнаружения концентрации
| logKow | Предел обнаружения, микрограммы/л | 0,001 | 0,010 | 0,100 | 1,000 | 10,000 |
| 4,0 | 0,04 <1> | 0,38 <1> | 3,80 <1> | 38 <1> | 380 <3> | |
| 4,5 | 0,09 <1> | 0,94 <1> | 9,38 <1> | 94 <1> | 938 <4> | |
| 5,0 | 0,23 <1> | 2,32 <1> | 23,18 <1> | 232 <3> | 2318 <5> | |
| 5,5 | 0,57 <1> | 5,73 <1> | 57,26 <1> | 573 <4> | 5726 <5> | |
| 6,0 | 1,41 <1> | 14,15 <1> | 141 <2> | 1415 <5> | 14 146 <5> | |
| 6,5 | 3,50 <1> | 34,95 <1> | 350 <3> | 3495 <5> | 34 950 <5> | |
| 7,0 | 8,64 <1> | 86,35 <1> | 864 <4> | 8635 <5> | 86 351 <5> | |
| 7,5 | 21,33 <1> | 213 <4> | 2133 <5> | 21 335 <5> | 213 346 <5> | |
| 8,0 | 52,71 <1> | 527 <4> | 5271 <5> | 52 711 <5> | 527 111 <5> | |
| Объем, используемый для предела обнаружения, л | 0,1 | |||||
| <1> Представляет < 10% от общего объема водной фазы, равновесный сосуд, 1 литр. <2> Представляет < 10% от общего объема водной фазы, равновесный сосуд, 2 литра. <3> Представляет < 10% от общего объема водной фазы, равновесный сосуд, 5 литров. <4> Представляет < 10% от общего объема водной фазы, равновесный сосуд, 10 литров. <5> Превышает 10% даже в 10-литровом равновесном сосуде. | ||||||
Обзор требуемых объемов в зависимости от растворимости в воде и logKow и минимальный объем, необходимый для водной фазы для каждого предела обнаружения концентрации, мл
ПРИМЕР СОСУДА ДЛЯ ПЕРЕМЕШИВАНИЯ СО СТЕКЛЯННОЙ ОБОЛОЧКОЙ ДЛЯ МЕТОДА МЕДЛЕННОГО ПЕРЕМЕШИВАНИЯ ПРИ ОПРЕДЕЛЕНИИ Kow
БИБЛИОГРАФИЯ
| УДК 658.382.3:006.354 | МКС 71.040.50 |
| Ключевые слова: химическая продукция, воздействие на окружающую среду, окружающая среда, водная среда, метод испытаний, коэффициент распределения | |