GB/T 36700.5-2018 化学品 水生环境危害分类指导 第5部分：生物富集

ICS13.300

A80

国；

中华人民共和国国家标准

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一

Part5:Bioconcentration

2018-09-17发布2019-04-01实施

国家市场监督管理总局峪非

中国国家标准化管理委员会0(..'I(J

GB/T36700.5-2018

目u昌

GB/T36700《化学品水生环境危害分类指导》分为以下8个部分：

一一第1部分：导言；

一一第2部分：统一分类方法；

第3部分：水生毒性；

一一第4部分：降解；

一一第5部分：生物富集；

一一第6部分：定量结构活性关系（QSAR);

一一第7部分：金属和金属化合物分类；

第8部分：金属和I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/T1.12009给出的规则起草。

本部分由全同危险化学品管理标准化技术委员会（SAC/TC251）提剧井归口。

本部分起草单位：环境保护部同体废物与化学品管理技术中心、中华人民共和同安徽归入境检验检

疫局、中同化丁－经济技术发展中心、上海化了研究院有限公司、华峰集团有限公司、清华大学、北京同石

安康科技有限公司、江苏澄星磷化了，股份有限公司。

本部分主要起草人：卢玲、泪劲松、张梦莎、马嘉乐、刘洪英、田字、张营、聂晶磊、周红、王馨晨、

曹梦然、严虎、王斌、黄俊。

I

GB/T36700.5-2018

到真实的BCF，有必要将母体受试物与可能存在的代谢产物明确区分开。如果在试验中采用放射性同

位素标记物质，将有可能对总体放射性标记（即母体受试物和可能产生的代谢产物）进行分析，或者可以

将样本纯化，以便能够对母体化合物进行单独分析。

A.1.2.5当lgKow值大于6时，BCF测定值将会随着lgKow值的增大而减小。产生这一非线性特点的

主要原因可能是生物转化，膜渗透动力减小或者大分子生物脂溶性降低。其他因素应考虑试验中的人

为原因，比如没有达到平衡状态、由于在水相中的吸附作用造成有机化合物生物利用率的降低和分析有

误等。此外，应谨慎评估lgKow值大于6的物质的BCF测试数据，这些数据的不确定性远远大于lg

Kow值小子6的物质。

A.2E辛醇－水分配系数(lgKOW)

A.2.1定义和一般考虑

A.2.1.1正辛醇－水分配系数ClgKow）是一种物质的亲脂性的衡量指标。同样，lgKow也是评价物质环

境归宿的一个关键参数。物质的许多分配过程都由JgKow驱动，如被土壤和沉积物吸附并在生物体内

富集。

A.2.1.2物质在受试鱼脂肪相和试验用水之间的分配过程与其在正辛醇和水之间的分配过程相似，这

是生物富集和lgKow之间相互关联的基础。使用Kow是因为正辛醇能够作为受试鱼脂肪的合适替代

物。lgK仰和物质在鱼肝油和廿油三油酸酣中的洛解度之间，存在着极为重要的关系C:\liimi,1991)。

甘油三油酸醋是在淡水鱼脂质中发现的存量最丰富的一种甘油三酣（Henderson和ITocher,1987）。

A.2.1.3鉴于通过试验确定kow值的局限性，比如对于完全溶于水和完全亲脂性的物质元法通过试验

确定其Kow值，所以可以使用QSAR估算得到Kow值。然而，在将QSAR用于元法通过试验确定Kow

值的物质（比如表面活性物质）时，应该格外谨慎。

A.2.2K0，..测试方法

A.2.2.1摇瓶法

摇瓶法的基本原理是测定物质在两种不同的相态，即正辛醇相和水相中的溶解度。为确定分配系

数，应先将系统中所有相互作用的各种成分之间达到平衡状态，然后再测定物质在两种相态中的溶解

度。当lgK阳在－2～4时，摇瓶法适用。摇瓶法只能用于可溶于水和正辛醇的纯物质，而且应在

20℃～25℃的恒定泪皮条件下进行（土1℃）。

A.2.2.2高效液相色谱法

高效液相色谱法是在分析柱上进行的。分析柱内填满含有通过化学键与二氧化硅结合的长碳氢链

（比如Cs、C,s）的间定相，注入到柱体内的化学品，由于在流动相和阿定相之间不同的分配系数，将以不

同的速率沿柱体运动。高效液相色谱法不适用于强酸和强碱、金属络合物、表面活性物质或与洗脱rf!J发

生反应的物质。当lgKow值在0～6时，可使用高效液相色谱法。与摇瓶法相比，高效液相色谱法对受

试物中的杂质不太敏感。

A.2.2.3慢速搅拌法

采用慢速搅拌法，可以精准确定lgKow值小于8.2的化合物的Kow值（D巳Bruijn等，1989）。对于

高亲脂性的化合物，摇瓶法容易受到人为因素影响（微滴的形成）；当采·用高效液相色谱法时，应将K帆

值外推到标定范围以外，以得到Kow估计值。

为确定分配系数，受试物应先在正辛醇和水之间达到平衡，然后再测定两相中受试物的浓度。在摇

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瓶法试验过程中，因形成微滴而造成的试验闲难，可在慢速搅拌试验中得到一定程度的克服，正辛醇、水

利受试物可在轻轻搅拌的反应帮内可达到平衡。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lgKow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。柱体用一种同体支撑物包裹，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归来。JA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Kow值大于4.5的物质（Doucette和Andren,

1987和1988;Shiu等，1988）和lgKow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

物质控制法案试斡准则》（USEPA,1985）对器柱发生法作了详细说明。

A.2.3利用QSAR确定lgKow（另见GB／’］『36700.6)

A.2.3.1目前己经使用和正在开发的用于估计kow值的QSAR较多，常用的几种方法都建立在碎片常

数的基础止。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lgKow。

A.2.3.2CLOGP（光化学信息系统，1995）最初是为纠品设计而开发的。模型建立在Hansch和Leo

3辛：法（Han~

的lgKow值，不适用于盐类和l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

如苯盼、胶和竣酸，lgK。w值估3辛；结果是中性或未电离形式的值，井且该数值与pH值有关。一般说来，

程序可在lgKow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，Niemela

(1993）进行过一项有效性研究，将lgKow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仰值在0以下或9以上范围内的大量有机化合物的lgKow值（11=501,r2=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CLOGP程序（PC版3.32,USEPA1.2）得到

的结果是，r2=0.89,s.d.=0.58，η＝722L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lgKow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，CLOGP

程序只能达到有限的可靠性COECD,1993）。然而，对于阴离子表面活性物质CLAS），可用一种修正方

法来估算经调整的CLOGP值（Roberts,1989）。

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、0、Hal、Si,P、Se、Li、Na,K和／或Hg的有机化合物的lgKow值；也可怕算带有形式电荷（如硝基化

合物和氮氧化合物）的化合物的lgKow值。可电离物质，比如苯酣、股和楼酸的lgKow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，如脂肪回事乙氧基化物（Tolls,

1998）、染料和解离物质，也可以用LOGKOW程序进行预测（Pedersen等人，1995）。一般说来，该程序

可对lgKow值在0至9范固内的物质给出明确的估测值（TemaNord1995:581）。与CLOGP程序相

同，LOGKOW程序也被证明是有效的（表A.l），并建议用于分类。

A.2.3.4AUTOLOGP(Devillers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、0、Hal,P和S的有机化学品的lgk阳值，但不能用于估测盐

类的lgKow值。此外，也不能估测某些带有形式电荷的化合物的lgk例值，但硝基化合物除外。可以估

测如苯盼、脏和接酸等可电离化学品的lgKow值，但应该注意它们与pH值的相关性。

表A.l综述了基于碎片法的各种lgk仰值估测方法（Howard和Meylan,1997）。使用其他估算lg

Kow值的方法时，应视具体情况使用井有适当的科学证明。

10

GB/T36700.5-2018

表A.1根据碎片法估算lgK0w值的QSAR方法综述

方法方法学统计参数

总体，11=8942,r'=0.917,sd=0.482

CLOGPHansch和Leo(1979),

验、此：，1=501,r2=0.967

碎片＋修正因子

CLOGPDaylight0995)

验证：11=7221,,·2＝。”，sd=0.58

LOGKO飞1VCKOWWIN)

140段＋校正：11=2430,,2=0.981,sd=0.219,me=0.161

Meylan和Howard

260个修正因子验证：11=8855,,2=0.95,sd=0.427‘me=0.327

0995),SRC

66个原子和贡献碎片

AUTOLOGP

(Rekker和Manhold,校正：11=800,r2=0.96,sd=0.387

Devillersetal.0995)

1992)

校正：11=1054,r'=0.99

Rekker和DeKort(1979)碎片＋修正因子

验证，11=20,,·'=0.917,sd=0.53,me=0.40

校正：11=2039',.,=0.77

Niemi等人(1992)

分子连接性指数CMCD

3金、吐：11=2039,r'=0.49

Klopman等人(1994)98个碎片十修正因子校正：11=1663,r'=0.928,sd=0.3817

校正：11=1686,me=0.35

Suzuki和Kudo(1990)424个碎片

验证：11=221,me=0.49

Ghose等人0988)校正：11=830,r2=0.93,sd=0.47

110

个碎片

八TOMLOGP验证：11=125,r2=0.87,sd=0.52

校正，11=302,r'=0.96,sd=0.31,me=0.24

Bodor和Huang0992)分子轨道函数

验证：II=128,sd=0.38

Broto等人0984)

110个碎片校正，11=1868,me=ca.0.4

ProLogP

11

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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晌

B.1影响眼收的因素

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。ijm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

向于大鱼的鲤表面积和l体重比相对较小，因此可以预测，和小鱼相比，大鱼的吸收速亘在常数付I）相

对较低（Sijm和lLinde,1995;Oppcrhuizcn和Sijm,1990）。物质在鱼体内的眼lj）（还进一步受到以下因

素的影响：过鲤水流、通过位于跑上皮水层的扩散、通过跑上皮的渗透、过腮1(11.的流动速芋，和1(11.掖成分的

粘合能力（ECETOC,1995）。

B.1.3分子大小

向于水中的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(Opperhuizen等，1985;Anliker等，1988）或最大有效分子长度大于

4.3nm(Opperhuizen,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元法被吸收。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，从而降低了吸收速来常数（Gobas等人，1986）。

B.1.4有效性

一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，并且能够通过鱼舰迁移从而进入

鱼体。在自然环境和1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，因此水中的恪解性有机物

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邮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｜刑，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）。

此外，被巳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，一般情况下，可能对BCF（和

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

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GB/T36700.5-2018

更多的水流经它们的鲍部，以满足呼吸需求（McKim和Goeden,1982）。然而，Oppcrhuizen和Schrap

(1987）研究指出，这也可能和鱼的种类有关。研究（Sijm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调度变化影响吸收速采常数的报道（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l受试物的亲脂性。

B.3.2生物体大小

与股收速亘在相同，清除率取决；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）的侧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h，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（例如鲤鱼阳）比“瘦”鱼（例如蜡鱼）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.3.4.1一般而言，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地州来。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州砚变化。因此，在组织分布、生物蓄积、持久性，以及排油路径和排泄

率等方面，代谢物将在生物体内表现归不同的行为特点。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），比如己

知毒性很高的苯井苗。

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，对于用舰呼吸的生物而言，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k2（清除速率常数）和lgKow（或BCF）之｜可存在着负线性关系（比如，Spacie和

Hamelink,1982;Gobas等，1989;Petersen和Kristensen,1998），而h1（股收速率常数）则或多或少与

物质的亲脂性无关（Connell,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，lgBCF和lgKow之｜可存在相关性。

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附录C

（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/T21800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化学品测试导川

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（正辛醇／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

OECD305A0981）