中国新化学物质环境管理登记经验分享(四):易挥发物质

中国新化学物质
2023年12月29日

近期,瑞欧科技已陆续推出一系列关于新化学物质登记中疑难物质的经验分享文章。继前面和大家深入探讨了不稳定物质、UVCB物质及难溶物质在新化学物质登记中的申报策略后,本周我们将迎来第四篇专题:易挥发物质的注册经验分享。

易挥发物质

挥发性(Volatility)是指液态物质由液体转化为气态的能力。易挥发物质则是指在低于沸点的温度条件下即可转变成气态的液体物质。

生活中比较常见的易挥发的物质包括:

(1)无机类:Br2,I2,干冰,液氨,HNO3,HCl等;

(2)有机类:乙酸,氯仿,乙醇,乙醚,苯,苯酚,甲醛等。

按照《大气挥发性有机物源排放清单编制技术指南》对挥发性有机物(Volatile Organic compounds, VOCs)的定义:指在标准状态下饱和蒸气压较高(标准状态下大于 13.33Pa)、沸点较低、分子量小、常温状态下易挥发的有机化合物。

挥发性的重要参数

物质的蒸气压(Vp)和亨利常数(HLC)是决定物质是否可蒸发到大气中的重要参数。

蒸气压是衡量物质的冷凝相和蒸气相之间平衡的一种尺度,蒸气压的高低表明了液体中的分子离开液体汽化或蒸发的能力大小。蒸气压越高,就说明了液体越容易汽化。

亨利常数决定了化学物质的环境分布行为,它反映了特定物质的相对挥发性。HLC值高的化学物质会从水中挥发到空气中,分布在一个大的区域。HLC值低的化学物质倾向于留在水中,并可能被吸附到土壤或沉积物上。

12号令申报难点

易挥发物质通常具有较高蒸气压和较低的沸点,因此在常温下就能够迅速挥发成气体,散布到周围环境中。

易挥发物质在新化学物质申报过程中所面临的难题则是物质的储存和暴露浓度的保持。

物质的储存:

化学物质越容易挥发,就越有可能分布到空气中,因此在贮存时,应密封放置于低温阴凉处并远离热源,防止受热加快挥发。

有的易挥发物质挥发到空气中后能迅速形成可燃性混合物,一旦遇到火源就会发生燃烧或爆炸;有的易挥发物质具有毒性,且无色无味,挥发至空气中不易察觉,人体接触或吸入过量或引发中毒反应。因此,易挥发物质的储存至关重要。

在实验室储存时,应根据易挥发物质的不同性质做好储存:

  • 应存放于低温阴凉通风处保存,防止挥发加速;

  • 存放于密闭的容器中,如玻璃瓶或塑料瓶,确保容器的盖子紧闭;

  • 不同性质的易挥发物质应分开存放,避免相互作用或泄漏导致安全问题;

  • 如易挥发物质具有易燃易爆的性质,需避免与火源、明火或静电火花接触;

  • 根据试剂的性质和危险程度进行分类,并按照相关规定进行存放。

暴露浓度的保持:

易挥发物质在测试中,至少要保证在测试时间内物质浓度是稳定的,或者剩余的量足以完成相应的测试。因此在试验操作过程中需要通过加盖等优化方式保证物质在试验过程中的有效浓度。

在毒理学试验中:

通常需要将受试物混合到溶媒或培养基配制成一定浓度的溶液或者混悬液,在配制的过程以及染毒的过程中都需要通过优化措施阻止物质挥发,以尽可能地减少浓度变化,不影响染毒剂量。如果需要进行吸入试验,这类物质的气溶胶样本的收集、储存和浓度分析方法开发同样是存在困难的。

在生态测试中:

根据OECD No.23的相关要求,测试介质在制备和暴露过程中溶液配制和染毒的过程,可采用密闭无顶空的方式使易挥发物质保持挥发性物质的损失最小化。

同样,在可能的情况下,可通过将测试物质直接添加到测试容器中来单独制备溶液而不是通过稀释原液的形式来制备。也可以采用注射泵将浓缩挥发性物质的溶液装入密封容器,用于分析的样品应放置在零顶空小瓶中。

在可能的情况下,应根据在整个测试过程中保持可分析量化的测试物质浓度的目标来选择适当的系统。

对于水生生物,还需要采用特殊的处理方式,如鱼类试验中,密封容器中溶解氧的消耗可能是显著的。因此,应考虑首选尺寸范围较小的试验鱼,较大的试验体积,用纯氧通气或更频繁地更新介质(半静态或流动),以便将氧浓度维持在指导值之内。当使用纯氧时,应监测测试溶液的pH值。

生态试验中最难进行的是陆生生物和微生物试验。因密闭条件可能会致使试验系统中氧气不足导致陆生生物和好氧微生物的死亡,因此可能无法在密闭系统内进行。

这种情况,则需对其进行多种优化措施予以控制,如带盖玻璃容器中混均,并尽可能缩短暴露在空气中的时间等方式进行优化处理。若经过多项优化措施之后,仍不能保证受试物的初始浓度满足试验导则的要求,那可能无法开展完整的陆生生物毒性试验。

在活性污泥呼吸抑制试验中如易挥发物质在曝气3h或者30min,供试品溶液浓度均不能维持在初始浓度的80%,基于测定浓度的几何平均值计算和物质的强挥发性考虑,应选择曝气30min的试验结果为准。

瑞欧建议

易挥发物质在新化学物质申报过程中的难点是试验过程中物质的储存和暴露浓度的保持。在实验室保存时,应根据易挥发物质的不同性质做好相应的储存;在试验过程中,需采用多项优化措施予以控制,尽可能地减少物质挥发到空气中,保持暴露浓度。

接下来,瑞欧科技仍将结合自身的注册经验持续为大家分享新化学物质注册过程中疑难物质的申报策略,再次感谢大家的关注与分享!

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