中國新化學物質環境管理登記經驗分享(四):易揮發物質

2024年1月17日

近期,瑞歐科技已陸續推出一系列關於新化學物質登記中疑難物質的經驗分享文章。繼前面和大家深入探討了不穩定物質、UVCB物質及難溶物質在新化學物質登記中的申報策略後,本周我們將迎來第四篇專題:易揮發物質的註冊經驗分享。

易揮發物質

揮發性(Volatility)是指液態物質由液體轉化為氣態的能力。易揮發物質則是指在低於沸點的溫度條件下即可轉變成氣態的液體物質。

生活中比較常見的易揮發的物質包括:

(1)無機類:Br2,I2,乾冰,液氨,HNO3,HCl等;

(2)有機類:乙酸,氯仿,乙醇,乙醚,苯,苯酚,甲醛等。

按照《大氣揮發性有機物源排放清單編制技術指南》對揮發性有機物(Volatile Organic compounds, VOCs)的定義:指在標準狀態下飽和蒸氣壓較高(標準狀態下大於 13.33Pa)、沸點較低、分子量小、常溫狀態下易揮發的有機化合物。

揮發性的重要參數

物質的蒸氣壓(Vp)和亨利常數(HLC)是決定物質是否可蒸發到大氣中的重要參數。

蒸氣壓是衡量物質的冷凝相和蒸氣相之間平衡的一種尺度,蒸氣壓的高低表明了液體中的分子離開液體汽化或蒸發的能力大小。蒸氣壓越高,就說明了液體越容易汽化。

亨利常數決定了化學物質的環境分佈行為,它反映了特定物質的相對揮發性。HLC值高的化學物質會從水中揮發到空氣中,分佈在一個大的區域。HLC值低的化學物質傾向于留在水中,並可能被吸附到土壤或沉積物上。

12號令申報難點

易揮發物質通常具有較高蒸氣壓和較低的沸點,因此在常溫下就能夠迅速揮發成氣體,散佈到周圍環境中。

易揮發物質在新化學物質申報過程中所面臨的難題則是物質的儲存和暴露濃度的保持。

物質的儲存:

化學物質越容易揮發,就越有可能分佈到空氣中,因此在貯存時,應密封放置於低溫陰涼處並遠離熱源,防止受熱加快揮發。

有的易揮發物質揮發到空氣中後能迅速形成可燃性混合物,一旦遇到火源就會發生燃燒或爆炸;有的易揮發物質具有毒性,且無色無味,揮發至空氣中不易察覺,人體接觸或吸入過量或引發中毒反應。因此,易揮發物質的儲存至關重要。

在實驗室儲存時,應根據易揮發物質的不同性質做好儲存:

  • 應存放於低溫陰涼通風處保存,防止揮發加速;

  • 存放於密閉的容器中,如玻璃瓶或塑膠瓶,確保容器的蓋子緊閉;

  • 不同性質的易揮發物質應分開存放,避免相互作用或洩漏導致安全問題;

  • 如易揮發物質具有易燃易爆的性質,需避免與火源、明火或靜電火花接觸;

  • 根據試劑的性質和危險程度進行分類,並按照相關規定進行存放。

暴露濃度的保持:

易揮發物質在測試中,至少要保證在測試時間內物質濃度是穩定的,或者剩餘的量足以完成相應的測試。因此在試驗操作過程中需要通過加蓋等優化方式保證物質在試驗過程中的有效濃度。

在毒理學試驗中:

通常需要將受試物混合到溶媒或培養基配製成一定濃度的溶液或者混懸液,在配製的過程以及染毒的過程中都需要通過優化措施阻止物質揮發,以盡可能地減少濃度變化,不影響染毒劑量。如果需要進行吸入試驗,這類物質的氣溶膠樣本的收集、儲存和濃度分析方法開發同樣是存在困難的。

在生態測試中:

根據OECD No.23的相關要求,測試介質在製備和暴露過程中溶液配製和染毒的過程,可採用密閉無頂空的方式使易揮發物質保持揮發性物質的損失最小化。

同樣,在可能的情況下,可通過將測試物質直接添加到測試容器中來單獨製備溶液而不是通過稀釋原液的形式來製備。也可以採用注射泵將濃縮揮發性物質的溶液裝入密封容器,用於分析的樣品應放置在零頂空小瓶中。

在可能的情況下,應根據在整個測試過程中保持可分析量化的測試物質濃度的目標來選擇適當的系統。

對於水生生物,還需要採用特殊的處理方式,如魚類試驗中,密封容器中溶解氧的消耗可能是顯著的。因此,應考慮首選尺寸範圍較小的試驗魚,較大的試驗體積,用純氧通氣或更頻繁地更新介質(半靜態或流動),以便將氧濃度維持在指導值之內。當使用純氧時,應監測測試溶液的pH值。

生態試驗中最難進行的是陸生生物和微生物試驗。因密閉條件可能會致使試驗系統中氧氣不足導致陸生生物和好氧微生物的死亡,因此可能無法在密閉系統內進行。

這種情況,則需對其進行多種優化措施予以控制,如帶蓋玻璃容器中混均,並盡可能縮短暴露在空氣中的時間等方式進行優化處理。若經過多項優化措施之後,仍不能保證受試物的初始濃度滿足試驗導則的要求,那可能無法開展完整的陸生生物毒性試驗。

在活性污泥呼吸抑制試驗中如易揮發物質在曝氣3h或者30min,供試品溶液濃度均不能維持在初始濃度的80%,基於測定濃度的幾何平均值計算和物質的強揮發性考慮,應選擇曝氣30min的試驗結果為准。

瑞歐建議

易揮發物質在新化學物質申報過程中的難點是試驗過程中物質的儲存和暴露濃度的保持。在實驗室保存時,應根據易揮發物質的不同性質做好相應的儲存;在試驗過程中,需採用多項優化措施予以控制,盡可能地減少物質揮發到空氣中,保持暴露濃度。

接下來,瑞歐科技仍將結合自身的註冊經驗持續為大家分享新化學物質註冊過程中疑難物質的申報策略,再次感謝大家的關注與分享!


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