化学农药环境安全评价试验准则 第8部分：水-沉积物系统代谢试验 编制说明

《化学农药环境安全评价试验准则第8部分：水-沉积物系统代谢试验》编制说明（一）任务来源根据国标委发[2023]64号国家标准化管理委员会关于下达2023年国家标准制修订计划的通知（2023年12月28日发）第445项，由农业农村部农药检定所主持承担“化学农药环境安全评价试验准则第8部分：水-沉积物系统代谢20233011-T-326。（二）制定背景我国是农业大国，也是农药生产和使用大国。农药是一种特殊商品，它既是农业生产必需的生产资料，它的使用对控制病、虫、草害，保障粮食安全发挥着巨大的作用，但同时也可能对生态环境造成不容忽视的污染和危害，甚至对人类健康产生严重威胁。农药对生态环境的污染危害已成为全球广泛关注的重大环境问题，农药的安全性（包括环境和人体健康）管理也已逐步成为全球农药管理的重点。为了加强农药的环境管理，以便在使用农药的同时保护日益脆弱的生态环境，世界各国都加大了监管力度。农药环境管理的法律、标准不断完善，欧盟、美国、日本、澳大利亚、加拿大、巴西等国家和地区先后建立了农药环境风险评估技术体系。我国也于2016年发布了NY/T2882《农药登记环境风险评估指南》系列农业行业标准，建立了农药对水生生态系统、鸟类、蜜蜂、家蚕、地下水、非靶标节肢动物和水-沉积物系统生物的环境风险评估方法。据农业农村部测算，2020年我国水稻、小麦、玉米三大粮食作物农药利用率为40.6%，其余部分进入环境，水-沉积物系统代谢是农药在水体中的主要代谢途径。因此，明确农药在水-沉积物系统中的代谢情况是评估农药环境安全性的基础。2017年新发布的《农药登记资料要求》（农业部2569号公告）也规定化学农药申请农药登记时需要提交水-沉积物系统好氧代谢（3.1.3.2.3）试验资料以及环境风险评估我国国家标准GB/T31270.8-2014《化学农药环境安全评价试验准则第8部分：水-沉积物系统降解试验》（以下简称原标准）在我国的农药管理与新农药的开发研制过程中发挥了重要作用。但该标准未对农药在水-沉积物系统中的代谢（降解）途径提出要求，仅关注代谢（降解）速率。随着绿水青山就是金山银山的理念深入人心，国家、社会和公众对我国的农药管理工作提出了更高的要求。因此，为了满足农药管理的需求，促进我国农药的国际贸易，进一步加强与规范农药对生态环境的安全评价工作，修订《化学农药环境安全评价试验准则第2部分：水-沉积物系统降解试验》国家标准是非常必要的。《化学农药环境安全评价试验准则第2部分：水-沉积物系统降解试验》国家标准的修订，旨在进一步完善我国农药环境安全评价技术体系，通过农药登记前的环境安全性评价，从源头控制农药对环境可能产生的污染。同时试验准则的标准化、规范化，可保证试验结果的准确可靠及可比性。因此，国家标准的修订，对于规范我国农药环境安全评价工作，使之适应新形势的要求，从而更好地为我国的农药登记和农药环境管理提供技术支持具有重GB/T31270.8-2014至今已实施近10年，广泛应用于农药登记、新农药研制筛选和科研等领域，以非放射性方法测定化学农药在水-沉积物系统中的降解速率的研究具备深厚的研究基础和实践经验，而采用放射性技术研究农药在环境中归趋转化的相关研究也可追溯至上世纪60年代，稳定性同位素标记示踪技术目前在国内也已成为一种成熟的技术，可以为采用放射性标记方法研究化学农药在水-沉积物系统中的代谢途径、代谢速率研究提供技术支撑。同时，OECD于2002年发布的适用于化学品测试的“水-沉积物系统中好氧/厌氧代谢”试验指南（OECD,2002:GuidelinefortheTestingofChemicalsNo.308AerobicandAnaerobicTransformationinAquaticSedimentSystems）以及EPA的2012，2014）可以为标准的修订提供方法参考。（三）起草过程部农药检定所组织相关专家成立了标准起草工作组,提出标准修订实施方案。起草组成员主要包括：周艳明、陶传江、陈朗、单炜力、林燕、刘永利、胡文岩、陈锦辉、黄磊、舒林君、吴文铸。（2）文本起草。2024年2-6月，标准起草工作组查阅了经济合作与发展组织（OECD）、美国环保署（USEPA）关于水-沉积物系统代谢试验的试验准则，调研了我国农药登记环境影响试验单位的现状，确定了本标准的框架结构和主要内容。并同时按照GB1.1-2020《标准化工作导则第1部分:标准化文件的结构和起草规则》、GB/T20001.4-2015《标准编写规则第4部分试验方法标准》的要求编写完成标准征求意见稿和编制说明。二、标准编制原则、主要内容及其确定依据，修订标准时，还包括修订前后技术内容的对比。本标准的主要内容包括试验条件、试剂或材料、仪器设备、样品、试验步骤（被试物添加、采样、检测）、试验数据处理、质量控制以及试验报告的规定。修订这些内容时遵循科学合理、可操作可重复的原则。科学合理性体现在方法设计以确保能够全面追溯化学农药在水-沉积物系统中的代谢途径与代谢速率为目标，从而为农药登记环境风险评估提供数据支持。可操作可重复体现在把科学性第一放在第一位的基础上，标准修订过程中充分考虑国内实验室现有技术能力和平台，确保对试验各相关要素都进行了全面的、充分的描述，确保各要素的有关规定具有可操作性，确保农药登记环境安全性数据的可靠。同时，本标准还遵循以下原则：1.规范性原则一是格式的规范性，本标准的编制要符合GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》等基础标准的规定；二是指内容的规范性，标准规定的试验方法，力求做到试验条件的规范化。2.前瞻性、先进性原则充分考虑与国际通用试验准则的接轨。注意吸收国内外相关标准，国际农药环境安全性评价技术最新进展。1.范围。给出了本标准的适用范围。2.规范性引用文件。规定了试验用水-沉积物系统理化性质检测、微生物量测定和降解动力学评估应采用的方法标3.术语和定义。给出了主要代谢物、矿化等本标准涉及4.原理。简单介绍了化学农药水-沉积物系统代谢试验的基本原理。5.试验条件。规定了试验期间温度、水-沉积物系统含水率、培养条件等方面的要求。6.试剂或材料。给出了开展化学农药水-沉积物系统代运输、处理、保存、理化性质测定等方面的要求。7.仪器设备。给出了开展化学农药水-沉积物系统代谢试验所需的仪器。8.样品。规定了被试物放射性同位素标记的原则、对被试物和对照物的要求。9.试验步骤。规定了水-沉积物系统预培养、被试物配制和添加方法、被试物添加量、取样检测的次数和间隔、以及取样检测的具体要求。10.试验数据处理。规定了检测结果的表示方式。11.质量控制。规定了分析方法回收率、重现性和灵敏度、质量平衡回收率等质量控制要求。12.试验报告。给出了试验报告中至少应包含的内容。附录A（规范性）试验用水和沉积物的理化性质测定。给出了试验不同阶段测定水和沉积物的理化性质的具体要附录B（资料性）培养装置示意图。给出了开展试验所需的培养装置的示意图。附录C（规范性）提取方法的合理性判定。规定了水-沉积物系统中被试物及其代谢物提取方法合理性的判定方附录D（资料性）试验报告中相关表格（示例）。给出了水-沉积物系统理化性质、试验结果、质量平衡回收率等关键数据的表格示例。经济合作与发展组织（OECD）于2002年发布了化学品水-沉积物系统好氧和厌氧转化试验准则（GuidelineforTheTestingofChemicalsNo.308AerobicandAnaerobicTransformationinAquaticSedimentSystems）。该文件是国际通行的研究农药在水-沉积物系统中代谢的试验准则，大多数国家农药管理机构接受按该准则开展的农药水-沉积物系统代谢试验资料。美国环保署（EPA）2008年发布的水-沉积物系统好氧代谢和水-沉积物系统厌氧代谢试验准则（OPPTS835.4300AerobicAquaticMetabolism，OPPTS835.4400AnaerobicAquaticMetabolism，两个方法写在一个文件中）的技术内容也与OECD308一致。OECD308经过多年使用已较为完善，本标准在其基础上制定。除文字性修改外，本标准与OECD308的技术内容基本一致，但为适应我国实际情况，在以下方面与OECD308存在差别：1.在规范性引用文件中列出了水-沉积物系统理化性质测定方法，且在国家标准、行业标准满足要求的情况下优先列出国家标准、行业标准。2.OECD308中仅有“结合残留”（boundresidues）的定义，没有“已提取残留”“未提取残留”的定义。但试验中只能通过检测确定被溶剂提取出来的放射性活度和仍保留的水-沉积物系统中的放射性活度，不能确定未被溶剂提取出来的部分都是结合残留。使用“已提取残留”“未提取残留”更科学，因此参考美国EPA于2014年发布的实验室AddressingUnextractedPesticideResiduesinLaboratoryStudies.）增加了“已提取残留”“未提取残留”的定义。3.试验装置部分，OECD308推荐了两种试验装置，分别是气体流动式培养装置、二氧化碳测定培养装置。水-沉积物系统代谢试验中，培养装置下部为沉积物，上部为水层，使用二氧化碳测定培养装置，难以保证水-沉积物系统在试验期间保持稳定的好氧或厌氧条件。因此本标准推荐采用气体流动式培养装置，以提高试验体系的稳定性，进而提高试验结果的可重复性。4.被试物部分。OECD308中除推荐使用14C标记外，还指出其他同位素标记，如13C、15N、3H、32P可能也能提供有用的信息。但大量农药登记试验和研究表明使用14C标记研究农药的水-沉积物系统代谢具有比其他同位素标记更显著的优势，欧盟、美国已公布的农药水-沉积物系统代谢数据和我国已接收的农药水-沉积物系统代谢试验资料中未见使用其他同位素标记完成的试验资料。因此此处仅推荐使用14C5.增加了提取方法的合理性判定部分。提取方法对于水-沉积物系统代谢试验十分重要，不合理的提取方法可能导致高估农药及其代谢物在水-沉积物系统中的结合残留率，从而低估农药的环境风险。因此本标准参考美国EPA于2014（GuidanceforAddressingUnextractedPesticideResiduesinLaboratoryStudies.），将其主要技术内容作为规范性附录以便试验人员科学的选择提取溶剂和提取6.增加了试验报告中部分重要数据的模板。参考美国EPA发布的环境归趋试验评审指南（GuidanceforReviewingEnvironmentalFateStudies.）列出了水-沉积物系统理化性质、代谢试验结果和质量平衡回收率等关键数据的模板，供相关实验室参考。7.增加了含有空间异构体的农药、含有多个化学结构的农药开展代谢试验时被试物和检测的要求。许多农药含有空间异构体，其在水-沉积物系统代谢过程中异构体比例是否发生显著变化也是试验中应关注的。例如茚虫威，S体具有杀虫活性，而R体没有杀虫活性，早期商业化产品中S:R=75:25,目前已有S体>99%的农药产品，ISO通用名茚虫威也仅特指S-茚虫威。根据欧盟食品安全局（EFSA）公布的报告，申请人向其提交了DPX-MP062（S:R=3:1）水-沉积物系统代谢试验资料（2002年完成）。试验报告表明，茚虫威母体在试验期间异构体比例有变化（试验前S:R=3.0-2.9:1，14天时S:R=3.4-5.7:1，28天时S:R=3.5-6.0:1,102天时S:R=3.8-3.9:1），但未显示出明显的趋势。由此可知含空间异构体的农药，在开展水-沉积物系统代谢试验时，应对每个异构体定量检测，确定其异构体比例是否稳定。此外，还有一些农药是由多个组分组成的，此时应对每个组分分别标记、分别开展试验，以免组分之间互相干扰。XDE-175-L，CAS号分别为187166-40-1、187166-15-0，分子式分别为C42H69NO10、C43H69NO10，分子量分别为748.02、760.03，两个组分的比例为J:L=75:25~85:15。EFSA评估报告表明两个组分分别14C标记，分别开展了水-沉积物系统代谢试验，其水-沉积物系统代谢DT50分别为187天、315天和292天、315天。1.将标准名称由“水-沉积物系统降解试验”修改为“水-沉积物系统代谢试验”。在研究化学农药在水-沉积物系统中的转化时，“降解（degradation）”与“代谢（metabolism）”的意义接近，但有区别。降解更强调农药分子中的碳原子数目减少、分子量降低，最终被分解成二氧化碳和水的过程。而代谢更强调农药在水-沉积物系统中因化学、微生物等的作用，由一种化学物质转化成另一种化学物质的过程。农药在水-沉积物系统中的转化，有时并不仅仅是转化为分子量更低的物质，也可能表现为先转化成分子量相同但结构不同的物质，或者因增加羟基、被氧化等转化为分子量更高的物质。因此“代谢”的表述更科学，也与《农药登记资料要求》保持中要求测定试验用水和沉积物的pH、粒度等信息，但未规定相应的检测方法。土壤或沉积物pH的测定有多种方法，粒度（沉积物系统质地）在粉粒、粘粒、砂粒的划分上也有不同的标准，易造成不同试验室之间采用不同的检测方法，导致数据无法对比。本标准规定了水-沉积物系统理化性质的检测方法。3.增减了部分术语和定义（见第3章，2014年版的第2效成分”等农药领域已广为人知、不需要定义的术语和定义。标准中规定被试物为农药纯品、原药或制剂，但多年实践表明，不使用放射性同位素标记难以确定农药的代谢途径和代谢物，也难以确定提取方法的合理性，不能完全满足农药管理的需要。本标准参照OECD308提出应使用同位素标记的被试物，推荐使用14C标记。原标准中仅规定定期取样检测水-沉积物系统中被试物残留量。本标准参考OECD308增加了检测吸收液或吸附剂中挥发性产物的要求，以对挥发性代谢物定性定量；增加了采样后氧化燃烧后测定未提取残留的要求，以计算质量平衡回收率；规定了当未提取残留>初始添加放射性的10%时，应确定提取方法的合理性，以避免不合理提取方法导致高估被试物的降解速率并最终低估农药的环境风险；规定了对含有空间异构体的被试物，应对每个异构体定量检测，以确定被试物异构体比例是否会发生变化。6.增加了主要代谢物定性的要求（见10.2）。原标准中未规定应对代谢物定性，本标准增加了代谢物定性的要求。7.更改了降解动力学评估的要求（见10.3，2014版的4.3）。原标准给出了降解规律遵循一级动力学模型的农药，计算半衰期的公式，并规定降解规律不遵循一级动力学方程的农药，无需计算降解半衰期。一级动力学模型是研究农药降解最常用的模型，但除一级动力学模型外，还有平行双一级动力学模型、多组分一级动力学模型、“曲棍球棒”模型等也常用于评估农药水-沉积物系统代谢的降解动力学。我国已在参考欧盟、美国农药降解动力学评估方法的基础上发布实施了农业行业标准NY/T3150-2017《农药登记环境降解动力学评估及计算指南》，该标准中给出了农药环境降解动力学的评估及计算方法，本标准直接将其列入规范性引用文件，规定按NY/T3150评估母体及代谢物的降解动力学并计8.删除了“农药在水-沉积物系统中的降解性等级划分”（2014年版的附录A）。原标准中给出了农药水-沉积物系统降解性等级划分，半衰期≤30天的为易降解，30天＜半衰期≤90天的为中等降解，90天＜半衰期≤180天的为较难降解，半衰期>180天的为难降解。国际上对农药的降解性划分没有统一标准，仅在斯德哥尔摩公约中规定水-沉积物系统半衰期>180天的具有持久性。在管理中也采用环境评估的方法综合农药的使用方法、环境归趋和生态毒性等多方面因素确定农药的环境风险，而不是仅根据农药的水-沉积物系统降解半衰期采取对应的管理措施。因此本标准删除了该附录。12.增加了试验用水和沉积物的理化性质测定要求（见含氧量、氧化还原电位、粒度、微生物量等理化性质，但未规定在试验的哪个阶段测定这些参数，本标准参考OECD308给出了试验不同阶段测定水和沉积物的理化性质的具体药在水-沉积物系统中的代谢途径提出要求，仅关注代谢速率，试验装置较简单，因此标准中未给出培养装置的示意图。本标准要求确定农药在水-沉积物系统中的代谢途径和主要给出了培养装置的示意图，作为资料性附录供实验室参考使取方法对于水-沉积物系统代谢试验十分重要，不合理的提取方法可能导致高估农药及其代谢物在沉积物中的结合残留率，从而低估农药的环境风险。因此本标准参考美国EPA于2014年发布的实验室研究中处理未提取农药残留的指南（GuidanceforAddressingUnextractedPesticideResiduesinLaboratoryStudies.将其主要技术内容作为规范性附录以便试验人员科学的选择提取溶剂和提取方法。15.增加了试验报告中相关表格示例（见附录D）。水-沉积物系统代谢试验数据较多，为便于对试验结果的统计分析，参考美国EPA发布的环境归趋试验评审指南（GuidanceforReviewingEnvironmentalFateStudies.）列出了水和沉积物理化性质、代谢试验结果和质量平衡回收率等关键数据的模板，供相关实验室参考。三、试验验证的分析、综述报告，技术经济论证，预期的经济效益、社会效益和生态效益；为验证该方法在国内实验室的可行性和各实验室间结果的可重复性，标准制定工作组组织开展了验证试验。由张北北九食品检验技术有限公司、上海启甄环境科技有限公司代谢安评中心、沈阳化工研究院有限公司安全评价中心等3家试验室开展了水-沉积物系统好氧代谢验证试验。验证试验结果汇总见表2。表2验证试验结果汇总表验证试验结果表明因无法统一提供水-沉积物，各实验室使用的水-沉积物性质存在差异，导致代谢物的最大出现率存在一定差异，但3家实验室的试验结果（代谢途径）基本一致，表明试验方法在国内实验室的具有较好的可重复目前国际通行的研究农药在水-沉积物系统中代谢的试验准则是经济合作与发展组织（OECD）于2002年发布的化学品水-沉积物系统好氧和厌氧转化试验准则（GuidelineforTheTestingofChemicalsNo.308AerobicandAnaerobicTransformationinAquaticSedimentSystems大多数国家农药管理机构接受按该准则开展的农药水-沉积物系统代谢试验资料。美国环保署（EPA）2008年发布的水-沉积物系统好氧代谢和水-沉积物系统厌氧代谢试验准则（OPPTS835.4300AerobicAquaticMetabolism，OPPTS835.4400AnaerobicAquaticMetabolism）的技术内容也与OECD308一致。本标准在OECD308基础上制定，除文字性修改外，本标准与OECD308的技术内容基本一致，但为适应我国实际情况做了部分修改（见主要内容确定依据部分）。同时参ReviewingEnvironmentalFateStudies.）、实验室研究中处理未提取农药残留的指南（GuidanceforAddressingUnextractedPesticideResiduesinLaboratoryStudies.）等文件。与OECD、EPA等试验方法标准相比，本标准主要技术内容与其基本相同，具有国际先进水平。与2014版相比，本标准要求使用同位素标记物开展试验，以确定农药的代谢途径和主要代谢物，对仪器设备、人员防护、被试物同位素标记、废弃物处置等方面提出了更高的要求，试验成本也有明显提高。但一方面，使用同位素示踪技术是研究农药在水-沉积物系统中的代谢途径的唯一可行方法，而明确农药在水-沉积物系统中的代谢途径是科学评估农药的环境风险、把好农药的环境安全关的基础。另一方面，同位素示踪技术在国际、国内也是成熟的技术，自2017年《农药登记资料要求》要求提供农药水-沉积物系统代谢试验资料以来，国内已有多家实验室已取得农业农村部农药登记试验单位认定并开展了多个创制农药的水-沉积物系统代谢试验，可以满足新农药创制对实验室的要求。另据报道，居里（Ci）。水-沉积物系统代谢试验中使用的14C标记的农Ci/mg），通常低于100μCi/mg。以被试物比活度为100μCi/mg、水相初始浓度为1mg/L计，水-沉积物系统中水相的初始比活度为100μCi/L。水-沉积物系统代谢试验至少采样水相体积为沉积物相体积的3-4倍，为确保试验成果，通常会多设置几组培养瓶，以水相体积0.2L计，因此总水相体积大致需要4L。即单个标记位点、一种水-沉积物系统中的代谢试验使用的放射性活度大致为0.4mCi。以被试物两个标记位点、两种水-沉积物系统计算，水-沉积物系统好氧代谢需要的总被试物活度大致为1.6mCi，我国14C同位素年产量也足以满足14C同位素标记的需要。据估计，我国农药的有效利用率约为40%，其余部分进入环境。池塘、河流、水库等水体是水生生物的栖息地和人类的饮用水水源地，农药可能因喷雾漂移或地表径流进入农田周边水体，并可能对水生生物造成诸多不利影响。明确在农药在水体中的代谢情况是评估农药环境安全性的基础，我国《农药登记资料要求》也规定化学农药申请农药登记时需要提交水-沉积物系统好氧代谢试验报告。本标准的制定实施有利于规范农药的水-沉积物系统代谢试验，明确农药在水体中的代谢途径和代谢速率，试验结果可用于农药对水生生态系统的环境风险评估，减少高风险农药的登记使用，促进农业的可持续发展、保障生态环境安四、与国际、国外同类标准技术内容的对比情况，或者与测试的国外样品、样机的有关数据对比情况；本标准制定和起草过程中参考了国际通行的OECD试验准则，结合我国实际情况，与欧美发达国家和国际组织现行的试验准则水平相当。本标准没有专用仪器设备和专用标准样品，不存在国内外样机与样品对比问题。五、以国际标准为基础的起草情况，以及是否合规引用或者采用国际国外标准，并说明未采用国际标准的原因；本标准技术内容主要参照经济合作与发展组织（OECD）《化学品测试准则》No.308（2002年）水-沉积物系统好氧和厌氧转化试验准则（GuidelineforTheTesti