Biokonzentration ist ein in der aquatischen Toxikologie verwendeter Begriff und bezieht sich auf die Akkumulation einer Chemikalie, wenn Wasser die ausschließliche Quelle der Chemikalie in oder an einem Organismus ist. Ein Biokonzentrationsfaktor (BCF) beschreibt den Grad der chemischen Teilung zwischen der Umwelt und dem Organismus. BCF wird normalerweise in einer Einheit von Litern pro Kilogramm ausgedrückt, und es ist ein Maß für Milligramm Chemikalien pro Kilogramm Organismus zu Milligramm Chemikalie pro Liter Wasser. Der Faktor ist das Verhältnis von chemischer Konzentration zu Wasserkonzentration des Organismus. Es gibt verschiedene Möglichkeiten, Biokonzentration und Bioakkumulation zu messen und zu bewerten. Einige der verwendeten Verfahren umfassen unter anderem den Octanol-Wasser-Verteilungskoeffizienten, den Biokonzentrationsfaktor (BCF), den Biota-Sediment-Akkumulationsfaktor (BSAF), den Bioakkumulationsfaktor (BAF) und den Fugacity-basierten BCF.
Biokonzentrationsanwendungen
Der Biokonzentrationsfaktor (BCF), der größer als eins ist, ist ein Hinweis darauf, dass lipophile oder hydrophobe Chemikalien vorhanden sind. Es ist ein Hinweis auf die Wahrscheinlichkeit einer Bioakkumulation eines Stoffes. Diese lipophilen Substanzen besitzen eine hohe Affinität zu Lipiden, so dass sie sich in Geweben anreichern können, die eine große Menge an Fetten enthalten, im Gegensatz zu wässrigen Umgebungen wie Cytosol. Bei der Vorhersage der chemischen Verteilung in der Umgebung werden wissenschaftliche Modelle verwendet, die wiederum die Vorhersage des biologischen Verbleibs von lipophilen Chemikalien erlauben. Ein solches Modell ist das Gleichgewichts-Partitionierungsmodell, das ein Szenario eines stationären Zustands annimmt, und das Schicksal einer Substanz in einem System würde modelliert, was eine Vorhersage von Konzentrationen und Endphasen ergibt. Andere wissenschaftliche Modelle sind ua Fugacity-Modelle und Food-Web-Modelle.
Biokonzentration: Anwendungen in der Toxikologie
Biokonzentrationsfaktoren ermöglichen die Vorhersage von Kontaminationsniveaus in Organismen in Abhängigkeit von der chemischen Konzentration des umgebenden Wassers. Biokonzentrationsfaktoren berücksichtigen den Stoffwechsel nicht explizit und müssen daher in den Modellen auf anderen Stufen durch Eliminierungs-, Aufnahme- oder Abbaugleichungen für die betreffenden Organismen berücksichtigt werden. Eine weitere Anwendung von Biozentrationsfaktoren ist neben der Vorhersage die Körperbelastung, die die Gesamtmenge einer Chemikalie im Körper eines Organismus beschreibt.
Biologische Faktoren
Biologische Faktoren sind bei der Bestimmung des Auftretens von Biokonzentration von entscheidender Bedeutung, und es besteht ein Wettbewerb gegen die Expositionsrate eines Organismus durch die Atemwege und die Ausscheidungsrate, bei der es sich um einen chemischen Verlust handelt. Das Oberflächen-Volumen-Verhältnis eines Organismus kann die Geschwindigkeit der Aufnahme von Substanzen aus dem umgebenden Wasser bestimmen. Der wichtigste Faktor, der die Werte von Biokonzentrationsfaktoren beeinflusst, sind die Arten von Bedenken, da sie die biologischen Faktoren bestimmen, die die Biokonzentration verändern.
Umgebungsbedingungen
Einige Umweltfaktoren beeinflussen die Biokonzentration. Die Wasserqualität kann die Bioverfügbarkeit beeinflussen. Schadstoffe und natürlicher Partikelgehalt können sich an Partikel binden, die sich im Wasser befinden und die Aufnahme behindern, und kontaminierte Partikel vom Organismus aufnehmen. Temperaturveränderungen beeinflussen auch Bioenergetik und metabolische Transformation. Änderungen des pH-Wertes, die durch Temperaturänderungen beeinflusst werden, beeinflussen die Bioverfügbarkeit von ionischen Verunreinigungen.
