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e-learning A - Z Bioakkumulationskoeffizient

Bioakkumulationskoeffizient

Bioakkumulationskoeffizient

Definition:

Der Bioakkumulationskoeffizient BAF gibt das Verhältnis der Konzentration eines Stoffes im Organismus zu der Konzentration des Stoffes in der umgebenden Matrix an.

BAF = CStoff (Organismus) / CStoff (Umgebung)

Der Bioakkumulationskoeffizient BAF ist somit der Quotient zweier Konzentrationen.

Ist die umgebende Matrix Wasser, dann wird er als Biokonzentrationsfaktor BCF bezeichnet:

BCF = CStoff (Organismus) / CStoff (Wasser)

Messverfahren:

Der Biokonzentrationsfaktor BCF wird im Fischtest bestimmt.
Zunächst werden verschiedene Fischgruppen einer Spezies für 28 Tage mindestens zwei Konzentrationen der Prüfsubstanz ausgesetzt. Anschließend werden sie in ein Medium ohne die Prüfsubstanz eingesetzt. Die Konzentration der Prüfsubstanz in/auf den Fischen (oder bestimmten Gewebeteilen davon) wird in beiden Phasen des Tests beobachtet.
Zusätzlich zu den beiden Testkonzentrationen wird eine Kontrollgruppe von Fischen unter - abgesehen von der fehlenden Prüfsubstanz - gleichen Bedingungen gehalten, um eventuelle schädigende Wirkungen, die während des Biokonzentrationstests beobachtet werden, mit einer entsprechenden Kontrollgruppe vergleichen zu können und um Backgroundkonzentrationen der Prüfsubstanz zu erhalten.
Vor der Durchführung sollten Vorinformationen wie die Wasserlöslichkeit, den Verteilungskoeffizienten, das Hydrolyseverhalten, die Oberflächenspannung des Stoffes, den Dampfdruck, die leichte biologische Abbaubarkeit und das Phototransformationsverhalten in wässriger Lösung sowie die Toxizität gegenüber Fischen bekannt sein.

Geeignete Prüfmethoden:

Das Messverfahren zur Bestimmung des Biokonzentrationsfaktors BCF sind in der Prüfmethoden-Verordnung (EG) Nr.440/2008, Teil C, Methode C.13 beschrieben.

Angabe im Sicherheitsdatenblatt:

Der Biokonzentrationsfaktor BCF wird ohne Einheit unter Angabe der Prüfmethode angegeben.

Der Biokonzentrationsfaktor BCF ist bei Gemischen nur sinnvoll, wenn er bezogen auf die einzelnen Inhaltsstoffe angegeben wird.

Einstufung und Kennzeichnung:

Gemäß CLP-Verordnung hat ein Stoff ein Akkumulationspotential, wenn der BCF-Wert >500 beträgt. Zwischen dem Verteilungskoeffizienten und dem Biokonzentrationsfaktor besteht für viele Stoffe ein linearer Zusammenhang. Der log pow = 4 entspricht ungefähr dem BCF = 500.
Allerdings zeigen Stoffe mit einem hohen log pow > 6 oder einem Moleküldurchmesser von mindestens 0,95 nm im Fischtest keine Bioakkumulation.
Nicht oberflächenaktive Substanzen mit log pow < 3 und schwacher Adsorption sind nicht bioakkumulierbar.

Gemäß Stoff- und Zubereitungsrichtlinie (seit 1.6.2015 außer Kraft gesetzt!):
Gemäß Stoff- und Zubereitungs-Richtlinie gelten zur Einstufung niedrigere Werte. Hier liegt die Einstufungsgrenze bei einem BCF-Wert >= 100 bzw. bei einem log pow >= 3, ab denen ein Bioakkumulationspotential angenommen wird.

Gemäß REACH-Verordnung ist der Biokonzentrationsfaktor BCF ein Kriterium für die Einteilung eines Stoffes als PBT- bzw. vPvB-Stoff.

Tipps:

Aus dem Verteilungskoeffizient pow kann auch auf das Potenzial einer chemischen Substanz zur Biokonzentration in Organismen geschlossen werden. Je größer der log pow einer Substanz ist, desto unlöslicher ist die Substanz in Wasser und desto löslicher in Fettgewebe, d.h. desto bioakkumulativer. Bei sehr hohen log pow (log pow>6,5) wird häufig eine Abnahme der Bioakkumulationstendenz beobachtet.
Ist ein log pow und ein Biokonzentrationsfaktor BCF vorhanden, dann gilt der experimentell bestimmte Biokonzentrationswert.

Es gilt als grobe Einschätzung:
BCF<1: nicht bioakkumulativ,
BCF 1-10: schwach bioakkumulativ,
BCF 10-100: mäßig bioakkumulativ,
BCF 100-1000: bioakkumulativ,
BCF 1000-5000: hoch bioakkumulativ,
BCF >5000: sehr hoch bioakkumulativ.

Es gibt eine Beziehung zwischen dem Lipidgehalt der Versuchsfische und der beobachteten Biokonzentration der Substanzen. Um dadurch bedingte Abweichungen in den Testergebnissen für hochlipophile Substanzen (d. h. mit Verteilungskoeffizient log Pow > 3) auf ein Minimum zu beschränken, sollte die Biokonzentration nicht nur im Verhältnis zum gesamten Körpergewicht, sondern auch zum Lipidgehalt ausgedrückt werden.

Änderungen: CLP-Verordnung gegenüber Stoff- bzw. Zubereitungs-Richtlinie:

  • Für die Einstufung werden höhere Berücksichtigungsgrenzen für den BCF-Wert bzw. den log pow-Wert verwendet.
 
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