Adsorptionskoeffizient Koc
Definition:
Die Adsorptions- und Desorptionseigenschaften von Stoffen in der Umwelt werden durch die Bestimmung des Adsorptionskoeffizienten KOC angegeben. Adsorption ist die Ansammlung/Anreicherung von Substanzen an Bodenoberflächen, Desorption ist das Lösen/Entfernen von Substanzen von Bodenoberflächen. Im Boden adsorbiert der Stoff an den enthaltenen organischen Kohlenstoffverbindungen.
KOC = c(Boden) / c(Wasser)
Der Adsorptionskoeffizient KOC gibt das Verhältnis der Konzentration des Stoffes im Boden (c(Boden) ) zu der Konzentration des Stoffes in der wässrigen Phase (c(Wasser)) im Adsorptionsgleichgewicht bezüglich des Anteils an organischem Kohlenstoff im Boden an. Die beiden Sorptionsvorgänge sind miteinander gekoppelt und werden durch verschiedene Parameter wie z.B. der klimatischen Bedingungen, der Bodenbeschaffenheit, den physikalisch-chemischen Eigenschaften des Stoffes beeinflusst.
Messverfahren:
Experimentell:
Der Adsorptionskoeffizient kann mittels der Schüttelmethode bestimmt werden. Hierbei wird die Adsorption einer Chemikalie an unterschiedlichen Bodentypen, die sich in den Bodenmerkmalen (z. B. organischer Kohlenstoffgehalt, Tongehalt sowie Bodentextur und pH-Wert) unterscheiden, untersucht. Der zu untersuchende Stoff wird mit Wasser und Bodenproben vermischt und geschüttelt. Nach dem Zentrifugieren wird der Gehalt des Stoffes in der festen und in der wässrigen Phase bestimmt.
Vor der Durchführung einer Adsorptions-/Desorptionsprüfung sollten physikalisch-chemische Eigenschaften des Stoffes vorliegen wie z.B. die Wasserlöslichkeit, der Dampfdruck, der Verteilungskoeffizient pOW, die Dissoziationskonstante, der pH-Wert. Außerdem sollten die Abbauprozesse des Stoffes wie z.B. der abiotische Abbau, die leichte biologische Abbaubarkeit, aerobe und anaerobe Umwandlung im Boden, Direktphotolyse in Wasser, photochemischer Abbau am Boden.
Schätzmethode:
Der Adsorptionskoeffizient KOC kann durch Korrelation mit der Wasserlöslichkeit und dem Verteilungskoeffizienten pOW mittels HPLC-Chromatographie abgeschätzt werden. Die Schätzwerte sind verlässlicher als die der QSAR-Berechnungen (Quantitative Struktur-Wirkungs-Beziehungen), sie kann aber die Experimente nicht vollständig ersetzen.
Geeignete Prüfmethoden:
Die Messverfahren zur Bestimmung des Bioakkumulationspotenzials sind in der Prüfmethoden-Verordnung (EG) Nr.440/2008 Teil C, Methode C.18 (experimentell) und C.19 (Schätzmethode) beschrieben.
Angabe im Sicherheitsdatenblatt:
Der Adsorptionskoeffizient KOC wird ohne Einheit unter Angabe der Prüfmethode/Berechnungsverfahren angegeben. Wenn möglich sollten Aussagen zur Verteilung des Stoffes oder der Bestandteile des Gemisches im Boden oder in Abwasserreinigungsanlagen getroffen werden.
Aussage:
Der Adsorptionskoeffizient KOC ist auch ein wichtiger Parameter für die Abwasserreinigungsanlagen. Er gibt Auskunft, ob ein Stoff sich im Klärschlamm anlagert (c(Klärschlamm)) oder sich in der wässrigen Phase befindet (c(Wasser)).
KOC = c(Klärschlamm) / c(Wasser)
Der Adsorptionskoeffizient ist stoffspezifisch und kann daher nicht für das Gemisch angegeben werden. Deshalb sollte diese Eigenschaft, soweit verfügbar und relevant, für jeden Bestandteil des Gemisches angegeben werden. Der Adsorptionskoeffizient KOC kann z.B. bei der Vorhersage bzw. Abschätzung der Verfügbarkeit einer Chemikalie für den Abbau, die Umwandlung und die Aufnahme durch Organismen, für die Auswaschung aus dem Boden, für das oberflächliche Abfließen in natürliche Gewässer herangezogen werden. Adsorptionsdaten eignen sich für Vergleichs- und Modellierungszwecke.
Beispiele:
In der Literatur sind Adsorptionskoeffizient KOC von chemischen Verbindungen veröffentlicht.