Kaj je biokoncentracija?

Biokoncentracija je izraz, ki se uporablja v strupenosti za vodno okolje in se nanaša na kopičenje kemikalije, kadar je voda izključni vir kemikalije v ali na organizmu. Faktor biokoncentracije (BCF) opisuje stopnjo delitve kemikalij med okoljem in organizmom. BCF se običajno izraža v enoti litrov na kilogram in je merilo miligramov kemikalij na kilogram organizma na miligrame kemikalije na liter vode. Faktor je razmerje med koncentracijo kemikalij v organizmu in koncentracijo vode. Obstajajo različni načini merjenja in ocenjevanja biokoncentracije in bioakumulacije. Nekatere od uporabljenih metod vključujejo porazdelitveni koeficient oktanol / voda, faktor biokoncentracije (BCF), faktor akumulacije biotalentov (BSAF), faktor bioakumulacije (BAF) in BCF na osnovi BCF.

Biokoncentracijske aplikacije

Biokoncentracijski faktor (BCF), ki je večji od enega, kaže na prisotnost lipofilnih ali hidrofobnih kemikalij. To je pokazatelj verjetnosti bioakumulacije snovi. Te lipofilne snovi imajo visoko afiniteto do lipidov, kar jim omogoča kopičenje v tkivih, ki imajo veliko količino maščob, v nasprotju z vodno okolico, kot je citosol. Pri napovedovanju kemične razdelitve v okolju se uporabljajo znanstveni modeli, ki omogočajo napovedovanje biološke usode lipofilnih kemikalij. Eden od takšnih modelov je model ravnotežnega porazdelitve, ki predvideva scenarij stabilnega stanja, in usoda snovi v sistemu bi bila modelirana z napovedjo koncentracij in faz končnih točk. Drugi znanstveni modeli so modeli fugantnosti in modeli hranilnega spleta.

Biokoncentracija: aplikacije v toksikologijo

Biokoncentracijski faktorji omogočajo napovedovanje ravni kontaminacije organizmov, odvisno od koncentracije kemikalij v okolici. Faktorji biokoncentracije ne upoštevajo eksplicitno metabolizma, zato jih je treba upoštevati pri modelih na drugih stopnjah z izločanjem, prevzemom ali razgradnimi enačbami za zadevne organizme. Razen napovedi, druga uporaba Biocentracijskih faktorjev vključuje obremenitev telesa, ki opisuje celotno količino kemikalije v telesu organizma.

Biološki dejavniki

Biološki dejavniki so ključni pri določanju pojavljanja biokoncentracije in obstaja konkurenca proti stopnji izpostavljenosti organizma skozi dihalne površine in stopnji izločanja, ki je kemična izguba. Razmerje med površino in prostornino organizma lahko določi hitrost vnosa snovi iz okoliške vode. Primarni dejavnik, ki vpliva na vrednosti faktorjev biokoncentracije, je zadevna vrsta, saj vzpostavlja biološke dejavnike, ki spreminjajo biokoncentracijo.

Okoljski parametri

Nekateri okoljski dejavniki vplivajo na biokoncentracijo. Kakovost vode lahko vpliva na biološko uporabnost. Onesnaževalci in naravno vsebnost delcev se lahko vežejo na delce v vodi, ki ovirajo prevzem, in zaužitje okuženih delcev v organizmu. Temperaturne spremembe vplivajo tudi na bioenergetiko in metabolno transformacijo. Sprememba pH, na katero vpliva sprememba temperature, vpliva na biološko uporabnost ionskih onesnaževalcev.

Vplivi biokoncentracije in bioakumulacije na vodni ekosistem

Dolgoročni učinki kopičenja v organizmih in biokoncentracije so zmanjšanje populacije prosto živečih živali in poškodbe organizmov. Kadar se težke kovine, kot so živo srebro, kadmij in svinec, vežejo na celične stene, obstaja tveganje za motnje celičnih površin, kar v nekaterih primerih vpliva na presnovo, ki povzroči smrt. Glede na študijo o vplivu srebra v zooplanktonu iz leta 2001 strupenost kovin povzroča težave v reproduktivnem sistemu. Študija je pokazala, da se je zmanjšalo število jajc in motnje v razvoju jajčnikov. Študija o biološki razpoložljivosti in toksičnosti kovine v svežih vodah iz leta 2015 je pokazala, da so ribe, ki so bile izpostavljene kadmiju, imele v svoji citoplazmi grobe granule. Druga ugotovitev je bila razširjena krvna žila v večini črevesja rib.