Bioconcentratie is een term die wordt gebruikt in aquatische toxicologie en verwijst naar de accumulatie van een chemische stof wanneer water de exclusieve bron is van de chemische stof in of op een organisme. Een bioconcentratiefactor (BCF) beschrijft het niveau van chemisch delen tussen de omgeving en het organisme. BCF wordt meestal uitgedrukt in een eenheid van liters per kilogram, en het is een maat voor milligrammen van chemicaliën per kilogram van het organisme tot milligrammen van chemicaliën per liter water. De factor is de chemische concentratie van het organisme ten opzichte van de waterconcentratieverhouding. Er zijn verschillende manieren om de bioconcentratie en bioaccumulatie te meten en te beoordelen. Sommige van de gebruikte methoden omvatten de octanol-water verdelingscoëfficiënt, Bioconcentratiefactor (BCF), Biota-sedimentaccumulatiefactor (BSAF), Bioaccumulatiefactor (BAF) en Fugacity-gebaseerde BCF onder andere.
Bioconcentratie Toepassingen
De bioconcentratiefactor (BCF) die groter is dan één, is een aanwijzing dat er lipofiele of hydrofobe chemicaliën aanwezig zijn. Het is een aanwijzing voor de waarschijnlijkheid dat een stof bioaccumuleert. Deze lipofiele stoffen hebben een hoge affiniteit voor lipiden waardoor ze zich kunnen ophopen in weefsels met veel vetten, in tegenstelling tot waterige omgevingen zoals cytosol. Bij het voorspellen van chemische compartimenten in de omgeving worden wetenschappelijke modellen gebruikt die op hun beurt de voorspelling van het biologische lot van de lipofiele chemicaliën mogelijk maken. Een voorbeeld van zo'n model is het Equilibrium Partitioning Model, dat uitgaat van een scenario van een steady state, en het lot van een stof in een systeem zou gemodelleerd worden, waarbij de concentraties en eindpunten worden voorspeld. Andere wetenschappelijke modellen zijn onder meer fugacity-modellen en voedselwebmodellen.
Bioconcentratie: toepassingen voor toxicologie
Bioconcentratiefactoren maken het mogelijk de niveaus van contaminatie in organismen te voorspellen, afhankelijk van de chemische concentratie in het omringende water. Bioconcentratiefactoren houden niet expliciet rekening met het metabolisme en daarom moeten ze in de modellen in andere stadia worden beschouwd via eliminatie, opname of degradatievergelijkingen voor de betreffende organismen. Naast voorspelling, omvat een andere toepassing van Biocentration-factoren de lichaamsbelasting, die de totale hoeveelheid van een chemische stof in het organisme van een lichaam beschrijft.
Biologische factoren
Biologische factoren zijn cruciaal bij het bepalen van het voorkomen van bioconcentratie, en er is concurrentie tegen de blootstellingssnelheid van een organisme via ademhalingsoppervlakten en de snelheid van uitscheiding, wat een chemisch verlies is. De verhouding tussen oppervlakte en volume van een organisme kan de opnamesnelheid van stoffen uit het omringende water bepalen. De belangrijkste factor die van invloed is op de waarden van bioconcentratiefactoren is de soort van zorg, omdat hiermee de biologische factoren worden vastgesteld die de bioconcentratie veranderen.
Environmental parameters
Sommige omgevingsfactoren beïnvloeden de bioconcentratie. De kwaliteit van water kan de biologische beschikbaarheid beïnvloeden. Verontreinigende stoffen en het gehalte aan natuurlijke partikels kunnen zich binden aan deeltjes in water die de opname belemmeren, en aan ingestie door het organisme. Temperatuurveranderingen beïnvloeden ook bio-energetica en metabole transformatie. Verandering in pH, die wordt beïnvloed door temperatuursverandering, beïnvloedt de biologische beschikbaarheid van ionische verontreinigingen.
