Τι είναι η βιοσυγκέντρωση;
Η βιοσυγκέντρωση είναι ένας όρος που χρησιμοποιείται στην υδρόβια τοξικολογία και αναφέρεται στη συσσώρευση μιας χημικής ουσίας όταν το νερό είναι η αποκλειστική πηγή της χημικής ουσίας εντός ή επί ενός οργανισμού. Ένας παράγοντας βιοσυγκέντρωσης (BCF) περιγράφει το επίπεδο της χημικής κατανομής μεταξύ του περιβάλλοντος και του οργανισμού. Η BCF εκφράζεται συνήθως σε μία μονάδα λίτρων ανά χιλιόγραμμο και είναι ένα μέτρο χιλιοστογράμμων χημικών ουσιών ανά χιλιόγραμμο του οργανισμού σε χιλιοστόγραμμα χημικών ανά λίτρο νερού. Ο παράγοντας είναι ο λόγος συγκέντρωσης χημικού διαλύματος στον οργανισμό. Υπάρχουν διάφοροι τρόποι μέτρησης και αξιολόγησης της βιοσυγκέντρωσης και της βιοσυσσώρευσης. Ορισμένες από τις χρησιμοποιούμενες μεθόδους περιλαμβάνουν τον συντελεστή κατανομής οκτανόλης-νερού, τον παράγοντα βιοσυγκέντρωσης (BCF), τον συντελεστή συσσώρευσης ιζημάτων βιομάζας (BSAF), τον παράγοντα βιοσυσσώρευσης (BAF) και τον BCF με βάση Fugacity μεταξύ άλλων.
Εφαρμογές βιοσυγκέντρωσης
Ο παράγοντας βιοσυγκέντρωσης (BCF), ο οποίος είναι μεγαλύτερος από έναν, αποτελεί ένδειξη ότι υπάρχουν λιπόφιλα ή υδρόφοβα χημικά. Είναι μια ένδειξη της πιθανότητας μιας ουσίας να βιοσυσσωρεύεται. Αυτές οι λιπόφιλες ουσίες έχουν υψηλή συγγένεια με λιπίδια που τους επιτρέπουν να συσσωρεύονται σε ιστούς που έχουν υψηλή περιεκτικότητα σε λίπη, σε αντίθεση με το υδατικό περιβάλλον όπως το κυτοσόλιο. Στην πρόβλεψη της χημικής κατανομής στο περιβάλλον, χρησιμοποιούνται επιστημονικά μοντέλα τα οποία με τη σειρά τους επιτρέπουν την πρόβλεψη της βιολογικής μοίρας των λιποφίλων χημικών ουσιών. Ένα τέτοιο μοντέλο είναι το μοντέλο διαμοιρασμού ισορροπίας το οποίο υποθέτει ένα σενάριο σταθερής κατάστασης και η τύχη μιας ουσίας σε ένα σύστημα θα μοντελοποιούσε δίνοντας μια πρόβλεψη των συγκεντρώσεων και των φάσεων τελικών σημείων. Άλλα επιστημονικά μοντέλα είναι μοντέλα fugacity και μοντέλα διαδικτυακών τροφίμων μεταξύ άλλων.
Βιοσυγκέντρωση: Εφαρμογές στην Τοξικολογία
Οι παράγοντες βιοσυγκέντρωσης επιτρέπουν την πρόβλεψη επιπέδων μόλυνσης στους οργανισμούς ανάλογα με τη χημική συγκέντρωση του περιβάλλοντος νερού. Οι παράγοντες βιοσυγκέντρωσης δεν λαμβάνουν ρητά υπόψη τον μεταβολισμό και επομένως πρέπει να λαμβάνονται υπόψη στα μοντέλα σε άλλα στάδια μέσω εξισώσεων απομάκρυνσης, πρόσληψης ή αποικοδόμησης των εν λόγω οργανισμών. Εκτός από την πρόβλεψη, μια άλλη εφαρμογή των παραγόντων Biocentration περιλαμβάνει το φορτίο του σώματος, το οποίο περιγράφει τη συνολική ποσότητα μιας χημικής ουσίας στο σώμα ενός οργανισμού.
Βιολογικοί Παράγοντες
Οι βιολογικοί παράγοντες είναι καθοριστικοί για τον προσδιορισμό της εμφάνισης της βιοσυγκέντρωσης και υπάρχει ανταγωνισμός ενάντια στον ρυθμό έκθεσης ενός οργανισμού μέσω των επιφανειών του αναπνευστικού και του ρυθμού απέκκρισης, που είναι μια χημική απώλεια. Ο λόγος επιφάνειας προς όγκο ενός οργανισμού μπορεί να καθορίσει τον ρυθμό απορρόφησης ουσιών από το περιβάλλον νερό. Ο πρωταρχικός παράγοντας που επηρεάζει τις τιμές των παραγόντων βιοσυγκέντρωσης είναι τα είδη που προκαλούν ανησυχία καθώς καθιερώνουν τους βιολογικούς παράγοντες που μεταβάλλουν τη βιοσυγκέντρωση.
Περιβαλλοντικές παραμέτρους
Μερικοί περιβαλλοντικοί παράγοντες επηρεάζουν τη βιοσυγκέντρωση. Η ποιότητα του νερού μπορεί να επηρεάσει τη βιοδιαθεσιμότητα. Οι ρύποι και η περιεκτικότητα σε φυσικά σωματίδια μπορεί να δεσμεύονται με σωματίδια που βρίσκονται στο νερό που εμποδίζει την πρόσληψη και κατάποση μολυσμένων σωματιδίων από τον οργανισμό. Οι αλλαγές θερμοκρασίας επηρεάζουν επίσης τη βιοενέργεια και τον μεταβολικό μετασχηματισμό. Η αλλαγή στο pH, που επηρεάζεται από την αλλαγή θερμοκρασίας, επηρεάζει τη βιοδιαθεσιμότητα των ιοντικών ρύπων.
