Bioakkumulation

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Bioakkumulation beschreibt die Anreicherung von Chemikalien im Organismus. Dabei wird die Aufnahme von Substanzen über die Nahrung (Biomagnifikation) von der direkten Anreicherung aus der abiotischen Umwelt (Biokonzentration) unterschieden. Experimentell bestimmte Bioakkumulationsfaktoren sind ein wichtiges Element der Risikobewertung chemischer Substanzen. Basis für die Durchführung von Biokonzentrationsstudien an Fischen ist die Richtlinie OECD 305 (Flow-through fish test).

Insbesondere für Chemikalien hoher Lipophilität (log P >5) stellt die Durchführung von Biokonzentrationsstudien jedoch häufig ein Problem dar. Die schlechte Wasserlöslichkeit lipophiler Substanzen beeinträchtigt die Einstellung stabiler Testkonzentrationen und kann unter bestimmten Bedingungen zu unpräzisen Messungen der Testsubstanz im Medium führen. Zudem reichern sich Chemikalien in der Umwelt mit steigender Lipophilität verstärkt über die Nahrungskette an, so dass den Biomagnifikationsprozessen eine höhere Beachtung geschenkt werden müsste. Für Chemikalien mit schlechter Wasserlöslichkeit wird daher zukünftig im Rahmen der revidierten Richtlinie OECD 305 ein alternatives Testdesign zur Durchführung von Bioakkumulationsstudien auf Basis von Fütterungsexperimenten zur Wahl stehen. Ziel dieser Studien ist die Bestimmung eines Biomagnifikationsfaktors (BMF).

Die Durchführung von Biomagnifikationsstudien gemäß der revidierten Richtlinie wird momentan in einem internationalen Ringtest validiert. Neben den Testlabors für Fischstudien des Fraunhofer IME, Schmallenberg und der BASF, Ludwigshafen, nehmen weitere Labors aus den USA, Kanada, Japan, England, Frankreich, Norwegen und der Schweiz an der Studie teil.

Ausgewählte Publikationen

Goss, K.-U., Linden, L., Ulrich, N., Schlechtriem, C.:
Revisiting elimination half live as an indicator for bioaccumulation in fish and terrestrial mammals. Chemosphere, Vol 210, November 2018, Pages 341-346

Nichols, J., Fay, K., Bernhard, M.J., Bischof, I., Davis, J., Halder, M., Hu, J., Johanning, K., Laue, H., Nabb, D., Schlechtriem, C., Segner, H., Swintek, J., Weeks, J., Embry, M.:
Reliability of In Vitro Methods used to Measure Intrinsic Clearance of Hydrophobic Organic Chemicals by Fish: Results of an International Ring Trial. Toxicological Sciences, Volume 164, Issue 2, 2018, Pages 563–575

Kampe, S., Schlechtriem, C.:
Bioaccumulation of hexachlorobenzene in the terrestrial isopod Porcellio scaber. Environmental Toxicology and Chemistry, Online first (2016) (DOI: 10.1002/etc.3473)

Schlechtriem, C., Böhm, L., Bebon, R., Bruckert, H.-J., Düring, R.-A.:
Fish bioconcentration studies with column generated analyte concentrations of highly hydrophobic organic chemicals. Environmental Toxicology and Chemistry Accepted manuscript online (2016) (DOI: 10.1002/etc.3635)

Böhm, L., Schlechtriem, C., Düring, R.A.:
Sorption of highly hydrophobic chemicals to organic matter relevant for fish bioconcentration studies. Environmental Science & Technology 50 (15) (2016) 8316–8323 (DOI: 10.1021/acs.est.6b01778)

Brinkmann, M., Schlechtriem, C., Reininghaus, M., Eichbaum, K., Buchinger, S., Reifferscheid, G., Hollert, H., Preuss, T.:
Cross-species extrapolation of uptake and disposition of neutral organic chemicals using a multi-species physiologically based toxicokinetic model. Environmental Science & Technology 50 (4) (2016) 1914-1923 (DOI: 10.1021/acs.est.5b06158)

Treu, G., Drost, W., Jöhncke, U., Rauert, C., Schlechtriem, C.:
The Dessau Workshop on Bioaccumulation: State of the art, challenges and regulatory implications. Environmental Sciences Europe 27:34 (2015) (DOI: 10.1186/s12302-015-0067-0)

Schlechtriem, C., Kampe, S., Bruckert, H.J., Schaefers, C., L´Haridon, J..
Bioconcentration tests with fish and the freshwater amphipod Hyalella azteca. Are the results comparable? SETAC Europe 25th Annual Meeting, 3-7 May 2015, Barcelona, Catalonia, Spain

Goeritz, I., Falk, S., Stahl, T., Schäfers, C., Schlechtriem, C.:
Biomagnification and Tissue Distribution of perfluoroalkyl substances (PFASs) in market size rainbow trout (Oncorhynchus mykiss). Environmental Toxicology and Chemistry 32 (9) (2013) 2078–2088

Schlechtriem, C., Fliedner, A., and Schäfers, C.:
Determination of lipid content in fish samples from bioaccumulation studies: Contributions to the revision of guideline OECD 305. Environmental Sciences Europe (2012) 24:13

Düring, R-A., Böhm, L., Schlechtriem, C.:
Solid-phase microextraction for fish bioconcentration studies according to OECD TG 305. Environmental Sciences Europe (2012) 24: 4