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<!DOCTYPE html>

<title>Biokonzentration</title>

</head>

<h1 id="firstHeading" class="firstHeading mw-first-heading"><span class="mw-page-title-main">Biokonzentration</span></h1>

</header>

</div>

<div id="mw-content-text" class="mw-body-content mw-content-ltr" lang="de" dir="ltr"><div class="mw-content-ltr mw-parser-output" lang="de" dir="ltr"><p><b>Biokonzentration</b> ist die Anreicherung eines <a href="Chemischer_Stoff" class="mw-redirect" title="Chemischer Stoff">chemischen Stoffs</a> in einem <a href="Aquatisch" title="Aquatisch">aquatischen</a> <a href="Organismus" title="Organismus">Organismus</a> durch direkte Aufnahme aus dem umgebenden Wasser. Im Gegensatz zum Begriff der <a href="Bioakkumulation" title="Bioakkumulation">Bioakkumulation</a> wird der Aufnahmepfad über die Nahrung unberücksichtigt gelassen. Die Biokonzentration und der daraus abgeleitete Biokonzentrationsfaktor (BCF) sind wichtige Prüfgrößen in der <a href="%C3%96kotoxikologie" title="Ökotoxikologie">Ökotoxikologie</a>. Die Aufnahme in den Körper eines Fisches oder eines anderen Wasserorganismus erfolgt über die <a href="Kieme" title="Kieme">Kiemen</a> oder über andere <a href="Permeabilit%C3%A4t_(Materie)" title="Permeabilität (Materie)">permeable</a> Körperoberflächen, die insbesondere bei weichhäutigen Organismen für viele <a href="Lipophilie" title="Lipophilie">lipophile</a> Stoffe gut durchlässig sind.

</p><p>Der Begriff Biokonzentration wird sowohl für den dynamischen Vorgang der allmählichen Konzentrierung des Stoffs im Organismus verwendet als auch für die Charakterisierung des jeweiligen Momentan- oder des Endzustands (<a href="Gleichgewichtszustand" class="mw-redirect" title="Gleichgewichtszustand">Gleichgewichtszustands</a>). Geht die <a href="Konzentration_(Chemie)" title="Konzentration (Chemie)">Konzentration</a> im Wasser wieder zurück, vermindert sich die Biokonzentration im Organismus meist gemäß einer zunächst stärker und später schwächer ablaufenden <a href="Exponentialkurve" class="mw-redirect" title="Exponentialkurve">Exponentialkurve</a>. Je nach <a href="Fettl%C3%B6slichkeit" class="mw-redirect" title="Fettlöslichkeit">Fettlöslichkeit</a> der Verbindung und Größe des Organismus wird die Abnahme aber unterschiedlich schnell und manchmal nur partiell ablaufen. In Abhängigkeit von der Fettlöslichkeit einer Verbindung, kann es bis zur Erreichung des Gleichgewichtszustandes eine längere Zeit dauern. Die benötigte Zeit kann mittels folgender Gleichung abgeschätzt werden:<sup id="cite_ref-1" class="reference"><a href="#cite_note-1"><span class="cite-bracket">[</span>1<span class="cite-bracket">]</span></a></sup><sup id="cite_ref-2" class="reference"><a href="#cite_note-2"><span class="cite-bracket">[</span>2<span class="cite-bracket">]</span></a></sup>

</p>

<mfrac>

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<mtext>Gleichgewicht</mtext>

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</msub>

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<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle {\frac {t_{\text{Gleichgewicht}}}{\text{h}}}=0{,}00654\cdot K_{\text{OW}}+55{,}31}</annotation>

</semantics>

</math></span><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/9b51fbca926ca085cfec13937eaceb0dad8b9b28.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -1.838ex; width:37.676ex; height:5.509ex;" alt="{\displaystyle {\frac {t_{\text{Gleichgewicht}}}{\text{h}}}=0{,}00654\cdot K_{\text{OW}}+55{,}31}" loading="lazy"></span></dd></dl>

<p>Folglich dauert es bei einer Verbindung mit einem <a href="Octanol-Wasser-Verteilungskoeffizient" title="Octanol-Wasser-Verteilungskoeffizient">Octanol-Wasser-Verteilungskoeffizienten</a> (log <i>K</i><sub>OW</sub>) von 4 rund fünf Tage bis zur Erreichung des Gleichgewichtszustandes, bei einem log <i>K</i><sub>OW</sub> von 6 hingegen bereits neun Monate.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Biokonzentrationsfaktor_(BCF)"><span id="Biokonzentrationsfaktor_.28BCF.29"></span>Biokonzentrationsfaktor (BCF)</h2></div>

<p>Die Biokonzentration gegenüber dem Wasser kann als Biokonzentrationsfaktor gekennzeichnet werden. Dieser stellt eine Größe dar, die das Verhältnis der Konzentrationen im Organismus im Vergleich zum Wasser darstellt. Die Einheit des BCF ist l/kg,<sup id="cite_ref-3" class="reference"><a href="#cite_note-3"><span class="cite-bracket">[</span>3<span class="cite-bracket">]</span></a></sup><sup id="cite_ref-4" class="reference"><a href="#cite_note-4"><span class="cite-bracket">[</span>4<span class="cite-bracket">]</span></a></sup> wird aber teilweise weggelassen. Die Kinetik der Aufnahme- oder Abnahmegeschwindigkeit der Biokonzentration und damit auch des BCF entspricht der Kinetik der Ein-, Zwei- oder Mehr-<a href="Umweltkompartiment" title="Umweltkompartiment">Kompartimentmodelle</a>.

</p><p>In ökologischen Fischtests ist der BCF definiert als Verhältnis zwischen der Konzentration des getesteten Stoffs im Versuchsfisch <span class="mwe-math-element mwe-math-element-inline"><span class="mwe-math-mathml-inline mwe-math-mathml-a11y" style="display: none;"><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle c_{\text{f}}}">

<msub>

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</mstyle>

</mrow>

<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle c_{\text{f}}}</annotation>

</semantics>

</math></span><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/bca43ab8296b535adffc1610f443a2ab5bf7ba78.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.671ex; width:1.851ex; height:2.009ex;" alt="{\displaystyle c_{\text{f}}}" loading="lazy"></span> (in mg/kg Gewebe) und der Konzentration in Versuchswasser <span class="mwe-math-element mwe-math-element-inline"><span class="mwe-math-mathml-inline mwe-math-mathml-a11y" style="display: none;"><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle c_{\text{w}}}">

<msub>

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</mstyle>

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<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle c_{\text{w}}}</annotation>

</semantics>

</math></span><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/09883fabc50a4e93c896a02aec90bd564a253162.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.671ex; width:2.426ex; height:2.009ex;" alt="{\displaystyle c_{\text{w}}}" loading="lazy"></span> (in mg/L Testmedium):

</p>

<mfrac>

<msub>

</mrow>

</msub>

<msub>

</mrow>

</msub>

</mfrac>

</mrow>

</mstyle>

</mrow>

<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle BCF={\frac {c_{\text{f}}}{c_{\text{w}}}}}</annotation>

</semantics>

</math></span><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/d1954a93f7d1885cae0eac307979d1fc39995a06.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -2.171ex; width:11.631ex; height:5.009ex;" alt="{\displaystyle BCF={\frac {c_{\text{f}}}{c_{\text{w}}}}}" loading="lazy"></span>,</dd></dl>

<p>wobei der Wert unter Gleichgewichtsbedingungen gemessen wird, wenn also die Aufnahmerate durch <a href="Diffusion" title="Diffusion">Diffusion</a> über Körperoberflächen gleich der Eliminationsrate (Exkretion, Auswärtsdiffusion oder Abbau) entspricht. Es muss beachtet werden, dass sich der BCF zwischen verschiedenen Spezies unterscheidet und u. a. von der Entwicklungsphase abhängt.<sup id="cite_ref-DOI10.1016/j.chemosphere.2019.124731_5-0" class="reference"><a href="#cite_note-DOI10.1016/j.chemosphere.2019.124731-5"><span class="cite-bracket">[</span>5<span class="cite-bracket">]</span></a></sup>

</p><p>Der BCF eines Stoffs kann außer im <a href="Tierversuch" title="Tierversuch">Tierversuch</a> näherungsweise auch aus dem <i>K</i><sub>OW</sub>-Wert berechnet werden.

</p><p>Verbindungen mit einem BCF von > 2000 L/kg bzw. > 5000 L/kg bei aquatischen Spezies erfüllen das Teilkriterium für <a href="PBT-Stoff" title="PBT-Stoff">PBT-</a> bzw. <a href="VPvB-Stoff" title="VPvB-Stoff">vPvB-Stoffe</a> unter <a href="REACH" class="mw-redirect" title="REACH">REACH</a>.<sup id="cite_ref-6" class="reference"><a href="#cite_note-6"><span class="cite-bracket">[</span>6<span class="cite-bracket">]</span></a></sup>

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Biokonzentration_im_Vergleich_zu_Bioakkumulation_und_Biomagnifikation">Biokonzentration im Vergleich zu Bioakkumulation und Biomagnifikation</h2></div>

<p>Bei Untersuchungen mit Wasserorganismen wird die Biokonzentration vielfach als nur einer von zwei möglichen Aufnahme- und Akkumulationspfaden gesehen, die zur Gesamt-<a href="Bioakkumulation" title="Bioakkumulation">Bioakkumulation</a> beitragen, denn neben der direkten Aufnahme aus dem Wasser ist die Aufnahme über die Nahrung mitzuberücksichtigen (<a href="Biomagnifikation" title="Biomagnifikation">Biomagnifikation</a>). Diese konzeptionelle Unterteilung ist in der Praxis allerdings oft schwer nachzuweisen, da die verschiedenen Aufnahmewege in den Körper häufig simultan verlaufen und die Bioakkumulation in einem komplexen dynamischen Gleichgewicht zwischen dieser Aufnahme und den verschiedenen Formen der Elimination (Abbau oder Ausscheidung des Stoffs aus dem Körper) steht. Zudem ist insbesondere bei kleinen weichhäutigen Wasserorganismen (wie sie häufig zu Testzwecken verwendet werden) und bei lipophilen Stoffen die Biokonzentration der schnellere und damit bedeutsamere Aufnahmemechanismus im Vergleich zur Biomagnifikation.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Literatur">Literatur</h2></div>

<ul><li>Bernd Beek: <i>Bioaccumulation. New Aspects and Developments</i>. The Handbook of Environmental Chemistry Vol. 2. Springer, Berlin 2000, <a href="https://doi.org/10.1007/10503050" class="extiw external" title="doi:10.1007/10503050">doi:10.1007/10503050</a>, ISBN 978-3-540-62575-9.</li>

<li><a href="Karl_Fent" title="Karl Fent">Karl Fent</a>: <i>Ökotoxikologie</i>. Georg Thieme, Stuttgart 2003, ISBN 978-3-13-109992-1.</li>

<li>Jon Arnot, <a href="Frank_Gobas" title="Frank Gobas">Frank Gobas</a>: <i>A review of bioconcentration factor (BCF) and bioaccumulation factor (BAF) assessments for organic chemicals in aquatic organisms.</i> In: <i>Environmental Reviews.</i> 14, 2006, S. 257–297, <a href="https://doi.org/10.1139/a06-005" class="extiw external" title="doi:10.1139/a06-005">doi:10.1139/a06-005</a>.</li>

<li>Juliane Glüge, <a href="Beate_I._Escher" class="mw-redirect" title="Beate I. Escher">Beate I. Escher</a>, <a href="Martin_Scheringer" title="Martin Scheringer">Martin Scheringer</a>: <cite style="font-style:italic">How error‐prone bioaccumulation experiments affect the risk assessment of hydrophobic chemicals and what could be improved</cite>. In: <cite style="font-style:italic"><a href="Integrated_Environmental_Assessment_and_Management" title="Integrated Environmental Assessment and Management">Integrated Environmental Assessment and Management</a></cite>. 2022, <span style="white-space:nowrap">S.<span style="display:inline-block;width:.2em"> </span>ieam.4714</span>, <a href="Digital_Object_Identifier" title="Digital Object Identifier">doi</a>:<span class="uri-handle" style="white-space:nowrap"><a rel="nofollow" class="external text" href="https://doi.org/10.1002/ieam.4714">10.1002/ieam.4714</a></span>.<span class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Abook&rfr_id=info:sid/de.wikipedia.org:Biokonzentration&rft.atitle=How+error%E2%80%90prone+bioaccumulation+experiments+affect+the+risk+assessment+of+hydrophobic+chemicals+and+what+could+be+improved&rft.au=Juliane+Gl%C3%BCge%2C+Beate+I.+Escher%2C+Martin+Scheringer&rft.btitle=Integrated+Environmental+Assessment+and+Management&rft.date=2022&rft.doi=10.1002%2Fieam.4714&rft.genre=book&rft.pages=ieam.4714" style="display:none"> </span></li></ul>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Einzelnachweise">Einzelnachweise</h2></div>

<li id="cite_note-1"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-1">↑</a></span> <span class="reference-text">OECD Guidelines for the Testing of Chemicals: Test No. 305: Bioaccumulation in Fish: Aqueous and Dietary Exposure, S. 56, <a href="https://doi.org/10.1787/9789264185296-en" class="extiw external" title="doi:10.1787/9789264185296-en">doi:10.1787/9789264185296-en</a>.</span>

</li>

<li id="cite_note-2"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-2">↑</a></span> <span class="reference-text">Hawker D.W., Connell D.W. (1988): Influence of partition coefficient of lipophilic compounds on bioconcentration kinetics with fish. Wat. Res. 22: 701–707, <a href="https://doi.org/10.1016/0043-1354(88)90181-9" class="extiw external" title="doi:10.1016/0043-1354(88)90181-9">doi:10.1016/0043-1354(88)90181-9</a>.</span>

</li>

<li id="cite_note-3"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-3">↑</a></span> <span class="reference-text">OECD Guidelines for the Testing of Chemicals: Test No. 305: Bioaccumulation in Fish: Aqueous and Dietary Exposure, S. 30, <a href="https://doi.org/10.1787/9789264185296-en" class="extiw external" title="doi:10.1787/9789264185296-en">doi:10.1787/9789264185296-en</a>.</span>

</li>

<li id="cite_note-4"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-4">↑</a></span> <span class="reference-text"><a href="ECHA" class="mw-redirect" title="ECHA">ECHA</a>: <i><a rel="nofollow" class="external text" href="https://echa.europa.eu/documents/10162/17224/information_requirements_r11_en.pdf">Guidance on information requirements and chemical safety assessment – Chapter R.11: PBT/vPvB Assessment</a>.</i> Version 4.0, 2023, S. 97.</span>

</li>

<li id="cite_note-DOI10.1016/j.chemosphere.2019.124731-5"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-DOI10.1016/j.chemosphere.2019.124731_5-0">↑</a></span> <span class="reference-text">Pim N.H. Wassenaar, Eric M.J. Verbruggen, Ellen Cieraad, Willie J.G.M. Peijnenburg, Martina G. Vijver: <i>Variability in fish bioconcentration factors: Influences of study design and consequences for regulation.</i> In: <i><a href="Chemosphere_(Zeitschrift)" title="Chemosphere (Zeitschrift)">Chemosphere</a>.</i> 239, 2020, S. 124731, <a href="Digital_Object_Identifier" title="Digital Object Identifier">doi</a>:<span class="uri-handle" style="white-space:nowrap"><a rel="nofollow" class="external text" href="https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2019.124731">10.1016/j.chemosphere.2019.124731</a></span>.</span>

</li>

<li id="cite_note-6"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-6">↑</a></span> <span class="reference-text"><a href="ECHA" class="mw-redirect" title="ECHA">ECHA</a>: <i><a rel="nofollow" class="external text" href="https://echa.europa.eu/documents/10162/17224/information_requirements_r11_en.pdf">Guidance on information requirements and chemical safety assessment – Chapter R.11: PBT/vPvB Assessment</a>.</i> Version 4.0, 2023, S. 20.</span>

</li>

</ol></div><div><div class="zim-footer">

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