Authors: Arnot, Jon A.; Gobas, Frank A.

Source: Environmental Reviews, Volume 14, Number 4, December 2006 , pp. 257-297(41)

Publisher: NRC Research Press

Abstract:

Bioaccumulation assessment is important in the scientific evaluation of risks that chemicals may pose to humans and the environment and is a current focus of regulatory effort. The status of bioaccumulation evaluations for organic chemicals in aquatic systems is reviewed to reduce uncertainty in bioaccumulation measurement, to provide quality data for assessment, and to assist in model development. A review of 392 scientific literature and database sources includes 5317 bioconcentration factor (BCF) and 1656 bioaccumulation factor (BAF) values measured for 842 organic chemicals in 219 aquatic species. A data quality assessment finds that 45% of BCF values are subject to at least one major source of uncertainty and that measurement errors generally result in an underestimation of actual BCF values. A case study of organic chemicals on the Canadian Domestic Substances List indicates that empirical data are available for less than 4% of the chemicals that require evaluation and of these chemicals, 76% have less than three acceptable quality BCF or BAF values. Field BAFs tend to be greater than laboratory BCFs emphasizing the importance of environmental measurement for reliable assessment; however, only 0.2% of current use organic chemicals have BAF measurements. Key parameters influencing uncertainty and variability in BCF and BAF data are discussed using reviewed data and models. A critical evaluation of representative BCF and BAF models in relation to existing measurements and regulatory criteria in Canada indicate the probability of Type II errors, i.e., false negatives or ``misses'', using BCF models for bioaccumulation assessment may be as high as 70.6% depending on the model. Recommendations for the selection of measured and modelled values used in bioaccumulation assessment are provided, and improvements for the science and regulatory criteria are proposed.Key words: bioconcentration, bioconcentration factor, bioaccumulation, bioaccumulation factor, octanol-water partition coefficient, fish.

L'estimation de la bioaccumulation est importante dans l'évaluation scientifique des risques que les substances chimiques constituent pour les humains et l'environnement, et constitue une préoccupation actuelle des efforts de réglementation. Les auteurs passent en revue des estimations de bioaccumulation de substances organiques dans les systèmes aquatiques, afin de réduire l'incertitude dans la mesure des bioaccumulations, de fournir des données de qualité pour l'évaluation et de contribuer au développement de modèles. Une revue de 392 sources de littérature scientifique et de bases de données comporte 5317 valeurs de facteurs de bioconcentration (BCF), et 1656 valeurs de bioaccumulation (BAF), mesurées pour 842 substances chimiques organiques, chez 219 espèces aquatiques. Une évaluation de la qualité des données montre que 45 % des valeurs BCF font l'objet d'au moins une source d'incertitude et que les erreurs de mesure conduisent généralement à une sous-estimation des valeurs BCF réelles. Une étude de cas, effectuée sur des substances organiques de la Liste canadienne des substances domestiques, indique que des données empiriques ne sont disponibles que pour 4 % des substances qui nécessitent une évaluation, et que de l'ensemble de ces substances chimiques, 76 % comportent moins de 3 valeurs BCF ou BAF de qualité acceptable. Les BAFs venant du terrain ont tendance à être supérieures à celles du laboratoire, ce qui souligne l'importance de mesures environnementales pour une évaluation fiable; pourtant, seulement 0,2 % des substances chimiques couramment utilisées ont des mesures BAFs. Les auteurs discutent les facteurs clés qui influencent l'incertitude et la variabilité des données BCF et BAF, en utilisant les données et les modèles provenant de leur revue. Une évaluation critique de modèles BCF et BAF représentatifs, en relation avec les mesures existantes et divers critères de réglementation, indique que la probabilité d'erreurs de Type II, i.e., faux négatifs ou absence, en utilisant les modèles BCF pour l'évaluation de la bioaccumulation, pourrait atteindre 70,6 %, selon le modèle. On présente des recommandations pour la sélection des valeurs mesurées et modélisées, utilisées pour l'évaluation de la bioaccumulation, et on propose des amélioration pour les critères scientifiques et réglementaires.

Mots clés : bioconcentration, facteur de bioconcentration, bioaccumulation, facteur de bioaccumulation, coefficient de répartition octanol-eau, poisson.

Document Type: Research article

Publication date: 2006-12-01

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