Thermodynamische Modelle für die Bioverfügbarkeit und Bioakkumulation organischer Chemikalien

In aquatischen Systemen wird die Bioverfügbarkeit neutraler organischer Fremdstoffe durch Sorptionsprozesse mit organischen Matrizes in gelöster, kolloidaler oder partikulärer Form und ggf. durch das Ausmaß der Dissoziation oder Protonierung bestimmt. Die Annahme konkurrierender thermodynamischer Gleichgewichte liefert eine einfache quantitative Beschreibung des Zusammenhangs zwischen dem Gesamtgehalt einer Verbinding und dem im Wasser frei gelösten Stoffanteil, der in erster Näherung häufig mit dem bioverfügbaren Anteil gleichgesetzt wird. Thermodynamische Überlegungen führen zum Lipophilie-Modell für die Biokonzentration von im Wasser gelösten Fremdstoffen, und die Einbeziehung der Sorption am Sediment als weiterem Verteilungsprozeß gestattet eine mechanistische Interpretation der Bioakkumulation in benthischen Organismen im Sinne einer Biokonzentration aus dem Porenwasser. Für organische Säuren und Basen zeigen neuere Befunde, daß ionische Stoffanteile über Prozesse der Ionenpaarbildung mit anorganischen Spezies sowie über spezifische Wechselwirkungen mit endogenen Makromolekülen Möglichkeiten einer erheblichen Steigerung ihrer Bioverfügbarkeit haben.