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Toxicity to aquatic algae and cyanobacteria

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Endpoint:
toxicity to aquatic algae and cyanobacteria
Type of information:
read-across from supporting substance (structural analogue or surrogate)
Adequacy of study:
key study
Study period:
Jusqu'à 1985
Reliability:
2 (reliable with restrictions)
Rationale for reliability incl. deficiencies:
study well documented, meets generally accepted scientific principles, acceptable for assessment
Justification for type of information:
Compte-tenu de sa solubilité dans l’eau d’environ 2.0 g/L, la substance à enregistrer: acétylacétonate de fer (substance cible) se dissocie presque entièrement en espèces chargées en milieu aqueux (les deux substances sources): les anions organiques d’acétylacétone (aussi appelé 2,4-pentanedione) et les cations métalliques de fer trivalents (Fe3+). La méthode d’évaluation de la toxicité à court terme de la substance à enregistrer envers les algues aquatiques peut donc être basée sur une approche par références croisées (« Read across »), en considérant l’écotoxicité de la partie organique et de la partie inorganique séparément dans un premier temps, et en conjonction par la suite pour l’évaluation finale.

Comme présenté en détails dans la justification de dérogation à l’obligation d’essais de toxicité envers les algues aquatiques pour le fer et, le fer est considéré comme non toxique envers les algues aquatiques, principalement en raison du fait que les cations de fer (Fe3+) qui se retrouvent dans les eaux de surface forment des hydroxydes ferriques insolubles, rendant le fer donc très peu biodisponible. A noter que les conditions géochimiques (pH, matière organique) jouent aussi un rôle important sur la spéciation de ce métal. Les colloïdes formés durant la précipitation du fer peuvent cependant, et dans certaines conditions seulement, mener à une augmentation de la turbidité du milieu de test, ce qui peut indirectement limiter la photosynthèse par effet physique ou mener à la chélation des nutriments (phosphates) et donc affecter négativement les algues (inhibition de la croissance). Cet effet néfaste est cependant d’ordre purement physique, considéré comme un effet secondaire et ne représente donc pas la toxicité intrinsèque du fer (car ne remplissant pas les critères de Hill (1965)). D'autre part, le fer est présent à l'état naturel en grande quantité (quatrième élément le plus abondant dans la croûte terrestre) et joue un rôle important dans les processus biologiques.

Pour l’évaluation de la toxicité à court terme de la substance à enregistrer envers les algues aquatiques, seule la toxicité de sa partie organique (2,4-pentanedione) a été prise en compte, étant donné que sa partie métallique est considérée comme non toxique. Les indicateurs écotoxicologiques (CE50) de la substance à enregistrer ont ensuite été recalculés en utilisant un facteur de conversion qui tient compte de la contribution en masse de la partie organique de la substance à enregistrer par rapport à sa masse totale. Le calcul de ce facteur de conversion se base sur la comparaison de la masse moléculaire (MM) de la 2,4-pentanedione et de l’acétylacétonate de fer et prend en compte la structure moléculaire des 2 molécules. La 2,4-pentanedione (C5H8O2) a une MM de 100.12 g/mole et l’acétylacétonate de fer (Fe(C5H7O2)3) a une MM de 353.17 g/mole. Compte-tenu de la structure moléculaire des 2 substances, le facteur de conversion a été calculé de la manière suivante : 353.17/(100.12 x 3) = 1.18. Il a donc ensuite été appliqué aux données écotoxicologiques existantes pour la 2,4-pentanedione pour dériver les données écotoxicologiques de la substance à enregistrer.

Les données existantes sur la toxicité à court terme de l’acétylacétone (2,4-pentanedione) envers les microalgues indiquent une concentration efficace médiane (CE50) après 24 h d’exposition supérieure à 300 mg/L chez l’espèce Scenedesmus sp. Le facteur de conversion de 1.18 a donc été appliqué à cette valeur, ce qui donne une CE50 supérieure 352.7 mg/L en ce qui concerne la toxicité à court terme de la substance à enregistrer (acétylacétonate de fer) envers les algues. Une valeur de CE50 de 352.7 mg/L est donc par défaut utilisée.
Reason / purpose:
read-across source
Reason / purpose:
read-across source
Qualifier:
equivalent or similar to
Guideline:
other: Inhibition de l'assimilation
GLP compliance:
not specified
Specific details on test material used for the study:
Non communiqués.
Analytical monitoring:
no
Details on sampling:
Pas applicable
Vehicle:
no
Details on test solutions:
Non disponible.
Test organisms (species):
Scenedesmus sp.
Details on test organisms:
Non disponible
Test type:
static
Water media type:
freshwater
Limit test:
no
Total exposure duration:
24 h
Remarks on exposure duration:
Aucune
Post exposure observation period:
Aucune
Hardness:
Non communiquée
Test temperature:
20 °C
pH:
Pas d'ajustement du pH
Dissolved oxygen:
Non communiqué
Salinity:
Non communiquée
Conductivity:
Non communiquée
Nominal and measured concentrations:
6 concentrations de la substance testées en duplicats.
Details on test conditions:
- Test conduit en milieu fermé.
- Effet mesuré: inhibition de l'assimilation des cellules phytoplanctoniques.
- Culture d'algue utilisée non stérile.
- Mesure de la production d'oxygène (O2)#
- Intensitè lumineuse pendant les tests: 3000 Lux
- Contrôles incubés à l'obscurité
Reference substance (positive control):
no
Key result
Duration:
24 h
Dose descriptor:
EC50
Effect conc.:
> 352.7 mg/L
Nominal / measured:
nominal
Conc. based on:
test mat.
Basis for effect:
other: Inhibition de l'assimilation par les cellules phytoplanctoniques.
Remarks on result:
other: Se référrer à la méthode de calcul de la CE50 de la substance à enregistrer: acétylacétonate de fer (substance cible) à partir des données de CE50 disponibles pour les substances sources: acétylacétone (2,4-pentanedione) et fer.
Details on results:
Aucun
Results with reference substance (positive control):
Pas applicable
Reported statistics and error estimates:
Non disponible
Validity criteria fulfilled:
yes
Conclusions:
La substance à enregistrer (acétylacétonate d'aluminium) a une CE50 estimée supérieure à 352.7 mg/L envers la microalgue d'eau douce Scenedesmus sp. dans les conditions de test utilisées.
Executive summary:

La toxicité à court terme de l'acétylacétonate de fer envers l'espèce Scenedesmus sp. été évaluée suivant une approche par références croisées ("read-across") issue des données (concentrations nominales) d'un test de toxicité aigüe statique de 24h (inhibition de l'assimilation par les cellules phytoplanctoniques) et de l'innocuité du fer vis-à-vis des microalgues.

Cette approche permet de calculer une concentration efficace médiane ( CE50) supérieure (égale par défaut) à 352.7 mg/L pour l'acétylacétonate de fer envers les microalgues.

Endpoint:
toxicity to aquatic algae and cyanobacteria
Type of information:
experimental study
Adequacy of study:
weight of evidence
Study period:
Jusqu'à 1985
Reliability:
2 (reliable with restrictions)
Rationale for reliability incl. deficiencies:
study well documented, meets generally accepted scientific principles, acceptable for assessment
Qualifier:
equivalent or similar to
Guideline:
other: Inhibition de l'assimilation
GLP compliance:
not specified
Specific details on test material used for the study:
Non communiqués.
Analytical monitoring:
no
Details on sampling:
Pas applicable
Vehicle:
no
Details on test solutions:
Non disponible.
Test organisms (species):
Scenedesmus sp.
Details on test organisms:
Non disponible
Test type:
static
Water media type:
freshwater
Limit test:
no
Total exposure duration:
24 h
Remarks on exposure duration:
Aucune
Post exposure observation period:
Aucune
Hardness:
Non communiquée
Test temperature:
20 °C
pH:
Pas d'ajustement du pH
Dissolved oxygen:
Non communiqué
Salinity:
Non communiquée
Conductivity:
Non communiquée
Nominal and measured concentrations:
6 concentrations de la substance testées en duplicats.
Details on test conditions:
- Test conduit en milieu fermé.
- Effet mesuré: inhibition de l'assimilation des cellules phytoplanctoniques.
- Culture d'algue utilisée non stérile.
- Mesure de la production d'oxygène (O2)#
- Intensitè lumineuse pendant les tests: 3000 Lux
- Contrôles incubés à l'obscurité
Reference substance (positive control):
no
Key result
Duration:
24 h
Dose descriptor:
EC50
Effect conc.:
> 300 mg/L
Nominal / measured:
nominal
Conc. based on:
test mat.
Basis for effect:
other: Inhibition de l'assimilation par les cellules phytoplanctoniques.
Key result
Duration:
24 h
Dose descriptor:
EC10
Effect conc.:
100 mg/L
Nominal / measured:
nominal
Conc. based on:
test mat.
Basis for effect:
other: Inhibition de l'assimilation par les cellules phytoplanctoniques.
Details on results:
La CE10 peut être considérée comme une mesure de l'effet à long terme sur les microalgues.
Results with reference substance (positive control):
Pas applicable
Reported statistics and error estimates:
Non disponible
Validity criteria fulfilled:
yes
Conclusions:
La partie organique de la substance à enregistrer (2,4-pentanedione) n'apparait pas comme nocive (CE50 supérieure à 100 mg/L) pour la microalgue d'eau douce Scenedesmu sp. dans les conditions de test utilisées.
Executive summary:

La toxicité de la 2,4 -pentanedione envers l'espèce Scenedesmus sp. été évaluée par le biais d'un test de toxicité aigüe statique de 24h. Cet éssai indique une concentration efficace médiane ( CE50) supérieure à 300 mg/L et une CE10 de 100 mg/L, les concentrations de la substance étant nominales et l'effet observé étant basé sur l'inhibition de l'assimilation par les cellules phytoplanctoniques. La CE10 peut être considérée comme une mesure de l'effet à long terme sur cette espèce de microalgues.

Endpoint:
toxicity to aquatic algae and cyanobacteria
Data waiving:
other justification
Justification for data waiving:
other:
Endpoint:
toxicity to aquatic algae and cyanobacteria
Type of information:
read-across from supporting substance (structural analogue or surrogate)
Adequacy of study:
key study
Study period:
Jusqu'à 1980
Reliability:
2 (reliable with restrictions)
Rationale for reliability incl. deficiencies:
study well documented, meets generally accepted scientific principles, acceptable for assessment
Justification for type of information:
Compte-tenu de sa solubilité dans l’eau d’environ 2.0 g/L, la substance à enregistrer: acétylacétonate de fer (substance cible) se dissocie presque entièrement en espèces chargées en milieu aqueux (les deux substances sources): les anions organiques d’acétylacétone (aussi appelé 2,4-pentanedione) et les cations métalliques de fer trivalents (Fe3+). La méthode d’évaluation de la toxicité à court terme de la substance à enregistrer envers les algues aquatiques peut donc être basée sur une approche par références croisées (« Read across »), en considérant l’écotoxicité de la partie organique et de la partie inorganique séparément dans un premier temps, et en conjonction par la suite pour l’évaluation finale.

Comme présenté en détails dans la justification de dérogation à l’obligation d’essais de toxicité envers les algues aquatiques pour le fer et, le fer est considéré comme non toxique envers les algues aquatiques, principalement en raison du fait que les cations de fer (Fe3+) qui se retrouvent dans les eaux de surface forment des hydroxydes ferriques insolubles, rendant le fer donc très peu biodisponible. A noter que les conditions géochimiques (pH, matière organique) jouent aussi un rôle important sur la spéciation de ce métal. Les colloïdes formés durant la précipitation du fer peuvent cependant, et dans certaines conditions seulement, mener à une augmentation de la turbidité du milieu de test, ce qui peut indirectement limiter la photosynthèse par effet physique ou mener à la chélation des nutriments (phosphates) et donc affecter négativement les algues (inhibition de la croissance). Cet effet néfaste est cependant d’ordre purement physique, considéré comme un effet secondaire et ne représente donc pas la toxicité intrinsèque du fer (car ne remplissant pas les critères de Hill (1965)). D'autre part, le fer est présent à l'état naturel en grande quantité (quatrième élément le plus abondant dans la croûte terrestre) et joue un rôle important dans les processus biologiques.

Pour l’évaluation de la toxicité à long terme de la substance à enregistrer envers les algues aquatiques, seule la toxicité de sa partie organique (2,4-pentanedione) a été prise en compte, étant donné que sa partie métallique est considérée comme non toxique. Les indicateurs écotoxicologiques (CE50) de la substance à enregistrer ont ensuite été recalculés en utilisant un facteur de conversion qui tient compte de la contribution en masse de la partie organique de la substance à enregistrer par rapport à sa masse totale. Le calcul de ce facteur de conversion se base sur la comparaison de la masse moléculaire (MM) de la 2,4-pentanedione et de l’acétylacétonate de fer et prend en compte la structure moléculaire des 2 molécules. La 2,4-pentanedione (C5H8O2) a une MM de 100.12 g/mole et l’acétylacétonate de fer (Fe(C5H7O2)3) a une MM de 353.17 g/mole. Compte-tenu de la structure moléculaire des 2 substances, le facteur de conversion a été calculé de la manière suivante : 353.17/(100.12 x 3) = 1.18. Il a donc ensuite été appliqué aux données écotoxicologiques existantes pour la 2,4-pentanedione pour dériver les données écotoxicologiques de la substance à enregistrer.

Les données existantes sur la toxicité à long terme de l’acétylacétone (2,4-pentanedione) envers les microalgues ont été analysées en utilisant une approche par éléments de preuve (« weight of evidence »). L’approche du pire scénario a été suivie et l’espèce d’algue qui apparait être la plus sensible vis-à-vis de la 2,4-pentanedione est Scenedesmus quadricauda avec une CE3 de 2.7 mg/L. Cette valeur permet une évaluation du risque écotoxicologique encore plus conservatrice qu’avec une CE10 et peut donc servir être utilisée comme concentration maximale sans effet observé (CSEO ou NOEC en anglais). Le facteur de conversion de 1.18 a donc été appliqué à cette valeur, ce qui donne une CSEO (NOEC) de 3.17 mg/L en ce qui concerne la toxicité à long terme de la substance à enregistrer (acétylacétonate de fer) envers les algues aquatiques.
Reason / purpose:
read-across source
Reason / purpose:
read-across source
Qualifier:
according to
Guideline:
other: Test d'inhibition de la multiplication cellulaire (se référer à la section "Principles of method if other than guideline)
Principles of method if other than guideline:
Test qui mesure l'inhibition de la croissance cellulaire des microalgues Scenedesmus quadricauda après exposition aux contaminants. La concentration des suspensions algales est évaluée par une mesure de la turbidité (alors que la lumière diffuse est écartée) et est exprimée par le coefficient d'extinction de la lumière primaire (radiation monochromatique) à 578 nm pour un échantillon de 10 mm d'épaissuer, autrement apellé absorbance.
Une diminution de l'absorbance supérieure ou égale à 3% entre les dilutions algales ne contenant pas de contaminants et celles en contenant indique un effet inhibiteur significatif de la substance testée.
GLP compliance:
not specified
Specific details on test material used for the study:
Aucun
Analytical monitoring:
no
Details on sampling:
Pas applicable
Vehicle:
no
Details on test solutions:
Préparation d'une solution mère par dissolution de la substance dans de l'eau doublement distillée.
Dilution en série de la solution mère suivant un facteur de dilution de 2 avec de l'eau doublement distillée. 14 concentrations testées
Test organisms (species):
Scenedesmus quadricauda
Details on test organisms:
- Cultures mères de l'espèce Scenedesmus quadricauda cultivée dans des Erlenmeyer de 100 mL, contenant 20 mL de solution de nutiments I (voir ce-dessous pour la composition exacte de cette solution), et fermés par des bouchon en métal.
- Conditions de culture:
- Erlenmeyers posés sur une surface blanche et à l'abri de la lumière du jour
- Lumière fluorescente blanche en continu
- Erlenmeyers disposés à 60 cm les uns des autres
- Temperature: 27 °C
- Humidité relative: 50%
- Reinoculation de nouvelles cultures tous les 10 jours avec du milieu de culture (solution I) stérilisé


Solution de nutriments I:

- La solution mère a été préparée comme ci-dessous:
Les produits suivants ont été dissous dans de l'eau distillée:
- 496 mg de nitrate de Sodium (NaNO3)
- 39 mg de phosphate hydrogène dipotassium (K2HPO4)
- 75 mg de sulfate de magnésium (MgSO4, 7H2O)
- 36 mg de chlorure de calcium (CaCl2, 2H2O)
- 40 mg de métasilicate de sodium (Na2SiO3)
58 mg de carbonate de sodium (Na2CO3)
- 3 mg d'acide citrique (C6H8O7, H2O)
- 3 mg de citrate de fer III (C6H5FeO7, 5H2O)
- 10 mg d'EDTA (C10H14N2Na2O8, 2 H20)

- 10 ml de solution d'éléments trace ont été ajoutés et le tout a été complété à 1L d'eau doublement distillée et le a été ajusté 7.0 avec un minimum de Na2CO3.

Solution d'éléments trace:
- Les produits suivants ont été dissous dans de l'eau doublement distillée:
- 2.86 g d'acide borique (H3BO3)
- 1.81 g de chlorure de manganèse II (MnCl2, 4H2O)
- 220 mg de sulfate de zinc (ZnSO4, 7 H2O)
- 80 mg de sulfate de cuivre II (CuSO4, 5 H2O)
- 24 mg de molybdate de sodium (Na2MoO4, 2 H2O)
- 40 mg de chlorure de cobalt II (CoCl2, 6H2O)
- Le tout a été complété à 1L avec de l'eau doublement distillée dans un flacon volumétrique
- 4 mL de cette solution ont été ajoutés dans 100 mL d'eau double distillée

Test type:
static
Water media type:
freshwater
Limit test:
no
Total exposure duration:
7 d
Remarks on exposure duration:
Aucune
Post exposure observation period:
Aucune
Hardness:
Non disponible
Test temperature:
27°C
pH:
pH = 7.0 après ajustement
Dissolved oxygen:
Non disponible
Salinity:
Non mesurée
Conductivity:
Non mesurée
Nominal and measured concentrations:
Non communiquées
Details on test conditions:
- Avant chaque test, les cellules algales ont été lavées avec de l'eau distillée avec filtration et resuspension.
- Les suspensions de cellules ont été diluée de telle sorte que l'absorbance de la suspension diluée correspondait à l'absorbance du standard formazin (20 à 578 nm)
- En parallèle, les dilutions (facteur 2) de la substance testée ont été préparées dans des flacons fermés par un bouchon en métal et avec un volume final de 40 ml.
- 5 ml d'inoculum d'algue venant de la culture mère d'algue ont été ajoutés ainsi que 5 mL de milieu de culture (solution I)
- pour les contrôles non inoculés, les 5 mL d'algues ont été remplacés par 5 mL d'eau distillée
- Ce mélange a ensuite été incubé pendant 8 jours dans les mêmes conditions que pendant la culture de la culture d'algues mère avec mélange manuel journalier de chaque fiole de test (mouvement circulaire)
- L'absorbance à 578 nm a été mesurée dans tous les traitements

Milieu de culture de test (solution I):

- La solution mère a été préparée comme ci-dessous:
Les produits suivants ont été dissous dans de l'eau distillée:
- 248 mg de nitrate de Sodium (NaNO3)
- 19.5 mg de phosphate hydrogène dipotassium (K2HPO4)
- 750 mg de sulphate de magnésium (MgSO4, 7H2O)
- 350 mg de chlorure de calcium (CaCl2, 2H2O)
- 30 mg de citrate de fer III (C6H5FeO7, 5H2O)

- 10 ml de solution d'éléments trace ont été ajoutés et le tout a été complété à 1L d'eau doublement distillée et le pH a été ajusté à 7.0 avec un minimum de Na2CO3.
Reference substance (positive control):
no
Key result
Duration:
8 d
Dose descriptor:
other: TT = Toxic Threshold = CE3
Effect conc.:
3.17 mg/L
Nominal / measured:
nominal
Conc. based on:
test mat.
Basis for effect:
growth rate
Remarks on result:
other: Se référrer à la méthode de calcul de la CESO (NOEC) de la substance à enregistrer: acétylacétonate de fer (substance cible) à partir des données de CE3 disponibles pour les substances sources: acétylacétone (2,4-pentanedione) et fer.
Details on results:
Aucun
Results with reference substance (positive control):
Pas applicable
Reported statistics and error estimates:
Méthode d'analyse de régréssion
Validity criteria fulfilled:
yes
Conclusions:
La substance à enregistrer (acétylacétonate d'aluminium) a une CE3 (CESO/NOEC) estimée de 3.17 mg/L envers la microalgue d'eau douce Scenedesmus quardicauda dans les conditions de test utilisées.
Executive summary:

La toxicité à long terme de l'acétylacétonate de fer envers l'espèce Scenedesmus quadricauda a été évaluée suivant une approche par

références croisées ("read-across") issue des données (concentrations nominales) d'un test de toxicité chronique statique de 8 jours (inhibition de l'assimilation par les cellules phytoplanctoniques) et de l'innocuité du fer vis-à-vis des microalgues.

Cette approche permet de calculer une concentration maximale sans effet observé (CSEO/NOEC) de 3.17 mg/L pour l'acétylacétonate de fer envers les algues aquatiques.

Endpoint:
toxicity to aquatic algae and cyanobacteria
Type of information:
experimental study
Adequacy of study:
weight of evidence
Study period:
Jusqu'à 1980
Reliability:
2 (reliable with restrictions)
Rationale for reliability incl. deficiencies:
study well documented, meets generally accepted scientific principles, acceptable for assessment
Qualifier:
according to
Guideline:
other: Test d'inhibition de la multiplication cellulaire (se référer à la section "Principles of method if other than guideline)
Principles of method if other than guideline:
Test qui mesure l'inhibition de la croissance cellulaire des microalgues Scenedesmus quadricauda après exposition aux contaminants. La concentration des suspensions algales est évaluée par une mesure de la turbidité (alors que la lumière diffuse est écartée) et est exprimée par le coefficient d'extinction de la lumière primaire (radiation monochromatique) à 578 nm pour un échantillon de 10 mm d'épaissuer, autrement apellé absorbance.
Une diminution de l'absorbance supérieure ou égale à 3% entre les dilutions algales ne contenant pas de contaminants et celles en contenant indique un effet inhibiteur significatif de la substance testée.
GLP compliance:
not specified
Specific details on test material used for the study:
Aucun
Analytical monitoring:
no
Details on sampling:
Pas applicable
Vehicle:
no
Details on test solutions:
Préparation d'une solution mère par dissolution de la substance dans de l'eau doublement distillée.
Dilution en série de la solution mère suivant un facteur de dilution de 2 avec de l'eau doublement distillée. 14 concentrations testées
Test organisms (species):
Scenedesmus quadricauda
Details on test organisms:
- Cultures mères de l'espèce Scenedesmus quadricauda cultivée dans des Erlenmeyer de 100 mL, contenant 20 mL de solution de nutiments I (voir ce-dessous pour la composition exacte de cette solution), et fermés par des bouchon en métal.
- Conditions de culture:
- Erlenmeyers posés sur une surface blanche et à l'abri de la lumière du jour
- Lumière fluorescente blanche en continu
- Erlenmeyers disposés à 60 cm les uns des autres
- Temperature: 27 °C
- Humidité relative: 50%
- Reinoculation de nouvelles cultures tous les 10 jours avec du milieu de culture (solution I) stérilisé


Solution de nutriments I:

- La solution mère a été préparée comme ci-dessous:
Les produits suivants ont été dissous dans de l'eau distillée:
- 496 mg de nitrate de Sodium (NaNO3)
- 39 mg de phosphate hydrogène dipotassium (K2HPO4)
- 75 mg de sulfate de magnésium (MgSO4, 7H2O)
- 36 mg de chlorure de calcium (CaCl2, 2H2O)
- 40 mg de métasilicate de sodium (Na2SiO3)
58 mg de carbonate de sodium (Na2CO3)
- 3 mg d'acide citrique (C6H8O7, H2O)
- 3 mg de citrate de fer III (C6H5FeO7, 5H2O)
- 10 mg d'EDTA (C10H14N2Na2O8, 2 H20)

- 10 ml de solution d'éléments trace ont été ajoutés et le tout a été complété à 1L d'eau doublement distillée et le a été ajusté 7.0 avec un minimum de Na2CO3.

Solution d'éléments trace:
- Les produits suivants ont été dissous dans de l'eau doublement distillée:
- 2.86 g d'acide borique (H3BO3)
- 1.81 g de chlorure de manganèse II (MnCl2, 4H2O)
- 220 mg de sulfate de zinc (ZnSO4, 7 H2O)
- 80 mg de sulfate de cuivre II (CuSO4, 5 H2O)
- 24 mg de molybdate de sodium (Na2MoO4, 2 H2O)
- 40 mg de chlorure de cobalt II (CoCl2, 6H2O)
- Le tout a été complété à 1L avec de l'eau doublement distillée dans un flacon volumétrique
- 4 mL de cette solution ont été ajoutés dans 100 mL d'eau double distillée

Test type:
static
Water media type:
freshwater
Limit test:
no
Total exposure duration:
7 d
Remarks on exposure duration:
Aucune
Post exposure observation period:
Aucune
Hardness:
Non disponible
Test temperature:
27°C
pH:
pH = 7.0 après ajustement
Dissolved oxygen:
Non disponible
Salinity:
Non mesurée
Conductivity:
Non mesurée
Nominal and measured concentrations:
Non communiquées
Details on test conditions:
- Avant chaque test, les cellules algales ont été lavées avec de l'eau distillée avec filtration et resuspension.
- Les suspensions de cellules ont été diluée de telle sorte que l'absorbance de la suspension diluée correspondait à l'absorbance du standard formazin (20 à 578 nm)
- En parallèle, les dilutions (facteur 2) de la substance testée ont été préparées dans des flacons fermés par un bouchon en métal et avec un volume final de 40 ml.
- 5 ml d'inoculum d'algue venant de la culture mère d'algue ont été ajoutés ainsi que 5 mL de milieu de culture (solution I)
- pour les contrôles non inoculés, les 5 mL d'algues ont été remplacés par 5 mL d'eau distillée
- Ce mélange a ensuite été incubé pendant 8 jours dans les mêmes conditions que pendant la culture de la culture d'algues mère avec mélange manuel journalier de chaque fiole de test (mouvement circulaire)
- L'absorbance à 578 nm a été mesurée dans tous les traitements

Milieu de culture de test (solution I):

- La solution mère a été préparée comme ci-dessous:
Les produits suivants ont été dissous dans de l'eau distillée:
- 248 mg de nitrate de Sodium (NaNO3)
- 19.5 mg de phosphate hydrogène dipotassium (K2HPO4)
- 750 mg de sulphate de magnésium (MgSO4, 7H2O)
- 350 mg de chlorure de calcium (CaCl2, 2H2O)
- 30 mg de citrate de fer III (C6H5FeO7, 5H2O)

- 10 ml de solution d'éléments trace ont été ajoutés et le tout a été complété à 1L d'eau doublement distillée et le pH a été ajusté à 7.0 avec un minimum de Na2CO3.
Reference substance (positive control):
no
Key result
Duration:
8 d
Dose descriptor:
other: TT = Toxic Threshold = EC3
Effect conc.:
2.7 mg/L
Nominal / measured:
nominal
Conc. based on:
test mat.
Basis for effect:
growth rate
Remarks on result:
other: Croissance evaluée par la mesure de la turbidité (absorbance)
Details on results:
Aucun
Results with reference substance (positive control):
Pas applicable
Reported statistics and error estimates:
Méthode d'analyse de régréssion
Validity criteria fulfilled:
yes
Conclusions:
La partie organique de la substance à enregistrer (2,4-pentanedione) n'apparait pas comme nocive (CE3 supérieure à 1 mg/L) pour la microalgue d'eau douce Scenedesmu quadricauda dans les conditions de test utilisées.
Executive summary:

La toxicité de la 2,4 -pentanedione envers l'espèce Scenedesmus quadricauda été évaluée par le biais d'un test de toxicité aigüe statique de 8 jours. Cet éssai indique un seuil de toxicité ( CE3) égal à 2.7 mg/L, les concentrations de la substance étant nominales et l'effet observé étant basé sur l'inhibition de la croissance des cellules phytoplanctoniques.

Description of key information

Compte-tenu de sa solubilité dans l’eau d’environ 2.0 g/L, la substance à enregistrer: acétylacétonate de fer (substance cible) se dissocie presque entièrement en espèces chargées en milieu aqueux (les deux substances sources): les anions organiques d’acétylacétone (aussi appelé 2,4-pentanedione) et les cations métalliques de fer trivalents (Fe3+). La méthode d’évaluation de la toxicité à court terme de la substance à enregistrer envers les algues aquatiques peut donc être basée sur une approche par analogie (« Read across »), en considérant l’écotoxicité de la partie organique et de la partie inorganique séparément dans un premier temps, et en conjonction par la suite pour l’évaluation finale. 

 

Comme présenté en détails dans la justification de dérogation à l’obligation d’essais de toxicité envers les algues aquatiques pour le fer et, le fer est considéré comme non toxique envers les algues aquatiques, principalement en raison du fait que les cations de fer (Fe3+) qui se retrouvent dans les eaux de surface forment des hydroxydes ferriques insolubles, rendant le fer donc très peu biodisponible. A noter que les conditions géochimiques (pH, matière organique) jouent aussi un rôle important sur la spéciation de ce métal. Les colloïdes formés durant la précipitation du fer peuvent cependant, et dans certaines conditions seulement, mener à une augmentation de la turbidité du milieu de test, ce qui peut indirectement limiter la photosynthèse par effet physique ou mener à la chélation des nutriments (phosphates) et donc affecter négativement les algues (inhibition de la croissance). Cet effet néfaste est cependant d’ordre purement physique, considéré comme un effet secondaire et ne représente donc pas la toxicité intrinsèque du fer (car ne remplissant pas les critères de Hill (1965)). D'autre part, le fer est présent à l'état naturel en grande quantité (quatrième élément le plus abondant dans la croûte terrestre) et joue un rôle important dans les processus biologiques.

 

Pour l’évaluation de la toxicité à court terme de la substance à enregistrer envers les algues aquatiques, seule la toxicité de sa partie organique (2,4-pentanedione) a été prise en compte, étant donné que sa partie métallique est considérée comme non toxique. Les indicateurs écotoxicologiques (CE50) de la substance à enregistrer ont ensuite été recalculés en utilisant un facteur de conversion qui tient compte de la contribution en masse de la partie organique de la substance à enregistrer par rapport à sa masse totale. Le calcul de ce facteur de conversion se base sur la comparaison de la masse moléculaire (MM) de la 2,4-pentanedione et de l’acétylacétonate de fer et prend en compte la structure moléculaire des 2 molécules. La 2,4-pentanedione (C5H8O2) a une MM de 100.12 g/mole et l’acétylacétonate de fer (Fe(C5H7O2)3) a une MM de 353.17 g/mole. Compte-tenu de la structure moléculaire des 2 substances, le facteur de conversion a été calculé de la manière suivante : 353.17/(100.12 x 3) = 1.18. Il a donc ensuite été appliqué aux données écotoxicologiques existantes pour la 2,4-pentanedione pour dériver les données écotoxicologiques de la substance à enregistrer.

Les données existantes sur la toxicité à court terme de l'acétylacétone (2,4 -pentanedione) envers les microalgues indiquent une concentration efficace médiane (CE50) après 24h d'exposition en condition statique supérieure à 300 mg/L chez l'espèce Scenedesmus sp. (Krebs, 1985) (R2 : fiable avec restriction selon l’échelle de Klimisch et al. (1997)), l'effet mesuré étant basé sur l'inhibition de l'assimilation par les cellules phytoplanctoniques et les concentrations étant nominales. Le facteur de conversion de 1.18 a donc été appliqué à cette valeur, ce qui donne une CE50 supérieure à 352.7 mg/L en ce qui concerne la toxicité à court terme de la substance à enregistrer (acétylacétonate de ferr) envers les algues. Une valeur de CE50 de 352.7 mg/L est donc par défaut utilisée.

 

Les données existantes sur la toxicité à long terme de l’acétylacétone (2,4-pentanedione) envers les microalgues ont été analysées en utilisant une approche par éléments de preuve (« weight of evidence »). Une étude indique une CE10 de 100 mg/L (concentrations nominales) après 24 h d’exposition chez l’espèce Scenedesmus sp. (Krebs, 1985) (R2 : fiable avec restriction selon l’échelle de Klimisch et al. (1997)), l'effet mesuré étant basé sur l'inhibition de l'assimilation par les cellules phytoplanctoniques et les concentrations étant nominales. Une seconde étude présente un seuil de toxicité (CE3) égal à 2.7 mg/L après 8 jours d’exposition chez l’espèce Scenedesmus quadricauda (Bringmann & Kühn, 1980) (R2 : fiable avec restriction selon l’échelle de Klimisch et al. (1997)), l'effet mesuré étant basé sur la croissance des cellules phytoplanctoniques et les concentrations étant nominales. Les deux études ont leur propres limites : exposition très courte pour être considérée comme à long terme pour Krebs, 1985 et manque d’information sur le stade de croissance des algues (non en phase exponentielle) pour Bringmann & Kühn, 1980. L’approche du pire scénario a donc été suivie et l’espèce d’algue qui apparait être la plus sensible vis-à-vis de la 2,4-pentanedione est Scenedesmus quadricauda avec une CE3de 2.7 mg/L. Cette valeur permet une évaluation du risque écotoxicologique encore plus conservatrice qu’avec une CE10et peut donc être assimilée à une concentration maximale sans effet observé (CSEO ou NOEC en anglais). Le facteur de conversion de 1.18 a donc été appliqué à cette valeur, ce qui donne une CSEO (NOEC) de 3.17 mg/L en ce qui concerne la toxicité à long terme de la substance à enregistrer (acétylacétonate de fer) envers les algues.

 

 

Références :

 

Bringmann G, Kühn R (1980) Comparison of the toxicity thresholds of water pollutants to bacteria, algae and protozoa in the cell multiplication inhibition test.Water Research 14: 231-241.

 

Hill AB (1965). The environment and disease: association or causation? Proceedings of the Royal Society of Medicine 58:295-300.

 

Krebs F (1985) Oekotoxikologische Bewertung von Abwaessern und Umweltchemikalien.Umweltforschungsplan des BMI, Forschungsvorhaben 10205115, Bundesanstalt fuer Gewaesserkunde, Koblenz.

Klimisch H-J, Andreae M, Tillmann U (1997). A systematic approach for evaluating the quality of experimental toxicological and ecotoxicological data. Regulatory Toxicology and Pharmacology 25:1-7.

Key value for chemical safety assessment

EC50 for freshwater algae:
352.7 mg/L
EC10 or NOEC for freshwater algae:
3.17 mg/L

Additional information

La toxicité (à court et long terme) de la substance à enregistrer (acétylacétonate de fer) envers les algues a été estimées par le biais d'une approche par analogie ("read-across") à partir des données existantes pour la partie organique (acétylacétone ou 2,4 -pentanedione) et inorganique (fer) de la substance à enregistrer. D’autre part, une dérogation à l’obligation d’essais de toxicité envers les algues aquatiques pour la partie inorganique (fer) de la substance à enregistrer a été invoquée en vertu des restrictions de la colonne 2 de l'annexe VII et de l’annexe XI, parties 1 et 2, le fer (ions ferriques Fe3+) n’étant pas considéré comme toxique à court terme pour les algues aquatiques de manière intrinsèque.

Plusieurs analyses documentaires (Vangheluwe & Versonnen (2004), Johnson et al. (2007) and OECD (2007) présentent cependant des données sur la toxicité du fer (ions ferriques = Fe3+ et ferreux = Fe2+). Afin d’apporter plus d’informations sur la toxicité du fer vis-à-vis des algues aquatiques et à des fins d’illustration, les données considérées comme « fiables » par les différents auteurs de ces analyses documentaires sont donc présentées dans les tableaux ci-dessous. Cependant toutes les études présentées doivent toutes être classée comme « non fiables » (Klimisch 3) selon l’échelle de Klimisch et al. (1997) en accord avec les objections méthodologiques qui justifient la dérogation à l’obligation d’essais de toxicité à court terme envers les algues aquatiques pour le fer. La toxicité vraie, intrinsèque des cations de fer (ferrique et ferreux) chez les organismes en condition aérobie ne peut être déterminée dans les études ou la solubilité du cations ferrique (de l’ordre du ng/L) est dépassée et étant donné aussi que la forme ferreuse (Fe2+) est oxydée très rapidement en espèce ferrique (d’où la présentation dans les tableaux ci-dessous de données pour des sels de fer donnant initialement l’espèce ferreuse, comme c’est le cas avec FeSO4 par exemple). Aucune des études existantes n’a mis en évidence d’effets toxiques à des concentrations si basses (même avec des conditions de pH altérées), les concentrations efficaces médianes et les concentrations sans effets observés étant de l’ordre de 1 à 100 mg/L.

Especes d'eau douce:

Tableau: Données de toxicité aigüe selon Johnson et al. (2007, tableau 2.7, p 24)

Nom scientifique

Nom commun

Donnée

Effet

Durée [jours]

Concentration [mg/L] #

Exposition

Mesure analytique

Fiabilité

Référence

Anabaena circinalis

Algues bleues (cyanobactéries)

CE50

Croissance

24

15

s

n

R3

Chow et al. 1998

Microcystis aeruginosa

Algues bleues (cyanobactéries)

CE50

Croissance

24

15

s

n

R3

Chow et al. 1998

# Concentration faisant référence au fer

R3: Non fiable selon les auteurs (décrit dans l'annex 1, p 56 de leur publication)

Expositon: s = statique

Mesure analytique: n = non mesuré.

Tableau: Données de toxicité aigüe tirées de l'évaluation de l'OECD (2007) (tableau 28, p 65)

Substance testée

Organisme testé

Durée

Effet

CE50 [mg Fe/L]

Référence

Fiabilité

FeSO4.7H2O

Pseudokirchnerella subcapitata

72 h

Taux de croissance à pH 4.4 jusqu'à 10.5

10 (measuré

MOE 2002

R1

R1 = Fiable sans restriction selon les critères utilisé par les auteurs (OECD 2007) suivant l'échelle de Klimisch et al. (1997)

, corrigé comme Klimisch 3 “non fiable” comme discuté ci-dessus.

Tableau: Données de toxicité à long terme issues de l'analyse documentaire critique de l'EURAS (Vangheluwe & Versonnen 2004, tableau 5, p 21)

Substance testée

Organisme testé

Milieu de test

Conditions

Nominale / Mesurée

Durée

Effet

Référence

Fiabilité

FeSO4, FeCl3 Fe(NO3)3

Chlorella vulgaris

Milieu liquide de Beijerick modifié

 

Nominale

30 Jours

Paramètres physiologiques et morphologiques

Becker & Keller 1973

R3

R3: Non fiable selon les auteurs (décrits dans le chapitre 3.2 de leur publication)

Tableau: Données de toxicité à long terme selon Johnson et al. (2007, tableau 2.6, p 22)

Nom scientifique

Nom commun

Donée

Effet

Durée [jours]

Concentration

[mg /L] #

Exposition

Mesure analytique

Substance testée (Fiabilité)

Référence

Anabaena doliolum

Algue bleue (cyanobactérie)

CMEO (LOEC)

Contenu en chlorophylle

15

10

statique

non mesuré

FeCl3 (R3)

Rai & Mallick 1992

Anabaena doliolum

 Algue bleue (cyanobactérie)

CSEO (NOEC)

 Croissance

10

50

statique

non mesuré

– (R3)

Pany & Mitra 1998

Aulosira fertilissima

 Algue bleue (cyanobactérie)

CSEO (NOEC)

Croissance

10

50

statique

non mesuré

– (R3)

Pany & Mitra 1998

Nostoc punctiforme

 Algue bleue (cyanobactérie)

CSEO (NOEC)

Croissance

10

50

statique

non mesuré

– (R3)

Pany & Mitra 1998

Chlorella vulgaris

Algue verte

CMEO (LOEC)

Contenu en chlorophylle

15

5

statique

non mesuré

FeCl3 (R3)

Rai & Mallick (1992

Chlorella vulgaris

Algue verte

CSEO (NOEC)

Croissance

28

350

statique

non mesuré

FeCl3 (R3)

Becker & Keller 1973

Chlorella vulgaris

Algue verte

CSEO (NOEC)

Stimulation de la croissance

28

350

statique

non mesuré

FeCl3 (R3)

Becker & Keller 1973

Chlorella vulgaris

Algue verte

CSEO (NOEC)

Stimulation de la croissance

28

350

statique

non mesuré

Fe(NO3)3 (R3)

Becker & Keller 1973

Hydrodictyon reticulatum

Filet d'eau

CMEO (LOEC)

Croisaance

7

32

statique

non measuré

FeCl3; pH 7.5 (R3)

Rai & Chandra 1992

# Concentration faisant référence au fer

Tableau: Données de toxicité à long terme tirés de l'évaluation de l'OECD (2007) (tableau 30, p 71)

Substance testée

Organisme testé

Durée

Effet

CSEO (NOEC) [mg Fe/L]

Référence

FeSO4.7H2O

Pseudokirchnerella subcapitata

72 h

Taux de croissance à pH 4.4 jusqu'à 10.5

10.2

MOE 2002

Espèce marine:

Aucune données pertinentes n'ont été reportées par Vangheluwe & Versonnen (2004) et OECD (2007).

Tableau: Données de toxicité à long terme selon Johnson et al. (2007, tableau 2.8, p 28)

Nom scientifique

Nom commun

Donnée

Effet

Durée [jours]

Concentration [mg /L] #

Exposition

Mesure analytique

Substance testée

Référence

Haslea ostrearia

Algue marine

CSEO (NOEC)

Croissance

10

1.9

statique

non mesuré

FeCl3

Moreau et al. 1994

# Concentration faisant référence au fer

  • Becker AJ, Keller EC (1973). The effects of iron and sulfate compounds on the growth of Chlorella. Proceedings of the West Virginia Academy of Sciences. 45:127–35.

  • ECHA European Chemicals Agency (2012). Guidance on the Application of the CLP Criteria. Version 2.0, April 2012. Self-published by ECHA Reference: ECHA-12-G-06-EN, Date: 04/2012. 593 p.

  • Johnson I, Sorokin N, Atkinson C, Rule K, Hope S-J (2007). Proposed EQS for Water Framework Directive Annex VIII substances: iron (total dissolved). ISBN: 978-1-84432-660-0. Science Report: SC040038/SR9. SNIFFER Report: WFD52(ix). Product Code SCHO0407BLWB-E-E. Self-published by Environment Agency, Almondsbury, Bristol BS32 4UD, U.K. 65 p.

  • Klimisch H-J, Andreae M, Tillmann U (1997). A systematic approach for evaluating the quality of experimental toxicological and ecotoxicological data. Regul Toxicol Pharm 25:1-7.

  • MOE Ministry of the Environment, Japan (2002). Growth inhibition test of Pseudokirchnerella subcapitata for Sulfuric acid, iron(2+)salt(1:1), heptahydrate. Japan Food Research Laboratories, Tama, Japan. Report Number 13031. Report date 2002-03-29.

  • Moreau C, Robert J-M, Rouillard I (1994). Effect of iron on the growth of the diatom Haslea ostrearia in batch culture. Cahiers de Biologie Marine. 35:269–79.

  • NIER National Institute of Environmental Research, Korea (2001). Algae growth inhibition test of Iron(II) Chloride. Safety Research Center of Korea Research Institute of Chemical Technology, 100 Jang-dong, Yuseong-gu, Daejeon, Korea. Report Number EG01003.

  • OECD Organisation for Economic Co-operation and Development (2007). SIDS Initial Assessment Report for SIAM 24. Chemical Category: Iron Salts. Self-published, Paris, France, 17-20 April. 138 p.

  • Rai UN, Chandra P (1992). Accumulation of copper, lead and iron by field populations of Hydrodictyon reticulatum (Linn.) Lagerheim. Science of the Total Environment. 116(3):203–11.

  • Rai LC, Mallick N (1992). Removal and assessment of toxicity of Cu and Fe to Anabaena doliolum and Chlorella vulgaris using free and immobilised cells. World Journal of Microbiology and Biotechnology 8:110–4.

  • Vangheluwe & Versonnen (2004). Critical review on acute and chronic aquatic ecotoxicity data to be used for classification purposes of iron sulfate. Commissioned by ARCELOR SA, CEFIC, EUROFER, Rio Tinto plc. Final report - 25 August 2004. Prepared by EURAS, Rijvisschestraat 118, box 3. B-9052 Gent, Belgium. 76 p.