tris(pentane-2,4-dionato)iron(III)

Toxicity to microorganisms

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Reference

Reference 1

Endpoint:

toxicity to microorganisms, other

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 microorganismes 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 microorganismes aquatiques pour le fer et, le fer est considéré comme non toxique envers les microorganismes 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. D’autre part, le fer est utilisé comme agent de floculation dans les conditions normales de fonctionnement des stations de traitement des eaux usées (STEU). Le fer est utilisé dans l’intention d'augmenter la capacité des STEU, ce qui se fait en pratique. Par conséquent, aucune toxicité pertinente pour les microorganismes aquatique ne doit être supposée pour le fer.
Pour l’évaluation de la toxicité de la substance à enregistrer envers les microorganismes 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 (CE10) 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 de l’acétylacétone (2,4-pentanedione) envers les microorganismes ont été analysées en utilisant une approche par éléments de preuve (« weight of evidence »). L’espéce de protozoaire Entosiphon sulcatum est connue pour être présente dans les boues activées de certaines stations de traitement des eaux usées et peut donc aussi être considérée comme pertinente. L’approche du pire scénario a été suivie et l’espèce de microorganisme qui apparait être la plus sensible vis-à-vis de la 2,4-pentanedione est Entosiphon sulcatum avec une CE3 de 11 mg/L. Cette valeur permet une évaluation du risque écotoxicologique encore plus conservatrice qu’avec une CE10 et peut donc être assimilée à la CE10 pour l’évaluation du risque chimique. Le facteur de conversion de 1.18 a donc été appliqué à cette valeur, ce qui donne une CE10 de 12.9 mg/L en ce qui concerne la toxicité de la substance à enregistrer (acétylacétonate de fer) envers les microorganismes.

Reason / purpose for cross-reference:

read-across source

Reason / purpose for cross-reference:

read-across source

Qualifier:

equivalent or similar to guideline

Guideline:

ISO 10712 (Water quality – Pseudomonas putida growth inhibition test (Pseudomonas cell multiplication inhibition test

Version / remarks:

Test d'inhibition de la multiplication cellulaire de protozoaires (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 protozoaires Entosiphon sulcatum après exposition aux contaminants. La concentration des protozoaires est évaluée avec un compteur cellulaire.

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):

Entosiphon sulcatum

Details on inoculum:

- Les protozoaires de l'espèce Entosiphon sulcatum ont été nourris avec une suspension bactérienne de Escherichia coli pendant leur culture
- Les cultures d'E. Coli ont été maintenues dans le milieu de culture I. Les cultures ont été renouvellée chaque mois en incubant les cultures fraichement inoculées ä 37 °C pendant 48 h et en les stockant ensuite à 25°C.
- Pour le nourrissage des protozoaires, des cultures préliminaires d'E. Coli ont été préparée en utilisant le milieu de culture II. Les cultures primaires d'E. Coli ont ensuite été diluée de telle sorte que la suspension finale avait une absorbance à 436 nm (échantillon d'une épaisseur de 10 mm) correspondant à la tubidité du standard formazin égale à 200. Enfin les bactéries ont été inactivées par addition d'acide sulfurique à 2%, centrifugation et ajustement du pH à 6.9.
- Pour le maintient des cultures de l'espèce Entosiphon sulcatum, E. Coli a été inoculée toutes les 72 à 96h en mixant 8 mL de solution stock I, 8 mL d'eau doublement distillée stérile, 2 mL de culture mère de Entosiphon sulcatum et 2 mL de suspension bactérienne ajustée (E. Coli) dans des flacons de culture fermés par des bouchons en métal.

Composition et prépararation du milieu de culture I:
Les produits suivants ont introduits dans 1000 mL d'eau doublement distillée:
- 10 g d'extrait de viande
- 10 g de peptone S
- 3 g de chlorure de Sodium (NaCl)

Le mélange a été stérilisé dans un autoclave pendant 1h et refroidit. 10 ml de soude caustique 1N et 30 g d'agar soluble dans l'eau y ont été ajouté et restérilisé jusqu'à ce que l'agar soit dissout. Le pH de la solution chaude a ensuite été ajusté à pH 7.3 et stérilisé encore une fois pendant 1h. Après distribution dans les tubes de culture et stérilisation, le milieu de culture a été solidifié en position inclinée.

Composition et prépararation du milieu de culture II:
Les produits suivants ont introduits dans 1000 mL d'eau doublement distillée:
- 10 g de peptone S
- 10 g de glucose D-(+)
- 5.0 g de chlorure de sodium (NaCl)
Le pH de la solution a ensuite été ajusté à 6.8, placé dans des flacons (100 mL) et stérilisés à 120 °C

Test type:

static

Water media type:

freshwater

Limit test:

no

Total exposure duration:

72 h

Remarks on exposure duration:

Aucune

Post exposure observation period:

Aucune

Hardness:

Pas disponible

Test temperature:

25°C

pH:

pH = 7.0 après ajustement

Dissolved oxygen:

Non disponible

Salinity:

Non disponible

Conductivity:

Non disponible

Nominal and measured concentrations:

Non communiquées

Details on test conditions:

- Les dilutions (facteur 2) de la substance testée ont été préparées avec un volume final de 8 ml dans des flacons fermés par un bouchon en métal avec de l'eau doublement distillée et ajustés à pH 6.9.
- 8 mL de milieu de culture stock I, 2 mL de culture de protozaires (15000 impulsions/L) et 2 mL de la solution de bactöries inactivées.
- Pour assurer une distribution uniforme du matériel cellulaire introduit pendant les tests, les suspension bactériennes et de protozoaires ont été maintenues en suspension par mixage (agitateur magnétique et rotatif de manière respective) pendant le processus de transfer.
- Ce mélange a ensuite été incubé pendant 72 heures à 25°C.
- A la fin de la période de test, 10% d'une solution de NaNO3 à 1.1 % (préparée dans de l'eau doublement distillée et filtrée avec un filtre d'une porosité de 0.2 µm) ont été ajouté et la concentration en protozoaires a été determinée au moyen d'un compteur cellulaire.

Reference substance (positive control):

no

Key result

Duration:

72 h

Dose descriptor:

other: TT = Seuil de toxicité (Toxic Threshold) = EC3

Effect conc.:

12.9 mg/L

Nominal / measured:

nominal

Conc. based on:

test mat.

Basis for effect:

growth inhibition

Remarks on result:

other: Se référrer à la méthode de calcul de la CE10 de la substance à enregistrer: acétylacétonate de fer (substance cible) à partir des données de CE3 (TT) 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 CE10 (CE3) estimée de 12.9 mg/L envers l'espèce de protozoaire Entosiphon sulcatum dans les conditions de test utilisées.

Executive summary:

La toxicité de l'acétylacétonate de fer envers l'espèce de protozoaire Entosiphon sulcatum a été évaluée suivant une approche par

références croisées ("read-across") issue des données (concentrations nominales) d'un test de toxicité statique de 72h (inhibition de la croissance/densité cellulaire ) et de l'innocuité du fer vis-à-vis des microorganismes.

Cette approche permet d'estimer la CE10 à 12.9 mg/L pour l'acétylacétonate de fer envers les microorganismes aquatiques.

Reference 2

Endpoint:

toxicity to microorganisms, other

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:

equivalent or similar to guideline

Guideline:

ISO 10712 (Water quality – Pseudomonas putida growth inhibition test (Pseudomonas cell multiplication inhibition test

Version / remarks:

Test d'inhibition de la multiplication cellulaire de protozoaires (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 protozoaires Entosiphon sulcatum après exposition aux contaminants. La concentration des protozoaires est évaluée avec un compteur cellulaire.

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):

Entosiphon sulcatum

Details on inoculum:

- Les protozoaires de l'espèce Entosiphon sulcatum ont été nourris avec une suspension bactérienne de Escherichia coli pendant leur culture
- Les cultures d'E. Coli ont été maintenues dans le milieu de culture I. Les cultures ont été renouvellée chaque mois en incubant les cultures fraichement inoculées ä 37 °C pendant 48 h et en les stockant ensuite à 25°C.
- Pour le nourrissage des protozoaires, des cultures préliminaires d'E. Coli ont été préparée en utilisant le milieu de culture II. Les cultures primaires d'E. Coli ont ensuite été diluée de telle sorte que la suspension finale avait une absorbance à 436 nm (échantillon d'une épaisseur de 10 mm) correspondant à la tubidité du standard formazin égale à 200. Enfin les bactéries ont été inactivées par addition d'acide sulfurique à 2%, centrifugation et ajustement du pH à 6.9.
- Pour le maintient des cultures de l'espèce Entosiphon sulcatum, E. Coli a été inoculée toutes les 72 à 96h en mixant 8 mL de solution stock I, 8 mL d'eau doublement distillée stérile, 2 mL de culture mère de Entosiphon sulcatum et 2 mL de suspension bactérienne ajustée (E. Coli) dans des flacons de culture fermés par des bouchons en métal.

Composition et prépararation du milieu de culture I:
Les produits suivants ont introduits dans 1000 mL d'eau doublement distillée:
- 10 g d'extrait de viande
- 10 g de peptone S
- 3 g de chlorure de Sodium (NaCl)

Le mélange a été stérilisé dans un autoclave pendant 1h et refroidit. 10 ml de soude caustique 1N et 30 g d'agar soluble dans l'eau y ont été ajouté et restérilisé jusqu'à ce que l'agar soit dissout. Le pH de la solution chaude a ensuite été ajusté à pH 7.3 et stérilisé encore une fois pendant 1h. Après distribution dans les tubes de culture et stérilisation, le milieu de culture a été solidifié en position inclinée.

Composition et prépararation du milieu de culture II:
Les produits suivants ont introduits dans 1000 mL d'eau doublement distillée:
- 10 g de peptone S
- 10 g de glucose D-(+)
- 5.0 g de chlorure de sodium (NaCl)
Le pH de la solution a ensuite été ajusté à 6.8, placé dans des flacons (100 mL) et stérilisés à 120 °C

Test type:

static

Water media type:

freshwater

Limit test:

no

Total exposure duration:

72 h

Remarks on exposure duration:

Aucune

Post exposure observation period:

Aucune

Hardness:

Pas disponible

Test temperature:

25°C

pH:

pH = 7.0 après ajustement

Dissolved oxygen:

Non disponible

Salinity:

Non disponible

Conductivity:

Non disponible

Nominal and measured concentrations:

Non communiquées

Details on test conditions:

- Les dilutions (facteur 2) de la substance testée ont été préparées avec un volume final de 8 ml dans des flacons fermés par un bouchon en métal avec de l'eau doublement distillée et ajustés à pH 6.9.
- 8 mL de milieu de culture stock I, 2 mL de culture de protozaires (15000 impulsions/L) et 2 mL de la solution de bactöries inactivées.
- Pour assurer une distribution uniforme du matériel cellulaire introduit pendant les tests, les suspension bactériennes et de protozoaires ont été maintenues en suspension par mixage (agitateur magnétique et rotatif de manière respective) pendant le processus de transfer.
- Ce mélange a ensuite été incubé pendant 72 heures à 25°C.
- A la fin de la période de test, 10% d'une solution de NaNO3 à 1.1 % (préparée dans de l'eau doublement distillée et filtrée avec un filtre d'une porosité de 0.2 µm) ont été ajouté et la concentration en protozoaires a été determinée au moyen d'un compteur cellulaire.

Reference substance (positive control):

no

Key result

Duration:

72 h

Dose descriptor:

other: TT = Seuil de toxicité (Toxic Threshold) = EC3

Effect conc.:

11 mg/L

Nominal / measured:

nominal

Conc. based on:

test mat.

Basis for effect:

growth inhibition

Remarks on result:

other: Croissance evaluée par la mesure de la concentration des cellules de protozoaires avec un compteur cellulaire

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) donne une CE3 de 11 mg/L envers l'espèce bactérienne Pseudomonas putida, indiquant une toxicité plus marquée en comparaison avec les résulats obtenus pour l'espèce bactérienne Pesudomonas putida.

Executive summary:

La toxicité de la 2,4 -pentanedione envers l'espèce Entosiphon sulcatum été évaluée par le biais d'un test de toxicité statique de 72 heures. Cet éssai indique un seuil de toxicité ( CE₃) égal à 11 mg/L, les concentrations de la substance étant nominales et l'effet observé étant basé sur l'inhibition de la croissance des cellules de protozoaires.

Reference 3

Endpoint:

activated sludge respiration inhibition testing

Data waiving:

other justification

Justification for data waiving:

other:

Reference 4

Endpoint:

toxicity to microorganisms, other

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:

equivalent or similar to guideline

Guideline:

ISO 10712 (Water quality – Pseudomonas putida growth inhibition test (Pseudomonas cell multiplication inhibition test

Principles of method if other than guideline:

Test qui mesure l'inhibition de la croissance cellulaire des bactéries Pseudomonas putida après exposition aux contaminants. La concentration des suspensions bactériennes 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 436 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):

Pseudomonas putida

Details on inoculum:

- Culture mère de l'espèce bactérienne Pesudomonas putida maintenues en culture dans des tubes de gélose inclinés avec milieu de culture contenant les nutriments nécessaire (voir ci-dessous pour la composition du milieu de culture).
- Reinoculation de nouvelles cultures toutes les semaines et incubation à 25 °C

Préparation du milieu de culture:

- Les produits suivant ont été dissous dans 1000 mL d'eau doublement distillée:
- 1.060 g de nitrate de sodium (NaNo3)
- 0.6 g de phosphate hydrogène dipotassium anhydre (K2HPO4)
- 0.3 g de phosphate dihydrogène potassium (KH2PO4)
- 0.2 g de sulfate de magnésium (MgSO4, 7 H2O)
- 10.0 g de glucose D(+)
- 18.0 g d'agar
- 0.010 g de sulfate de fer (FeSO4, 7 H2O)
- 1.5 mL de solution d'éléments trace ont été ensuite ajoutés (voir ci-dessous)
- La solution a été stérilisée dans un autoclave à vapeur pendant 1.5h et 3 mL de solution de vitamines (voir ci-dessous) ont ensuite été ajoutés.
- Chaque tube de culture a été ensuite remplit avec 6 mL de cette solution et soumis à une stérilisation fractionnée ( 3 fois 30 min) dans un autoclave à vapeur. Le tout a été solidifié en position inclinée.

Composition de la solution d'éléments trace (en gramme par litre d'eau doublement distillée):
- 0.055 AI2 (SO4)3, 18 H20
- 0.028 KJ
- 0.028 KBr
- 0.055 TiO2
- 0.028 SnCl2, 2H2O
- 0.028 LiCl
- 0.389 MnCl2, 4 H20
- 0.614 H3BO3
- 0.055 ZnSO4, 7 H20
- 0.055 CuSO4, 5 H2O
- 0.059 NiSO4, 6 H2O
- 0.055 Co(NO3)2, 6 H20

Composition de la solution de vitamines:
- 0.2 mg de D+ biotine
- 2.0 mg d'acide nicotinique
- 1.0 mg de thiamine HCl
- 1.0 mg d'acide p-aminobenzoique
- 0.5 mg d'acide D-panthothenique
- 5 mg de pyridoxamine dihydrochloride
- 2.0 mg de cyanocobalamine (vitamin B12)
- 100 ml d'eau doublement distillée

Test type:

static

Water media type:

freshwater

Limit test:

no

Total exposure duration:

16 h

Remarks on exposure duration:

Aucune

Post exposure observation period:

Aucune

Hardness:

Non disponible

Test temperature:

25°C

pH:

pH = 7.0 après ajustement

Dissolved oxygen:

Non disponible

Salinity:

Non disponible

Conductivity:

Non disponible

Nominal and measured concentrations:

Non communiquées

Details on test conditions:

- Avant chaque test, les cellules bactériennes ont été lavées avec une solution saline
- Les suspensions de cellules bactériennes ont été diluée de telle sorte que l'absorbance de la suspension diluée correspondait à l'absorbance du standard formazin (10 à 436 nm)
- En parallèle, les dilutions (facteur 2) de la substance testée ont été préparées avec un volume final de 80 ml dans des flacons fermés par du cotton.
- 5 mL de milieu de culture, solution I et de milieu de culture, solution II ont été ajoutés ainsi que 10 mL de suspension bactérienne précédemment diluée.
- pour les contrôles non inoculés, les 10 mL de bactéries ont été remplacés par 10 mL de solution saline
- Ce mélange a ensuite été incubé pendant 16 heures à 25°C.
- L'absorbance à 436 nm a été mesurée dans tous les traitements.


Composition et préparation du milieu de culture, solution I:
- 20.0 g de glucose D(+)
- 4.24 g de nitrate de sodium (NaNO3)
- 2.4 g de phosphate hydrogène dipotassium (K2HPO4)
- 1.2 g de phosphate dihydrogène potassium (KH2PO4)
- 30 mL de solution d'éléments trac
Le glucose et les sels nutritifs ont été dissous séparemment dans 500 mL d'eau doublement distillée chacun. les 2 solutions ont été stérilisées séparemment pendant 30 minutes avent d'être mélangées après refroidissement.


Composition et préparation du milieu de culture, solution II
Les produits suivants ont été dissous dans 1000 mL d'eau doublement distillöe stérile
- 0.2 g de sulfate de fer (FeSO4, 7 H2O)
- 4.0 g de sulfate de magnésium (MgSO4, 7 H2O)

Composition et préparation de la solution saline:
0.5 de chlorure de sodium (NaCl) ont été dissous dans 1000 mL d'eau doublement distillée et la solution a été stérilisée dans un autoclave pendant 30 minutes.

Reference substance (positive control):

no

Key result

Duration:

16 h

Dose descriptor:

other: TT = Seuil de toxicité (Toxic Threshold) = EC3

Effect conc.:

67 mg/L

Nominal / measured:

nominal

Conc. based on:

test mat.

Basis for effect:

growth inhibition

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) donne une CE3 de 67 mg/L envers l'espèce bactérienne Pseudomonas putida, indiquant une toxicité légère à modérée.

Executive summary:

La toxicité de la 2,4 -pentanedione envers l'espèce Pseudomonas putida été évaluée par le biais d'un test de toxicité statique de 16 heures. Cet éssai indique un seuil de toxicité ( CE₃) égal à 67 mg/L, les concentrations de la substance étant nominales et l'effet observé étant basé sur l'inhibition de la croissance des cellules bactériennes.

Reference 5

Endpoint:

toxicity to microorganisms, other

Type of information:

experimental study

Adequacy of study:

weight of evidence

Study period:

Jusqu'à 1986

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

Guideline:

other: Test Microtox standard

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:

6 à 10 concentration testées. Dilution effectuées avec du chlorure de sodium (NaCl) à 2%.

Test organisms (species):

Vibrio fisheri

Details on inoculum:

Virbio fischeri

Test type:

static

Water media type:

saltwater

Limit test:

no

Total exposure duration:

15 min

Remarks on exposure duration:

Aucune

Post exposure observation period:

Aucune

Hardness:

Non disponible

Test temperature:

15 °C

pH:

Non disponible

Dissolved oxygen:

Non disponible

Salinity:

20 ppt

Conductivity:

Non disponible

Nominal and measured concentrations:

Non communiquées.

Details on test conditions:

- Les tests ont été conduits selon le manuel d'opération du sytème Microtox (Beckman Instruments, Inc., 1982).
- Des aliquotes de bacteries (Vibrio fischeri) ont été exposées à de petits volumes de la substance pendant 15 min à 15 °C.
- La luminescence a ensuite et mesurée avec un photmètre.
- Chaque batch de réactifs n'a pas été utilisé pendant plus de 2 heures pour garantir leur fraicheur.

Key result

Duration:

15 min

Dose descriptor:

EC50

Effect conc.:

373 mg/L

Nominal / measured:

nominal

Conc. based on:

test mat.

Basis for effect:

growth inhibition

Remarks on result:

other: Croissance évaluée par émission de luminesence de Vibrio fischeri

Details on results:

Aucun

Results with reference substance (positive control):

Pas applicable

Reported statistics and error estimates:

Une analyse de régression linéaire a été appliquée aux données transformée arithmétiquement pour calculer les valeurs de concentration efficace médiane ( CE50) et leur intervalle de confiance 95%.

Validity criteria fulfilled:

yes

Conclusions:

La partie organique de la substance à enregistrer (2,4-pentanedione) donne une CE50 de 373 mg/L envers l'espèce bactérienne Vibrio fischeri (Test Microtox), n'indiquant acune toxicité.

Executive summary:

La toxicité de la 2,4 -pentanedione envers l'espèce Vibrio fischeri été évaluée par le biais d'un test de toxicité statique de 15 minutes (Microtox). Cet éssai indique une concentration efficace médiane (CE₅₀) égale à 373 mg/L, les concentrations de la substance étant nominales et l'effet observé étant basé sur l'inhibition de la croissance des cellules bactériennes (luminescence).

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 microorganismes 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 microorganismes aquatiques pour le fer et, le fer est considéré comme non toxique envers les microorganismes 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. D’autre part, le fer est utilisé comme agent de floculation dans les conditions normales de fonctionnement des stations de traitement des eaux usées (STEU). Le fer est utilisé dans l’intention d'augmenter la capacité des STEU, ce qui se fait en pratique. Par conséquent, aucune toxicité pertinente pour les microorganismes aquatique ne doit être supposée pour le fer.

Pour l’évaluation de la toxicité de la substance à enregistrer envers les microorganismes 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 (CE10) 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 de l’acétylacétone (2,4-pentanedione) envers les microorganismes ont été analysées en utilisant une approche par éléments de preuve (« weight of evidence »). Une étude indique un seuil de toxicité (CE3) de 67 mg/L (concentrations nominales) après 16 h d’exposition en condition statique chez l’espèce bactérienne Pseudomonas putida (Bringmann & Kühn, 1980) (R2 : fiable avec restriction selon l’échelle de Klimisch et al. (1997)), l'effet mesuré étant basé sur l'inhibition de la croissance des cellules bactériennes et les concentrations étant nominales.Une seconde étude présente un seuil de toxicité (CE3) égal à 11 mg/L après 72h d’exposition en condition statique chez l’espèce de protozoaire Entosiphon sulcatum (Bringmann & Kühn, 1980) (R2 : fiable avec restriction selon l’échelle de Klimisch et al. (1997)), l'effet mesuré étant basé sur l'inhibition de la croissance des cellules de protozaires et les concentrations étant nominales. L’étude de Nacci et al., 1986

(R2 : fiable avec restriction selon l’échelle de Klimisch et al. (1997)), indique une concentration efficace médiane de 373 mg/L après 15 minutes d’exposition (concentration nominale) avec l’espèce marine Vibrio fischeri (Microtox), l'effet mesuré étant basé sur l'inhibition de la luminescence des cellules bactériennes et les concentrations étant nominales. L’utilisation de bactéries marines pour l’évaluation du risque écotoxicologique chez les microorganismes aquatiques liés aux usines de traitement des eaux usées n’a que peu de pertinence. D’autre part, Vibrio fischeri n’apparait pas sensible vis-à-vis de l’acétylacétone et n’est pas retenue pour l’évaluation du risque écotoxicologique de la substance à enregistrer. Le test d’inhibition de la croissance de la bactérie Pseudomonas putida est reconnu pour l’évaluation du risque écotoxicologique et est donc retenu. L’espéce de protozoaire Entosiphon sulcatumest connue pour être présente dans les boues activées de certaines usines de traitement des eaux usées (Amann et al. 1998; Pérez-Uz et al. 2010) et peut donc aussi être considérée comme pertinente. L’approche du pire scénario a donc été suivie et l’espèce de microorganisme qui apparait être la plus sensible vis-à-vis de la 2,4-pentanedione est Entosiphon sulcatum avec une CE3 de 11 mg/L. Cette valeur permet une évaluation du risque écotoxicologique encore plus conservatrice qu’avec une CE10 et peut donc être assimilée à la CE10 pour l’évaluation du risque chimique. Le facteur de conversion de 1.18 a donc été appliqué à cette valeur, ce qui donne une CE10 de 12.9 mg/L en ce qui concerne la toxicité de la substance à enregistrer (acétylacétonate de fer) envers les microorganismes.

 

Références :

 

Amann R, Lemmer H, Wagner M (1998) Monitoring the community structure of wastewater treatment plants: a comparison of old and new techniques. FEMS Microbiology Ecology 25: 205-215.

 

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.

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.

 

Nacci D, Jackim E, Walsh R (1986) Comparative evaluation of three rapid marine toxicity tests: sea urchin early embryo growth test, sea urchin sperm cell toxicity test and microtox.Environmental Toxicology and Chemistry 5: 521-525.

 

Pérez-Uz B, Arregui L, Calvo P, Salvado H, Fernandez N, Rodrıguez E, Zornoza A, Serrano S (2010) Assessment of plausible bioindicators for plant performance in advanced wastewater treatment systems. Water Research 44: 5059-5069.

Key value for chemical safety assessment

EC10 or NOEC for microorganisms:

12.9 mg/L

Additional information

La toxicité à court terme de la substance à enregistrer (acétylacétonate de fer) envers les microorganismes aquatiques 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 microorganismes aquatique pour la partie inorganique (fer) de la substance à enregistrer a été invoquée en vertu des restrictions de la colonne 2 de l'annexe VIII 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 microorganismes 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 microorganismes 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 microorganismes 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 létales médianes étant de l’ordre de 1 à 100 mg/L.

Tableau: Données tirées de l'analyse documentaire critique de l'EURAS (Vangheluwe & Versonnen 2004, tableau 3, p 13)

Substance testée	Organisme testé	Milieu de test	Conditions de test	Nominale / Mesurée	Durée	Effet	CL(E)50 [mg/L]	Référence	Fiabilité
FeSO4	Vibrio fischeri	Eau reconstituée	SOP	N	15 min	Bioluminescence	40	Calleja et al. 1994	R1

N: Concentration nominale

R1: Fiable sans restriction selon les critères utilisé par les auteurs (décris dans le chapitre 3.2, p 6, de leur publication), corrigé comme Klimisch 3 “non fiable” comme discuté ci-dessus.

SOP: Procédure opératoire standardisée Toxkit

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

Nom scientifique	Nom commun	Donnée	Effet	Durée [h]	Concentration [mg/L] #	Exposition	Mesure analytique	Substance testée (fiabilité)	Reference
Tetrahymena pyriformis	Protozoaire	CE50	Croissance	9	105	s	n	FeCl3 (R3)	Sauvant et al. 1995

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

Exposition: s = statique

Mesure analytique: n = non mesurée.

Un résumé de la littérature évaluées en ce qui concerne les données de toxicité est donné dans OCDE (2007) comme suit: « Dans les études de toxicité aiguë sur les microorganismes, un résultat de CI50 pour le sulfate ferreux de 40 mg Fe / L est disponible dans une étude fiable utilisant des bactéries luminescentes (Vibrio fischeri) (Calleja et al., 1994). Ceci est corroboré par les résultats d’une étude utilisant Pseudomonas putida, P. fluorescens et Photobacterium phosphoreum comme espèces test avec une gamme de valeurs écotoxicologiques comprises entre 100 et 183 mg/L. Cependant, cette étude est d’une fiabilité limitée («toxicité aiguë», point final et durée non précisés avec une valeur CE0 ; pas de précision à savoir si les résultats sont exprimés en mg Fe/L ou mg sel/L). Plusieurs valeurs de CI50 (1-10 mg/L) ont aussi été mesurées pour le FeCl3 en utilisant 14 espèces de microorganismes, mais ces études sont d’une fiabilité incertaine. Les données disponibles sur les conditions d'essai sont minimes mais, dans certains cas, un pH acide (4-5) a été noté. Certains effets observés peuvent donc être associés à l'acidité intrinsèque des sels de Fer (III). Les effets du fer sur les microorganismes aquatiques semblent être liés au pH du milieu d'essai, qui diminue avec l'ajout de fer. L'inhibition de la respiration cellulaire dans la biomasse des boues activées a cependant été observée, avec une CI50 d’environ 500 mg FeCl3/L (équivalent à environ 170 mg Fe (III)/L) (Broglio 1987). »  

Tableau: Données issues de l'évaluation de l'OECD (2007) (tableau 24, p 68)

Substance testée	Organisme testé	Durée	Effet	CL50 [mg Fe/L]	Référence	Fiabilité
FeSO4	Vibrio fischeri	15 min	Bioluminescence	40 (n.t)	Calleja et al. 1994	R2

n.t = Fer nominal total

R2 = Fiable avec restrictions 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.

Les sels de fer (III) solubles sont couramment utilisés comme agent de floculation et pour l’élimination des phosphates dans les stations des traitement des eaux usées (STEU). La gamme de taux de chargement varie entre environ 1 et 100 g Fe/m³ d’eau usée. La moyenne globale de ces taux de chargement (15 g Fe/m³ d’eau usée) résulte dans des concentrations de 200-500 mg Fe/L dans les boues activées (Kronos, pamphlet sur l’élimination des Phosphate par précipitation simultanée). Des niveaux plus élevés ont été signalés mais de manière saisonnière ou occasionnelle; les taux de chargement en fer diffèrent varient de manière significative pour différentes applications à différentes étapes du traitement des eaux usées, et les concentrations maximales en fer auxquelles les boues actives sont exposées régulièrement sont très certainement plus élevé que ces niveaux.

A ces niveaux, les quantités de fer solubles utilisées n'ont pas d'effets nuisibles sur le fonctionnement des STEU. Au contraire, l'intention de la procédure est d'augmenter la capacité des STEU, ce qui est confirmé par la pratique professionnelle. Ainsi, on peut conclure que le fer soluble n’est pas toxique pour les microorganismes présents dans les eaux usées.

• Broglio P (1987). Toxicity of Ferric Chloride. Inquinamento 29(3):112-4
• Calleja MC, Persoone G, Geladi P (1994). Human acute toxicity prediction of the first 50 MEIC chemicals by a battery of ecotoxicological tests and physicochemical properties. Food Chemistry and Toxicology 32:173-87.
• 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.
• 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.
• Sauvant MP, Pepin D, Bohatier J, Groliere CA (1995). Microplate technique for screening and assessing cytotoxicity of xenobiotics with Tetrahymena pyriformis. Ecotoxicology and Environmental Safety 32(2):159–65.
• Vangheluwe M, Versonnen B (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.