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Ecotoxicological information

Toxicity to other aquatic organisms

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Endpoint:
toxicity to other aquatic vertebrates
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 vertébrés aquatique 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 à court terme envers les vertébrés aquatiques pour le fer et, le fer est considéré comme non toxique envers les vertébrés 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, s’adsorber sur les organes respiratoires exposés et ainsi provoquer leur asphyxie et mort. 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 vertébrés 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 (CL50) 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 d’autres vertébrés aquatiques que les poissons indiquent une concentration efficace médiane (CL50) après 96 h d’exposition égale à 73.9 mg/L chez l’espèce de têtard de grenouille taureau Rana castesbeiana. Le facteur de conversion de 1.18 a donc été appliqué à cette valeur, ce qui donne une CL50 égale à 86.9 mg/L en ce qui concerne la toxicité à court terme de la substance à enregistrer (acétylacétonate de fer) envers les vertébrés aquatiques autres que les poissons.
Reason / purpose:
read-across source
Reason / purpose:
read-across source
Qualifier:
equivalent or similar to
Guideline:
other: OECD Guideline 203 (Fish, Acute Toxicity Test)
Version / remarks:
Test adapté aux têtards.
GLP compliance:
not specified
Specific details on test material used for the study:
Substance d'une pureté supérieure à 99 %
Analytical monitoring:
yes
Details on sampling:
Au moins 5 concentrations et le controle négatif (100 % eau de dilution) testés. Les analyses ont été faites sur des échantillons prélevés au commencemnent (temps T=0h) et à la fin de l'exposition (temps T=96h) ainsi que durant l'exposition (T = 48h et T = 72h).
Vehicle:
no
Details on test solutions:
5 concentrations de la substance et un contrôle négatif ont été testés.
Tests conduits en duplicat séparemment
Aquatic vertebrate type (other than fish):
toad
Test organisms (species):
Rana catesbeiana
Details on test organisms:
ORGANISMES UTILISES PENDANT LES TESTS
- Nom commun: grenouille taureau (têtards)
- Source: Carolina Biological SuppLy, Burlington, NC, USA.
- Poids au début des tests: 2 - 5 g
- Poids moyen: test 1 = 2.20 g / test 2 = 2.25 g

ACCLIMATATION
- Période d'acclimatation: 2 semaines
- Conditions d'acclimatation: comparable à celles du test
- Type de nourriture pendant la période d'acclimatation: ration de nourriture pour truites (Rangen, Buhl, Idaho, USA)
- Fréquence de nourrissage pendant la période d'acclimatation: 2 fois par jour

NOURRITURE PENDANT LES TESTS
- Animaux non nourris pendant les tests
Test type:
flow-through
Water media type:
freshwater
Limit test:
no
Total exposure duration:
96 h
Remarks on exposure duration:
Aucune
Post exposure observation period:
Aucune
Hardness:
196 mg/L CaCo3 pour les deux tests répliqués
Test temperature:
Test 1: 16.8 °C (16.2 - 17.3)
Test 2: 21.5 °C (19.7 - 22.3)
pH:
Test 1: 7.85 (7.74 - 8.08)
Test 2: 8.03 (7.94 - 8.14)
Dissolved oxygen:
Test 1: 7.80 mg/L (7.61 - 8.02)
Test 2: 5.95 (5.27 - 7.04)
Salinity:
Non mesurée.
Conductivity:
Conductance: 340 Siemens à 25 °C
Nominal and measured concentrations:
Rapport de dilution entre les concentrations de 50 à 70%
Details on test conditions:
SYSTEME DE TEST
- Récipient de tests: aquarium en verre d'un volume de 20 à 60L
- Volume de test: non communiqué
- Type d'écoulement en continu: addition des contaminants avec des diluteurs proportionnels
- Nombre d'organismes par récipient de test (substance et contrôle): non communiqué
- Nombre de réplicats (récipients) par concentrations testées: 2 (mais traités séparemment)
- Nombre de réplicats (récipients) par contrôle négatif: 2 (mais traités séparemment)

PARAMETRES DU MILIEU DE TEST
- Préparation/source de l'eau de dilution: eau de source souterraine
- Carbon organique total: 3.3 mg/L
- Métaux (mg/L): Al < 0.02; Ba = 0.031; Be < 0.002; B < 0.01; Cd < 0.05; Ca = 46; Cr < 0.005; Cu < 0.002; F = 0.35; Fe < 0.004; Pb < 0.01; Mg = 9.8; Mn = 0.006; Hg < 0.00005; Mo < 0.05; Ni < 0.005; P < 1; K = 0.5; Si = 0.3; Na = 2; Sr < 0.05; Zn = 0.01
- Phosphates = 0.05 mg/L
- Sulphates = 17 mg/L
- Chlorure < 1 mg/L
- Alkalinité: 172 mg/L CaCO3
Key result
Duration:
96 h
Dose descriptor:
LC50
Effect conc.:
86.9 mg/L
Nominal / measured:
meas. (not specified)
Conc. based on:
test mat.
Basis for effect:
mortality
Remarks on result:
other: Se référrer à la méthode de calcul de la CL50 de la substance à enregistrer: acétylacétonate de fer (substance cible) à partir des données de CL50 disponibles pour les substances sources: acétylacétone (2,4-pentanedione) et fer.
Details on results:
Mortalité dans les contrôles négatifs inférieure ou égale à 10%
Results with reference substance (positive control):
Pas applicable.
Reported statistics and error estimates:
Les concentrations létales médianes (CL50) et leurs intervalles de confiance ont été calculés selon la méthode de Trimmed Spearman-Karber.
Validity criteria fulfilled:
yes
Conclusions:
La substance à enregistrer (acétylacétonate de fer) a une concentration médiane létale (CL50) estimée de 86.9 mg/L envers les têtards de grenouille taureau dans les conditions de test utilisées.
Executive summary:

La toxicité de l'acétylacétonate de fer envers l'espèce Rana catestbeiana a été évaluée suivant une approche par références croisées

("read-across") issue des données (concentrations mesurées) d'un test de toxicité aigüe de 96h en écoulement continu et de l'innocuité du fer vis-à-vis des vertébrés aquatiques. Cette approche permet de calculer une concentration létale médiane (CL50) de 86.9 mg/L pour l'acétylacétonate de fer envers les vertébrés aquatiques autres que poissons.

Endpoint:
toxicity to other aquatic vertebrates
Data waiving:
other justification
Justification for data waiving:
other:
Endpoint:
toxicity to other aquatic vertebrates
Type of information:
experimental study
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
Qualifier:
equivalent or similar to
Guideline:
other: OECD Guideline 203 (Fish, Acute Toxicity Test)
Version / remarks:
Test adapté aux têtards.
GLP compliance:
not specified
Specific details on test material used for the study:
Substance d'une pureté supérieure à 99 %
Analytical monitoring:
yes
Details on sampling:
Au moins 5 concentrations et le controle négatif (100 % eau de dilution) testés. Les analyses ont été faites sur des échantillons prélevés au commencemnent (temps T=0h) et à la fin de l'exposition (temps T=96h) ainsi que durant l'exposition (T = 48h et T = 72h).
Vehicle:
no
Details on test solutions:
5 concentrations de la substance et un contrôle négatif ont été testés.
Tests conduits en duplicat séparemment
Aquatic vertebrate type (other than fish):
toad
Test organisms (species):
Rana catesbeiana
Details on test organisms:
ORGANISMES UTILISES PENDANT LES TESTS
- Nom commun: grenouille taureau (têtards)
- Source: Carolina Biological SuppLy, Burlington, NC, USA.
- Poids au début des tests: 2 - 5 g
- Poids moyen: test 1 = 2.20 g / test 2 = 2.25 g

ACCLIMATATION
- Période d'acclimatation: 2 semaines
- Conditions d'acclimatation: comparable à celles du test
- Type de nourriture pendant la période d'acclimatation: ration de nourriture pour truites (Rangen, Buhl, Idaho, USA)
- Fréquence de nourrissage pendant la période d'acclimatation: 2 fois par jour

NOURRITURE PENDANT LES TESTS
- Animaux non nourris pendant les tests
Test type:
flow-through
Water media type:
freshwater
Limit test:
no
Total exposure duration:
96 h
Remarks on exposure duration:
Aucune
Post exposure observation period:
Aucune
Hardness:
196 mg/L CaCo3 pour les deux tests répliqués
Test temperature:
Test 1: 16.8 °C (16.2 - 17.3)
Test 2: 21.5 °C (19.7 - 22.3)
pH:
Test 1: 7.85 (7.74 - 8.08)
Test 2: 8.03 (7.94 - 8.14)
Dissolved oxygen:
Test 1: 7.80 mg/L (7.61 - 8.02)
Test 2: 5.95 (5.27 - 7.04)
Salinity:
Non mesurée.
Conductivity:
Conductance: 340 Siemens à 25 °C
Nominal and measured concentrations:
Rapport de dilution entre les concentrations de 50 à 70%
Details on test conditions:
SYSTEME DE TEST
- Récipient de tests: aquarium en verre d'un volume de 20 à 60L
- Volume de test: non communiqué
- Type d'écoulement en continu: addition des contaminants avec des diluteurs proportionnels
- Nombre d'organismes par récipient de test (substance et contrôle): non communiqué
- Nombre de réplicats (récipients) par concentrations testées: 2 (mais traités séparemment)
- Nombre de réplicats (récipients) par contrôle négatif: 2 (mais traités séparemment)

PARAMETRES DU MILIEU DE TEST
- Préparation/source de l'eau de dilution: eau de source souterraine
- Carbon organique total: 3.3 mg/L
- Métaux (mg/L): Al < 0.02; Ba = 0.031; Be < 0.002; B < 0.01; Cd < 0.05; Ca = 46; Cr < 0.005; Cu < 0.002; F = 0.35; Fe < 0.004; Pb < 0.01; Mg = 9.8; Mn = 0.006; Hg < 0.00005; Mo < 0.05; Ni < 0.005; P < 1; K = 0.5; Si = 0.3; Na = 2; Sr < 0.05; Zn = 0.01
- Phosphates = 0.05 mg/L
- Sulphates = 17 mg/L
- Chlorure < 1 mg/L
- Alkalinité: 172 mg/L CaCO3
Duration:
96 h
Dose descriptor:
LC50
Effect conc.:
156 mg/L
Nominal / measured:
meas. (not specified)
Conc. based on:
test mat.
Basis for effect:
mortality
Remarks on result:
other: Intervalle de confiance 95% = 140 - 174 mg/L
Key result
Duration:
96 h
Dose descriptor:
LC50
Effect conc.:
73.9 mg/L
Nominal / measured:
meas. (not specified)
Conc. based on:
test mat.
Basis for effect:
mortality
Remarks on result:
other: Intervalle de confiance 95% = 70.1 - 96.4
Details on results:
Mortalité dans les contrôles négatifs inférieure ou égale à 10%
Results with reference substance (positive control):
Pas applicable.
Reported statistics and error estimates:
Les concentrations létales médianes (CL50) et leurs intervalles de confiance ont été calculés selon la méthode de Trimmed Spearman-Karber.
Validity criteria fulfilled:
yes
Conclusions:
La partie organique de la substance à enregistrer (2,4-pentanedione) apparait comme nocive pour les têtards de grenouille taureau dans les conditions de test utilisées.
Executive summary:

La toxicité de la 2,4 -pentanedione envers l'espèce Rana catestbeiana a été évaluée par le biais d'un test de toxicité aigüe de 96h en écoulement continu avec une eau de dilution relativement dure (dureté de l'eau = 196 mg/L CaCO3).

Cet éssai indique une concentration létale médiane la plus faible (CL50) de 73.9 mg/L (intervalle de confiance 95%: 70.1 - 96.4 mg/L), les concentrations de la substance étant mesurées et l'effet observé étant basé sur la mortalité des têtards de grenouille taureau.

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 vertébrés aquatique 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 vertébrés aquatiques autres que les poissons pour le fer, le fer est considéré comme non toxique envers les vertébrés 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, s’adsorber sur les organes respiratoires exposés et ainsi provoquer leur asphyxie et mort. 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 vertébrés 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 (CL50) 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 d’autres vertébrés aquatiques que les poissons indiquent une concentration efficace médiane (CL50) après 96 h d’exposition égale à 73.9 mg/L chez l’espèce de têtard de grenouille taureau Rana castesbeiana (Thurston et al., 1985) (R2 : fiable avec restriction selon l’échelle de Klimisch et al. (1997)), l'effet mesuré étant basé sur la mortalité des têtards et les concentrations étant nominales). Le facteur de conversion de 1.18 a donc été appliqué à cette valeur, ce qui donne une CL50 égale à 86.9 mg/L en ce qui concerne la toxicité à court terme de la substance à enregistrer (acétylacétonate de fer) envers les vertébrés aquatiques autres que les poissons.

 

Références :

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

 

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.

 

Thurston RV, Gilfoil TA, Meyn EL, Zajdel RK, Aoki TI, Veith GD (1985) Comparative toxicity of ten common aquatic species. Water Research 19: 1145-1155

Additional information

La toxicité à court terme de la substance à enregistrer (acétylacétonate de fer) envers les vertébrés aquatiques autres que poissons 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 à court terme envers les poissons 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 vertébrés aquatiques autre que poissons de manière intrinsèque.

L’analyse documentaire de 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 vertébrés aquatiques autre poissons et à des fins d’illustration, les données considérées comme « fiables » par les auteurs de cette analyse documentaire sont donc présentées dans le tableau ci-dessous. Cependant l’étude présentée doit 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 vertébrés autre que poissons 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 (efficace) médianes étant de l’ordre de 1 à 100 mg/L.

Tableau: Données de l’évaluation de OECD (2007) (tableau 24, p 67)

Substance testée

Organisme testé

Durée

Effet

CL50 [mg Fe/L]

Référence

Fiabilité

FeSO4.7H2O

Rana hexadactyla, Indian Green Frog

96h

Survie des têtards à pH 6.1

18 (n.ts), 3.6 (n.t)

Khangarot et al. 1985

R2

n.t. = Fer total nominal

n.ts = Substance testée totale nominale

R2: Fiable avec restrictions selon les auteurs (décrit dans l'annexe 1, p 56 de leur publication)

  • Khangarot BS, Seghal A, Bhasin MK (1985). "Man and biosphere" - Studies on the Sikkim Himalayas. Part 5: Acute toxicity of selected heavy metals on the tadpoles of Rana hexadactyla.Acta Hydrochim Hydrobiol 2:259-63.
  • 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.