Average rating
Cast your vote
You can rate an item by clicking the amount of stars they wish to award to this item.
When enough users have cast their vote on this item, the average rating will also be shown.
Star rating
Your vote was cast
Thank you for your feedback
Thank you for your feedback
Type
ReportLanguage
en
Metadata
Show full item recordTitle
GLOBETOX Modelling the global fate of micropollutantsTranslated Title
GLOBETOX, het modelleren van micro-verontreinigingen op mondiale schaalPubliekssamenvatting
De technische details van GlobeTox, een verspreidingsmodel voor toxische stoffen in het milieu, zijn beschreven. GlobeTox is ontwikkeld om als toxische stoffenmodule te functioneren binnen het geintegreerde simulatiemodel TARGETS (Tool for Assessment of Regional and Global Environmental and health Targets for Sustainability). GlobeTox is een multimedia boxmodel van het zogenaamde MacKay-type, waarin de omgeving gemodelleerd is als een serie van 30 homogene compartimenten op twee spatiele schalen: vier continentale eilanden zijn genest in een wereldwijde oceanische achtergrond. Elk van de vier continentale eilanden omvat de compartimenten atmosfeer, oppervlakte water, sediment, natuurlijke bodems en gecultiveerde bodems. Het compartiment oceaan bestaat uit zeven lagen water, ijskappen, sediment en atmosfeer. In GlobeTox wordt de verspreiding van chemicalien gemodelleerd op basis van evenwichtsvergelijkingen met behoud van massa voor alle compartimenten. Massafluxen van een chemische stof naar en van de compartimenten worden in algemene mechanistische termen weergegeven, gebaseerd op fysisch-chemische eigenschappen van de stof en karakteristieken van het compartiment. Input in GlobeTox wordt gevormd door tijdseries van emissiesnelheden in elk continent en fysisch-chemische eigenschappen (afbraakconstante en transportcoefficienten). Op basis van deze input simuleert GlobeTox concentratieprofielen van de chemische stof in de verschillende compartimenten. GlobeTox is getest met vier typische voorbeelden van toxische microverontreiningen van verschillende bronnen en met verschillende fysisch-chemische eigenschappen: DDT, PCBs, DEHP, en lood. Een eerste vergelijking van de gesimuleerde concentraties met eenvoudig te benaderen gerapporteerde gemeten concentraties, indiceert dat (i) de voorspelde concentraties de juiste orde van grootte hebben en (ii) dat de trends in de tijd redelijk lijken. Echter, verder testen en validatie van het model moet nog plaatsvinden om hierover verder uitkomst te bieden.<br>The technical details of GlobeTox, an environmental fate model for toxic substances, have been described. GlobeTox is designed to function as a toxic substances module in the integrated assessment model TARGETS (Tool to Assess Regional and Global Environmental and health Targets for Sustainability). GlobeTox is a multi-media box model of the so-called Mackay-type, in which the environment is modelled as a series of thirty homogeneous compartments on two spatial scales: four continental islands are nested inside a global oceanic 'background'. Each of the four continental islands comprises atmosphere, fresh surface water, sediment, natural soil, and cultivated soil as compartments ; the oceanic environment consists of seven water compartments, ice caps, sediment and atmosphere. In GlobeTox, the 'fate' of chemicals is modelled on the basis of mass balance equations for all the compartment 'boxes' ; mass flows of a chemical to and from the compartments are written in generic mechanistic terms, on the basis of physical-chemical properties of the chemical and characteristics of the compartments. Input to GlobeTox are time series of emission rates to the continental environmental compartments and physical chemical properties (rate constants for degradation and intermedia transport). On the basis of this input, GlobeTox simulates concentration time series of the chemical in the different compartments. GlobeTox was tested with four typical examples of toxic micropollutants, representing different origins, uses and properties: DDT, PCBs, DEHP, and lead. A first quick comparison of the simulated concentrations with easily accessible reported measured concentrations indicates that (i) the predicted concentrations are usually in the right order of magnitude, and (ii) that trends in time appear reasonable. Further testing and validation of the model remains to be done.<br>
Sponsors
RIVMCollections
Related items
Showing items related by title, author, creator and subject.
-
Delineation of the exposure-response causality chain of chronic copper toxicity to the zebra mussel, Dreissena polymorpha, with a TK-TD model based on concepts of biotic ligand model and subcellular metal partitioning model.Le, T T Yen; Milen, Nachev; Grabner, Daniel; Hendriks, A Jan; Peijnenburg, Willie J G M; Sures, Bernd (2021-08-18)A toxicokinetic-toxicodynamic model was constructed to delineate the exposure-response causality. The model could be used: to predict metal accumulation considering the influence of water chemistry and biotic ligand characteristics; to simulate the dynamics of subcellular partitioning considering metabolism, detoxification, and elimination; and to predict chronic toxicity as represented by biomarker responses from the concentration of metals in the fraction of potentially toxic metal. The model was calibrated with data generated from an experiment in which the Zebra mussel Dreissena polymorpha was exposed to Cu at nominal concentrations of 25 and 50 μg/L and with varied Na+ concentrations in water up to 4.0 mmol/L for 24 days. Data used in the calibration included physicochemical conditions of the exposure environment, Cu concentrations in subcellular fractions, and oxidative stress-induced responses, i.e. glutathione-S-transferase activity and lipid peroxidation. The model explained the dynamics of subcellular Cu partitioning and the effect mechanism reasonably well. With a low affinity constant for Na + binding to Cu2+ uptake sites, Na + had limited influence on Cu2+ uptake at low Na+ concentrations in water. Copper was taken up into the metabolically available pool (MAP) at a largely higher rate than into the cellular debris. Similar Cu concentrations were found in these two fractions at low exposure levels, which could be attributed to sequestration pathways (metabolism, detoxification, and elimination) in the MAP. However, such sequestration was inefficient as shown by similar Cu concentrations in detoxified fractions with increasing exposure level accompanied by the increasing Cu concentration in the MAP.
-
Modeling of Ah-receptor dependent P450 induction I. Cellular model definition and its incorporation in a PBPK model of 2,3,7,8-TCDDZeilmaker MJ; van Eijkeren JCH; LBO (Rijksinstituut voor Volksgezondheid en Milieu RIVM, 1997-10-30)De extrapolatie van de toxiciteit van chemische stoffen van proefdieren naar de mens vindt traditioneel plaats op basis van de dagelijks toegediende hoeveelheid van een stof. Echter, voor stoffen met sterk accumulerende eigenschappen zoals 2,3,7,8-TetraChloroDibenzo-p-Dioxine (TCDD) ligt een extrapolatie op basis van de hoeveelheid van de stof die zich in het lichaam opgehoopt heeft meer voor de hand. Het uitvoeren van een dergelijke extrapolatie vereist het kwantificeren van de ophoping van TCDD in het lichaam. Om het accumulatiemechanisme in de risicoschatting van TCDD op te nemen is een algemeen geldend model voor de interacties van liganden (dioxinen, maar ook polycyclische aromatische koolwaterstoffen) met de Ah-receptor in de cel ontwikkeld. Het model bevat de binding van de ligand aan de Ah-receptor, de binding van het ligand-Ah-receptor complex aan specifieke DNA bindingssequenties ('Xenobiotic Responsive Elements'), Ah-receptor afhankelijke de novo P450 synthese en de binding van de ligand aan de geinduceerde P450 eiwitten, inclusief het metabolisme van de ligand. Dit Ah-receptor P450 inductiemodel werd opgenomen in een fysiologisch georienteerd farmacokinetisch model ('PBPK model') voor de rat. Dit ratten-PBPK-model is voor TCDD gekalibreerd en gevalideerd en zal naar de mens geschaald worden. Vervolgens zal het humane PBPK model gebruikt worden om het voor de mens veilig geachte blootstellingsniveau van TCDD te berekenen. Dit blootstellingsniveau zal vergeleken worden met de, middels vergelijkbare methoden, door de WHO en, meer recent, de Gezondheidsraad berekende 'Tolerable Daily Intake' voor TCDD.<br>
-
Modeling of Ah-receptor dependent P450 induction I. Cellular model definition and its incorporation in a PBPK model of 2,3,7,8-TCDDZeilmaker MJ; Eijkeren JCH van; LBO (Rijksinstituut voor Volksgezondheid en Milieu RIVM, 1997-10-30)The interspecies extrapolation of chemical toxicity is traditionally based on the daily administered dose of the chemical. However, in the case of compounds with strong bioaccumulating properties, such as 2,3,7,8-TetraChloroDibenzo-p-Dioxin (TCDD), chronic toxicity is expected to scale better with the amount of TCDD in the body than with the daily administered dose. In order to use the amount of TCDD in the body as the starting point for the extrapolation of TCDD toxicity quantification is needed of the accumulation of TCDD in the body. In order to incorporate the disposition mechanism into the safety evaluation of TCDD we developed a generic model for the interactions of ligands (dioxins, polyaromatic hydrocarbons) with the Ah-receptor in the cell. This cellular model contains the binding of the ligand to the Ah-receptor, the binding of the ligand-Ah-receptor complex to specific DNA binding domains (Xenobiotic Responsive Elements (XRE)), Ah-receptor dependent de novo P450 synthesis and the binding of the ligand to induced P450 proteins together with their metabolism. The Ah-receptor/P450 induction model was incorporated in a Physiologically Based PharmacoKinetic (PBPK) model of the rat. This rat PBPK model was calibrated and validated for TCDD. The PBPK model presented here will be scaled from the rat to man. The human PBPK model will be used to calculate a safe human exposure level to TCDD. This exposure level, which is presented in a separate report, will be compared with the Tolerable Daily Intake of TCDD as calculated with similar modeling techniques by WHO and, more recently, the Health Council of the Netherlands.