Context: Volledig digitaal meerkeuze-examen voor theorie (20 vragen) en PC-oefeningen (gesloten boek; enkel numerieke eindwaarde invullen in de testomgeving, Excel-berekening als bijlage uploaden).

Theorie:

1. Gegeven een tabel met opnamesnelheid ($k_u$), excretie ($k_e$), biotransformatiesnelheid ($k_m$) en groeisnelheid ($k_g$) voor 4 verschillende vissoorten. Welke vissoort vertoont de hoogste $\text{BCF}$?

2. Welke mathematische uitdrukking geeft de relatie weer tussen de $\text{EC}5$ en de $\text{EC}{50}$ met hellingsparameter $\beta$?
   • A. $\text{EC}5 = \left(\frac{1}{19}\right)^\beta \cdot \text{EC}{50}$
   • B. $\text{EC}5 = \left(\frac{1}{19}\right)^{1/\beta} \cdot \text{EC}{50}$
   • C. $\text{EC}5 = \left(\frac{1}{20}\right)^\beta \cdot \text{EC}{50}$
   • D. $\text{EC}5 = \left(\frac{1}{20}\right)^{1/\beta} \cdot \text{EC}{50}$

3. What is the Molecular Initiating Event (MIE) in the Adverse Outcome Pathway for non-polar narcosis?

4. Waarom is een negatieve controle essentieel bij ecotoxicologische testen?

   • A. Validatie van de gezondheid en respons van de testpopulatie en medium
   • B. Bepaling van de maximale oplosbaarheid
   • C. Correctie voor fotochemische interferentie
   • D. Kalibratie van de pH-sonde

5. Berekening van een Odds Ratio op basis van een $2 \times 2$ tabel.

6. Onder welke omstandigheden is de vervluchtiging (volatilization) van een chemische stof uit oppervlaktewater het hoogst?

   • A. High $P_s$ and average depth 4 m
   • B. Low $P_s$ and average depth 2 m
   • C. High $P_s$ and average depth 2 m
   • D. Low $P_s$ and average depth 4 m

7. Welke stof wordt volgens de criteria geclassificeerd als mobiel (PMT-assessment)? (Keuze uit verschillende combinaties van $K_{oc}$ en biodegradatie)

8. In een microkosmos wordt de fotosynthese stilgelegd door toevoeging van een fotosynthese-inhibitor (herbicide). Wat is het verwachte effect op korte tot middellange termijn?

   • A. Meer dissolved oxygen en meer zoöplankton
   • B. Minder dissolved oxygen en meer zoöplankton
   • C. Meer dissolved oxygen en minder zoöplankton
   • D. Minder dissolved oxygen en minder zoöplankton

9. Gegeven een tabel met stoffen A, B, C en D met bijhorende NOAEC, $\log(\text{BAF})$, $\text{BCF}$ en concentratie in visweefsel. Welke chemische stof vertoont het hoogste risico op doorvergiftiging?

10. Waarom is de Assessment Factor (AF) voor mariene ecosystemen typisch groter dan die voor zoetwaterecosystemen?

    • A. Mariene soorten zijn per definitie fysiologisch gevoeliger
    • B. Biomagnificatie is altijd sterker in mariene voedselketens
    • C. Mariene ecosystemen hebben een grotere biodiversiteit en er zijn vaak minder specifieke mariene taxonomische groepen getest
    • D. Marien zout verhoogt de biologische beschikbaarheid van alle polaire stoffen

11. Welk van onderstaande enzymen is géén onderdeel van de 'first line of defense' (preventieve enzymatische antioxidanten)?

    • A. Superoxide dismutase (SOD)
    • B. Catalase (CAT)
    • C. Glutathione peroxidase (GPx)
    • D. Mixed Function Oxygenase (CYP450 / MFO)

12. Rangschik de maatregelen voor risicobeperking bij werknemers volgens de officiële Hierarchy of Controls (van meest effectief naar minst effectief).

13. Twee stoffen hebben hetzelfde toxische werkingsmechanisme (Concentration Addition) en dezelfde helling ($b = 2$). Beide stoffen zijn aanwezig in een concentratie van $\frac{1}{4}\text{EC}_{50}$. Bereken het percentage toxiciteit / respons van dit binaire mengsel.

14. Welk proces leidt typisch tot het ontstaan van secundaire microplastics?

    • A. Microbeads in tandpasta
    • B. Bandenslijtage (tire wear particles) bij het rijden op de weg
    • C. Primaire industriële harspellets
    • D. Directe lozing van nanodeeltjes

15. Waarom zijn toxiciteitstesten met micro- en nanoplastics (MNPs) tot nu toe vaak weinig ecologisch relevant geweest?

    • A. Testen gebeuren met te lage concentraties en polydisperse mengsels
    • B. Testen gebeuren met te hoge concentraties en monodisperse sferische korrels
    • C. Testen gebeuren enkel op gewervelde dieren
    • D. MNPs slaan onmiddellijk neer en lossen volledig op

16. Welke bewering over laboratoriumexperimenten voor fotolyse is ONJUIST?

    • A. Je moet bij een biologische afbreekbaarheidstest de recipiënten omwikkelen met zwarte plastic om fotolyse te vermijden
    • B. Een grotere concentratie gesuspendeerde deeltjes ($C_{ss}$) verlaagt de fotolysesnelheidsconstante $k_{\text{photolysis}}$
    • C. Directe fotolyse treedt enkel op indien de stof zonlicht absorbeert in het golflengtegebied $> 290\ \text{nm}$
    • D. Een hogere DOC versnelt altijd de directe fotolyse van hydrofobe organische polluenten

Oefeningen (PC):

1. SimpleTreat & PNEC:

   • Bereken het percentage biologische afbraak na $x$ dagen.
   • Bepaal de Henry-constante $H$ uit de dampspanning ($P_s$) en wateroplosbaarheid ($S$).
   • Bepaal $F_{\text{stp,aquatic}}$ via de SimpleTreat-tabel.
   • Bereken de lokale PEC en kies de correcte Assessment Factor om de PNEC af te leiden.

2. Species Sensitivity Distribution (SSD):

   • Stel de milieuconcentratieverdeling en soortgevoeligheidsverdeling op.
   • Bereken de $\text{PEC}_{\text{local}, 90%}$.
   • Bereken de $\text{HC}_5$ via log-normale verdeling.
   • Bereken de Potentially Affected Fraction ($\text{PAF}$).

3. Human Risk Assessment (DNEL):

   • Leid de DNEL af voor een specifieke blootstellingsroute op basis van een gegeven $\text{NOAEL}$ en de toepasselijke veiligheidsfactoren.

4. pH-afhankelijke biologische beschikbaarheid:

   • Gegeven is een zwak zuur (bijv. diclofenac, met bekende $pK_a$) en een $\text{NOEC}$ gemeten bij $\text{pH} = 7{,}5$.
   • Bereken de biobeschikbare fractie ($f_{\text{available}}$) bij $\text{pH} = 6{,}0$.
   • Bereken de pH-gecorrigeerde $\text{NOEC}$ die een aquatisch ecosysteem beschermt binnen het realistische milieu-pH-bereik ($\text{pH } 5 - 9$).

Context: Het totale examen bestaat uit een groepswerk vooraf (8/20), en op de examendag zelf theorie (8/20, max. 2 uur, gesloten boek) en oefeningen op computer (4/20). Zowel voor het groepswerk ($\ge 4/8$) als voor het schriftelijk examen ($\ge 6/12$) moet je slagen.

Theorie:

Open vragen:

1. Er zijn drie soorten gegevensbronnen waarop een Human Risk Assessment (HRA) gebaseerd kan worden. Geef deze drie types met telkens hun voor- en nadelen (pro's en con's). Leg beknopt uit hoe de data gegenereerd wordt.

2. Gegeven een situatie rond een ioniseerbare organische stof:

   • Er wordt een PNEC bepaald voor een vis bij pH 8. Deze vis leeft in werkelijkheid in een rivier met $\text{pH} > 8$. In welke situatie is deze PNEC niet voldoende beschermend?
   • Leg uit wat er gebeurt wanneer de pH stijgt van pH 6.5 naar $\text{pH} > 8.5$. Welk chemisch/fysiologisch systeem zit hierachter?
   • Welke parameter speelt hierin een sleutelrol? Wat is de typische waarde of grenswaarde van deze parameter?
   • Leg het belang van de 'lipid route' uit.
   • Illustreer je antwoord met een grafiek, een vergelijking en een chemische evenwichtsreactie.

Meerkeuzevragen (selectie): 3. Wat zal zorgen voor een betere (verhoogde) settling van een chemische stof? (1 juist antwoord)

• A. High $K_{ow}$, low amount of solids, low $f_{oc}$, high turbulence
• B. High $K_{ow}$, high amount of solids, low $f_{oc}$, low turbulence
• C. Low $K_{ow}$, low amount of solids, low $f_{oc}$, high turbulence
• D. Low $K_{ow}$, high amount of solids, low $f_{oc}$, low turbulence

4. Als je weet dat de concentratie-respons hellingsparameter $b < 0$ is, hoeveel is de $\text{EC}{20}$ uitgedrukt in functie van de $\text{EC}{50}$? (1 juist antwoord)
   • A. $\text{EC}{20} = \left(\frac{1}{4}\right)^{1/b} \cdot \text{EC}{50}$
   • B. $\text{EC}{20} = (4)^{1/b} \cdot \text{EC}{50}$
   • C. $\text{EC}{20} = (8)^{1/b} \cdot \text{EC}{50}$
   • D. $\text{EC}{20} = \left(\frac{1}{2}\right)^{1/b} \cdot \text{EC}{50}$

5. Duid de juiste stelling aan over de blootstelling en risicobeoordeling voor werknemers (workers) versus de algemene bevolking (general population): (1 juist antwoord)
   • A. For workers the risk is higher than for the general population since they are more exposed
   • B. For the general population the risk is higher since they are a more heterogenous group
   • C. For workers the risk is higher since they are a more homogenous group
   • D. For the general population the risk is higher since they are a bigger group

6. Duid de voorbeelden aan van enzymdysfunctie (enzyme dysfunction): (meerdere antwoorden mogelijk)

   • A. $\text{Mg}^{2+}$ substitutie in plaats van $\text{Na}^+$ bij een $\text{Na}^+/\text{K}^+$-ATPase
   • B. ALAD-naar-heem inhibitie door $\text{Pb}$
   • C. Cyclo-oxygenase inhibitie door een overdosis ibuprofen
   • D. Binding van TCDD op de Ah-receptor (AhR)

7. Wat is correct omtrent een Adverse Outcome Pathway (AOP)? (meerdere antwoorden mogelijk)

   • A. An AOP is chemical specific.
   • B. Een AOP alleen is niet voldoende om een complete risk assessment mee uit te voeren.
   • C. Het verbindt een Molecular Initiating Event (MIE) met een nadelig effect op populatieniveau.

8. Wat is juist betreffende Fase I van het xenobiotisch metabolisme? (meerdere antwoorden mogelijk)

   • A. Mixed Function Oxygenases (MFO / CYP450) spelen een centrale rol.
   • B. Introductie van polaire functionele groepen.
   • C. De metaboliet (daughter molecule) is hydrofober dan de moedermolecule.
   • D. Het bereidt de molecule voor op Fase II-conjugatie.

9. Waarom is een negatieve controle vereist bij ecotoxiciteitstesten? (meerdere antwoorden mogelijk)

   • A. Om te verifiëren of het testmedium en de organismen gezond zijn (validiteitscriteria).
   • B. Statistische toetsing van de NOEC en LOEC ten opzichte van de controlepopulatie.
   • C. Om achtergrondmortaliteit te kunnen corrigeren.

10. Gegeven zijn 4 stappen in het cellulaire metallothioneïne-mechanisme ($\text{Zn}^{2+}$, MTF-1, $\text{Cd}^{2+}$, transcriptie van MT). Plaats deze in de juiste chronologische volgorde.

Juist / Fout vragen: 11. For marine organisms the Assessment Factors (AF) are lower because there is more diversity in marine ecosystems. (TRUE / FALSE)

12. Concentration Addition (CA) is sufficiently conservative to evaluate mixture toxicity for risk assessment. (TRUE / FALSE)

13. In een mesocosmos-studie met 100 blootgestelde organismen vertonen 40 een effect; van de 100 niet-blootgestelde vertonen 20 een effect. De odds ratio is gelijk aan $8/3$. (TRUE / FALSE)

14. Superoxide dismutase en glutathionperoxidase zijn 'preventive antioxidants'. (TRUE / FALSE)

15. Een statisch toxiciteitsexperiment overschat de toxiciteit van vluchtige stoffen. (TRUE / FALSE)

Oefeningen (PC):

1. Human Health Risk Assessment (DNEL): Bereken de Derived No-Effect Level ($\text{DNEL}_{\text{inhalation}}$) voor een werknemer. Ga ervan uit dat de toxiciteitsdata zeer betrouwbaar is.

   • Gegeven data:
     • Repeated dose toxicity Rat (28 dagen): $\text{NOAEL} = 9{,}3\ \mu\text{g}/\text{kg lg/dag}$
     • Repeated dose toxicity Rat (28 dagen): $\text{NOAEL} = 15{,}6\ \mu\text{g}/\text{kg lg/dag}$
     • Repeated dose toxicity Mice (28 dagen): $\text{NOAEL} = 65\ \mu\text{g}/\text{kg lg/dag}$
   • Bepaal de kritische dosis en selecteer de juiste Assessment Factors conform de REACH-richtlijnen.

2. Environmental Risk Assessment: Gegeven is een Excel-dataset van chemische stof X2023X ($\log K_{ow} = -1$):

   • Bereken via niet-lineaire regressie de $\text{EC}_{10}$ voor Daphnia.
   • Bepaal of de stof biologisch afbreekbaar is op basis van de OECD 301 testcriteria.
   • Bepaal de PNEC en de lokale PEC.
   • Voer de risicokarakterisering uit en benoem alle aannames en eenheden.

Theorie:

Open vragen:

1. Can a cross-sectional study be used to show causality? Why (not)? What would you recommend regarding the test design if someone wants to do such a study to show causality?

2. Static ecotoxicity testing:

   • What is static ecotoxicity testing?
   • Give 2 processes that can cause an underestimation of the true toxicity in a static test system. Explain both.
   • Will a lower or a higher $K_{ow}$ of a chemical give a higher underestimation of true toxicity? Explain how.
   • Give 2 practical solutions to prevent or reduce this underestimation.

3. Alternative animal-free testing (3R principle):

   • Provide and explain 2 types of experimental data (e.g., in vitro, in silico/QSAR) that can be used to reduce the use of animal testing.
   • What evidence/validation is needed to make these approaches regulatory acceptable?
   • Provide a schematic figure of a hypothetical dataset to support this evidence. Discuss how this dataset can be generated.

Meerkeuzevragen (1 enkel juist antwoord): 4. In an epidemiological study: 100 individuals with disease and 100 without disease. Among diseased, 50 were exposed. Among healthy, 25 were exposed. What is the odds ratio?

• A. $1/3$
• B. $4$
• C. $2$
• D. $3$

5. Given a table with four chemicals (A, B, C, D) listing dietary $\text{NOAEC}$, $\log(\text{BAF})$, $\text{BCF}$ and the measured concentration in fish. Which chemical poses the highest relative risk via secondary poisoning?

   • A. Chemical A
   • B. Chemical B
   • C. Chemical C
   • D. Chemical D

6. Let $\beta$ be the shape parameter of a log-logistic concentration-response curve. What is the correct mathematical relationship to express $\text{EC}5$ as a function of $\text{EC}{50}$?

   • A. $\text{EC}5 = \left(\frac{1}{19}\right)^\beta \cdot \text{EC}{50}$
   • B. $\text{EC}5 = \left(\frac{1}{19}\right)^{1/\beta} \cdot \text{EC}{50}$
   • C. $\text{EC}5 = \left(\frac{1}{20}\right)^\beta \cdot \text{EC}{50}$
   • D. $\text{EC}5 = \left(\frac{1}{20}\right)^{1/\beta} \cdot \text{EC}{50}$

7. A toxic chemical is an agonist for the Aryl hydrocarbon Receptor (AhR). In which group of organisms will it induce the strongest toxic response?
   • A. Algae
   • B. Rotifers
   • C. Snails
   • D. Fish (vertebrates)

8. A chemical in a pond is both volatile and susceptible to direct photolysis. Under which conditions will this chemical exhibit the highest elimination half-life (longest persistence)?
   • A. Deep pond with high DOC
   • B. Shallow pond with high DOC
   • C. Deep pond with low DOC
   • D. Shallow pond with low DOC

9. What is the primary function of including a negative control in standard ecotoxicity bioassays?

   • A. To evaluate whether the test organisms and medium meet basic quality and validity criteria
   • B. To increase the statistical degrees of freedom
   • C. To calibrate the analytical detection limits
   • D. To serve as a solvent blank

10. Which threshold of the organic carbon-water partitioning coefficient ($\log K_{oc}$) is used under REACH as a hazard trigger for classifying a substance as 'Mobile' (M)?

    • A. $\log K_{oc} < 3$
    • B. $\log K_{oc} < 4$
    • C. $\log K_{oc} > 4$
    • D. $\log K_{oc} > 5$

11. Which statement is correct regarding Phase I xenobiotic metabolism?
    • A. It directly immobilizes heavy metals
    • B. It predominantly involves Cytochrome P450 enzymes
    • C. The resulting metabolite is more hydrophobic than the parent chemical
    • D. It conjugates xenobiotics with glucuronic acid or glutathione

12. Which of the following is NOT an intrinsic part of scientific risk assessment?
    • A. Exposure assessment
    • B. Risk management
    • C. Risk characterisation
    • D. Effects assessment / Hazard identification

1. NPZD-model (op papier): Er wordt een nieuwe predator toegevoegd die enkel zoöplankton eet. Het zoöplankton kan de predator echter ruiken (door een stof die de predator continu produceert) en past zijn gedrag aan om minder snel opgegeten te worden.

   • Een standaard NPZD-model is gegeven. Pas alle vergelijkingen aan om deze predator en de interacties toe te voegen.
   • Er is geen wiskundig verband gegeven tussen de concentratie (van de geurstof/predator) en de predator hunting rate; stel dit verband zelf op.

2. IBM: (Onvolledig / vraag ontbreekt in tuyaux)