Misdannet ålekvabbeyngel og andre biologiske effekter i danske vandområder

Transkript

1 Misdannet ålekvabbeyngel og andre biologiske effekter i danske vandområder Litteraturudredning F. Stuer-Lauridsen, K. Gustavson & F. Møhlenberg DHI Institut for Vand og Miljø (DHI), I. Dahllöf & J. Strand Danmarks Miljøundersøgelser P. Bjerregaard, B. Korsgaard & T. H. Rasmussen Syddansk Universitet B. Halling-Sørensen Bent Halling-Sørensen Aps 2008

2

3 Indholdsfortegnelse FORORD 5 SAMMENFATNING PÅ DANSK 7 SUMMARY 11 1 INTRODUKTION NYE EFFEKTER I MILJØET? DATAGRUNDLAG UDVÆLGELSE AF OMRÅDER LÆSEVEJLEDNING 18 2 EFFEKTER PÅ ÅLEKVABBEYNGEL OG ANDRE BIOLOGISKE EFFEKTER I DANSKE FARVANDE OBSERVEREDE EFFEKTER PÅ ÅLEKVABBEYNGEL ANDRE BIOLOGISKE EFFEKTMÅL Imposex i havsnegle Effektundersøgelser på muslinger Faunasammensætning Tvekønnethed i fisk Finneråd og andre synlige sygdomme i fladfisk Effekter på rekruttering af ålegræs 25 3 ÅRSAGER TIL SKADER PÅ FORPLANTNING I FISK GENERELLE UNDERSØGELSER GENEREL VURDERING AF AKTIVSTOFFER I LÆGEMIDLER Fællesskab blandt hvirveldyr Omsætning via leverenzymer og effekt på kønshormoner Effekter på gener og afkom SPECIELLE AKTIVSTOFFER I LÆGEMIDLER 29 4 MILJØTILSTAND I UDVALGTE OMRÅDER GENEREL TILSTAND I VALGTE OMRÅDER ANDRE LOKALE FORHOLD TILSTAND FOR MILJØFARLIGE STOFFER 33 5 KILDER TIL BELASTNINGER I KYSTNÆRE OMRÅDER KILDER I DE UDVALGTE OMRÅDER Karakterisering af de udvalgte områder Belastning fra renseanlæg Industrier med særskilt udledning Industrielle punktkilder Ferskvandsdambrug Klappladser Lægemiddelstoffer belastning fra husholdning og hospitaler 43 6 DISKUSSION OG KONKLUSION HVOR UDBREDT ER MISDANNET ÅLEKVABBEYNGEL? 46 3

4 6.2 ER DER SAMMENHÆNG MED ANDRE EFFEKTER? PASSER DET MED MÅLINGER AF MILJØTILSTANDEN? HVAD PÅVIRKER ÅLEKVABBERNE? ER DER KILDER I OPLANDENE TIL PÅVIRKEDE OMRÅDER? ER ÅLEKVABBEYNGEL EN GOD INDIKATOR? 49 7 ANBEFALINGER ANBEFALINGER DETALJERET GENNEMGANG AF FASE GENNEMGANG AF FASE 3 OG REFERENCER 55 Bilag 1 Notat om datagrundlag Bilag 2 Ålekvabben som forureningsindikator Bilag 3 Kilder til forurening af kystnært miljø med miljøfremmede stoffer og metaller Bilag 4 Lægemidlers farmakologiske og toksikologiske effekter på fisk Bilag 5 Andre biologiske effekter i vandmiljøet Bilag 6 Belastning, kilder og koncentrationer af lægemiddelstoffer Bilag 7 Miljøtilstanden i de udvalgte områder 4

5 Forord Siden de første fund af misdannet ålekvabbeyngel i har det været debatteret om forurening med miljøfremmede stoffer bidrager til de effekter i vandmiljøet. Miljøstyrelsen udbød derfor i begyndelsen af 2006 en litteraturudredning om misdannet ålekvabbeyngel og andre biologiske effekter i danske vandområder: Miljøstyrelsen har på den baggrund besluttet at iværksætte en litteraturudredning som skal føre til en indkredsning af problemet i forhold til hvor udbredt misdannet ålekvabbeyngel og biologiske effekter er i danske vandområder og hvilken påvirkning der potentielt kan forårsage de konstaterede effekter. DHI Institut for Vand og Miljø (DHI) har udført denne opgave sammen med en række danske aktører på området: Danmarks Miljøundersøgelser (DMU), Syddansk Universitet (SDU) og professor ved Danmark Farmaceutiske Universitet, Bent Halling-Sørensen. DHI har været overordnet leder af projektet (ved Frank Stuer-Lauridsen) og delkomponenter har haft følgende ansvarlige (nævnt først) og deltagere: DHI: ansvarlig for rapportering af effektmekanismer og kilder, samt den samlede rapportering (Kim Gustavson, Flemming Møhlenberg). DMU: ansvarlig for forekomst af effekter og forekomst af stoffer (Ingela Dahllöf, Jakob Strand). SDU: bidrag til rapportering af effekter på ålekvabber (Poul Bjerregaard, Bodil Korsgaard, Tina Høj Rasmussen). Bent Halling-Sørensen Aps: Rapportering af forekomst og effekter af lægemiddelrester (Bent Halling-Sørensen). Projektet har været fulgt af en gruppe med følgende medlemmer: Miljøstyrelsen: Lis Morthorst Munk (formand), Alf Aagaard, Henning Ian Clausen, Karin Dahlgren og Jens Brøgger Jensen. Amtsrådsforeningen: Christian A. Jensen. Kommunernes Landsforening: Mads Fjeldsø Christensen. Danmarks Fiskeriundersøgelser: Helge Thomsen. Projektlederen og de ansvarlige for delkomponenterne. Projektet gik i gang i marts 2006 og blev afsluttet i november Projektgruppen har undervejs været i kontakt med en række interessenter på området, som takkes for deres positive medvirken. 5

6 6

7 Sammenfatning på dansk Baggrund Der er i nye undersøgelser konstateret misdannelser i ålekvabbeyngel i danske farvande i lighed med fund fra formodede forureningsbelastede tyske og svenske farvande. Kroniske effekter som hormonforstyrrelser er set i vandmiljøet som følge af belastning med tributyltin og østrogener. Da det er kendt, at en række miljøfarlige stoffer kan medføre misdannelser i fiskefostre, har der været rejst spørgsmål om forureningen med miljøfarlige stoffer bidrager til effekterne på ålekvabber. I begyndelse af 2006 blev Miljøstyrelsen bedt om at skabe et overblik over de eksisterende data og vurdere, hvordan der kan tilvejebringes tilstrækkelig viden om årsagen/årsagerne til fundene af misdannet ålekvabbeyngel. På denne baggrund iværksatte Miljøstyrelsen en litteraturudredning for at indkredse hvor udbredt misdannet ålekvabbeyngel og andre biologiske effekter er i danske havområder og hvilken påvirkning der potentielt kan forårsage de konstaterede effekter. Udredningen I dette projekt er de tilgængelige data på ålekvabbeyngel gennemgået sammen med en lang række datakilder med fokus på andre effektparametre, der kunne være egnede til påvisning af reproduktionsskadende effekter i miljøet, og som har et vist omfang af moniteringsdata og tidsserier: enzymaktivitet (EROD) i lever hos fisk generelle fysiologiske indikatorer (kondition, lever-somatisk indeks, reproduktiv kapacitet) kønsfordeling af ålekvabbeyngel PAH-metabolitter i galde hos fisk imposex/intersex hos havsnegle effekter på muslinger (lysosomal stabilitet, kønsratio, tilvækst) faunasammensætning tvekønnethed (vitellogenin, intersex) hos fisk finneråd og andre synlige sygdomme i fladfisk hæmning af ålegræsrekruttering De første fire parametre er tidsmæssigt koblet til andre målte effekter i ålekvabber og i et vist omfang til moniteringsdata af miljøfarlige stoffer i muslinger og sediment. Datagrundlaget for imposex og intersex hos havsnegle er det mest omfangsrige i forhold til de andre parametre. I samråd med Miljøstyrelsen udvalgtes følgende områder til en analyse af hvilken påvirkning der kan forårsage de konstaterede misdannelser hos ålekvabbeyngel: Århus Bugt, Randers Fjord, Vejle Fjord, Frederiksværk/Roskilde Bredning, Odense Fjord/Seden Strand, Agersø Sund (Reference station). 7

8 Kriterierne for valg af områder var primært eksistensen af tidsserier for bundfauna, ålegræs, data for koncentrationer af miljøfarlige stoffer i sediment og muslinger, effekter på snegle og effekter på ålekvabber. Resultater Misdannelser i ålekvabbeyngel er hyppigst fundet i Randers Fjord, Vejle Fjord, ved Frederiksværk i Roskilde Fjord samt ved Seden Strand i Odense Fjord med mere end 3% misdannede individer og mere end 10% kuld med misdannelser. I undersøgelser fra referenceområdet Agersø, men også andre mere åbne områder (Knudshoved Odde, Fakse Bugt, Nivå Bugt og Ålborg Bugt) findes der til sammenligning mindre end 1% og mindre end 5% misdannelser på hhv. individ- og kuldniveau. Agersø ligger under 1% hyppighed for misdannelser på både individer og kuld i lighed med referenceområder i svenske undersøgelser. Det forventes derfor, at forekomst af misdannelser forekommer hyppigere i danske fjorde med ringe vandskifte end i åbne områder med samme belastning med miljøfarlige stoffer. Der er fortsat kun sporadiske og korte tidsserier til rådighed af forekomsten af misdannet ålekvabbeyngel, og der kan endnu ikke vises en sammenhæng mellem forekomsten af misdannet ålekvabbeyngel og andre biologiske effekter som kunne være beslægtede, f. eks. kønsfordeling af ålekvabbeyngel, forhøjet aktivitet i leverenzymer (EROD) eller forekomsten af PAHnedbrydningsprodukter i voksne ålekvabber eller almene fysiologiske sundhedsindikatorer (kondition, lever-somatisk indeks, reproduktiv kapacitet). Det skønnes ikke at finneråd, forekomsten af Vibrio-arter, iltmangel, temperatur eller saltholdighed kan påvirke misdannelser i ålekvabbeyngel. Iltsvinds effekt er at øge dødeligheden af ålekvabbeyngel (såkaldt sen død). Områderne med størst frekvens af misdannelser har forskellige kendetegn: Frederiksværk Bredning har generelt gode iltforhold, et niveau af metaller og miljøfremmede stoffer i muslinger som er lavere end i referenceområdet Agersø, og en belastning fra renseanlæg med medicin, metaller og andre miljøfremmede stoffer som også er generelt lav. Eneste undtagelse er PCB i muslinger, som ligger på niveau med Odense Fjord. Odense Fjord viser en høj frekvens af misdannelser ved Seden strand, hvor belastningen er høj med medicin, metaller og miljøfremmede stoffer, afledning fra renseanlæg, skibstrafik, havne- og værftsaktiviteter. Derimod kan den høje frekvens af misdannelser i Vejle Fjord ikke umiddelbart forklares med miljøtilstanden. Niveauet af metaller og miljøgifte er relativt lavt og belastningen fra renseanlæg er kun middel. Der er dog en potentiel høj belastning med medicin og en overhyppighed af ferskvandsdambrug i oplandet til Vejle Fjord. Årsager til misdannelser Det er kendt, at miljøfarlige stoffer, som klorerede organiske forbindelser, PAH, pesticider, tungmetaller og stoffer med hormonforstyrrende effekter, kan medføre misdannelser hos fiskeembryoner. Dog er dette især undersøgt hos fisk med fritsvømmende larver. Det er også vist i både laboratorie- og feltundersøgelser, at gravide ålekvabber kan optage kendte hormonforstyrrende stoffer som octylphenol, ethinyløstradiol og phytosteroler 8

9 forekommer i ovarievæsken, at stofferne forekommer i ovarievæsken og dermed formodentlig påvirker udviklingen af fostre og unger. En gennemgang af lægemidler i Danmark peger på, at der anvendes aktivstoffer med virkninger på hormon- og enzymsystemer. Da stofferne kan forekomme i spildevand, gør det dem relevante at undersøge i forhold til misdannelser i ålekvabbeunger. Det drejer sig om: de antiepileptiske lægemidler valproinsyre, carbamazepin, oxcarbazepin og ethosuximid som hæmmer enzymsystemer og visse antidepressive stoffer som hæmmer serotonin, de såkaldte selective serotonin reuptake inhibitors (SSRIs). De stoffer kan potentielt have effekt i fisk, hvor befrugtede ægceller modnes ved eksponering af serotonin. Der er imidlertid ingen data til rådighed for fisk på disse stoffer. En række anti-cancermidler, antibiotika og anti-virus lægemidler har teratogene og gentoksiske effekter på mennesker, og på hospitaler kan koncentrationen af anti-cancermidler i spildevand formodentlig være betydelig. En grovmasket opgørelse af kildestyrker i oplandene til de udvalgte syv områder, hvori der er undersøgt misdannet ålekvabbeyngel, viser at en betydelig del af den lokale belastning med metaller og miljøfremmede stoffer tilføres via renset spildevand fra renseanlæg. Den samlede belastning med medicin fra hospitaler udgør kun få procent af den samlet belastning med medicin i Danmark, men enkelte lægemidler som muligvis kan have en specifik virkning på fisk, anvendes overvejende af hospitaler, og en lokal påvirkning kan ikke udelukkes. Der ikke noget som umiddelbart peger på, at forekomsten af virksomheder med særskilt udledning eller udledning fra afværgeboringer er årsagen til lokale tilfælde af misdannelser i de undersøgte områder. For at opgøre andre lokale kilder i kystområdet som havne og klappladser er det nødvendigt med beregning af lokale emissioner af miljøfarlige stoffer fra sediment. Udledning fra landbrug med f.eks. steroidøstrogener kunne ikke beregnes. Der kan imidlertid ikke uddrages en sikker sammenhæng med misdannelser i ålekvabbeyngel alene baseret på belastning. Hertil kræves mere detaljeret information og at data for vandskifte og stofomsætning inddrages i en estimering. Ålekvabben anses generelt for at være en særlig velegnet moniteringsorganisme for påvirkninger i miljøet, da den er en levendefødende stationær fisk, der er udbredt i danske kystnære områder og fjorde, og som let kan indsamles. Ålekvabben er det naturlige valg til økotoksikologiske laboratorieundersøgelser, selvom den kun er drægtig i begrænsede perioder. Det vil dog kræve opbygning af betydelig rutine på danske laboratorier. Det foreslås, at andre alternativer undersøges. Konklusioner Ålekvabbeyngel med misdannelser forekommer hyppigere i kystnære danske farvande i områder stigende med menneskelig påvirkning. Misdannelser i ålekvabbeyngel skyldes ikke iltsvind, finneråd eller forekomst af Vibrio-arter. 9

10 I moniteringsdata kan der ikke peges på enkelte stoffer som årsag til misdannelser. Der er enkelte miljøfarlige stoffer (kobber, TBT, lokalt PCB) og muligvis enkelte lægemidler som kan medføre beslægtede effekter i miljøet. Der kan også være tale om at miljøfarlige stoffer har indflydelse på misdannelser, som en del af det samlede kemikalietryk gennem additive virkninger. Havnerelateret aktivitet, fortidens synder, og sygdomsbehandling kan være lokale kilder, men den tydeligste kilde er stigende menneskelig og samfundsmæssig aktivitet. Ålekvabber er udmærkede moniteringsorganismer for misdannelser, men det foreslås at anvende andre organismer til laboratoriestudier. Det anbefales, at yderligere viden skaffes over de kommende år ved hjælp af en række selvstændige undersøgelser i miljøet og på kildesiden. I fald der kan peges på specifikke kilder eller substanser, som årsag til misdannelser, bør dette verificeres med testorganismer. 10

11 Summary Background Recent studies have reported deformities in eelpout reproduction in Danish coastal waters in line with studies in Sweden and Germany of potentially contaminated areas. Chronic effects such as hormone disrupting effects from tributyltin and estrogens have been observed previously, and as it is also known that a range of other contaminants may cause deformities in fish embryos, questions have been raised as to the cause of the effects in eelpouts. In early 2006 the Danish EPA was asked to provide an overview of the existing relevant data and assess how to collect sufficient knowledge on the causes of deformities in eelpout fry. On this basis the Danish EPA initiated a literature review on the occurrence of deformities and other biological effects in Danish coastal areas and the possible cause of the effects. The review The project reviewed the available data on eelpout fry along with a number of data sources focusing on other effect parameters that may prove relevant to reproductive effects in the aquatic environment and that have established monitoring data and time series in Denmark: EROD enzyme activity in fish liver general physiological indicators (condition, liver-somatic index, reproductive capacity) sex ratio of eelpout fry PAH-metabolites in fish gall imposex/intersex in marine bivalves effects in bivalves (lysosomal stability, sex ratio, growth) fauna diversity hermaphrodism (vitellogenin, intersex) in fish fin rot and other visible diseases in flat-fish inhibition of bivalves recruitment The first four parameters have been timed with the studies of effects in eelpout and to some extent to the monitoring data of contaminants in mussels and sediment. The dataset on imposex and intersex in sea snails is the most comprehensive compared to the other parameters. In consultation with the Danish EPA the following sites were selected for a more detailed analysis: Bay of Århus, Randers Fjord, Vejle Fjord, Frederiksværk/Roskilde Bredning, Odense Fiord/Seden Strand, Agersø Sound (Reference station). The criteria for selection were primarily the availability of time series for benthic fauna, sea grass, data for concentration of contaminants in sediment and bivalves, effects on bivalves and effects on eelpout. 11

12 Results Deformities in eelpout fry are found frequently in Randers Fjord, Vejle Fjord, Nakskov Fjord, at Frederiksværk Bredning in Roskilde Fjord and at Seden Strand in Odense Fjord. Here, deformities occur in more than 3% of the individuals and in more than 10% of all broods. In studies from the reference station Agersø (and more open areas such as Knudshoved Odde, Fakse Bugt, Nivå Bugt and Ålborg Bugt) less than 1% deformities occur in individuals and less than 5% in broods. The reference station Agersø shows less than 1% frequency of deformities in both individuals and broods, and this agrees with Swedish studies of reference areas. It is therefore generally expected that deformities in eelpout fry will occur more frequently in Danish fiords with poor hydrodynamic turnover. As yet, only sporadic and short time series are available on the occurrence of deformities in eelpout fry, and on this basis it has not been possible to demonstrate a clear correlation of deformities in eelpout fry and other biological effects, such as sex ratio in eelpout fry, elevated liver enzyme activity (EROD), occurrence of PAH-metabolites in adult eelpout or general physiological indicators (condition, liver-somatic index, reproductive capacity). Fin rot, infectious Vibrio-species, oxygen deficiency, temperature or salinity do not appear to influence deformities in eelpout fry. The effect of oxygen deficiency effect is to increase mortality in eelpout fry (so called late death). The areas with the highest frequency of deformities have different characteristics; a high frequency of deformities in Frederiksværk Bredning was accompanied by a lower level of metals and anthropogenic substances in bivalves than those in the reference station Agersø, and also a lower estimated load of pharmaceuticals, metals and anthropogenic substances from sewagetreatment effluent. An exception is PCB in bivalves, which in Frederiksværk Bredning occurs at the level of the generally contaminated area in Odense Fjord. In Odense Fjord the highest frequency of deformities occurs at Seden Strand, where the load of metals, anthropogenic substances, sewage-treatment effluent (person equivalents), ports and related activities are also high. In contrast, the high frequency of deformities in Vejle Fjord cannot by explained directly by the environmental conditions. The levels of metals and anthropogenic substances are relatively low and the load from sewage treatment plants is only medium. Regarding potential sources, Vejle Fjord has a high potential load of pharmaceuticals and is the only area with significant aquaculture. Eelpout is viviparous and the deformities observed in recent studies in Denmark, Sweden and Germany may be associated with anthropogenic impacts. From a number of studies it is known that organochlorines, PAHs, pesticides, heavy metals and hormone disruptors may cause deformities in fish embryos. These studies are however carried out on free swimming fish larvae. It has been shown that contaminants such as octylphenol, ethinylestradiol and phytosterols occur in the ovaries of pregnant eelpout and thus may affect the embryos. 12

13 A specific review of pharmaceuticals in Denmark points toward certain active substances with effects on hormone and enzyme systems in humans, and these warrant consideration regarding the potential for causing deformities in fish: the antiepileptic drugs valproic acid, carbamazepin, oxcarbazepin, and ethosuximide, all of which inhibit liver enzyme systems, as well as the selective serotonin reuptake inhibitors (SSRIs), which inhibit serotonin. By analogy the active substances may have an effect on fish species where the fertilised eggs mature by exposure to serotonin. However, there is no data available for fish reproduction for these substances. A number of anti-cancer agents, antibiotics and anti-viral drugs have teratogenic and gentoxic effects on humans and the concentration of anti-cancer agents in hospital waste water could be considerable. A rough estimate of sources in the upland in the seven selected areas with eelpout studies shows that the local load of metals and anthropogenic substances is emitted from sewage treatment plants. Hospitals account for only to few percent (<5%) of the total load of pharmaceuticals in Denmark, but a few specific drugs which may have an effect on fish are primarily used in hospitals and a local effect cannot be excluded. There is no evidence that points toward industries with direct discharges and the discharges from remediation activities as a cause for the occurrence of deformities on the selected areas. To estimate the influence of other potential sources in the coastal areas, such as sediments in ports and dredging sites, more detailed emission scenarios are necessary. Likewise, the estimate of potential discharges from agriculture into streams and directly into fiords requires more data, and with recent observations of estrogenic activity in manure, this potential source could be included in further studies. However, no firm correlation is evident between deformities in eelpout fry and the loads from individual sources. More detailed information is necessary combined with data on hydrological conditions and biodegradation of the substances. The eelpout is generally considered a good monitoring organism and indicator for effects in the aquatic environment since it is a viviparous bottom dweller, it is ubiquitous in Danish coastal waters and it is easily collectable. The eelpout may also be chosen for ecotoxicological laboratory studies. It will however require considerable routine and other organisms may be investigated in laboratory studies. Conclusions Eelpout fry with deformities occur more frequently in Danish coastal areas (fiords) with anthropogenic impacts than in reference areas. Deformities in eelpout fry are not caused by oxygen deficiency, fin rot or infectious Vibrio-species. No single substance can be identified in monitoring data as the cause of deformities. There are certain substances (copper, TBT, PCB) and possibly some pharmaceuticals that may cause this type of effect in the environment. Anthropogenic substances may also influence the frequency of deformities as a part of the combined pressure from chemicals through additive effects. 13

14 Activities at ports, including dredging, and emissions from hospitals cannot be excluded as sources, but the only clear influence is theh increasing loads from modern society. The eelpout is generally considered a good monitoring species, but other species should be used in ecotoxicological laboratory studies. It is recommended that further knowledge is generated over the coming years by several studies of the environment and of sources. If specific sources or substances are identified, they should be verified with test organisms. 14

15 1 Introduktion 1.1 Nye effekter i miljøet? De danske overvågningsprogrammer for vandmiljøet har gennem årene givet informationer om forekomsten af mange kemiske stoffer og en række biologiske effekter. Udledningerne af miljøfremmede stoffer til vandmiljøet er bragt ned til et niveau, hvor der i almindelighed ikke forekommer akutte effekter på vandlevende organismer, men der konstateres indimellem nogle andre effekter ved lave koncentrationer: hormonforstyrrende effekter fra tributyltin og østrogener og senest skader på ålekvabbers reproduktion med fund af yngel med to hoveder og andre skader. Det har ikke været klart, hvad der forårsager effekterne, men Miljøstyrelsen blev bedt om, i begyndelse af 2006, at skabe et overblik over de eksisterende data og vurdere, hvordan der kan tilvejebringes tilstrækkelig viden om årsagen/årsagerne til fundene af misdannet ålekvabbeyngel. Denne rapport udgør vidensopsamlingen, hvor eksisterende viden vurderes, og der gives anbefalinger til den videre vej. Rapporten præsenteres i to hoveddele. Den første del er en kort gennemgang af den mest relevante viden om ålekvabbeyngel som en forureningsindikator og forekomsten af mulige årsager til denne og andre biologiske effekter i vandmiljøet. Den første del afsluttes med konklusioner og anbefalinger til de kommende faser. Rapportens anden del er en bilagsdel med en teknisk præsentation og gennemgang af data fra de medvirkende eksperter. 1.2 Datagrundlag I projektet er de tilgængelige data på ålekvabbeyngel gennemgået sammen med en lang række datakilder med fokus på andre effektparametre, der kunne være egnede til påvisning af reproduktionsskadende effekter i miljøet, og som har et vist omfang af moniteringsdata og tidsserier (se Tabel 1og bilag 1): enzymaktivitet (EROD) i lever hos fisk generelle fysiologiske indikatorer (kondition, lever-somatisk indeks, reproduktiv kapacitet) kønsfordeling af ålekvabbeyngel PAH-metabolitter i galde hos fisk imposex/intersex hos havsnegle effekter på muslinger (lysosomal stabilitet, kønsratio, tilvækst) faunasammensætning tvekønnethed (vitellogenin, intersex) hos fisk finneråd og andre synlige sygdomme i fladfisk hæmning af ålegræsrekruttering De første fire parametre kan tidsmæssigt kobles til andre målte effekter i ålekvabber og i de fleste tilfælde til moniteringsdata af miljøfarlige stoffer i muslinger og sediment. Datagrundlaget for imposex og intersex hos havsnegle er det mest omfangsrige i forhold til de andre parametre. Effekter på muslinger findes kun fra et år, men kan i gengæld kobles til indholdet af 15

16 miljøfarlige stoffer i sediment. Datagrundlaget for faunasammensætningen er stort og sammenhængen mellem effekter af forurening og faunasammensætning er kendt, bedre for eutrofiering og i mindre grad for toksiske stoffer. For de sidste parametre findes der ikke i Danmark den direkte kobling mellem effekterne og miljøfarlige stoffer, enten i form af sammenhængende kemiske overvågningsdata, eller studier der viser hvilke miljøfarlige stoffer, der er den dominerende årsag til de observerede effekter. Især tvekønnethed scorer højt på relevans, men der er for få feltdata til rådighed. 1.3 Udvælgelse af områder I samråd med Miljøstyrelsen valgtes følgende stationer ud til litteraturudredningen: Århus Bugt, Randers Fjord, Vejle Fjord, Frederiksværk/Roskilde Bredning, Odense Fjord/Seden Strand, Agersø Sund (Reference station). Kriterierne for valg af områder var primært eksistensen af tidsserier for bundfauna, ålegræs, data for koncentrationer af miljøfarlige stoffer i sediment og muslinger, effekter på snegle og effekter på ålekvabber. Områderne gennemgås i kapitel 4 og 5. 16

17 17 Tabel 1 Data på salinitet, temperatur og dybde (CTD), miljøfremmede stoffer (MFS) og biologiske effekter i MADS plus supplerende datasæt for områder, hvor der også foreligger ålekvabbedata Marint område MADS Kode CTD Bundfauna Ålegræs MFS sediment MFS muslinger MFS fisk Effekter på snegle Effekter på ålekvabber Ålborg Bugt (2001) Århus Bugt (2002) Randers Fjord , , ,2005 Langerak ,2005 (2001) Vejle Fjord Agersø Sund, syd (Skælskør fj.) (?) ( ) ( ) ( ) Knudshoved Odde Nivå Bugt ( ) (2001) Præstø Fjord (2001) (2002) Frederiksværk Bredning (2002) Roskilde Bredning (2001, 2002, 2004, 2005) Odense Fjord (2001, 2002) 2004,2005 Seden Strand (2002) Karrebæk Fjord ,1979, Nakskov Fjord (2001) (2002) Nakkebølle Fjord (?) (?) (År): Årstal i parentes angiver data som ikke er indrapporteret i MADS, men har været tilgængelige via amter for denne analyse; (?): Ej indrapporteret

18 1.4 Læsevejledning Som en læsevejledning præsenteres her kort de enkelte afsnit, som tager udgangspunkt i Miljøstyrelsens udmeldte fokuspunkter i citationstegn: Kapitel 2: Hvor udbredt er fænomenet? Oversigt over udbredelsen af misdannet ålekvabbeyngel og andre kendte biologiske effekter i danske vandområder. Kapitel 3: Hvad kan forårsage misdannelser? Effektniveauer for ålekvabber og andre organismer ved påvirkning med forurenende stoffer. Kapitel 4: Hvordan er sammenhængen med miljøets tilstand? Kendte og formodede årsagssammenhænge mellem biologiske effekter og påvirkning med forurenende stoffer/mikrobiel forurening, og Den kemiske tilstand af sediment, vandfase og indikatororganismer i de vandområder, hvor ålekvabbeyngel eller andre biologiske effekter er konstateret, og i referenceområder. Kapitel 5: Hvilke kilder er der? Mulige kilder til påvirkning af vandområder, hvor misdannet ålekvabbeyngel eller andre biologiske effekter er konstateret. Kapitel 6: Anbefalinger til videre arbejde Samlet tværgående vurdering og konklusion på baggrund af litteraturudredning. 18

19 2 Effekter på ålekvabbeyngel og andre biologiske effekter i danske farvande 2.1 Observerede effekter på ålekvabbeyngel I Danmark har Danmarks Miljøundersøgelser (DMU) i og sammen med fire amter i undersøgt den reproduktive succes hos ålekvabber (se bilag 2), herunder undersøgt forekomsten af misdannelser hos ålekvabbeyngel i forskellige danske fjorde som en del i vurderingen af miljøtilstanden under NOVANA programmet (Strand & Dahllöf, 2004). Disse undersøgelser viser at der i visse fjorde er en øget forekomst af misdannelser hos ålekvabbeunger (Type B-G) 1. De højeste forekomster af misdannelser er blevet fundet i Randers Fjord, Vejle Fjord, Nakskov Fjord, ved Frederiksværk i Roskilde Fjord samt ved Seden Strand i Odense Fjord, hvor der er andele på >3% og >10% på hhv. individ- og kuldniveau (Figur 1 A-D). Disse fjorde formodes at være blandt de områder, der er mere end gennemsnitligt påvirkede af menneskelig aktivitet i Danmark. Til sammenligning er der betydeligt lavere forekomster (andele med <1 % og <5% på hhv. individ- og kuldniveau) i formodede renere områder, eksempelvis Agersø, Knudshoved Odde, Fakse Bugt, Nivå Bugt og Ålborg Bugt. Tilsvarende lave frekvenser af misdannelser hos ålekvabbeunger er fundet ved referencestationer i det svenske overvågningsprogram, hvor ålekvabbens reproduktion i en længere periode. Ved disse svenske stationer er der i perioden kun gjort én ud af 56 observationer (Fjällbacka 2002) med mere end 1 % misdannede unger, og i 21 tilfælde er der ikke observeret misdannelser (data fra Fiskeriverkets database samt Ådjers et al. 2001). Det bør bemærkes, at der i områder som Roskilde Bredning og Vejle Fjord er en væsentlig år-til-år variation i forekomsten af misdannelser. Hvilke faktorer, der er årsag til disse svingninger, er endnu uklart. Høje frekvenser af misdannelser hos ålekvabbeungerne er også fundet i områder tæt på byer og industri i Sverige (Vetema et al., 1997) og Tyskland (Gercken et al., 2005). I flere af disse undersøgelser er der udover misdannelser også observeret en øget dødelighed (Type A) og hæmmet vækst (Type I) hos ålekvabbeunger i forskellige områder, herunder også i undersøgelserne under NOVANA-programmet. 1 Forskellige typer af misdannelser hos ålekvabbeunger: 0) Tidlig død, A) Sen død, B) Blommesæk- og tarmdeformiteter, C) Bøjet rygrad, D) Spiralformet rygrad, E) Manglende eller defekte øjne, F) Hoveddeformiteter og G) Sammenvoksede eller siamesiske tvillinger (fra Strand et al. 2004). 19

20 A. B. Andel (%) af embryoner med misdannelser Andel (%) af embryoner med misdannelser Agersø Knudshoved odde Karrebæk fjord Roskilde bredning Odense fjord Nakkebølle fjord Vejle inderfjord Vejle yderfjord Århus bugt Randers fjord Fakse bugt Nivå bugt Nakskov fjord Frederiksværk Odense fjord, Seden Ålborg, Langerrak Ålborg bugt C. D. Andel (%) af kuld med >5% misdannede embryoner Agersø Knudshoved odde Karrebæk fjord Roskilde bredning Odense fjord Nakkebølle fjord Vejle inderfjord Vejle yderfjord Århus bugt Randers fjord 9 17 Andel (%) af kuld med >5% misdannede embryoner Fakse bugt 3 Nivå bugt 0 Nakskov fjord 33 Frederiksværk 53 Odense fjord, Seden 50 Ålborg, Langerrak 3 Ålborg bugt Figur 1 A-D. Forekomsten af type B G misdannelser i ålekvabbeunger (embryoner) på individ- og kuldniveau ved hhv. NOVANA stationer i (panel A og C), og i andre undersøgte områder i Danmark (Panel B og D). (Strand et al., 2004; Ærtebjerg et al., 2005; MADS, 2006). Kraftige iltsvind vurderes også kunne forårsage en betydelig dødelighed blandt embryonerne, f.eks. er den højeste andel af sent døde unger uden misdannelser (Type A) på individ- og kuldniveau fundet i Odense Fjord i 2001 og i Århus Bugt i 2002, samt i Århus Bugt, Vejle Fjord og Randers Fjord i I Århus Bugt i 2002 var dette sammenfaldende med, at indsamlingen blev foretaget, lige efter at et kraftigt iltsvind med fiskedød havde fundet sted (Rasmussen et al., 2003; Strand et al., 2004). Ud fra en foreløbig undersøgelse tyder det på, at de voksne fisk er betydeligt mere tolerante overfor iltsvind end deres unger (Strand et al., 2004), hvilket indikerer, at undersøgelser af ålekvabbers reproduktion måske også kan være anvendelige til vurdering af iltsvindshændelser på fisk. Udover disse undersøgelser foreligger der også resultater fra andre undersøgelser af typer af biologiske effekter (biomarkører) i ålekvabbe fra de danske farvande, bl.a. i forbindelse med undersøgelserne i NOVANAprogrammet. Disse undersøgelser har vist forskelle i bl.a. aktivitet af afgiftningsenzymer (CYP1A), PAH-metabolitter, kønsratio hos unger og lever-somatisk index mellem ålekvabber indsamlet i forskellige områder, hvilket tyder på de lokalt er påvirket af miljøfarlige stoffer. Tilsvarende har en række udenlandske undersøgelser med biomarkører vist at ålekvabben lokalt