VELKOMMEN TIL MILJØBIOLOGI PÅ RUC

Transkript

1 VELKOMMEN TIL MILJØBIOLOGI PÅ RUC

2 Dagens undervisere Annemette Palmqvist Lektor i Miljøbiologi Camilla Maria Højer Knudsen - Specialestuderende i Miljørisiko Maria Bille Nielsen - Specialestuderende i Miljøbiologi

3 Dagens program Kl. 10:00 Kl. 10:15 Kl. 11:30 Kl. 12:00 Kl. 15:00 Kl. 16:00 Ankomst og velkomst Introduktion til økotoksikologi og eftermiddagens forsøg Frokostpause (Sandwich og kildevand) Laboratorieforsøg (effekter af kobber forurening på graveadfærd hos marine, sediment-levende invertebrater) Hjælp til data analyse og præsentation af data (frivillig deltagelse) Tak for i dag

4 Økotoksikologi - Læren om miljøfremmede stoffer Annemette Palmqvist

5 Hvad er forurening? Menneskeskabt påvirkning af vore omgivelser med stoffer, energi eller støj, som forringer livsbetingelserne for de levende organismer, evt. mennesket selv. (Den store danske encyklopædi) Metaller (inorganisk) Organiske stoffer Alle stoffer som indeholder kulstof, C (CO 2 samt enkelte andre stoffer undtaget)

6 Hvad er økotoksikologi? Studiet af skæbne og effekter af kemikalier i økosystemer transport Fordampning fortynding Fordeling Vand biota mineralisering CO 2 + H 2 O toksicitet metabolisme Oplagring bioakkumulering sediment

7 Hvorfor økotoksikologi? Fortyndings paradigme: Løsningen på forurening er fortynding ( The solution to pollution is dilution ) Katastrofer og begivenheder har givet fokus på økotoksikologi og risikovurdering af kemikalier Radioaktivt nedfald efter test & brug af atombomber Kviksølv i Minamata Rachel Carson: DDT & nedgang i rovfugle bestanden PCB i amerikanske floder Boomerang paradigme: Det du smider væk kan komme tilbage og ramme dig ( What you throw away can come back and hurt you )

8 Hvordan kommer giftstoffer ud i vores miljø? Affalds deponering Uheld Forsætlig udledning - som kemikalie/ olie spild 8

9 Hvordan vi ikke ønsker kemikalier skal opføre sig i miljøet Vi vil ikke have de er: Persistente Biotilgængelige og Bioakkumulerbare Toksiske Vi kan heller ikke lide når de: Bliver omdannet til skadelige produkter Bevæger sig ind på uforudsete områder Kombineres med andre stoffer på uheldige måder

10 Effekter af kemikalier Letalitet (overlevelse/død) Subletale effekter: Vækst Adfærds ændringer Nedgang i reproduktion Øget forekomst af fysiske deformiteter Forekommer ofte tidligere (ved lavere koncentrationer) end død 10

11 Design af klassiske økotoksikologiske forsøg Kontrol

12 % Overlevelse En klassisk dosis-respons model 100 LC 50 = Koncentration hvor 50% af alle organismer er døde 50 0 LC 50 Koncentration

13 Effect Hvad bruger vi de målte effekter til? 100 EC 50 Bestemmelse af: NOEC & LOEC (ved hjælp af statistik) 50 LOEC NOEC Bestemmelse af LC 50 eller EC 50 (hvis kurven er monoton og sigmoid) 0 0 Concentration/dose

14 Risiko vurdering af kemikalier Den laveste LC 50 AF MEC eller PEC PNEC RQ Risiko kvotient: RQ < 1: Lav eller ingen risiko RQ = 1: Kritisk grænse RQ > 1: Risiko MEC = Measured environmental concentration, PEC = Predictied environmental concentration, AF = sikkerhedsfaktor (2-1000; afhængig af hvor meget vi ved om det pågældende stof), PNEC = predicted no effect concentration (LC 50 /AF) 14

15 Metaller Metaller er naturligt forekommende stoffer, der ikke kan syntetiseres (mange har drømt om at lave guld!) Frigives bl.a. på grund af menneskelig aktivitet, og resulterer på den måde i forurening Den antropogene berigelses faktor (AEF) fortæller i hvor høj grad frigivelsen af et metal kan tilskrives menneskelig aktivitet 15

16 Udledning af kobber til miljøet Mineaktivitet (kobber bruges i mange produkter og skal derfor udvindes) Kobber baserede pesticider (fungicider til f.eks. kartoffel og vin produktion) Biocider (kobber-baserede antibegroningsmidler til eksempelvis skibe)

17 Kobber et essentielt metal Indgår i mange nødvendige enzymer Voksne mennesker har brug for knapt 1 mg/dag Nogle organismer (krebsdyr) benytter Cu til ilt transport Essentielle metaller Non-essentielle metaller Zink (Zn) Kviksølv (Hg) giftigt Kobber (Cu) Bly (Pb) giftigt Jern (Fe) Cadmium (Cd) giftigt Mangan (Mn) Guld (Au) inert Kobolt (Co) Platin (Pt) inert Molybdæn (Mo) Titanium (Ti) inert? Arsen (As) Nikkel (Ni) Hæmocyanin Superoxide dismutase

18 Detoksificerings processer Intern skæbne af metaller i eukaryote celler Opløselige ligander (Me + ) HMW LMW MT (Me + ) TF MT ATP Me Me Ion channel Transport protein LMW; ligander f.eks phytochelatin og glutathione HMW; ligander f.eks metalloenzymer Sediment ADP+P i MT; Metallothionein TF MT ; metallothionein transcription factor Modificeret efter: Di Giulio et al in Rand

19 Detoksificerings processer Metaller biotransformeres ikke, så hvad sker der med dem når de optages i organismen? Tager del i normale biokemiske processer Detoksificering afhænger af lagring: o Bliver gemt i granuler o Bindes til metal-bindende proteiner (og på den måde detoksificeret) metallothionein Glutathione 19

20 Jeres koncentrations-respons forsøg Fordele forsøgsorganismerne i glassene Observere nedgravning ved forskellige tider Lave figurer med nedgravnings index som funktion af koncentration og tid

21 Eksempler på resultater -råolie eksponering Små muslinger Store muslinger

22 Sikkerhed i laboratoriet Husk altid handsker når I arbejder med sedimentet Inden I forlader laboratoriet skal handskerne tages af og smides i skraldespanden Rør ikke ved skabslåger, håndtag, bøger, mobil telefoner, hinanden eller lign. med handsker på Madvarer, slik eller drikkevarer må ikke medbringes i laboratoriet Eventuelt spild af forurenet sediment skal først fjernes med papirsservietter og derefter skal overfladen tørres af med en fugtig serviet kontakt Camilla, Maria eller Annemette!

23 Spørgsmål Først frokost og derefter workshop fra 12-15