Haitallisten aineiden esiintyminen Suomen vesiympäristössä

Transkriptio

1 Ympäristön kemikalisoituminen HY luentosarja Haitallisten aineiden esiintyminen Suomen vesiympäristössä Jaakko Mannio SYKE Kulutuksen ja tuotannon keskus, haitalliset aineet

2 Tässä esityksessä, lähinnä Raskasmetallit ja POP yhdisteet ajassa ja paikassa Sedimenttiprofiilit historia pintavedet ja kalat: Normit, indikaattorit ja tila-arviot Vähän case-tapauksia Vähemmän prosesseja Ei vaikutustutkimuksia (esim. biomarkkerit) Ei pohjavesiä Ei lääkeaineita (oma luento) 2

3 Mihin kemikaalit karkaavat? Reitit YLÖS ALAS, KETJUJA PITKIN (kauko) kulkeutuminen pysyvyys biokertyvyys muuntuminen vaikutukset sedimentti pohjavesi/juomavesi

4 Metallien päästöt ilmaan ja sedimentaatio järviin - on muuttunut Valkea-Kotinen, pieni latvajärvi (Evo) Hg, Pb maksimi luvuilla Pb pieni taustapitoisuus, voimakas ja pitkä ihmisen vaikutus Rajoitukset vaikuttaneet Hg, Pb, Cd, As Cs-137 Org. aine Hg Pb Cd Zn As V

5 Taneli Duunari-Työntekijäinen, SYKE Sedimenttien dioksiinipitoisuuksien kehittyminen (Verta ym. 2007) 5

6 Kielto toimii: Laivojen pohjamaalin TBT pitoisuus sedimentin pinnalla vähenee Loviisa Voidaan tarkastella rauhallisella sedimentaatiopaikalla, väylien ja satamien sivussa Prosessit: Puhtaampaa sedimentaatiota päälle TBTn hajoaminen/liukeneminen? Maanmittauslaitos lupa nro 7/MML/09 n n n. 1986

7 Tilan arviot perustuvat yksiulotteiseen riskin arviointiin Havainto EQS pitoisuus laatunormi (EQS, GES)

8 Taneli Duunari-Työntekijäinen, SYKE M. Leppänen

9 GTKn purovesikartoitukset FOREGS Maps Cd Signaali tulee: ilman kautta maaperästä liukoisuudesta 9

10 Nordic Lake Survey 1995 Pitoisuus vs. vaikutustaso, latvajärvet Suomessa TÄHÄN PNEC VÄIKKÄRISTÄ Ni (Mannio 2001) (Skjelkvåle et al., Ambio 2001)

11 Metlan sammalkartoitukset Pb mg kg -1 Cd mg kg -1 11

12 Cd: aikasarja ja merkitsevät trendit laskeumassa (µg m -2 ) VIR KOT HIE HAI KUU PAL UTS Data: FMI

13 Taneli Duunari-Työntekijäinen, SYKE Elohopea (Hg) 13

14 Elohopea metsäjärvien pintasedimentti - n. 3-4x taustapitoisuus Etelä-Suomessa NOR 231 SWE 99 FIN 59 järveä Munthe et al. 2007, NMR project

15 Laskeuma ja muut syyt kalojen Hg pitoisuuteen Kaukokulkeutumana tulee yli 90 % ilmaperäisestä Hg-laskeumasta Suomeen => Maaperä on jatkuva varasto => riittää ylläpitämään kalojen Hg-tason Happamoittavien yhdisteiden ilmalaskeuma elohopean mobilisoituminen ja kertyminen kaloihin kirkkaat karut latvajärvet, muuttunut eliörakenne Muut syyt Teollisuuden 1900-luvulla aiheuttama kuormitus Puunjalostus- ja kloorialkaliteollisuuden alapuolella edelleen paikoin kalojen Hg pitoisuudet suuria Tekoaltaiden rakentaminen Kalojen elohopeapitoisuuden nousu altaassa ja/tai sen vaikutuspiirissä (maaperän varastot) Metsänkäsittelyn mahdollisesti aiheuttama kalojen Hg-pitoisuuksien nousu Avohakkuu ja maan muokkaus on joissakin tutkimuksissa edistänyt elohopean metyloitumista (pohjaveden pinnan nousu, kosteammat olosuhteet => metyloituminen) 15

16 Hg ahvenissa, leveysaste ja normit Jyväskylä Tornio 403 kohdetta 4307 näytettä ( ) elintarvike raja-arvo Ymp. laatunormi (EQS 0,2-0,25) Riskikommunikaatiossa erotettava raja-arvot: EFSA/Evira 0,5 mg/kg ihmisaltistukselle on korkeampi, koska ihminen syö muutakin kuin kalaa - ei ole ainoa peruste, mutta helpoin kommunikoida 16

17 ymparisto.fi > vesi > pintavesien tila => Kemiallinen tila: hyvä = hyvä, mutta Hg normi voi ylittyä hyvää huonompi = ei luokittelua = 17

18 Esimerkkejä aineista Kartoitukset seurannan apuvälineenä EU jokikartoitus Suomen kasvinsuojeluaineiden seuranta Organotinat sedimenteissä PBDE kaloissa Pohjoismainen uusien palonsuoja-aineiden kartoitus Dioksiinit eri matriiseissa Perfluoratut yhdisteet deja vu 18

19 Kartoitustutkimus on valokuva Kemikaalin/ryhmän mittaukset esim. noin näytteestä jaettuna eri matriiseille Näytteenottostrategia riippuu kemikaalin ominaisuuksista E Brorström-Lunden /IVL

20

21 EUn 200 joen kartoitus: Pintakäsittelyaineita, lääkkeitä, torjunta-aineita (Loos et al. Env. Poll. 2009) Aineiden esiintymisfrekvenssi näytteissä

22 Useita torjunta-aineita löytyy, muttei paljon Osuus näytteistä, joissa havaittu aineitta passiivikeräimillä havaitaan vielä useampia aineita. Kvantifiointi työlästä, muttei aina tarpeen! Karjalainen ym. (2014)

23 Organotinat sedimentissä 2003 vinkkejä aineiden käyttökohteista

24 Silakoissa palonestoainetta vanhaa ja uutta PBDE:tä Selkämeren silakoissa BDE-209:tä (ns. deca-bde) PBDE:stä se, jonka ei pitänyt olla biokertyvä Lähde tuntematon Löytynyt myös Kokemäenjoen kiintoaineksesta Pitoisuudet silakassa ylittävät PBDEn uuden ympäristönlaatunormin (myös ilman 209) kaikkialla (0,0085 µg kg -1 ) BDE-209 on globaalin POP-sopimuksen käsittelyssä EU-kalat II, Hallikainen ym , Airaksinen et al. (Env. Sci Technol. 2015)

25 Pohjoismainen kartoitus: Lähes kaikkia uusia palonestoaineita löytyy kaloista ja jätevesilietteestä Emme tiedä vaikutuksia, mutta löytyminen eliöistä on huono signaali Schlabach et al. (2011)

26 Sediment, Kymijoki Sediment, G. Bothnia Deposition Plankton Herring Percent from I-TEQ Dioksiiniyhdisteiden profiileja ympäristön eri osissa Others HpCDF PeCDD PeCDF 2378-TCDF 0 Vain osa dioksiiniyhdisteistä rikastuu tehokkaasti eliöstöön Vain nämä ovat oleellisia ihmisen ja eläinten altistumisessa (Wiberg ym. 2009)

27 PFOS silakan ja hylkeen maksassa (HELCOM 2010, BSEP 120B) 150 (lmaksa) Vanhankaupungin lahti: Tuleva normi (2018: 9,1 µg/kg) ylittyy WFD EQS 9,1 23 (lihas) PFOS maksassa n. 150 µg/kg; kymmenkertainen verrattuna silakkaan mutta paljon vähemmän kuin hylkeissä µg/kg (huom. eri skaala) 27

28 Perfluoroyhdisteet ahvenen maksassa (µg/kg) Laatunormi voi ylittyä lihaksessakin PFOS Paljon muitakin PFC yhdisteitä kuin PFOS Päästölähteet vuotavat edelleen Kaikkein pysyvimpiä POP-yhdisteitä 28

29 Taneli Duunari-Työntekijäinen, SYKE Kohti parempia tila-arvioita (?) 29

30 Olemme vielä kaukana systeemin kokonaisvaltaisesta tarkastelusta. Yksittäisten kontaminanttien tarkastelua Yksi vaikutusindikaattori (LMS, biomarkkeri solukalvossa) Sedimenttien todistusvoimaa ei hyödynnetä tällä hetkellä (vanhojen aineiden trendien todentaminen)

31 HELCOM: Integroitu kemiallinen tila asemaa, paljon eri aineita (mutta eri alueilta ja eri indikaattoreilla) - vain joitakin biomarkkereita Indikaattoreita harmonisoitu Seuraava arviointi alkaa, valmistuu 2017

32 Aineen pitoisuus = CR laatunormi (EQS) Indikaattorit summataan (Contamination ratio, CR) CR n

33 Indikaattorit eliöissä HELCOM CORE ja Suomen indikaattorit (ahven ja silakka) EQS, QS tai GES raja ELIÖISSÄ µg/kg tuorep. Draft 2015 PBDE EQS 0,0085 < QS 44 PCDD/F + dl-pcb EQS 0,0065 TEQ > QS 0,0012 PFOS HBCDD heptakloori Dikofoli Organoklooripestisidit PCB Elohopea EQS 9,1 < QS ,0067 (ei CORE indik) 33 (ei CORE) 10 (HCB), 55 (HCBD) ei CORE 75 (ei CORE) 20 (Suomi tausta) (elintarvike 500) Normi perustuu ihmisterveyteen Normi perustuu petoeläinten altistumiseen Radioakt Cs-137) (kala, sedim, vesi) 2.5 Bq/kg (kala) 1640 Bq/m2 (sedim) 14.6 Bq/m3 (vesi) Mustat = VPD aineita joilla EQS normi

34 Indikaattorit pääosin vedessä Draft 2015 Indikaattorit, jatkuu EQS, QS tai GES raja ELIÖISSÄ EQS tai GES VEDESSÄ HUOM. STATUS µg/kg tuorep. µg/l Kadmium Lyijy Nikkeli Arseeni 160 (elintarvike 50) 120 mg/kg (sedim) (elintarvike 300) elintarvike EQS 0,2 EQS 7,2 (biosaatava 1,3) 20 (biosaatava 4,0) CORE CORE Ei HELCOM indik Ei HELCOM indik TBT TBT, TPhT, DBT, DOT 2 (TBT in sedim) 0,0002 CORE HELCOM GES auki Lysosomikalvon tasapaino (ahven, maksa) PAH-yhdisteet Levätoksiinit (kala, plankton, vesi) 10 min. Pre-core 5 (BaP) nilviäiset 800 (elintarv, neurotoks) 1 (WHO, maksatoks) CORE, mutta HELCOM GES auki Ei HELCOM indik Mustat = VPD aine ja laatunormi

35 Uusien aineiden dilemma (mikäli tieto puuttuu, vanhojenkin ) 35

36 Lisätietoa Ekholm P., Mannio J., Silvo K. ja Hellsten S Vesiemme koko kuva? Vesitalous 53 (5): 6-8. Karjalainen Anna K, Siimes Katri, Leppänen Matti T, Mannio Jaakko (toim.) Maa- ja metsätalouden kuormittamien pintavesien haitta-aineseuranta Suomessa. Seurannan tulokset SYKEn raportteja 38/2014. Korpinen S. & Laamanen M. (Eds.) Hazardous substances in the Baltic Sea : an integrated thematic assessment of hazardous substances in the Baltic Sea. Helsinki, Baltic Sea Environment Proceedings 120B. Mannio, J Maan tapa vai uusi brändi? Ympäristötieteellisen seuran kynästä. Ympäristö ja Terveys, 42 (1): Mannio J., Londesborough S., Siimes K. ja Verta M Haitalliset aineet vesissämme - vanhat synnit ja uudet uhat. Ympäristö ja terveys 2009; 40 (7): Mannio J. & Tuominen S Kuinka hallita vesiympäristölle haitallisia aineita? Ympäristö ja Terveys, 44 (1): Mannio J. & Holm K Ympäristölle haitallisten aineiden kartoitukset sääntelyn kompassi. Ympäristö ja Terveys, 46 (3): (kaikki pohjoismaiset uusien aineiden kartoitukset) ymparisto.fi > vesi > pintavesien tila => vesikartta 36

37 Kiitos!