Vaikutusperustaiset menetelmät haitallisten aineiden seurannassa. Matti Leppänen Suomen ympäristökeskus Haitallisten aineiden päivä, YM, 12.3.

Transkriptio

1 Vaikutusperustaiset menetelmät haitallisten aineiden seurannassa Matti Leppänen Suomen ympäristökeskus Haitallisten aineiden päivä, YM,

2 Vaikutusperustaiset menetelmät Effect-based methods (EBMs) Luokittelu Biotestit (in vivo tai in vitro laboratoriotestejä) Biomarkkerit (luonnossa altistuneiden eliöiden vasteita/reaktioita) Ekologiset indikaattorit (laatutekijät; lajit ja määrät ym.) SPEAR (SPEcies At Risk, torjunta-aineet)

3 Merkitys seurannoissa tai tarkkailuissa VPDn biologiset laatuelementit eivät suoraan kerro haittaaineista Kemiallisen tilan määritys perustuu haitta-aineiden (prioriteettiaineiden) määrittämiseen ja vertailuun normeihin (EQS), joita on joitakin kymmeniä REACH rekisteröinnissä on > kemikaalia Lukuisia kemikaaleja ympäristössä; sekoitteita, joiden yhteisvaikutukset tuntemattomia Yksittäisten kemikaalien normeihin perustuva tilan/riskinarviointi ei aina riitä 3

4 Menetelmät EU kirjallisuudessa Ruoan seulonta dioksiinien takia; Com 589/2014 Meristrategiadirektiivi (2008/56/EY), vapaaehtoisena CIS ohjeet 19, 25, 27 Komissio 2014: Technical Report on Aquatic Effect- Based Tools ( ) 4

5 Menetelmät EU alueella Monitorointiohjelmissa Tanska, Saksa, Italia, Hollanti, Ruotsi, UK, Norja In vivo testejä, in vitro hormonihäiritsijät, sedimentti, biomarkkerit (meri), WEA=jätevedet Suunnitteilla tai käytössä muuten Irlanti, Tsekki ja Sveitsi Hormonihäiritsijät, herbisidit, 5

6 Menetelmät Suomessa Haitallisten aineiden tarkkailu. YH ohjeita 3/2010 Biotestejä jätevesille Toksisuustestauksen soveltuvuus suomalaisten yhdyskuntajätevesien tarkkailuun ja haitallisten aineiden riskinarviointiin. SYKE Raportteja 7/2014 Jäteluokitus. YH ohjeita 1/2016 HP 14 Ympäristölle vaarallinen; laskennallinen Saksa ja Ranska ehdottaneet biotestejä ja raja-arvoja Merenhoitosuunnitelma biomarkkerit 6

7 VPD ja vaikutusperustaisten menetelmien hyödyt Kartoitustyökalu Kohteiden luokittelu ja priorisointi Kemian analytiikan kohdentaminen (toksinen mekanismi -> arviot aineista) Early warning Tuntemattomien sekoitteiden riskinarviointi jos ekologista haittaa havaittu Tukee tavanomaista analytiikkaa ja ekologista monitorointia 7

8 Menetelmien kehitys ja keskustelu VPDsoveltamisesta on aktiivista EUssa Työryhmä : Proposal for Effect-Based Monitoring and Assessment in the Water Framework Directive. Report for the WG Chemicals 2018 (draft) ESITYKSEN PITÄJÄ, SYKE

9 In vivo biotestit Eliötason vasteet (akuutit ja krooniset); liittyvät helposti populaatiotason riskin arvioimiseen Reagoivat kaikkiin stressitekijöihin (O 2 ym.) jollei testata uutetta Mutta myös laajasti erilaisiin haitta-aineisiin (ei-spesifisiä) Poikkeuksia esim. viherlevät ja torjunta-aineet/antibiootit Vahvimmillaan torjunta-aine-, jätevesi- ja sedimenttitesteissä Lajien välistä eroa; viherlevä, selkärangaton ja kalan alkio Standardit tavallisia (ISO, OECD, ASTM, CEN) 9

10 In vitro biotestit Molekyylitason vasteita muunnelluissa yksisoluisissa eliöissä tai solulinjan soluissa (inhibitiot, proteiinisynteesit, mutaatiot) 3R menetelmiä, korvaavat selkärankaistestejä Spesifisiä vasteita ja viittaavat kroonisiin altistuksiin Yleensä nopeita, high throughput ; valo- tai värireaktiot Spesifisesti vaikuttavien aineiden tunnistaminen Hormonihäiritsijät, karsinogeenit Tulokset voidaan ilmoittaa referenssiaineen ekvivalentteina Biological equivalence concentration (BEQ); ng E2/L ISO/NP 23196: Water Quality Calculation of biological equivalence concentrations (BEQ) 10

11 Kohti ympäristölaatunormeja (1) Näytteen ekvivalenttipitoisuudet Ekvivalenssipitoisuuksia voidaan verrata ja päätellä paljonko analysoitujen aineiden teoreettinen vaste on mitatusta biologisesta vasteesta 11 Escher B

12 Kohti ympäristölaatunormeja (2) Vasteperustaiset raja-arvot (EBTs) Hormonihäiritsijät (E1, E2, EE2) Ehdotus estradiolin AA-EQS-arvoksi (E2 0,4 ng/l) = Yleinen EQS ( generic ) Samaa vastetta (hormonihäiritsijä) mittaavat biotestit (In vitro menetelmät) eroavat herkkyydeltään suhteessa referenssiaineeseen (E2); EC10 0,4 ng/l Kullakin menetelmällä pitää olla oma EQS eli EBT 32 biotestille laskettu raja-arvot (EBT) Escher ym Sci. Tot. Env :748- ESITYKSEN PITÄJÄ, SYKE EBT = Effect-Based Trigger value 12

13 Raja-arvon (EBT) määritys on vaste- ja aineryhmäspesifinen 13 (Escher ym 2018)

14 Hormonihäiritsijäanalyysi ERα-CALUX (ISO ) ESITYKSEN PITÄJÄ, SYKE Simon E ym Effect-based monitoring of EU watch list samples. Esitys WG Chem kokouksessa

15 71 Watch-list näytettä 14 maasta Estrogeeniekvivalenttiaktiivisuus ng E2/L 15 Näytenumero

16 Positiivisten näytteiden vastaavuus Biotesti vs. analytiikka 16

17 Biotesti analytiikkaa herkempi 17

18 Spesifisten biotestien soveltaminen VPD monitoroinnissa JRC 2018: Modes of action of the current Priority Substances list under the Water Framework Directive and other substances of interest Technical Report. 18

19 Johtopäätökset ja suositukset 19

20 Vaikutusperustaisten menetelmien käyttö monitoroinnissa tai tarkkailussa Ympäristölaatunormeja vastaavat biotestien raja-arvot (EBT) tulossa! Sopivat sekoitteiden yhteisvaikutusten riskinarviointiin Erityisesti spesifisesti vaikuttavien aineryhmien etsintään ja riskinarviointiin (in vitrot ja biomarkkerit) Tuntemattomien aineiden läsnäolo ja mahdollinen vaikutus In vivo eliötestipatterit (perustestit; levä, vesikirppu, kalanalkio) Jätevesitarkkailuissa (varovaisuusperiaate) Kontaminoituneiden sedimenttien riskit ESITYKSEN PITÄJÄ, SYKE Spesifiset tapaukset, torjunta-aineet - viherlevätesti 20

21 Suositukset EU työryhmän esitys Biotestimenetelmät osaksi kemiallisen tilan arviointia (in vitro, in vivo) ja ekologisen tilan arviointia (biomarkkerit) TAI Kartoitustyökaluiksi arvioimaan kuormituksen merkitystä ja ohjaamaan jatkotoimia (kemian analytiikka ja kuormituksen vähentäminen). Avustamaan tila-arviointia. Hormonihäiritsijät ja karsinogeenit tärkeimmät aineryhmät Suomi SYKE; hormonitesti testivalikoimaan Onko paikallisesti tärkeitä kuormittavia aineita/aineryhmiä? Valtakunnallinen kartoitus valituilla biotestimenetelmillä kuormituskohteissa 21

22 Kiitos! 22