Vad är det vi missar? Mäter vi rätt? Vad gömmer sig bakom PCB7, PAH16, PFAS11?

HTML
DOWNLOAD

Storlek: px

Starta visningen från sidan:

Download "Vad är det vi missar? Mäter vi rätt? Vad gömmer sig bakom PCB7, PAH16, PFAS11?"

Thomas Viklund
för 6 år sedan
Visningar:

1 Vad är det vi missar? Mäter vi rätt? Vad gömmer sig bakom PCB7, PAH16, PFAS11? Maria Larsson MTM Forskningscentrum Örebro Universitet Renare Mark seminarium Framtida problem Östersund 13 februari

2 Organiska ämnen i miljön Antropogena kemikalier 400 miljoner kemikalier produceras per år Tidigare industrier förorenade områden Påverkar vårt ekosystem och dricksvattenresurser Kan påverka områden långt från utsläppskällan

3 Dagens analysmetodik Kemisk analys av ett relativt litet antal, kända organiska miljöföroreningar Flertalet ämnen och nedbrytningsprodukter är inte inkluderade Förekomst okänd Okända risker Ingen hänsyn till samverkningsmekanismer cocktaileffekter, something from nothing Kända ämnen okända ämnen nedbrytningsprodukter?

4 Klassificering och riskbedömning av PAH-förorenad mark Baseras på kemisk analys av 16 PAHer PAH-L PAH-M PAH16 PAH-H okända ämnen nedbrytningsprodukter? Ämnesgrupp KM MKM PAH med låg molekylvikt, PAH-L 3 15 PAH med medelhög molekylvikt, PAH-M 3 20 PAH med hög molekylvikt, PAH-H 1 10

5 Polycykliska aromatiska ämnen (PACer) Polycykliska aromatiska kolväten (PAHer) Heterocykliska kolväten och många, många fler.

6 500 Exempel kemisk analys av 77 PACer i jord från PAH-förorenad mark mg/kg torrvikt jord Bangård 1b Gasverk 1a Gasverk 1b Gasverk 1c Kreosot 1a Kreosot 1b Gasverk 2a Gasverk 2b Kreosot 2a Kreosot 2b 16 PAH 19 PAH 17 alkyl-pah 12 oxy-pah 8 N-PAC 5 SO-PAC Kemisk analys av extrakt från totalhaltsextraktion av PAH-förorenade jordar från olika föroreningskällor Larsson m fl, 2018 Stoten

7 Exempel kemisk analys vid kolonnlakning av jord från PAH-förorenad mark µg/kg torrvikt jord Bangård 1b Gasverk 1a Gasverk 1b Gasverk 1c Kreosot 1a Kreosot 1b 16 PAH 19 PAH 17 alkyl-pah 12 oxy-pah 8 N-PAC 5 SO-PAC Larsson m fl, 2018 Stoten Ackumulerad utlakad mängd av 77 PACer vid L/S=10

8 Perklorerade bifenyler (PCB) 209 kongener Olika biologiska effekter Dioxinlika PCBer 12 st dioxinlika PCBer (Cl) orto meta para (Cl) Riskbedöms tillsammans med dioxinerna Ah-Receptorn TEF-systemet Icke dioxinlika PCBer Analys av PCB-7 10 och 30 procent av det totala PCB-innehållet X Y Dioxinlika PCBer PCB 77 PCB 81 PCB 105 PCB 114 PCB 118 PCB 123 PCB 126 PCB 156 PCB 157 PCB 167 PCB 169 PCB 189 PCB-7 PCB 28 PCB 52 PCB 101 PCB 118 PCB 138 PCB 153 PCB 180

9 Per- och polyfluorerade alkylsubstanser (PFAS) Per- (hel) eller poly- (delvis) fluorerad kolkedja PFAS läcker ut till miljön från många olika industriella applikationer och varor olika varianter av PFAS på den globala marknaden (KEMI) PFAS-11 Perfluorerade alkylkarboxylsyror (PFCAs): C4-C10 Perfluorerade alkylsulfonsyror (PFSAs): C4, C6, C8 6:2 fluortelomersulfonat ΣPFAS11 PFBS PFHxS PFOS 6:2 FTSA PFBA PFPeA PFHxA PFHpA PFOA PFNA PFDA Utöver PFAS-11: Kända och okända föregångarämnen, fluorpolymerer, substitut: kortare kedjor, cykliska PFAS

10 Effektbaserad bioanalys Ett sätt att hantera detta problemområde är att använda mekanismspecifika bioreporters Cellbaserade biologiska testmetoder som Baseras på verkningsmekanismer som ligger till grund för kemikaliers toxicitet, t ex Ah-receptoraktivitet, östrogenreceptoraktivitet, androgenreceptoraktivitet, mutagenicitet Ger ett intrigerat svar av alla ämnen som verkar via den specifika mekanismen Tidiga indikatorer för potentiell risk av kemiska ämnen och blandningar Snabba, känsliga och kännsliga, kan påvisa effekter av kemikalier som kemisk analys inte letar efter/inte kan analysera Kända ämnen okända ämnen nedbrytningsprodukter?

11 Kemisk och bioreporter analys komplementerarar varandra Kemisk analys Identifierar ämnen Kvantifierar ämnen Bioreporter analys Integrerat svar från alla ämnen som verkar via samma mekanism

12 PAHer, dioxiner och PCBer binder till AhRreceptorn Ah-receptorn anledning till dioxiners, PCBer men även PAHers giftighet H4IIE-luc är en cellbaserad mekanismspecifik bioanalys Integrerat svar (bio-teq) på den totala responsen av alla ämnen som binder till och aktiverar AhRreceptorn (modifierad från Behnisch et al, 2001),

13 Potensbalansberäkning Mäta blandningar/prov Genererar en bio-ekvivalens Bio-TEQ om TCDD används som standard. Mäta enskilda ämnen Genererar en relativ responsfaktor (REP) Kan användas för att räkna fram en teoretisk total ekvivalens, kem-teq Potensbalansberäkning Effekten av identifierade ämnen (kem-teq) i provet jämförs med effekten i provet (bio-teq) Hur stor del av effekten kan förklaras med kemisk analys

14 Exempel Kemisk analys och bioreporter analys av PAH-förorenad jord TEQ pg/g torrvikt jord prov 1 prov 2 prov 3 prov 4 prov 5 prov 6 prov 7 prov 8 bio-teq chem-teq (50 PAHer) Jämförelse mellan kemisk analys kem-teq (baserade på bioreporter-specifika REPvärden) och bioreporter (H4IIE-luc) analys bio-teq av extrakt från totalhaltsextraktion av PAH-förorenade jordar från olika föroreningskällor

15 Potensbalansberäkning 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% prov 1 prov 2 prov 3 prov 4 prov 5 prov 6 prov 7 prov 8 16 EPA PAH PAHer 9 st Alkyl 13 st Oxy-PAHer 12 st oförklarad respons Andel kända PACer i jordarna som bidrar till responsen i bioreporteranalysen

16 Exempel kemisk och bioreporter analys av sanerade PAH-jordar Okända ämnen? Vilka? Synergism? Jämförelse mellan resultat från kemisk analys, kem-teq (PAH16), och bioanalys (H4IIE-luc), bio-teq, av 9 färdigsanerade jordar (<MKM) från biologisk sanering eller jordtvätt i fullskala

17 Exempel dioxinlika ämnen i sediment TEQ pg/g torrvikt sediment Respons från icke analyserade ämnen 50 0 prov 1 prov 2 prov 3 Bio-TEQ chem-teq (furaner, dioxiner, dioxinlika PCBer) Jämförelse mellan resultat från kemisk analys av dioxinlika ämnen (dioxiner, furaner och dioxinlika PCBer) och bioanalys (H4IIE-luc) av sediment prover insamlade nära ett industriellt område

bioreporters Ger en identifikation om ämnens potentiella toxiska

18 Effektstyrd analys (EDA) Minimera komplexiteten i prover Spåra och identifiera ämnen som ger effekt med hjälp av ett batteri av bioreporters Ger en identifikation om ämnens potentiella toxiska verkningsmekanismer Högupplöst GC-fraktionering i kombination med EDA

Exempel PFAS i slam 1200 Concentration ng/g 30 25 20 15 10 5 FTSAs PFCAs PFSAs 1000 800 ng/g 600 400

(ng/g) från Gässlösa Summan av 83 PFASs i slam från Gässlösa (ng/g) indelade i 12 olika grupper Yeung m

19 Exempel PFAS i slam 1200 Concentration ng/g FTSAs PFCAs PFSAs ng/g Gässlösa Öhn Henriksdal PFAS11 i slam (ng/g) från Gässlösa Summan av 83 PFASs i slam från Gässlösa (ng/g) indelade i 12 olika grupper Yeung m fl., Tidstrend av oidentifierade poly- och perfluorerade alkylämnen i slam från reningsverk i Sverige.

Massbalans analys av organiskt fluor TF OF EOF NEOF UOF PFASs IF Total organofluorine Combustion ion chromatography (TOF-CIC) TF - Total Fluorine: TF = IF + OF OF - Organic Fluorine EOF - Extractable

20 Massbalans analys av organiskt fluor TF OF EOF NEOF UOF PFASs IF Total organofluorine Combustion ion chromatography (TOF-CIC) TF - Total Fluorine: TF = IF + OF OF - Organic Fluorine EOF - Extractable Organofluorine PFASs UOF - Unidentified Organofluorine NEOF - Non Extractable Organofluorine IF - Inorganic Fluorine ng/g Gässlösa Unidentified Targeted Totalhalten organiskt fluor (TOF) (ng F/g) i slam från Gässlösa Yeung m fl., Tidstrend av oidentifierade poly- och perfluorerade alkylämnen i slam från reningsverk i Sverige

21 Pågående arbete/studier Identifiera de organiska ämnen (kända och okända) som ger effekt i bioreporter-testen ( toxicity drivers ) och deras potentiella toxiska mekanismer med hjälp av effektstyrd analys (EDA). Identifiera PACer som ofta förekommer i prover från urbana och industriella platser och definiera PACblandningsprofiler förknippade med olika källor. Kända ämnen okända ämnen nedbrytningsprodukter? Studera förändringar i PAC-sammansättning, toxicitet och mobilitet av ämnen i miljön/under saneringsprocesser. Identifiera PFAS-ämnen, studera mönster, källor, toxiska mekanismer. EnForce

22 Tack för uppmärksamheten! Tack till: Monika Lam Rebecca Bülow Magnus Engwall Leo Yeung Kontakter: PACer/bioanalys PFAS Projektdeltagare i SOILEFFECT: Finansiärer:

Relevanta dokument

Analys med avseende på PAH16 visar bara toppen av isberget. Maria Larsson MTM Forskningscentrum Örebro Universitet

Analys med avseende på PAH16 visar bara toppen av isberget Maria Larsson MTM Forskningscentrum Örebro Universitet Förorenade områden Riskbedömning av förorenad mark baseras på kemisk analys av ett fåtal