Kritiskt tänkande! Ekotoxikologi. Ekotoxikologi Varför bry oss? Ekotoxikologi. Att jämföra med

Transkript

1 uw Förläsnng kotox kursmomntt kotoxkolog, NBIC8 Tknskt mljöskydd p Mål: studntrna skall förstå komplkatonrna md, och dag xstrand mtodr för, att bdöma rskrna/ffktrna av mljögftr på, naturn förkommand, populatonr. Jämföra md LC5 studr. Bgrpp: Dmograf Åldrstruktur Känslghtsanalys Mcrocosmos/msocosm Ecol Rsk Assssmnt Ekotoxkolog Don t clck! Ekotoxkolog Ämn md antropognt ursprung påvrkar organsmrs förkomst ngatvt Att jämföra md Ekolog: En arts xstns/btnd påvrkar andra artrs förkomst ngatvt Drkt llr ndrkt Två möjlga orsakr: Söka kunskap Ekotoxkolog Varför bry oss? Männska som art har tt ansvar att vta och lndra dss ffkt på andra organsmr Värdrngar och atttydr: Måst v som art bry oss bara för att v har tt mdvtand, n förmåga att ns att v påvrkar? Krtskt tänkand! w tnd to us dffrnt crtra to valuat propostons or conclusons w dsr, and thos w abhor.. For dsrd conclusons, n othrs words, t s as f w ask ourslvs, Can I blv ths?, but for unpalatabl conclusons w ask. Must I blv ths? Th vdnc rqurd for affrmatv answrs to ths two qustons ar normously dffrnt. Abhor avsky, hata Affrmatv bjakand, bkräftand Thomas Glovch, 99. How w know what sn t so: Th fallblty of human rason n vryday lf. Th Fr Prss. N Y.

2 Att värdra kotoxkolog dss mtodr och dss rsultat Intrnatonll poltk Inrkspoltkn Våra daglga bslut Intrnatonll poltk Kyoto protokollt Laglgt bndand utsläppsmål för d ndustralsrad ländrna. Skrvs undr 997. Protokollt omfattar sx växthusgasr: koldoxd, mtan, dkvävoxd och d ndustrlla gasrna HFC, PFC och svavlhxafluord. Mnsknng 5. % USA bytt prsdnt och hoppad av. Egn klmatpolcy. Öknng 9 % Part: Inrkspoltk sökord mljögft Antal träffar på hmsdan Mljöpartt 8 Modratrna 5 Socaldmokratrna Cntrpartt. Bgränsad klmatpåvrkan. Frsk luft 3. Bara naturlg försurnng 4. Skyddand ozonskkt 5. Ingn övrgödnng 6. Lvand sjöar och vattndrag 7. Hav balans, lvand kust och skärgård Svrgs mljömål rksdagsbslut Myllrand våtmarkr 9. Storslagn fjällmljö. Gftfr mljö. Säkr strålmljö. Grundvattn av god kvaltt 3. Lvand skogar 4. Ett rkt odlngslandskap 5. God bbyggd mljö Ekotoxkolog Svrgs mljömål Gftfr mljö. Kunskap om kmska ämnns hälso och mljögnskapr (). Mljö och hälsonformaton om varor () 3. Utfasnng av särsklt farlga ämnn (35) 4. Fortlöpand mnsknng av hälso och mljörskrna md kmkalr () 5. Rktvärdn för mljökvaltt () 6. Förornad områdn (5) Bananr V svnskar är tt bananälskand folk. Md 7,6 klo pr år och prson mportrar och ätr v mst bananr hla världn. Bkämpnngsmdl, övrflödg gödnng och rodrad jord spolas ftrhand ut vattndragn och vdar ut havt. Jättlka rgnskogsområdn har gnom årn skövlats för att g plats åt plantagr. Obsprutad.9 kr/kg Bsprutad 7.9 kr/kg Coop Forum 7/ 5 Svnska naturskyddsförnngn

3 Mjällschampo Undr 3 används mnst ton znkpyrton mjällschampo och,4 ton znkpyrton båtbottnfärgr. Dt räckr md,6 mg znkpyrton pr ltr vattn för att hälftn av alla fskar ska dö nom fyra dygn. En dos för hårtvätt, ca ml, md marknadns vanlgast mjällschampo, nnhållr crka 88 mg znkpyrton. Mjäll orsakas av n jästsvamp som htr Malassza som normalt fnns övrallt på hudn. Krtskt tänkand! Kyotoprotokollt, mljömål, bananr, mjällschampo,. Can I blv ths? Must I blv ths? Svnska naturskyddsförnngn Ekotoxkolog Ekotoxkolog Ämn md antropognt ursprung påvrkar organsmrs förkomst ngatvt Hur bdöma/kvantfra? organsmrs förkomst ngatvt Populatonstllväxt n mljö md bgränsad rsursr Inomartskonkurrns Antal ndvdr bärförmåga Ekolog antal ndvdr av n art Männskan nskld ndvds ldand/skada/ökad dödlght naturlg Ökad dödlght td Ökad dödlght td Mllanartskonkurrns Kraftgt ökad mortaltt td Mljögft som påvrkar mortalttn Tllräcklgt vllkor om: j tllräcklgt vllkor för att påvrka förkomst tllräcklgt vllkor för att påvrka åtrhämtnngstd ftr störnng (rslnc) Tllräcklgt vllkor om: rsultrar ngatv populatonstllväxt vd rsurstllgång (utan nomartskonkurrns) Om ntraktonr md andra artr förändras så att artn blr utsatt för högr konkurrns. Ny jämvkt! Hur kvantfra om förkomst påvrkas av tt ämn? Mäta fält: Fnna korrlatonr. Exprmnt På ndvd På populaton På gruppr av populatonr (mndr samhälln/kosystm) Emprska data på förkomst/populatonstätht llr Bräkna dn ndrkta ffktn på förkomst/populatonstätht Ny populatonstllväxt lutnng/form på kurvan Ny jämvkt 3

4 Hur kvantfra om förkomst påvrkas av tt ämn? Exprmnt På ndvd På populaton llr gruppr av populatonr mcrocosm llr msocosm försök Svårt att utvärdra spcfka förhållandn Intraktonr nom och mllan populatonr Exprmnt på ndvd nvå utvärdra på populatonsnvå mgraton mmgraton Bräkna dn ndrkta ffktn på förkomst/populatonstätht Ny populatonstllväxt lutnng/form på kurvan Ny jämvkt x sl Exprmnt på ndvd nvå utvärdra på populatonsnvå mgraton mmgraton mgraton mgraton mmgraton mgraton mmgraton mgraton mmgraton mmgraton Exprmnt på ndvd nvå utvärdra på populatonsnvå Undr tt tdstg: x antal ndvdr b antal födslar/ndvd påvrkas/ändras d sannolkhtn att dö/ndvd påvrkas/ändras antal ndvdr som mmgrrar påvrkas/ändras antalt ndvdr som mgrrar påvrkas/ändras mmgraton Utför xprmnt x(t) antal ndvdr vd tdn t påvrkas/ändras va paramtrarna ovan mgraton Bräkna populatontllväxt Undr tt tdstg: x antal ndvdr b antal födslar/ndvd d sannolkhtn att dö/ndvd antal ndvdr som mmgrrar antalt ndvdr som mgrrar x(t) antal ndvdr vd tdn t Tag tt tdstg tagt: x(t+)=x(t)+(t)(t)+ förändrng av populatonn undr tt tdstg: x(t+)x(t)=(t)(t)+ x(t+)x(t)=(bd)x(t)+ Populatontllväxt Undr tt tdstg: x antal ndvdr b antal födslar/ndvd d sannolkhtn att dö/ndvd x(t) antal ndvdr vd tdn t mgraton mmgraton mgraton mmgraton x(t+)x(t)=rx(t)+ R tllväxt pr ndvd, n kombnaton av födslar och dödslar, R=bd, pr tdsnht Kontnurlgt dvs väldgt små tdstg Dx(t)/dt=(bd)x(t) x(t)= (bd)t x() dffrntalkvaton lösnngn tll dffrntalkvatonn A n ta l n d v d r b och d konstanta övr tdn xponntll tllväxt ngn sprdnng populaton Td x(t+)x(t)=(bd)x(t) dffrnskvaton Dx(t)/dt=(bd)x(t) dffrntalkvaton x(t)= (bd)t x() 4

5 Populatontllväxt Undr tt tdstg: x antal ndvdr b antal födslar/ndvd d sannolkhtn att dö/ndvd x(t) antal ndvdr vd tdn t b och d konstanta övr tdn xponntll tllväxt Exprmnt på b och d md olka koncntratonr bräkna populatonstllväxt vd olka koncntratonr mgraton mmgraton Hur mäta b och d? komplkaton. Kan v alltd hantra n populaton som n nht? Bhövr v dla upp dn olka stadr/klassr? Åldrsklassr Storlksklassr Uppdlad rummt Morfologska klassr/formr/ Dlpopulatonr skljr sg från varandra på, för modllns ändamål, vktga punktr, t x unga ndvdr födr ngt mdans vuxna födr. b och d måst uppskattas md hänsyn tll hur stor andl som t x är unga rspktv vuxna. Studra åldrstrukturrad populaton. Åldrsklassrdmografska data Åldrsklassr Tr åldrklassr, n, n och n 3. Nästa tdstg räknas ut nlgt n (t+)= b n (t)+ b n (t)+ b 3 n 3 (t) n (t+)= s n (t) n 3 (t+)= s 3 n (t) OBS, tt tdstg motsvarar storlkn på åldrklassrna. b b b 3 3 s s 3 b = hur myckt avkomma som förväntas från åldrklass undr tt tdstg s j = sannolkht att övrlva från åldrklass tll åldrklass j Nästa tdstg räknas ut nlgt n (t+)= b n (t)+ b n (t)+ b 3 n 3 (t) n (t+)= s n (t) n ( t + ) b n 3 (t+)= s 3 n (t) n( t + ) = s n3( t + ) tt lnjärt kvatonssystm och v kan använda matrsr dvs lnjär algbra b s 3 b3 n ( t) n ( t) n3( t) n n n 3 ( t + ) ( t + ) = ( t + ) Exprmnt s b Bstäm värdn för matrsn vd olka koncntratonr:.4 s.8 b 3 8 b 3 n n n 3 ( t ) ( t ) ( t ) Åldrsklassr, gnvärdn och gnvktorr Åldrsklassmatrsr (d flsta bologska matrsr) är sådana att dras största gnvärd är tt rllt tal, dvs nt komplxt. Dtta nnbär att gnvärdts vktor, s k gnvktorn motsvarar dn stabla fördlnngn och gnvärdt dn tllväxt som populatonn då tllväxr md λ =.56, v.8. 5

6 A n ta l n d v d r Åldrsklassr, gnvärdn och gnvktorr.8 8 populaton Td.7 λ =.56, v.8. x(t)= (bd)t x() x(t)=λ t x() Exprmnt på ndvd nvå utvärdra på populatonsnvå mmgraton Undr tt tdstg: mmgraton x antal ndvdr b antal födslar/ndvd påvrkas/ändras d sannolkhtn att dö/ndvd påvrkas/ändras Utför xprmnt antal ndvdr som mmgrrar påvrkas/ändras antalt ndvdr som mgrrar påvrkas/ändras x(t) antal ndvdr vd tdn t påvrkas/ändras va paramtrarna ovan Exprmnt på ndvd nvå utvärdra på populatonsnvå.7 λ =.56, v.8. mmgraton mmgraton Stg : Känslghtsanalys Hur känslg är n populaton för tt mljögft / n störnng? Vlka dlar av lvshstorn är mst känslg/ påvrkar populatonstllväxtn mst? Utför xprmnt på ndvdnvå Vd vlkn åldr är dt värst att tt mljögft påvrkar övrlvnad, rprodukton, sprdnng, llr utvcklng/åldrandt? Känslghtsanalys Vd vlkn åldr är dt värst att tt mljögft påvrkar övrlvnad, rprodukton, sprdnng, llr utvcklng/åldrandt? Känslghtsanalys av gnvärdt/populatonstllväxtn: ( ) λ a = v w w, v j,, j λ =.56, v.8.8. uw 6

7 Förläsnng kotox kursmomntt kotoxkolog, NBIC8 Tknskt mljöskydd p Mål: studntrna skall förstå komplkatonrna md, och dag xstrand mtodr för, att bdöma rskrna/ffktrna av mljögftr på, naturn förkommand, populatonr. Jämföra md LC5 studr. Bgrpp: Dmograf Åldrstruktur Känslghtsanalys Mcrocosmos/msocosm Ecol Rsk Assssmnt Koncntraton (mg/l) Idag gängs mtod nom kotoxkolog LC5 Övrlvnad % ftr dagar 98,6 98, 98,35 84,43 6,64,75 5,3 % övrlvand 5,5,5 Kalumdkromat mg/l Dapna magna LC5 för kalumdkromat =.47 mg/l Ekotoxkolog Ämn md antropognt ursprung påvrkar organsmrs förkomst ngatvt Mtod hur man kan kvantfra: påvrkar organsmrs förkomst ngatvt Utvärdra på populatonsnvå.7 λ =.56, v.8. Mtod att förutsäga om n art är känslg för mljögft/ämn. ( ).4 λ a = v w w, v j j,, 8.8 Utför xprmnt But th ndvdual who can modfy or corrct blfs moldd by prsonal ntrst or th nflunc of hs rarng s rar.it s asy to b ws n rtrospct, uncommonly dffcult n th vnt. Wallacr Stgnr, författar och Prof Stanford, tdg mljöaktvst My busnss s to tach my aspratons to conform thmslvs to fact, not to try and mak facts harmons wth my aspratons. Thomas Hnry Huxly, "Darwn's bulldog" Aspraton önskan, strävand övrlvnad.5 Snälla bkämpnngsmdl Spraya vuxna bladlöss md drvat från Nm trädt Control ppm ppm 4 ppm uw 3 Åldr dagar Antal ungar 6 ppm 8 ppm ppm 5 3 Åldr dagar 7

8 Andra försök md snällt bkämpnngsmdl Nyfödda och vuxna olka känslga för bsprutnng Bspruta unga rspktv vuxna bladlöss Bspruta olka tmpraturr Bspruta och därftr kolonsra md bladlöss,5, amount of margosan (ppm) Sprayng adults Sprayng nwborns Nytt sätt att mäta ffktn av bkämpnngsmdl: smulrng av populatonn 5 5 C day C nght 4 6 Concntraton of MargosanO Concntraton (mg/l) Idag gängs mtod nom kotoxkolog LC5 Övrlvnad % ftr dagar 98,6 98, 98,35 84,43 6,64,75 5,3 % övrlvand 5,5,5 Kalumdkromat mg/l Dapna magna LC5 för kalumdkromat =.47 mg/l Ekotoxkolog Ämn md antropognt ursprung påvrkar organsmrs förkomst ngatvt Mtod hur man kan kvantfra: påvrkar organsmrs förkomst ngatvt Utvärdra på populatonsnvå.7 λ =.56, v.8. Mtod att förutsäga om n art är känslg för mljögft/ämn. ( ) λ a = v w w, v j,, j Utför xprmnt Gnratonstd på art kontra prsstns av mljögft I första hand akut toxctt, tt kortvargt punktutsläpp. Om gnratonstd är btydlgt längr än mljögft är ffktn på populaton lättar att bräkna dock är populatonn långsam på att anpassa sg (gntskt) vd kronsk blastnng llr åtrkommand blastnngar. Om gnratonstd kort så mdför att andra och trdjgnraton påvrkas av utsläpp båd drkt och ndrkt svårt att uppskatta ffktn av utsläpp. Dock snabba på att anpassa sg gntskt. 8

9 Vad nnbär dtta tt kosystm? Vad blr ffktn på olka trofnvår? Effktn av olka anpassnng? På bomagnfrng? För vlka nvår tt kosystm kan man göra goda förutsäglsr? Vad bhövr man vta för rspktv nvå (gnratonstd) Vad kan man mäta?. Effkt på organsm. Effkt på populaton 3. Effkt på samhäll/närngsväv 4. Effkt på kosystm Organsm LD5 Populaton tätht? Närngsväv täthtr? Störnngskänslght hos ny väv? Ekosystm bologsk mångfald? Flödt av ämnn (t x kol,kväv)? Ekologska komplkatonr Populatons tllväxt Rprodukton Övrlvnad Tllväxt Sprdnng Populatonsdynamk Inomartskonkurrns Mllanartskonkurrns Prdatorbyt Mutualsm Populatonsgntk Slktra fram rsstnta populatonr Fungcds påvrkan av tt sötvattns mcrocosmos Nlsson t al Ecotox kurs Lund Fungcd tr koncntratonr Bomassa av algr och zooplankton Bomassa zooplankton mnskad md ökand konc av fungcd Växtplankton ökad md ökand konc av fungcd Mndr zooplankton ökad md ökad konc av fungcd Tumrglr Indrkt ffkt då zooplankton mnskad så mnskad btnng och därmd växtplankton ökad Konk och prdaton av d mndr zooplankton mnskad då störr zooplankton mnskad md högr konc av fungcd och därmd ökad bomassa av mndr zooplankton INDIREKTA EFFEKTER I MICROCOSM STUDIER Ekosystm struktur vktgar än funkton Dt fnns nycklartr nom tt systm Drkta ffktr på övrlvnad o dyl är vktgar än ndrkta va konkurrns och prdaton Kronsk varaton för artr mndr än akut varaton Effktr oftast nbart addras, dvs oftast är total ffktn lka md summan av ffktrna för sg 9

10 Några bgrpp Bokoncntrrng konc ökar jmf md vätska Boackumulrng konc ökar jmf md konc vätska/föda Bomagnfrng ökar md trofnvå Botransformaton ämnt transformras va mtabolsm tll nya mr llr mndr toxska ämnn Bodgradrng ämnt bryts nr tll nklar form, ultmat blr dt koldoxd och vattn Ecologcal Rsk Asssmnt ERA Att bdöma rskrna för kosystm vd tt utsläpp/mljögft Utgår från rskbdömngar för männskors hälsa Två olka områdn kombnras Exponrng, vlka nvår kan v förvänta oss av mljögftt? Dosrspons, vlka är ffktrna kosystmt av olka dosr/koncntratonr? D olka nvårna/stgn ERA, fgur 8. Problm dntfkaton Bstäm xponrngsgrad Bdöm kologska ffktr vd olka xponrngar Bstäm/karaktärsra rskn: nkludra osäkrhtr gr tt ntrvall Mddla/kommuncra rskbdömnngn Skötsl handhavandt av rskn skötslplan Mljöövrvaknng. Mätnng av kologska faktorr md bstämda tdsntrval. Mätnng av skötslplann: t x utsläppsnvår