REACT REAKTIVERING AV MILJÖGIFTER FRÅN FIBERHALTIGA SEDIMENT

Transkript

1 REACT REAKTIVERING AV MILJÖGIFTER FRÅN FIBERHALTIGA SEDIMENT Mats Tysklind Kemiska institutionen Umeå universitet Presentation vid workshop Fiberbankar i Norrland, Sundsvall 9-10 Februari, 2017

2 REACT-PROJEKTET Understanding the possible re-activation of high priority contaminants release from pulp fibre sediments in the northern Baltic Sea (REACT) 7,1 Mkr, Formas (2018) Ecosystem dynamics in the Baltic Sea in a changing climate Tema 3. Fördelning av miljögifter i marina näringsvävar i ett klimatförändringsperspektiv ,

3 Perspektiv? Land Kust Utsjö? Kvicksilver Dioxiner HELCOM, 2010 Sundqvist, et al ESPR, 2009 PCBs SGU, 2010 Östersjön hårt belastad av många hög prio föroreningar som tex Dioxiner, PCBs and Hg Problem fisk!

4 Tidigare forskning dioxiner i sediment Te-Oc PCDD/Fs ng/kg d.w. Sundqvist et al och 2010 Ytsediment (top 2 cm)

5 Miljö fingerprint forensics för källspårning Recent sediment Mixing Mixing Sediment cores

6 Sundqvist et al Källspårning ytsediment visar olika källor olika delar av Östersjön TEQ levels in herring as dots (colored according to: red >6, orange=5 6, yellow=4 5, green=3 4 and blue <3 pg g 1 w.w.) Finns kopplingar mellan nivåer sediment och fisk!

7 Tidstrender i daterade sediment visar avtagande halter av dioxiner sedan toppnivå talet - dock med variationer! Assefa et al., 2013

8 Trender i sedimentproppar utsjö Dioxinpeak senare! 1994 Sundqvist et al Assefa et al., 2013

9 START REACT vatten- och sedimentprovtagningar 2013 (Utgångpunkt Inventering Lst. Västernorrland och SGU) Lotty UMF, Norrbyn Köpmanholmen - Hg 3 grunda och 3 djupa platser per område för vatten och sediment kemi och biologi (tex bottenfauna)

10 Umeå Marina Forskningcentrum (UMF) mycket viktig infrastruktur för REACT (jämförelser miljöövervakningsporgram möjligt)

11 REACT provtagningar 2013

12 Resultat bentisk fauna fiberhaltiga sediment Antal/m Chironomidae Latin Potamopyrgus antipodarium Saduria entomon Hydrobiidae Monoporeia affinis Gammarus sp. Macoma baltica Mysis relicta Cyanophtalma obscura Marenzelleria spp Nemata (eg. meiofauna) Oligochaeta Oligochaeta Nemata (eg. meiofauna) Marenzelleria spp Mysis relicta Gammarus sp. Monoporeia affinis Saduria entomon Cyanophtalma obscura Macoma baltica Hydrobiidae Potamopyrgus antipodarium Chironomidae Swedish Gråsugga Vitmärla Tångmärla Pungräka Havsborstmask Fåborstmaskar Nematoder Fyrögdslemma sk Östersjömussla Tusensnäckor Tusensnäckor Fjädermygglar ver

13 Sampling 2014 Övik and Sundsvall - Sediment cores - Bentisk fauna - Zooplankton

14 Sampling 2015 Kramfors, Köpmanholmen och Övik - Sediment (cores) - Bentisk fauna från Norrbyn - Sediment-vatten utbyte, bioaccumulation flera species, metylering-hg - Experiment vid UMF och Umeå universitet

15 BIOACCUMULATION EXPERIMENT - POPS Marenzelleria spp Macoma balthica No biota T=28 days Climate controlled room Kramfors Örnsköldsvik Norrbyn (ref) 15

16 PCB i sediment och biota Norrbyn (ref), Kramfors och Övik Darya Kupryianchyk et al

17 LogBAF, LogKoc LogBAF, LogKoc LogBAF, LogKoc Sorption vs. bioaccumulation y = 1,2151x - 0,1794 R² = 0,7177 y 8= 1,0577x + 0,3857 R² = 0, Kramfors Norrbyn 5 y = 1,6949x - 3,9442 LogB 4 R² = 0,9659 AF 5,0 6,0 7,0 8,0 Log Kow 6 y = 1,1042x + 0, R² = 0,572 LogB AF 4 5,0 6,0 Log Kow 7,0 8, No difference is sorption to sediment OC or biota OC (lipids) in Norrbyn and Kramfors sediment In Ö-vid sediment, sorption to OC in sediment is much higher than to lipids in biota (additional sorption phases in sediment? OC quality?) y = 1,3948x - 0,393 R² = 0,8358 Örnsköldsvik 6 5 y = 1,0485x + 0,2138 LogB R² = 0,5556 AF 4 5,0 6,0 Log Kow 7,0 8,0 Darya Kupryianchyk et al

18 C PW, pg/ml PORVATTEN VS. ÖVERLIGGANDE VATTEN (FILTRERING) PCB BETYDELSE BIOTILLGÄNGLIGHET? Överliggande vatten (efter 45um filter) 20 Porvattenconcentration PCBs CB28 NOR CB52 CB101 KRA CB118 CB138 ORN CB153 CB180 Sediment Darya Kupryianchyk et al Exempel Örnsköldsvik

19 Pressmeddelanden från Umeå universitet ( ) Ny studie klargör vad som styr förekomst av metylkvicksilver i sjöar Bildning av giftigt metylkvicksilver är en nyckelprocess för de miljö- och hälsoproblem som orsakas av kvicksilver. Mekanismerna bakom processen är dock fortfarande inte klarlagda. Ett forskarlag vid Uppsala och Umeå universitet visar nu att bildningen styrs av den molekylära sammansättningen på det organiska materialet i sediment. Studien publiceras i tidskriften Nature Communications.

20 Pressmeddelanden från Umeå universitet ( ) Klimatförändring kan leda till mer giftigt kvicksilver i plankton Ett varmare klimat väntas leda till ökad landavrinning och tillförsel av organiskt material till vattenekosystem för stora regioner på norra halvklotet, inklusive Östersjön. Nu visar forskning vid Umeå universitet och SLU att detta kan orsaka upp till sju gånger ökad halt av giftigt metylkvicksilver i djurplankton på grund av ändrad struktur i den akvatiska näringskedjan. Studien publiceras i tidskriften Science Advances. Erik Björn, Umeå universitet Erik.bjorn@umu.se Artikel som skickades ut på mötets e-postlista.

21 Peak intensity Vilka andra ämnen finns i dessa fiberhaltiga sediment Screening GCxGC-MS GCxGC-MS plot of the diluted sample Example of identified compounds Mixture of larger molecules (petroleum components, lipids, fatty acids...) Christine Gallampois et al

22 Exampel på identifierade ämnen Examples of identified compounds Gallampois et al

23 Increase of the molecule size and number of charge within the molecule Drift time (ms) LC-Ion mobility-ms analysis LC-Ion mobility-ms plot of the raw sediment extract Charge state +2 referring to larger compounds like peptides... Charge state +1 referring to small compounds like chemicals m/z (charge to mass ration) Non-target identification of chemicals Christine Gallampois et al

24 Land Kust Utsjö? Perspektiv stänger vi rätt kranar? Dioxiner Sundqvist, et al ESPR, 2009 PCBs SGU, 2010

25 TACK MEDARBETARE Umeå universitet Darya Kupryianchyk, Wei Zhu, Sofi Jonsson, Erik Björn, Christine Gallampois, Terry Bidleman, Peter Haglund, Per Liljelind, Channa Yath, Mats Tysklind, Johan Wikner (UMF), Jenny Ask, Agneta Andersson och Henrik Larsson (m fl medarbetare UMF) SLU Ulf Skyllberg, Umeå Helsingsfors universitet Owen Rowe (tidigare även Karin Wiberg, SLU, Uppsala) Ecosystem dynamics in the Baltic Sea in a changing climate Tema 3. Fördelning av miljögifter i näringsväven i ett klimatförändringsperspektiv Ny finansiering Kustzonen i fokus.