BalticSed: För en giftfri Östersjö - virtuell effektdriven analys och en icke-destruktiv saneringsmetod

Projektbeskrivning

På grund av mänskliga aktiviteter återfinns kemikalier överallt i miljön. Det finns en stor oro för att dessa kemikalier ska ha negativa effekter på vattenlevande organismer redan vid låga koncentrationer. De negativa effekterna kan vara av olika art så som risk för försämrad hälsa och miljö som kan resultera i negativa effekter på ekonomin. Miljontals kemikalier är kommersiellt tillgängliga, men endast en liten andel av dessa kemikalier regleras och övervakas internationellt (t ex polycykliska aromatiska kolväten, flamskyddsmedel, vissa pesticider och läkemedel). Det är därför knappast förvånande att de föreningar som regleras och övervakas inte kan förklara observerade toxiska effekter. För att skydda vattenmiljön och människors hälsa är identifieringen av giftiga kemikalier av stor betydelse. Det är emellertid en svår uppgift på grund av begränsad kunskap om vilka kemikalier som når miljön och effekterna av dessa kemikalier. Eftersom miljöprover kan innehålla tusentals olika kemikalier är det av stor betydelse att fokusera på de kemikalier som ännu inte har identifierats och kan vara ansvariga för toxiska effekter.

När kemikalier släpps ut i miljön möter de olika biogeokemiska processer som avgör fördelning i vattenmiljön. Sediment är kända för att vara en stor reservoar för en mängd organiska kemikalier, men kan också utgöra en betydande risk för bentiska organismer och kustekosystem, inklusive konsumtionsfisk, eftersom sedimenten kan bli en föroreningskälla om kemikalierna återgår till vattnet. Åtgärder för att minska föroreningsgraden av sediment innefattar minskning av utsläpp, klassificering och övervakning av förorenade sediment med avseende på risk för människor och ekosystem samt att utveckla enkla och kostnadseffektiva saneringsåtgärder.

Syfte och mål

Detta projekt kommer att utveckla verktyg för att fastställa orsakssamband mellan kemikalier i mycket komplexa blandningar och toxiska effekter, identifiera giftiga kemikalier i vattenmiljöer och ge:

• Förbättrad förutsättning för att identifiera kemikalier med biologiska effekter i komplexa blandningar

• Identifiering av nya kemikalier som används i allt större utsräckning i förorenade sediment

• En vetenskaplig grund för att utöka kunskapen om giftiga kemikalier till stöd för avhjälpande åtgärder

• In-situ och icke-destruktiv metod för att rena sediment från föroreningar som är ansvariga för de observerade toxiska effekterna.

Vi kommer att arbeta med förorenade sediment från Östersjön, som är associerade med massa- och pappersbruk, fiberbanker, oljeprodukter och primära aluminiumproducenter. På dessa prover ska vi utföra biologiska tester som gör det möjligt att bestämma toxiska effekter som produceras av olika verkningsmekanismer (mutagenicitet, östrogenaktivitet, dioxinliknande aktivitet och störning av sköldkörtelhormonavbrott). Dessa olika åtgärder kan ge information om vilken typ av kemikalier som är ansvariga för de toxiska effekterna. Nästa steg av stor vikt är att identifiera de kemikalier som ger upphov till de toxiska effekterna. Vi kommer att använda masspektrometri för detta steg. Identifieringen består av en kombination av fraktionering (för att minska provets komplexitet), biologiska tester (för att veta vilken fraktion som innehåller de kemikalier som ger upphov till de toxiska effekterna) och kemisk analys med masspektrometri (för att identifiera kemikalierna)

Det är viktigt att veta vilka områden som utgör en fara för miljön och människors hälsa. De metoder som beskrivs ovan kommer att möjliggöra en kartläggning av förorenade områden i Östersjön, men vi måste också hitta lämpliga metoder för att kunna rena dessa platser. Muddring (sediment avlägsnas och placeras någon annanstans) och övertäckning (sediment är täckta av ett lager av rent material) är de vanligast förekommande metoderna i dagsläget. De är dock dyra och kan vara skadliga för vattenlevande liv. Vi kommer att utvärdera en ny metod där stora ”spikar”, som innehåller lösningsmedel, trycks ner i sedimenten för att absorbera kemikalierna. Sålunda förs kemikalierna bort från sedimentet och spikarna kan lätt avlägsnas från sedimentet. Vi kommer att genomföra laboratorieexperiment med naturligt förorenade sediment för att förstå hur metoden fungerar för olika föreningar, till exempel polyklorerade bifenyler, och hur lång behandlingstid som behövs. Det slutliga målet är att göra fältexperiment i stor skala.