| Forside | | Indhold | | Forrige | | Næste |

Effekter af cypermethrin, azoxystrobin og bentazon på limniske invertebrater

1 Indledning

1.1 Formål

Målinger af pesticidforekomster i søer og vandhuller i Danmark har vist, at stofferne ofte findes. Målingerne har også vist, at koncentrationerne som oftest er beskedne sammenholdt med letale effektkoncentrationer fundet vha. enkeltartstests og fx. mesokosmosforsøg. På den baggrund er det væsentligt at fokusere på subletale effekter for at kunne vurdere, hvorvidt der kan forventes effekter på samfundene i vore søer ved de aktuelle koncentrationer.

Hovedformålet med projektet ”Effekter af cypermethrin, azoxystrobin og bentazon på limniske invertebrater” har været at undersøge for effekter af udvalgte pesticider på økologiske nøgleorganismer i søer og vandhuller og herunder at teste et antal limniske invertebrater vha. koncentration-respons forsøg. På baggrund af resultaterne herfra blev der udført forsøg ved ikke-letale koncentrationer med det formål at bestemme subletale effekter på fysiologi, reproduktion, vækst og mobilitet hos typiske zooplankton-organismer.

1.2 Baggrund og nuværende videngrundlag

1.2.1 Pesticider i søer og vandhuller

Pesticider er en fællesbetegnelse for stoffer til bekæmpelse af skadevoldere herunder svampe, ukrudt og insekter. I 2000 blev der solgt 2841 tons aktivt stof til landbruget (Miljøstyrelsen, 2001), hertil skal lægges de mængder, som blev solgt til gartnerier, frugtplantager, skovbrug, offentlige institutioner og private. Godkendelsesproceduren for de enkelte stoffer skal bl.a. sikre, at stofferne ikke havner de forkerte steder, samt hvis de havner forkerte steder ikke giver uacceptable effekter. Men selv ved korrekt håndtering kan der ske udledning i bl.a. søer og vandhuller (Merete Styczen, internt notat). En forkert håndtering af stofferne kan betyde udledninger i større mængder og deraf meget uheldige følgevirkninger for plante- og dyreliv (f.eks. Wiberg-Larsen et al., 1991).

Pesticider kan tilføres søer og vandhuller ad flere spredningsveje: Ved overfladeafstrømning eller via drænvand i forbindelse med kraftig nedbør, ved vinddrift, ved atmosfærisk deposition eller ved punktkilde udledning. Hvad der er den væsentligste kilde er usikkert, men overfladeafstrømning og vinddrift vil formentlig være af størst betydning i vandhuller p.g.a. et lille overfladeareal i forhold til bredzonen, ligesom vandvolumenet er lille i forhold til bredden. I større søer er tilførsel via tilløb formentlig den væsentligste kilde.

Indtil 2001 var der ikke foretaget systematiske undersøgelser af pesticider i søer og vandhuller. Det betyder, at det eksisterende datamateriale stammer fra enkeltundersøgelser udført over en længere årrække. Flere forhold varierer derfor undersøgelserne imellem, fx. antal stoffer, der er analyseret for (mellem 2 og 90), detektionsgrænser, tidspunktet for prøvetagningen o.s.v. Det betyder, at forudsætningerne for en direkte sammenligning af data ikke er til stede; derimod giver dataene et generelt billede af koncentrationsniveauerne i danske søer. Tilbage i 1993-95 blev der i forbindelse med en paddeundersøgelse analyseret for udvalgte pesticider i 11 fynske vandhuller (Briggs & Damm, 2001). I perioden 1999-2001 har Ribe, Ringkøbing og Århus Amter desuden gennemført undersøgelser i mindre søer (<5 ha) og vandhuller. Her har indsatsen været koncentreret om hyppigt anvendte stoffer samt stoffer, som ofte er fundet i vandløb (se bl.a. Århus Amt, 2002). I 2001 blev der for første gang målt for pesticider i overvågningssammenhæng. Der blev indsamlet 6 prøver gennem sommersæsonen i 8 søer. Prøverne blev analyseret for i alt 48 pesticider.

I tabel 1 er vist de maksimale koncentrationer af stoffer registreret i både vandhuller og søer. Generelt er koncentrationerne overvejende lave i søerne. Femten af stofferne ligger under grænseværdien for drikkevand (0,1 µg l^-l) eller 10 × detektionsgrænsen, og kun to stoffer ligger over (bentazon og isoproturon). I vandhullerne er der derimod registreret 12 stoffer med maksimalkoncentrationer over grænseværdien. Desuden ligger 7 stoffer over grænseværdien for total pesticidindhold (0,5 µg l^-l).

Sammenholdt med kendte EC₅₀ eller LC₅₀ værdier (effekt eller letal effekt på 50 % af en testpopulation) på fisk, dafnier eller alger kan der ikke forventes en akut effekt under de givne omstændigheder.

I dette projekt arbejdes med cypermethrin, azoxystrobin og bentazon (for en beskrivelse af stofferne se afsnit 2.1). Cypermethrin har ikke være inddraget i undersøgelser i danske ferske vande. Derimod er der målt for esfenvalerat, et insekticid, der ligner og har samme virkemekanisme som cypermethrin. Dette stof er målt i koncentrationer op til 0,66 µg l^-1 i ferskvand (Århus Amt, 1999). Azoxystrobin er et forholdsvis nyt, men meget anvendt svampemiddel i Danmark. Det har hidtil ikke indgået i måleprogrammer. Århus Amt har undersøgt for stoffet i en række vandhuller i 2001 og fandt op til 0,026 µg l^-1 (Århus Amt, 2002). Bentazon er der målt for i en del søer og vandhuller (tabel 1) og den maksimale koncentration er hidtil 0,12 µg l^-1 (ikke publ. data).

TABEL 1.
PESTICIDER OG DERES MAKSIMALKONCENTRATIONER REGISTRERET I BÅDE SØER OG VANDHULLER. MATERIALET ER BASERET PÅ DATA FRA 69 DANSKE SØER OG 47 VANDHULLER

Klik på billedet for at se html-versionen af: ‘‘TABEL 1 - PESTICIDER OG DERES MAKSIMALKONCENTRATIONER REGISTRERET I BÅDE SØER OG VANDHULLER‘‘

1.2.2 Zooplanktons og makroinvertebraters funktion i søer

Zooplanktonet i vore søer består primært af Rotifera (hjuldyr), Cladocera (dafnier), Copepoda (copepoder) og Ostracoda (muslingekrebs). I dette projekt fokuseres på fritlevende dafnier og copepoder. Dafnier og copepoder udgør et vigtigt led i søernes fødekæde som primærkonsumenter (figur 1). Dafnierne er filtratorer, og føden består bl.a. af fytoplankton. Det betyder, at dafnierne kan nedgræsse alger og dermed bidrage til opretholdelse af klart vand (Jeppesen et al., 1999). Dafnierne er også en vigtig fødekilde for visse fiskearter, herunder specielt karpefisk, men også aborreyngel.

Copepoderne anvendt i dette projekt kan inddeles i to grupper: de cyclopoide (Cyclops vicinus) og de calanoide copepoder (Eudiaptomus graciloides). Copepodernes funktion i søerne er meget lig dafniernes, de græsser dels på andre planktoniske organismer og er samtidig selv føde for bl.a. fisk og andre større invertebrater. Det er forskelligt, hvilke organismer copepoderne græsser på. De cyclopoide copepoder tager på nauplie- og copepoditstadierne visse fytoplanktonarter. I de senere stadier og som adulte individer tager de også nauplier, hjuldyr og små dafniearter (Hansen & Jeppesen, 1992). Calanoide copepoder er primært filtratorer ligesom dafnierne, dvs. de tager fytoplankton og bidrager dermed også til klart vand i søerne. De er dog ikke så effektive filtratorer som dafnierne (Wetzel, 1983).

Makroinvertebrater er en fællesbetegnelse, som dækker over adskillige grupper som fx. bløddyr, ledorme, krebsdyr og insekter. I dette projekt fokuseres på døgnfluen Cloeon, dansemyggen Chironomus, glasmyggen Chaoborus og vårfluen Hydropsyche. Disse organismer har en noget anden funktion i søerne end zooplanktonet. Cloeon bidrager til nedbrydning af benthosalger og detritus, da dette er dens primære føde. Tilsvarende bidrager Chironomus til nedbrydning af detritus, ligesom den spiser sedimenterede alger. Chaoborus er den eneste planktoniske organisme af de valgte makroinvertebrater. Den er et rovdyr, som primært tager zooplankton, det være sig både hjuldyr og dafnier. Den har normalt ikke afgørende betydning for zooplanktonmængden i søer, men kan i fisketomme vandhuller og småsøer godt reducere zooplanktonbiomassen (Wissel & Benndorf, 1998). Hydropsyche er en netspindende vårflue. Den findes typisk i søers afløb. Her sidder de som omnivorer og fanger såvel planteplankton, planterester og zooplankton. De har som sådan ikke en egentlig funktion i søen, men omsætter organisk materiale der skylles ud af søen. Fælles for alle de anvendte makroinvertebrater er, at de udgør en vigtig del af føden for både fredfisk og rovfisk.

FIGUR 1.
FORSIMPLET FØDEKÆDE I SØER. FØRSTE LED (NEDERST) BESTÅR AF PRIMÆRPRODUCENTERNE  (F YTOPLANKTON), ANDET LED AF PRIMÆRKONSUMENTERNE (ZOOPLANKTON), TREDJE LED AF FREDFISKENE OG FJERDE LED (ØVERST) BESTÅR AF ROVFISKENE.

1.2.3 Letale og subletale effekter

I toksikologi og økotoksilogi opereres med letale og subletale effekter dvs. dødelige og før-dødelige effekter. Subletale effekter udelukker ikke, at der kan være en letal effekt af stoffet. Letale effekter måles i form af dødsfald eller immobilitet af forsøgsorganismer i kortvarige tests (akut test) på 24 - 96 timer eller i længerevarende tests (kroniske tests) typisk af 21 dages varighed, ofte kombineret med undersøgelse af subletale effekter på reproduktion og vækst. Subletale effekter kan omfatte ændringer i adfærd (fx. svømmeaktivitet), fysiologi (fx. reproduktion og vækst) biokemi (fx. ion-koncentrationer) og histologi (Rand et al., 1995) og undersøges efter både akut og kronisk eksponering.

Måling af letalitet/immobilitet samt effekter på reproduktion og vækst anvendes som indledende tests i undersøgelser af pesticiders toksicitet. Det er vigtigt at have subletale effektkriterier, der kan registrere toksisk stress, før dødelige og andre vitale effekter forekommer. Ikke mindst fordi pesticider ud fra foreliggende målinger sjældent forekommer i søer og vandhuller i koncentrationer, der er letale for limniske invertebrater (jf. 1.2.1). Subletale effekter kan derimod forventes at forekomme ved de målte koncentrationer i Danmark. Hidtil har effektstudier på limniske invertebrater i felten ofte været udført ved relativt høje koncentrationer, og det er et mindretal af pesticid-studier, der har koncentreret sig om subletale effekter (Møhlenberg et al., 2001). Der er derfor grund til at fokusere på lavere koncentrationer i effektstudier, som skal simulere danske forhold, ligesom der skal arbejdes med effektparametre, som kan demonstrere subletale effekter.

1.2.4 Definition af toksikologiske termer

Toksiciteten af et stof udtrykkes som den stofkoncentration, hvor der forekommer en defineret effekt på forsøgsorganismerne.

Følgende termer anvendes i rapporten:

1.2.5 Nuværende viden om letale og subletale effekter

De pyrethroide insekticider, som cypermethrin tilhører, har været hyppigt anvendt siden slutningen af 1970’erne, og der eksisterer efterhånden en mængde data på koncentrationsniveauet for letale effekter af denne stofgruppe på limniske invertebrater herunder særligt dafnier. Effektkoncentrationer (EC₅₀/LC₅₀) på limniske invertebrater ligger i intervallet 0,05 - 5 µg pyrethroid l^-1 (Stephenson, 1982; Day, 1989) og omfatter bl.a. arter inden for grupperne dafnier, storkrebs, døgnfluer og biller. Subletale effekter på dafniers reproduktion og filtrationsrate er observeret ved koncentrationer omkring 0,01 – 0,06 µg pyrethroid l^-1 (Day et al., 1987; Day & Kaushik, 1987b). For reproduktion og vækst hos dafnier er NOEC observeret til henholdsvis 0,02 µg cypermethrin l^-l og 0,009 µg cypermethrin l^-1 (Miljøstyrelsen, 1990). For vårfluelarver er det endvidere vist, at deres netspindingsadfærd påvirkes ved subletale koncentrationer på 0,5 µg fenvalerat l^-l (Wendt-Rasch et al., 1998). Nye studier udført under naturlige forhold (mesokosmos) har vist, at direkte effekter på dafnier og copepoder ved enkeltdoseringer også har en række indirekte effekter på andre dele af den akvatiske fødekæde (Wendt-Rasch et al., 2003, Friberg-Jensen et al., 2003).

Vidensgrundlaget for effekter af azoxystrobin og bentazon på limniske invertebrater er sparsomt. Det skal formentlig ses i lyset af, at stoffernes målorganismer er terrestriske svampe og planter, hvilket ikke tidligere har vakt den store bekymring omkring eventuelle effekter på limniske invertebrater. I følge Miljøstyrelsen er den letale koncentration af azoxystrobin over for D. magna og Macrocyclops fuscus henholdsvis 0,28 mg l^-l (Miljøstyrelsen, 1994a) og 0,13 mg l^-1 (Miljøstyrelsen, 1995). LOEC og NOEC for dafniers reproduktion er henholdsvis 0,084 mg azoxystrobin l^-l og 0,044 mg azoxystrobin l^-l (Miljøstyrelsen, 1994b). At vi alligevel har valgt at inddrage stofferne i undersøgelsen skyldes at vidensgrundlaget stadig er sparsomt, at vi fokuserer på sub-letale effekter samt at vi undersøger effekten på flere og andre zooplanktonarter end D. magna.

For bentazon rapporteres om meget lav giftighed med letale koncentrationer (LC₅₀) > 100 mg l^-1 for dafnier (Miljøstyrelsen, 1994c; British Crop Council, 1997).

| Forside | | Indhold | | Forrige | | Næste | | Top |