Toksiske effekter af pulseksponering af pesticider - akutte og kroniske effekter hos Daphnia magna

1 Indledning

1.1 Traditionelle akvatiske toksicitetstests og pulseksponeringer i naturen

Toksiske effekter afhænger både af koncentrationen af et kemikalie samt af eksponeringstiden (Timbrell, 1990). Typisk vil der således skulle lavere og lavere koncentrationer til af et kemikalie for at opnå en given effekt jo længere eksponeringstiden er (Buhl et al. 1993). Traditionelle akvatiske test til beskrivelse af stoffers toksiske effekter bygger på vedvarende (kontinuerte) eksponeringer af forsøgsorganismerne i et nærmere bestemt tidsinterval, der er som oftest er fastlagt med udgangspunkt i organismens livscyklus frem for eksponeringsformerne i naturen. Der anvendes enkeltarter af ”standardorganismer” (fisk, krebsdyr og alger), og testvilkårene er fastlagte hvad angår fysiske, kemiske og biologiske forhold som f.eks. lys/mørke cyklus, temperatur, medier og fodring under testen. Alle disse forhold fastholdes med henblik på at sikre høj reproducerbarhed i testen (Møhlenberg et al. 2004). Typisk er eksponeringstiden 96 timer for fisk, 24-48 timer for krebsdyr og 72 timer for alger.

I naturen optræder forureningshændelser imidlertid ofte med varierende stofkoncentrationer af få timers til få dages varighed - en såkaldt puls (Herricks et al. 1997; Styczen et al. 2003; Slothuus et al. 2004). Eksempler på hændelser, der kan lede til pulseksponeringer i recipienterne kan være: regnskyl, afstrømninger fra marker, drænudledninger, brugen af antibiotika og andre hjælpemidler i dambrug, drift fra udsprøjtninger af pesticider eller udledning fra vaskepladser, hvor sprøjteudstyr fyldes op med pesticider eller rengøres efter brug o.s.v. (McCahon.C.P. et al. 1990; Wiberg-Larsen et al. 1991; Buhl et al. 1992; Herricks et al. 1997; Brent & Herricks 1998; Slothuus et al. 2004). Endvidere er det værd at bemærke, at også pesticider med kort halveringstid i miljøet kan udvise ”pulsadfærd”, hvis de tilføres vandmiljøet (Reinert et al., 2002).

Pulsudledninger kan altså give anledning til forbigående, høje koncentrationer af pesticider i vandmiljøet, og det er i flere studier vist, at denne type eksponering kan resultere i større effekter end kontinuerte eksponeringer (jf. beskrivelse hos Tucker & Burton, 1999). Generelt kan det dog konstateres, at de toksiske effekter af pulseksponeringer med pesticider kun i mindre grad er adresseret i den internationale litteratur (Reinert et al., 2002). Dette skyldes sandsynligvis en kombination af, at pulseksponeringer er vanskelige at kvantificere som følge af deres pludselige og kortvarige natur, og at egnede testmetoder til belysning af pulseksponeringers virkning mangler.

Selv om pulseksponeringer tildeles mere og mere opmærksomhed, f.eks EU Technical Guidance Document on Risk Assesment of Chemicals (EU, 2003), tager de traditionelle tests ikke hensyn til den varighed eksponeringen af dyrene kan have i naturen. Det er veldokumenteret, at standardiserede laboratoriebaserede metoder, som anvender kontinuerte eksponeringsscenarier for pesticider, som regel ikke resulterer i data, som er egnede til vurdering af effekter af pulseksponeringer (Reinert et al., 2002). Denne problemstilling, og hvad der sker med organsimer efter eksponeringens ophører, er tidligt beskrevet af Wright (1976). Siden 1976 er denne problemstilling adresseret flere gange f.eks. af Buhl et al. (1993) og Brent & Herricks (1999), hvis undersøgelser med indbyggede observationsperioder efter eksponeringens ophør har vist, at der kan ske efterfølgende ændringer i responset.

Nærværende projekt er derfor fokuseret på udvikling og afprøvning af en metode til undersøgelse af toksiske effekter af pulseksponering for pesticider. Ved metoden anvendes ferskvandskrebsdyret Daphnia magna som testorganisme, og der inddrages såvel korterevarende (immobilisering) som længerevarende effekter (reproduktion) relateret til pulseksponeringer.

1.2 Formål

I dette projekt bliver ændringer i mobiliteten og reproduktionsmønsteret hos Daphnia magna undersøgt efter pulseksponering med pesticider. Formålet er ligeledes at observere hvad der sker med dyrene i løbet af de første 48 timer efter eksponeringens afslutning. I projektet fokuseres i særlig grad på effekten af pulsenes varighed, og i mindre grad på effekten af eksponeringskoncentrationen. De anvendte teknikker bygger på traditionelle ISO standarder og OECD guidelines, og tager ligeledes udgangspunkt i metodikken beskrevet af Brent & Herricks (1999).

Formålet med projektet består af tre dele:

  1. At udvikle en akvatisk økotoksikologisk test egnet til vurdering af toksiske effekter af pulseksponering for pesticider.
  2. At kvantificere sub-letale og kroniske effekter som følge af pulseksponering for pesticider med krebsdyret Daphnia magna som testorganisme.
  3. At belyse på hvilken måde og i hvilket omfang resultater fra pulseksponeringstest kan bidrage til risikovurdering af pesticidforurening i vandmiljøet.

 



Version 1.0 August 2006, © Miljøstyrelsen.