Toxicological evaluation of complex mixtures of diffuse pollutants including PAHs in slugs and small mammals: Assessment of exposure, bioavailability, internal dose and (adverse) effects using bio-assays and biomarkers

Hoofdaanvrager: 
Dr. A.J. Murk , Wageningen University, sectie Toxicologie

Onderzoeker:
Dr. Ir. T.H.M. Hamers Loopduur: 01-01-2001 tot 31-12-2002

Resultaat van het project

In Nederland worden verreweg de meeste milieuverontreinigende stoffen uitgestoten naar de lucht. Zo is de uitstoot van organische verbindingen naar lucht ongeveer 10 keer groter dan naar water en 300 keer groter dan naar de bodem. De luchtverontreinigende stoffen komen uit uiteenlopende nationale en internationale bronnen, zoals verkeer, industrieën, huishoudens en landbouw en deze mengsels bereiken via atmosferisch transport zelfs relatief schone, afgelegen gebieden. Hierdoor worden mens en milieu in Nederland overal en altijd blootgesteld aan een grauwsluier van luchtverontreiniging, die bestaat uit een complex mengsel van duizenden stoffen. Tot nu toe bestaan er geen goede methoden om deze ingewikkelde mengsels te meten en is onbekend of ze tot nadelige gevolgen kunnen leiden voor mens en milieu.

Het doel van het onderzoek bestond uit 4 onderdelen:

1.    het meten van de blootstelling aan diffuse verontreiniging door de toxische potentie van milieumonsters de testen in biologische testen met cellen, bacteriën of enzymen die specifiek zijn voor bepaalde soorten toxiciteit

2.    het vaststellen van de inwendige blootstelling door het meten van biomarkers (specifieke veranderingen) in dieren (muizen en naaktslakken) die ter plaatse zijn blootgesteld

3.    het meten met chemische analyse om te controleren of de biologisch gemeten blootstelling overeenkomt met de (duurdere en meer ingewikkelde) chemische bepaling

4.    een stappenplan uitwerken en toepassen om op basis van de ontwikkelde methodologie tot een toxicologische risicobeoordeling van diffuse luchtverontreiniging ter plaatse te kunnen maken.

Uiteindelijke zijn methoden ontwikkeld voor 4 grote groepen van toxische stoffen:

1.    stoffen die DNA kunnen beschadigen (genotoxische stoffen) zoals polycyclische aromatische koolwaterstoffen (PAKs);

2.    stoffen die de dioxine-receptor (AhR) kunnen activeren, zoals persistente polychloordibenzo-p-dioxines (PCDDs) en polychloor-bifenylen (PCBs)

3.    stoffen die het vrouwelijk geslachtshormoon oestradiol kunnen nabootsen zoals sommige weekmakers, grondstoffen voor plastics, reinigingsmiddelen en bepaalde bestrijdingsmiddelen;

4.    insecticiden die de werking van zenuwcellen kunnen verstoren (esterase-remmende stoffen) zoals organofosfaat en carbamaat insecticiden.

De belangrijkste bevindingen van dit onderzoek waren:

1.    In Nederland bestaan er eigenlijk geen ‘controle’ gebieden zonder diffuse luchtverontreiniging, zelfs in relatief afgelegen gebieden is de verontreiniging slechts tot 10 keer  minder dan in gebieden vlakbij drukke snelwegen of met intensieve tuinbouw. Bij oostenwind waren de verschillen nog kleiner dan bij westenwind en was de samenstelling van de verontreinigingen bovendien anders.

2.    De gehalten aan lood en dioxines in de lucht zijn sterk afgenomen sinds de sanering van vuilverbrandingsinstallaties het verbod op loodhoudende benzine.

3.    Vlak naast de snelweg werden weliswaar iets verhoogde blootstellingen gemeten maar deze bleken niet te leiden tot zorgwekkende effecten in de muizen populaties. Hieruit mogen overigens geen conclusies worden getrokken over mogelijk luchtwegeffecten op mensen en langer levende grote dieren.

4.    De met enzymen uit bijenkoppen bepaalde esterase-remmende potentie van regenwater bleek goed overeen te komen met de geanalyseerde concentraties van individuele insecticiden, alleen kunnen er met de biologische methode meer stoffen worden gemeten (zo’n 50% meer activiteit).

5.    In het regenwater is een aanzienlijke oestrogene potentie gevonden die het hoogst was in het voorjaar. Dit was nog niet eerder vastgesteld. Het is niet uit te sluiten dat deze bijdrage in kleine wateren die uitsluitend gevoed worden door regenwater tot effecten bij daar levende organismen kan leiden.

6.    Het proefschrift bevestigt dat bio-assays waardevolle methodes zijn om de blootstelling aan diffuse verontreining te kwalificeren en te kwantificeren.

7.    Oranje naaktslakken (Grote wegslak) blijken relatief ongevoelig voor de invloed van de onderzochte stoffen, en zijn daarom geen geschikte dieren voor het monitoren van PAKs.

8.    Plantenetende rosse woelmuizen lijken vooral te worden blootgesteld aan luchtverontreiniging (deeltjes) die neerdwarrelen op planten, terwijl vleesetende bosspitsmuizen vooral worden blootgesteld aan bodemverontreinigende stoffen die zich ophopen (bio-accumuleren) in hun prooidieren, zoals regenwormen. Beide muizensoorten zijn in principe geschikt als indicator voor de verontreiniging van hun omgeving, hoewel ze door hun korte levensduur wellicht geen goed model zijn voor grotere, langer levende dieren.

9.    In de Biesbosch blijkt het moeilijk om plaatsen te vinden zonder diffuse bodemverontreiniging. Vervuiling is weliswaar hoger in regelmatig overstroomde gebieden dan in ingedijkte gebieden, maar in het algemeen zijn de totaalgehalten aan de persistente verontreinigingen zware metalen en PCBs relatief hoog in vergelijking tot andere normale gebieden in Nederland en de verschillen tussen de gebieden klein.

10.            &nb sp; De relatief hoge gehalten aan bodemverontreinigingen in de Biesbosch blijken niet te leiden tot verhoogde blootstelling van regenwormen en muizen. De lage biologische beschikbaarheid kan worden verklaard door veroudering van de vervuiling in de ingedijkte gebieden en door relatief hoge humus- en slibgehalten in de regelmatig overstroomde gebieden.