DANMARKS
MILJØUNDERSØGELSER
AARHUS UNIVERSITET
FORKOMST OG EFFEKTER AF
HORMONFORSTYRRENDE KEMIKALIER
I DANSKE VANDLØB
Pia Lassen, Seniorforsker
Danmarks Miljøundersøgelser, Aarhus Universitet
Den 8. December 2010
DANMARKS
MILJØUNDERSØGELSER
AARHUS UNIVERSITET
Pia Lassen
Den 8. December 2010
FORMÅL
› Formålet med dette projekt er at optimere målinger af
forekomst og effekter af hormonforstyrrende kemikalier
i vandmiljøet
› Præsenterer alternative metodikker til bestemmelse af
forekomst og effekter i det vandige miljø.
› Foretage en første vurdering af betydningen af mulige
kilder.
DANMARKS
MILJØUNDERSØGELSER
AARHUS UNIVERSITET
Pia Lassen
Den 8. December 2010
PROJEKTDELTAGERE
› Pia Lassen, Martin M. Larsen, Ingela Dahllöf, Jakob
Strand, Peter Wiberg-Larsen, Rossana Bossi
Danmarks Miljøundersøgelser, Aarhus Universitet
› Eva Cecilie Bonefeld-Jørgensen, Manhai Long, Tanja
Krüger
Cellulær & Molekylær Toksikologi (CMT), Institut for
Folkesundhed, Aarhus Universitet
DANMARKS
MILJØUNDERSØGELSER
AARHUS UNIVERSITET
Pia Lassen
Den 8. December 2010
BAGGRUND
› Vi ved at der findes hormonforstyrrende stoffer i
spildevand som kan ende i vandmiljøet
› Flere danske undersøgelser har vist
hormonforstyrrelser i forskellige arter, bla. fisk
› Med dette projekt mere målrettet at kombinere dette
DANMARKS
MILJØUNDERSØGELSER
Pia Lassen
AARHUS UNIVERSITET
Den 8. December 2010
PROJEKT – SKEMATISK
Eksponering 3 uger i vandløb
SPME og POCIS med PRC
POCIS
SM
Indsamling
ekstraktion
Kemisk analyse for
hormonforstyrrende
stoffer og ”vandflow”
SPME og POCIS uden PRC
Indsamling
POCIS
ekstraktion
SM
In vitro bio-assay i
mammale celler for
hormonforstyrrende
stoffer
Indsamling
Effekt undersøgelser
Muslinger
DANMARKS
MILJØUNDERSØGELSER
AARHUS UNIVERSITET
Pia Lassen
Den 8. December 2010
”PRØVE OPSAMLERE”
›
›
›
Prøveopsamling over tid, gennemsnitskoncentration
Passive opsamlere: silikone membraner og POCIS (Polar Organic
Chemical Integrative Sampler)
Passeret vandvolumen vha. intern standarder (PRC stoffer)
DANMARKS
MILJØUNDERSØGELSER
AARHUS UNIVERSITET
Pia Lassen
Den 8. December 2010
UDVALGTE AF STATIONER
›
Kriterier:
› En geografisk spredning
› Der skal kunne leve muslinger
i vandløbet
›
Tre vandløb med udledning fra renseanlæg (opstrøms,
nedstrøms). Silkeborg, Odense og Ringsted. En station gik tabt
›
To vandløb med diffus forurening (spredt bebyggelse/
landbrug). Suså og Åmose Å
›
Et vandløb som reference. Lystrup Å
DANMARKS
MILJØUNDERSØGELSER
AARHUS UNIVERSITET
Pia Lassen
Den 8. December 2010
KEMISKE ANALYSER
›
Fælles ekstraktion på opsamlere – opdeling af prøve til analyse for
de enkelte parametergrupper
›
Kun foretaget analyse på hormonforstyrrende stoffer
›
Parametergrupper: Pesticider, phthalater, alkylphenoler,
chlorphenoler, organotin forbindelser, PFAS, østradioler mv.
›
Normaliseret til vandmængder ved PRC stoffer vha. silikone
membran
DANMARKS
MILJØUNDERSØGELSER
AARHUS UNIVERSITET
Pia Lassen
Den 8. December 2010
IN VITRO BIO-EFFEKT I MAMMALE
CELLER
Hormonforstyrrende effekter via:
›
Membraner uden PRC ekstraheret særskilt
›
Bio-effekt analyser blev lavet på ekstrakter fra passive opsamlere
(cocktail blanding) og enkeltstoffer
›
ER-transaktivitet: MVLN (humane brystcancer celler)
›
AR-transaktivitet: CHO-K1 (chinese hamster ovary celler)
›
AhR-transaktivitet: Hepa1.12R (muse hepacyte celler)
›
Ekstrakters hormon- og dioxin lignede potentiale til at aktivere
eller hæmmer de respektive receptorer alene eller i tilstedeværelse
af potent ligander (17β-østradiol (ER), R1181 (AR) og TCDD (AhR).
DANMARKS
MILJØUNDERSØGELSER
AARHUS UNIVERSITET
Pia Lassen
IN VIVO ANALYSER I MUSLINGER
›
Musling: Unio pictorum (malermusling)
› Valg af species: Ikke en habitat-art
› Til stede i de udvalgte vandløb
› Robust
›
Måling af blommeproteiner i hæmolyfe som biomarkør for
hormonforstyrrende påvirkning i hanner (målt som ALP)
›
Mikroskop undersøgelse af gonaderne hos hanner
Den 8. December 2010
DANMARKS
MILJØUNDERSØGELSER
AARHUS UNIVERSITET
Pia Lassen
Den 8. December 2010
IN VITRO BIO-EFFEKTER I
CELLEKULTUR MODELLER
›
ER-transaktivitet: Aktivering med alle ekstrakter, højere niveau
nedstrøms end opstrøms. Relativ høj aktivitet i Åmose Å. ER
hæmmende effekter sås kun nedstrøms for Ringsted og Odense.
›
AR-transaktivitet: Aktivering med alle ekstrakter, bortset fra
Lystrup Å (ref). Ikke statistisk forskel på opstrøms og nedstrøms
prøver. Kun Silkeborg nedstrøms og Åmose Å udviste ikke AR
hæmmende effekter.
›
AhR-transaktivitet: Aktivering med alle ekstrakter. Kun Odense
nedstrøms var signifikant forskellig fra resten. Ingen ekstrakter
viste en hæmning af AhR
DANMARKS
MILJØUNDERSØGELSER
AARHUS UNIVERSITET
Pia Lassen
IN VIVO RESULTATER
Spermatozoer i
gonade
Den 8. December 2010
DANMARKS
MILJØUNDERSØGELSER
Pia Lassen
AARHUS UNIVERSITET
Den 8. December 2010
INTERSEX HOS MUSLINGER
›
Mikroskop undersøgelser viste tegn på intersex i form af æglignende dannelser hos hanner (ikke undersøgt for alle stationer)
›
Ikke før dokumenteret hos ferskvandsmuslinger
Hunmusling
Hanmusling
DANMARKS
MILJØUNDERSØGELSER
AARHUS UNIVERSITET
Pia Lassen
Den 8. December 2010
KILDER FRA RENSEANLÆG
Kemiske analyser:
› En række hormonforstyrrende stoffer er væsentlig forhøjet
nedstrøms renseanlæg
In vitro effekter
› Odense og Ringsted nedstrøms har højere niveau af
hormonforstyrrende stoffer, som har potentiale til at
transaktiverer ER, AR og AhR. Der frigives hormonforstyrrende
stoffer med målbare bio-effekter fra renseanlæg
In vivo effekter
› Undersøgelsen af ALP og intersex i muslinger viser, at
hannerne udviser tegn på større hormonforstyrrelser
nedstrøms for renseanlæg.
DANMARKS
MILJØUNDERSØGELSER
AARHUS UNIVERSITET
Pia Lassen
Den 8. December 2010
ANDRE KILDER
›
Forventet ubelastede områder viser både målbare kemikalier og in
vitro bio-effekter
›
For Silkeborg nedstrøms var koncentrationer af kemikalier lave,
bortset fra TBT, men de målte effekter høje: Enkeltstoffer kan
muligvis have stor betydning
›
En række kemikalier stammer fra diffuse kilder men disse giver
også målbare effekter både in vivo og in vitro.
DANMARKS
MILJØUNDERSØGELSER
AARHUS UNIVERSITET
Pia Lassen
Den 8. December 2010
METODERS EGNETHED
› Anvendte metoder: passive opsamlere, muslinger og
celle kultur modeller er velegnet til formålet
› Kemiske analyser på membraner:
› Lave detektionsgrænser og lav spredning på resultater
› Velegnet til monitering
› Metode med kombination af silikone og POCIS OK
› In vitro:
› Velegnet til måling på membran ekstrakter
› In vivo:
› Muslinger: Høj følsomhed, velegnet til effektstudier
DANMARKS
MILJØUNDERSØGELSER
AARHUS UNIVERSITET
Pia Lassen
Den 8. December 2010
FREMTIDIG ARBEJDE
› Flere data
› Inddragelse af flere trosfiske niveauer
› ”Massebalance” for hormonforstyrrende stoffer og
deres effekter over renseanlæg, inddragelse af indløb
› Mere viden om ferskvandmuslinger (malermuslinger)
› Fortsættelse af arbejdet med passive membraner
som moniteringsredskab