Deelrapport 1: Werkpakket 1: Uitwerken van een beslissingsboom en draaiboek voor effectgerichte metingen

(contract 091478)

Eindrapport

Opmaak van een concreet en praktisch toepasbaar draaiboek voor toepassing van effectgerichte metingen in het lopende en toekomstige milieu- en gezondheidsbeleid met inbegrip van validatie door toepassing op de geselecteerde hot spot Genk-Zuid van het 2de generatie Steunpunt Milieu en Gezondheid. Deelrapport 1: Werkpakket 1: Uitwerken van een beslissingsboom en draaiboek voor effectgerichte metingen (Bestek LNE/ OL200800043/9030/M&G) Roel Smolders, Rosette Van Den Heuvel Studie uitgevoerd in opdracht van: Vlaamse Overheid, Departement Leefmilieu, Natuur en Energie, Dienst Milieu & Gezondheid

September 2011

Inleiding

2

INHOUD

Inhoud _____________________________________________________ 3 Lijst van tabellen _____________________________________________ 5 Lijst van figuren______________________________________________ 6 Lijst van afkortingen __________________________________________ 8 Hoofdstuk 1

Inleiding _______________________________________ 9

Hoofdstuk 2

Basisstructuur van het draaiboek ___________________ 12

2.1

Beschikbare relevante informatie _______________________________ 12

2.2 Opstellen van scenario’s voor effectgerichte metingen _______________ 13 2.2.1 De noodzaak van effectgerichte metingen _____________________ 13 2.2.2 Het opstellen van scenario‟s ________________________________ 17 2.3 Praktische aspecten van staalname ______________________________ 2.3.1 Bemonsteringstoestellen ___________________________________ 2.3.2 Filterkeuze _____________________________________________ 2.3.3 Extractieprocedure _______________________________________ 2.4

Bioassays __________________________________________________ 23

Hoofdstuk 3 3.1

19 19 21 22

Generieke scenario’s voor effectgericht meten ________ 27

Inleiding ___________________________________________________ 27

3.2 Lokale campagne (hot-spot) ___________________________________ 27 3.2.1 Scenario 1: Basispakket ___________________________________ 27 3.2.2 Scenario 2: Focus ________________________________________ 30 3.3 Regionale campagne _________________________________________ 31 3.3.1 Scenario 3: Brede screening ________________________________ 31 3.3.2 Scenario 4: Biomerker-batterij ______________________________ 31 3.4

Opslag van filterstalen ________________________________________ 32

3.5

Kostprijsberekening van scenario’s ______________________________ 32

Hoofdstuk 4

Praktisch scenario-tool voor Effectgerichte metingen ___ 34

Hoofdstuk 5

Selectie van staalname locaties ____________________ 36

5.1

Situatieschets ______________________________________________ 36

5.2

Regelgeving ________________________________________________ 36

5.3

Random locatie van meetpunten voor lokale monitoring _____________ 38

5.4 Gestratifieerde toewijzing van meetlocaties _______________________ 5.4.1 Rekening houdend met klimatologische data ___________________ 5.4.2 Rekening houdend met bevolkingsblootstelling _________________ 5.4.3 Praktische overwegingen __________________________________ 5.5

38 39 40 41

Regionale monitoring _________________________________________ 42

5.6 Voorstel voor een Vlaams monitoringsnetwerk effectgericht meten _____ 44 5.6.1 Externe controle _________________________________________ 44 3

5.6.2

Interne controle _________________________________________ 45

Hoofdstuk 6

Statistische verwerking van de resultaten ____________ 47

6.1

Lokale monitoring ___________________________________________ 47

6.2


6.3

Relatie effectgericht meten - andere data _________________________ 48

Hoofdstuk 7

Data-Interpretatie en -communicatie ________________ 49

7.1

Lokale monitoring ___________________________________________ 49

7.2


7.3

Grafische voorstelling voor communicatiedoeleinden ________________ 50

Hoofdstuk 8 8.1

Post-evaluatie van het draaiboek ___________________ 53

Inleiding ___________________________________________________ 53

8.2 Evaluatie van de verschillende deelaspecten _______________________ 8.2.1 Opstellen van scenario‟s voor effectgerichte metingen (Hoofdstukken 2.2 & 3) 53 8.2.2 Praktische aspecten van staalname (Hoofdstuk 2.3) _____________ 8.2.3 Selectie van staalname locaties (Hoofdstuk 5) __________________ 8.2.4 Data-interpretatie en -communicatie (Hoofdstuk 7)______________ 8.3

53 55 56 58

Aandachtspunten en toekomstvisie ______________________________ 59

Hoofdstuk 9

Referenties ____________________________________ 61

Annex 1:Review artikel Lippmann and Chen (2009) _________________ 64 Annex 2: Handleiding bij de scenario-tool _________________________ 65 A2.1 Basisstructuur _______________________________________________ 65 A2.2 Sheet 1: Algemene informatie ___________________________________ 66 A2.3 Sheet 2: Basispakket __________________________________________ 68 A2.4 Sheet 3: Kostprijs Basispakket __________________________________ 70 A2.5 Sheet 4-5: Biomarker-batterij + kostprijs __________________________ 73

4

LIJST VAN TABELLEN Tabel 2.1 Overzicht van recente literatuur met betrekking tot effectgerichte metingen______________________________________________________ 14 Tabel 2.2 Toestellen voor de bemonstering van lucht ______________________ 20 Tabel 2.3 Overzicht van de voor- en nadelen van verschillende filtertypes (uit Van Den Heuvel et al. 2008) __________________________________________ 21 Tabel 2.4 Overzicht van de toepassing van partikels en organische extracten in de bioassays _____________________________________________________ 24 Tabel 2.5 Overzicht van de blootstellingscondities en vereiste hoeveelheid luchtmonster per test ____________________________________________ 24 Tabel 2.6 Overzicht van de vereiste tijd voor de verschillende biologische testen 24 Tabel 3.1 Overzicht van milieurelevante polluenten voor Genk Zuid en hun voornaamste gezondheidseffecten (Bron: Biomonitoring in Genk Zuid, Veldwerkcomité M&G maart 2009) __________________________________ 28 Tabel 3.2 Overzicht van het basispakket biomerkers ______________________ 29 Tabel 3.3 Overzicht van biomerker batterijen die in combinatie gebruikt kunnen worden om een éénduidig beeld te geven over een specifiek gezondheidseffect _____________________________________________________________ 32 Tabel 5.1 Overzicht van stoffen die mogelijk als interne controle gebruikt kunnen worden voor de verschillende gezondheidseffecten _____________________ 46 Tabel 8.1 Vergelijking van de voorziene testen uit het Draaiboek en de werkelijk uitgevoerde testen in de case-studie “Genk-Zuid” (verschillen aangeduid in vet) _____________________________________________________________ 54 Tabel 8.2 Verband tussen bemonsteringsmethode en in-vitro testen voor effectgerichte metingen __________________________________________ 56

5

LIJST VAN FIGUREN Figuur 2.1 Stappenplan om de nood aan, en doelstellingen van, een effectgerichte meetcampagne na te gaan (groene pijl = JA, rode pijl = NEEN, blauwe pijl = optioneel) _____________________________________________________ 17 Figuur 2.2 Beslissingsboom voor het opstellen van scenario’s van effectgerichte metingen______________________________________________________ 18 Figuur 3.1 Basisstructuur van de scenario-tool voor kostprijsberekening _______ 33 Figuur 4.1 Detailstructuur van de scenario-tool effectgericht meten __________ 34 Figuur 5.1 Voorbeeldlocatie VITO-Mol voor de random toewijzing van staalnamelocaties _______________________________________________ 39 Figuur 5.2 Random-gestratifieerd meetnet voor effectgerichte metingen rondom een puntbron, rekening houdend met de prevalente windrichting (Windrichtingdata voor 2008; VMM, 2009) ___________________________ 40 Figuur 5.3 Seizoenale variabiliteit in windrichting en de consequenties voor een random-gestratifieerd meetnet voor A) Lente 2008 en B) Zomer 2008 (VMM, 2009) ________________________________________________________ 40 Figuur 5.4 Gestratifieerde random-bemonstering aan de hand van informatie betreffende bewoningskernen (oranje ingekleurd; bron: Gewestplannen, http://geo-vlaanderen.gisvlaanderen.be/geo-vlaanderen/gwp/) ___________ 41 Figuur 5.5 Locatie van de Belgische PM10-monitoringsites met aanduiding van hun karakter (bron: IRCEL, http://www.irceline.be/~celinair/dutch/homenrl_java.html) ______________ 43 Figuur 5.7 Voorbeeld van een hypothetische ijklijn om de genotoxiciteit van luchtstalen uit te drukken in eenheden benzo(a)pyreen. In dit voorbeeld zou een complex maar chemisch niet gekarakteriseerd milieustaal dat 200 reverants/plaat vertoont een benzo(a)pyreen activiteitsequivalent van ongeveer 6.5 µg BaP/plaat hebben (rode kring in figuur) ________________________ 45 Figuur 7.1 Voorbeeld van hoe effectgerichte metingen eenvoudig en efficiënt weergegeven kunnen worden ______________________________________ 51 Figuur 7.2 Voorbeeld van hoe resultaten van lokale monitoring kunnen weergegeven worden (in dit voorbeeld wordt een reductie van hormoontoxiciteit met toenemende afstand tot de bron weergegeven) ____________________ 52 Figuur 7.3 Voorbeeld van hoe een tijdsreeks (periode 2007-2010) voor regionale monitoring kan weergegeven worden. De respons-ratio tussen het blauwe en rode oppervlak kan aangewend worden als milieu-indicator ______________ 52

_____________________________________________________________ 52 6

7

LIJST VAN AFKORTINGEN AhR ANOVA ASE BaP BEAS-2B Cat-tox DMSO ELISA GT HBM HT IL IT LAL MELN MTT NRR PAK PCA PDMS PM PTFE PUF ROS RTE SHE SPMD ST TENAX THP-1 TNF TSP VMM YES

8

Aryl-hydrocarbon-receptor Analysis of Variance Accelerated Solvent Extraction Benzo-(a)-pyreen Humane bronchiale epitheel cellijn Reporter test gebaseerd op 13 genetisch gemodificeerde humane HepG2 levercellijnen Dimethylsulfoxide Enzyme-linked immunosorbent assay Genotoxiciteit en kankerverwekkend vermogen Humane biomonitoring Hormoon- en reproductietoxiciteit Interleukine Immuun- en respiratoire toxiciteit Limulus amebocyte Lysate Getransformeerde humane borstkankercellijn 3-(4,5-Dimethylthiazol-2-yl)-2,5-difenyltetrazolium bromide Neutral Red Retention Polycyclische aromatische koolwaterstoffen Principale Componenten Analyse Polydimethylsiloxaan Particulate matter Polytetrafluoretheen of teflon Polyurethaanschuim Reactive Oxygen Species Relatieve toxische eenheid Syrian Hamster Embryos Semi-permeable membrane device Systemische toxiciteit Poly-2,6-difenyl-p-fenyleenoxide Humane monocyt cellijn Tumor necrose factor Total suspended particles Vlaamse Milieumaatschappij Yeast Estrogenic Screen

Inleiding

H HO OO OF FD DS ST TU UK K1 1 IIN NLLE EIID DIIN NG G

Luchtverontreiniging is zonder twijfel één van de belangrijkste bronnen van onvrijwillige (en onbewuste) blootstelling van de bevolking aan een brede waaier aan verontreinigende stoffen (Zou et al. 2009). Het reguleren van deze blootstelling is vanuit beleidsoogpunt dan ook vaak erg moeilijk. Waar bij blootstelling aan voeding bijvoorbeeld het opstellen van voedingsadviezen ervoor kan zorgen dat zwangere vrouwen hun opname van kwik kunnen beperken door de bijdrage van mariene organismen in het dieet te beperken, is dit soort adviezen moeilijker te ontwikkelen voor luchtvervuiling. De beleidsactiviteiten in relatie tot het actieve en/of passieve rookgedrag kunnen als voorbeeld dienen hoe blootstelling aan vervuilende stoffen via de lucht kan beperkt worden. Over het algemeen bestaan hiervan nochtans maar erg weinig voorbeelden. In

verschillende

beleidsdocumenten

wordt

het

belang

van

onderzoek

naar

gezondheidseffecten van luchtverontreiniging aangegeven. Fysische en chemische metingen volstaan niet als basis voor de inschatting van gezondheidseffecten, omdat:  de

grote

meerderheid

van

de

gezondheidsschadende

stoffen

niet

gekwantificeerd kan worden;  er grote onzekerheid bestaat betreffende de gezondheidsschadende potentie van individuele stoffen, en mengsels daarvan;  het aantal polluenten dat gemeten kan worden beperkt is;  complexe mengsels van scheikundige stoffen, zoals die in het leefmilieu voorkomen,

belangrijke

synergistische

effecten

kunnen

vertonen

m.b.t.

gezondheidsschade. Het betreffende advies van de Vlaamse gezondheidsraad stelt dan ook dat er nood is aan biomonitoring op de mens en monitoring op milieustalen aan de hand van eenvoudige

biologische

werkingsmechanismen

testsystemen

van

stoffen.

representatief

Het

voordeel

voor

ervan

specifieke

is

dat

ook

gezondheidsbedreigende activiteit verbonden aan niet-geïdentificeerde of niet-alsgevaarlijk-erkende gezondheidseffecten

stoffen van

kan

opgespoord

milieufactoren

op

worden, een

en

dat

geïntegreerde

deze wijze

testen kunnen

beoordelen, met inbegrip van de belangrijke synergistische effecten die kunnen 9

Inleiding optreden bij blootstelling aan de complexe mengsels van scheikundige stoffen, zoals die in het leefmilieu voorkomen. Effectgerichte metingen, i.e. het uitvoeren van metingen van de milieukwaliteit aan de hand van in vitro testsystemen, vormen de tussenschakel tussen fysischchemische metingen enerzijds en humane biomonitoringstudies anderzijds en kunnen toegepast worden voor de monitoring van de luchtkwaliteit. Zo kunnen effectgerichte biologische testen bijdragen tot het schatten van het potentiële gevaar en gezondheidsrisico‟s als gevolg van de luchtkwaliteit in probleemgebieden of bij acute rampsituaties. Op deze manier zouden ze een meerwaarde kunnen bieden voor

een

betere

inschatting

van

gezondheidsrisico‟s.

Het

gezondheidskundig

interpreteren van de resultaten van de effectgerichte metingen is echter nog niet eenduidig vastgelegd. Om effectgerichte metingen echter op te nemen als een beleidsondersteunend instrument om de gezondheidseffecten van luchtverontreiniging te meten, dient goed nagedacht te worden over de doelstellingen en de praktische uitwerking van dit meetinstrument. Het type metingen, zowel naar de beschouwde polluenten als naar de gezondheidseffecten, wordt in grote mate bepaald door de onderzoeksvragen die men tracht te beantwoorden. Daarenboven hangt aan effectgericht meten ook een prijskaartje, en dient een duidelijk gestructureerd plan van aanpak ervoor te zorgen dat er een optimale kosten-baten verhouding wordt bereikt. Er dient steeds een afweging gemaakt te worden tussen verschillende parameters die de dimensies van een meetcampagne bepalen. De belangrijkste parameters en de vragen die ermee gepaard gaan, zijn de volgende:  Doelstellingen: Wordt er gekeken naar de impact van een lokale, specifieke bron (bijvoorbeeld de huidige case-studie rond Genk Zuid) of is het de bedoeling om een algemeen beeld te vormen van verschillen in de effecten van luchtvervuiling in Vlaanderen (bijvoorbeeld het pilootproject in Van Den Heuvel et al. 2008);  Ruimtelijke/temporele

variabiliteit:

op

hoeveel

locaties

worden

stalen

genomen, worden stalen gepoold (in ruimte en/of tijd), hoe worden deze locaties geselecteerd,

en

hoe wordt

deze

variabiliteit geanalyseerd

en

geïnterpreteerd?  Staalname: welke staalname-methode wordt gebruikt? Is dit een actieve of een passieve methode van bemonstering, welke grootte van partikels moet worden gecollecteerd, welke filters worden gebruikt, en welke polluenten of klassen van

polluenten

(bijvoorbeeld

zware

metalen,

vluchtige

organische

componenten,…) worden geanalyseerd; wat is de frequentie van staalname?

10

Inleiding  Duur van bemonstering: in functie van lokale pollutie, en/of in functie van het benodigde materiaal voor in vitro testen?  In vitro metingen: Er bestaat een breed gamma aan mogelijke in vitro methoden die gebruikt kunnen worden om effecten van de bemonsterde polluenten (partikels en/of chemicaliën) op de gezondheid na te gaan. Welke werkingsmechanismen wil men opsporen? Welke toxicologische targets wil men evalueren? Zijn er aanwijzingen dat specifieke gezondheidseffecten van belang zijn, of wil men een bredere screening van de meest relevante milieugebonden aandoeningen1 Het doel van het huidige document is om een gestructureerde en zo objectief mogelijke beslissingsboom op te stellen die gebruikt kan worden om een optimale meetstrategie te ontwikkelen in functie van de specifieke casus, rekening houdende met zowel de beschikbare wetenschappelijke kennis, beleidsgerichte noden, maar ook de beschikbare financiële en logistieke middelen. Uiteindelijk dienen de belangrijkste keuzes rond staalnames, metingen en meetlocaties immers gemaakt te worden vòòr de start van een meetcampagne. Aan de hand van de beslissingsboom worden verschillende scenario‟s voorgesteld. Het is in Vlaanderen de norm om verschillende beleidsopties in een breder participatief kader te bespreken met de relevante lokale actoren en beleidsmatige stakeholders. De voorgestelde beslissingsboom kan hiervoor een leidraad zijn. Langs de andere kant kan de beslissingsboom ook gebruikt worden om op korte tijd geïnformeerde en gestructureerde beslissingen te nemen (bijvoorbeeld in het kader van

milieu-incidenten)

zonder

dat

hiervoor

noodzakelijkerwijze

een

breder

participatief kader beschikbaar is. Een objectieve beslissingsboom dient ervoor te zorgen dat zowel de voor- als nadelen van de verschillende scenario‟s geïdentificeerd en gecommuniceerd worden en uiteindelijk als basis voor beslissingen gebruikt worden.

1

In het “European Environment & Health Action Plan 2004-2010” worden 1) astma en allergie, 2)

endocriene verstoring, 3) kinderkanker, en 4) neurologische ontwikkeling naar voren geschoven als prioritaire gezondheidseindpunten in het kader van milieugebonden aandoeningen.

11

Basisstructuur van het draaiboek

H HO OO OF FD DS ST TU UK K2 2 B BA AS SIIS SS ST TR RU UC CT TU UU UR RV VA AN NH HE ET TD DR RA AA AIIB BO OE EK K

2.1 Beschikbare relevante informatie Het draaiboek bouwt verder op de resultaten van twee voorgaande studies die al uitgevoerd werden, met name onderzoeksprojecten DTG/OL200300060/3208/M&G (Witters et al. 2005) en DTG/OL200500031/5170/M&G (Van Den Heuvel et al. 2008). Deze onderzoeksprojecten waren de eerste twee stappen in een planmatige benadering

van

de

toepassing

van

effectgericht

meten

in

het

lopende

en

toekomstige milieu- en gezondheidsbeleid van de Vlaamse Overheid. In deze projecten werd volgende informatie verzameld, die relevant is voor het uitwerken van het draaiboek rond effectgerichte metingen:  Witters et al. (2005) voerde een literatuurstudie uit waarin een aantal relevante eindpunten voor potentieel toxicologische effecten weerhouden werden. De belangrijkste gezondheidseffecten die gedefinieerd werden, zijn: o

Systemische toxiciteit (ST)

o

Genotoxiciteit en kankerverwekkend vermogen (GT)

o

Immuun- en respiratoire toxiciteit (IT)

o

Hormoon- en reproductietoxiciteit (HT )

Aan de hand van literatuurgegevens, en de beschikbare in-house kennis, werden

fact

sheets

opgesteld

toepassingsmogelijkheden

en

die

een

performantie

overzicht van

geven

verschillende

van in

de vitro

testsystemen. Dit document zal als belangrijkste bron van informatie gebruikt worden voor het opstellen van de beslissingsboom.  Van

Den

Heuvel

et

al.

(2008)

rapporteerden

over

een

“Pilootproject

Effectgericht meten in omgevingslucht”, waarbij de kennis uit hoger vermelde literatuurstudie van Witters et al. (2005) werd getoetst aan een aantal vooraf bepaalde locaties in Vlaanderen, die duidelijk verschilden in vervuilingsgraad. Tussen september 2006 en september 2007 werden voor een industriële site (Zelzate), een stedelijke site (Borgerhout) en een landelijke site (Aarschot) luchtstalen verzameld die getest werden met een batterij van in vitro celsystemen. In dit document werden een aantal aanbevelingen geformuleerd, die opgenomen worden in het huidige document. 12

Basisstructuur van het draaiboek Het

gebruik

van

luchtkwaliteitsmetingen

actieve uit

te

en voeren

passieve is

een

staalname-methoden wijd

verspreide

en

om

uitvoerig

gedocumenteerde methode om de aanwezigheid van polluenten in het milieu te kwantificeren. De combinatie van deze metingen met in vitro technologie is echter veel minder goed ontwikkeld, en de combinatie met humane biomonitoring is in de voorbije 5 jaar slechts in beperkte mate beschreven. Tabel 2.1 geeft een overzicht van enkele van de meest recente publicaties die effectgerichte in vitro metingen koppelen aan milieustalen en/of humane biomonitoring. Annex 1 bevat een review van Lippmann en Chen (2009) die een kritisch overzicht geeft van de recente studies die uitgevoerd zijn over de gezondheidsimpact van partikels. Er wordt op gewezen dat in de literatuur geen duidelijke voorbeelden gevonden worden waar luchtkwaliteitsmetingen, in vitro effectgerichte metingen, en humane biomonitoring voor in vivo validatie van testresultaten worden teruggevonden. Dit wijst op het exploratieve en tegelijk innovatieve karakter van het huidige onderzoek.

2.2 Opstellen van scenario’s voor effectgerichte metingen Het doel van de voorgestelde beslissingsboom is niet om te komen tot een vaststaand en uniek plan dat toegepast wordt bij elke effectgerichte meetcampagne. Immers, de noden waaraan een dergelijk campagne moet voldoen zijn in belangrijke mate afhankelijk van welke de specifieke onderzoeksvragen zijn (lokale versus regionale problematiek), welke polluenten bekeken worden (metalen, organische polluenten,…), welke de verwachte gezondheidseffecten zijn, en welk budget en tijdsbestek beschikbaar zijn voor een campagne effectgericht meten.

2.2.1

De noodzaak van effectgerichte metingen

De eerste vraag die gesteld dient te worden in een beslissingsboom is of het al dan niet nodig is een effectgerichte meetcampagne op te stellen, en of dit een toegevoegde (beleidsondersteunende) waarde heeft. Om deze primaire keuze te maken, dienen een aantal stappen doorlopen te worden. Er wordt als uitgangspositie genomen dat er op zijn minst een reden of aanleiding is om (de mogelijkheid tot) effectgerichte metingen te overwegen.

13

Basisstructuur van het draaiboek Tabel 2.1 Overzicht van recente literatuur met betrekking tot effectgerichte metingen Polluent

Filter

PMx

Teflon

PM2.5

?

PM2.5, PM10 en PAKs

?

PM2.5, PM10 en PAKs

Polytetrafluoroethyleen

In vitro test A549 cellijn  MTT assay  IL6- en IL-8 inductie  Comet assay BEAS-2B cellijn  Cytotoxiciteit (BEAS-2B)  Cytokine niveaus (BEAS-2B)  Genexpressie-profielen RAW 246.7 macrofagen  IL-6 en TNF-α inductie  Chemokine (MIP-2) inductie  Nitric oxide concentratie Nee

Biomonitoring

Resultaten

Referentie

Nee

Seizoenale variabiliteit (cel viabiliteit en IL-8 release groter in de zomer)

Perrone et al. 2010

Nee

Polaire organische extracten van PM2.5 dosis-afhankelijke inflammatoire effecten

Fuentes-Mattei et al. 2010

Nee 1-hydroxypyreen 2-naphthol malondialdehyde

SPMD2 PAKs (cokes fabriek)

(polyethylene

SVOCs (thuis en op kantoor)

Polyurethaan schuim Slotted aluminum substrates

PMx PM2.5

2

tubing)

Teflon

Semipermeable membrane device

14

Comet assay in humane cellen  Mutageniciteit (Ames)





 E-Screen AhR (CAFLUX-H4G1.1c2)

Nee

Nee

Mouse bioassay voor longschade (in vivo methode)

Nee

Oxidatieve potentie

Nee

Lokale bronnen van onvolledige verbranding en opwaaiend stof hebben een belangrijke bijdrage tot inflammatie merkers Blootstelling aan fijn stof is geassocieerd met PAKs en oxidatieve stress SPMD-extracten kunnen gebruikt worden om genotoxiciteit aan te tonen Geen correlatie tussen oestrogeenen AhR-activiteit PM uit bosbranden bevat meer toxische componenten dan PM van achtergrondstalen Relatie tussen oxidatieve potentie en metalen op PM

Jalava et al. 2009

Bae et al. 2010

Bonetta et al. 2009

Kennedy et al. 2009 Wegesser et al. 2009 Nawrot et al. 2009

Basisstructuur van het draaiboek In de meeste gevallen zal de aanleiding om effectgericht meten in beschouwing te nemen de identificatie van een (mogelijk) milieugerelateerde probleem zijn. Uitgaande hiervan dienen volgende stappen doorlopen te worden (zie ook figuur 2.1): Stap 1: Om te weten of een effectgerichte meetcampagne relevant is, dient in eerste instantie te worden nagegaan of er informatie beschikbaar is over de aard van het milieugerelateerde probleem, en dus over de bron. Dit wil niet zeggen dat dit een lokale bron dient te zijn; een diffuse vorm van vervuiling zoals verkeer is immers ook een duidelijke bron. Indien deze bron inderdaad geïdentificeerd kan worden, wordt verder gegaan naar Stap 3. Indien dit niet onmiddellijk mogelijk is, wordt overgegaan naar Stap 2; Stap 2: Indien het niet mogelijk is om een specifieke bron af te bakenen, is het eventueel wel mogelijk om een geografisch invloedsgebied van het milieugerelateerde probleem af te bakenen. Indien immers geen concrete informatie beschikbaar is over welke bron mogelijk verantwoordelijk is, of minstens over welke het gebied is waarover het milieugerelateerde probleem handelt, kunnen ook geen stalen genomen worden, en is het niet relevant aan effectgericht meten te doen. Indien wel een invloedsgebied kan afgebakend worden, wordt overgegaan naar Stap 3; Stap 3: Bij identificatie van de bron of het invloedsgebied kan aan de hand van bestaande

meetnetten

(o.a.

milieumonitoring,

milieuvergunningen,…)

nagegaan

worden of specifieke polluenten geïdentificeerd kunnen worden (Stap 5); Stap 4: Indien geen specifieke polluent(en) geïdentificeerd kan (kunnen) worden, dient men zich de vraag te stellen wat de exacte aard van het milieugerelateerde probleem

is

(bijvoorbeeld

een

(veronderstelde)

cluster

aan

(kinder)kanker).

Effectgerichte metingen geven immers een geïntegreerd beeld van de potentiële gezondheidseffecten,

zonder

daarbij

specifieke

chemische

stoffen

te

moeten

identificeren. Het is daarnaast ook mogelijk dat er niet onmiddellijk een milieubron kan aangewezen worden als oorzaak voor een gezondheidsprobleem, bijvoorbeeld wanneer levensstijl een belangrijke rol speelt. In dit geval kan ook bijkomend belang gegeven worden aan publieke perceptie, waarbij effectgericht meten in eerste instantie kan aangewend worden om tegemoet te komen aan een heersende bezorgdheid bij de bevolking. Effectgericht meten kan in dergelijke gevallen toch relevant zijn om een milieugerelateerde oorzaak van gezondheidseffecten uit te sluiten in plaats van te bevestigen; Stap 5: De huidige beschikbare staalname- en extractiemethoden zijn vooral gebaseerd op het verzamelen van partikels, en zijn dus enkel relevant voor partikelgebonden polluenten. Uiteraard kunnen ook niet-partikelgebonden polluenten bemonsterd worden aan de hand van gepaste detectoren (o.a. semi-vluchtige stoffen 15

Basisstructuur van het draaiboek of polyurethane foam (PUF) filters (Du four et al. 2005)), maar de huidige extractieen testprocedures zijn onvoldoende onderzocht om deze staalname-methoden te gebruiken voor effectgerichte metingen; Stap 6: Indien het onvoldoende relevant is, of praktisch niet haalbaar, om nieuwe extractieprocedures te ontwikkelen, heeft een effectgerichte meetcampagne weinig toegevoegde waarde te bieden voor beleidsondersteunende adviezen. Indien niet de juiste methoden beschikbaar zijn, bestaat wel de mogelijkheid om stalen in het kader van effectgerichte metingen te verzamelen, en pas na methode-ontwikkeling en – validatie toe te passen. In dat geval dient onderzocht te worden of het mogelijk is om de verzamelde stalen tijdelijk te bewaren in een tijdelijke stockage (bijvoorbeeld een bio- of specimenbank); Stap 7: Aan de hand van bovenstaande informatie kan een specifieke doelstelling geformuleerd worden waarvoor een effectgerichte meetcampagne kan toegepast worden. Indien geen specifieke doelstelling geformuleerd kan worden, maar er toch een blijvende publieke (of beleidsmatige) bezorgdheid blijft bestaan, dient de initiële uitgangssituatie

(identificatie

van

een

(mogelijk)

milieugerelateerde

probleem)

herbekeken te worden, en worden alle opeenvolgende stappen terug doorlopen. Uiteindelijk leidt het doorlopen van bovenstaande stappen tot het duidelijk omschrijven van de doelstellingen van een relevante effectgerichte meetcampagne met een duidelijke beleidsondersteunende affiniteit.

16


Figuur 2.1 Stappenplan om de nood aan, en doelstellingen van, een effectgerichte meetcampagne na te gaan (groene pijl = JA, rode pijl = NEEN, blauwe pijl = optioneel)

2.2.2

Het opstellen van scenario’s

Zoals al eerder vermeld werd, moet een campagne “effectgericht meten” opgesteld worden op een zodanige manier dat ze overeenkomt met de specifieke aard van een gedetecteerd of verwacht probleem. Daarom is het dus niet mogelijk om een rigide, universeel toepasbaar plan op te stellen waaraan een campagne standaard voldoet. Het huidige document spitst zich dan ook voornamelijk toe op het generen van een aantal generische scenario‟s, die dan door de relevante actoren en stakeholders kunnen besproken en verder uitgewerkt worden. In deze scenario‟s kunnen verschillende beleidsopties voorgesteld worden, die als basis kunnen dienen voor een verdere discussie in een breder participatief kader. Uiteindelijk dient de beslissingsboom ervoor te zorgen dat

de

voor-

en

nadelen

van

de

verschillende

scenario‟s

geïdentificeerd

en

gecommuniceerd worden naar de relevante locale actoren en beleidsmatige stakeholders (Figuur 2.2).

17

Basisstructuur van het draaiboek Figuur 2.2 Beslissingsboom voor het opstellen van scenario’s van effectgerichte metingen

Uit figuur 2.2 blijkt duidelijk dat de eerste vraag die van essentieel belang is bij het opstellen van scenario‟s voor effectgerichte metingen, vervat zit in de doelstelling van een meetcampagne. De initiële opsplitsing in regionale en lokale meetcampagne is een belangrijke afweging, die de verdere set-up van de campagne dicteert. Een regionale campagne

naar

de

algemene

gezondheidseffecten

van

bijvoorbeeld

verkeer

in

Vlaanderen zal eerder gebruik maken van bestaande meetposten van bijvoorbeeld de Vlaamse Milieumaatschappij (VMM) (zie ook figuur 5.5), terwijl een lokale campagne naar bijvoorbeeld de effecten van een drukke verkeersweg voor een nabijgelegen schooltje vaker genoodzaakt zal zijn om op specifiek afgebakende locaties (bijvoorbeeld langsheen een verwachte gradiënt langs de weg) stalen te gaan verzamelen. De termen „lokale campagne‟ en „regionale campagne‟ moeten eerder geïnterpreteerd worden in het kader van de gerichtheid van de vraagstelling dan in de grootte van het onderzoeksgebied. Bij een lokale campagne wordt in bijdrage van de omliggende gebieden aan het geïdentificeerde milieuprobleem als minimaal beschouwd (bijvoorbeeld emissies van een vuilverbrandingsoven), terwijl voor een regionale campagne ook de omliggende gebieden een bijdrage kunnen leveren tot de effecten waargenomen op de staalnamelocaties (bijvoorbeeld fijn stof in Vlaanderen). Het dient dus niet zo te zijn dat 18

Basisstructuur van het draaiboek een lokale campagne de effecten van slechts één specifieke bron probeert op te sporen, maar wél dat het gaat om een duidelijk gedefinieerd milieuprobleem waarbij de bijdrage van bronnen buiten het studiegebied als minimaal beschouwd worden. Uiteindelijk leidt de beslissingsboom tot één van de vier generieke scenario‟s, die we in wat volgt zullen aanduiden met de termen 1) Basispakket, 2) Focus, 3) Brede screening, en 4) Biomerker batterij. In hoofdstuk 3 worden deze vier scenario‟s kort besproken, en worden hun karakteristieken verder uitgewerkt. Vooraleer echter deze 4 generieke scenario‟s besproken worden, wordt eerst dieper ingegaan op de bijkomende randvoorwaarden aan welke een campagne effectgericht meten dient te voldoen. Filterkeuze en extractieprocedure, beschikbaarheid en relevantie van in vitro testmethoden, en de daarmee geassocieerde kostprijs zijn belangrijke randvoorwaarden welke in rekening gebracht moeten worden bij het formuleren van de doelstellingen en het uittekenen van de strategie van een effectgerichte meetcampagne.

2.3 Praktische aspecten van staalname 2.3.1

Bemonsteringstoestellen

De referentiemethode voor het bemonsteren van zwevend stof (PM 10) staat beschreven in

de

EN12341

standaard

van

1999

en

verwijst

naar

het

gebruik

van

bemonsteringstoestellen waarbij met behulp van een pomp een constant debiet lucht (high-volume en low-volume) wordt aangezogen over een collecterend substraat (bv. filter). Om alleen de inadembare fractie van het zwevend stof te bepalen, wordt een voorafscheider of impactor op de lucht sampler geplaatst. Impactors scheiden partikels in massafracties op basis van hun afmeting. In tabel 2.2 wordt een overzicht gegeven van de karakteristieken van de verschillende bemonsteringstoestellen. Passieve

methoden

(diffusie)

worden

hoofdzakelijk

toegepast

voor

analytische

doeleinden. Passieve samplers zijn meestal ontwikkeld in functie van chromatografische technieken zoals GC of HPLC. De hoeveelheden aan toxicanten die hierbij bemonsterd worden zijn waarschijnlijk onvoldoende voor het gebruik in effectgerichte metingen.

19

Basisstructuur van het draaiboek Tabel 2.2 Toestellen voor de bemonstering van lucht

Toestel

Bemonstering inlaatkop

High volumesampler Digitel DHA80

TSP, PM10 PM2.5

Low volume sampler Partisol Plus type 2025

PM10 PM2,5, eventueel ook TSP of PM1

Low volume sampler Partisol Speciation type 2300 Low volume sampler Pourbaix station Low volume sampler Leckel SEQ47/50 Pourbaix station

1

2

Filter

Aanzuigdebiet

m3/24hr

150 mm1

TSP: 900 L/min PM10:500L/min

1296 720

1m3/h

47 mm

14 filters

14 filters

PM10 PM2,5

47 mm

PM10: 0.6 m /h per kanaal

Ongeveer PM16

50 mm

Ongeveer 16 L/min

23

PM10, PM2.5 PM1 TSP

47 mm 50 mm

Alle PM fracties: 2.3 m3/h

55.2

16 filters

/

PDMS/ Tenax absorptiebu is2

0.1440.216

/

0,006-0,009 m3/h

PDMS: polydimethylsiloxaan ; TENAX: poly-2,6-difenyl-p-fenyleenoxide

Leverancier

Verdeler in België

Kostprijs aankoop (€)

Kostprijs huur (€/maand)

http://www.digitelag.com/

Rechtstreeks in Zwitserland of Envitec in België

45.000

?

12.000

1000

15.000

1000

http://www.thermoscien tific.com/wps/portal/ts/p Rechtstreeks bij roducts/catalog?categor Thermo in Nederland yId=89579 of ETS in België

12 filters http://www.thermoscien (met tific.com/wps/portal/ts/p Rechtstreeks bij maximaal 4 roducts/catalog?categor Thermo in Nederland filters yId=89579 of ETS in België simultaan

57.6 (14.4 per kanaal*4)

3

Stroomafwaarts kan eventueel een adsorber (PUF) geplaatst worden

20

24

capaciteit (# filters)

Worden niet meer gemaakt

VMM heeft er een aantal beschikbaar

-

-

http://www.leckel.de/

Rechtstreeks in Duitsland

?

?

Worden niet meer gemaakt

VMM heeft er een aantal beschikbaar

?

?


2.3.2

Filterkeuze

Een eerste belangrijke aspect van bij het opstellen van een strategie voor effectgerichte metingen is de keuze van het filtertype. De keuze van de filters is immers belangrijk omdat sommige types filter toxische eigenschappen kunnen vertonen in de in vitro testsystemen. Dit wil dus zeggen dat ook zonder de aanwezigheid van luchtvervuiling, het extraheren van een blanco filter een signaal kan veroorzaken in bepaalde testsystemen. Van Den Heuvel et al. (2008) geeft een overzicht van verschillende filtertypes en hun voor- en nadelen met betrekking tot hun toepassing in in vitro testsystemen (Tabel 2.3) Tabel 2.3 Overzicht van de voor- en nadelen van verschillende filtertypes (uit Van Den Heuvel et al. 2008) Filter

Voordeel

Quartz (QF20 Schleicher &Schuell)

Geschikt voor organische extractie

Glasvezelfilter

Teflon gecoate glasvezelfilter (Emfab Pallflex Gelman) Teflon (Zefluor PTFE Gelman; Gelman TF1000) Polyurethaan schuim (PUF)

Geschikt voor organische extracties (bestand tegen hoge temperaturen) Geschikt voor Ames Geschikt voor organische extractie en partikelfase Geschikt voor GT- en ITtesten Geschikt voor de collectie van de partikelfase en voor ITtesten Geschikt voor organische extracties

Nadeel Toxisch voor micronucleus en Vitotox tests Collectie van partikels: mogelijk effecten op ITtesten Niet geschikt voor gebruik in high-volume samplers (maximale diameter = 90 mm) Minder geschikt voor organische extractie wegens temperatuursgevoeligheid Toxisch voor Vitotox test

Referenties Du Four et al. (2004)

Vargas et al. (1998)

Schoeters et al. (2001); Brits et al. (2004)

Schoeters et al. (2001), Don Porto Carero (2002) Du Four et al. (2005)

Er dient op gewezen te worden dat alle filters voor- en nadelen hebben, afhankelijk van de vraagstelling die ermee behandeld wordt. Er blijft dan ook steeds de noodzaak om aan de hand van een afwegen van voor- en nadelen de optimale filter te identificeren. Dick

et

al.

(2000)

bestudeerden

het

gebruik

van

verschillende

types

filters

(vergelijkbaar met deze uit tabel 2.3) en kwamen tot de vaststelling dat enkel de Teflon filter Gelman TF1000 geen toxische effecten vertoonden in de MTT-assay gebruik makende van de A549 cellijn in vitro testen. Voor de “Pilootstudie Effectgericht Meten” (Van Den Heuvel et al., 2008) werd gekozen voor een Teflon filter (T38 filters van Schleicher&Schuell, Duitsland, referentienummer 10411130) omdat deze waarschijnlijk de beste eigenschappen heeft voor toepassing in verschillende in vitro toxiciteitstesten. Ondanks de hogervermelde inerte eigenschappen van teflonfilters werd ook in de Cat-tox en MELN-testen een positief signaal van blanco 21


filters opgevangen. Indien in de toekomst ook andere, vooral meer vluchtige componenten, willen opgenomen worden in de strategie rond effectgericht meten, dient in eerste instantie nagegaan te worden in hoeverre de (blanco) filters zelf toxisch zijn voor de gebruikte in vitro testen. Dit werd ook aangegeven in de conclusies van het Pilootproject Effectgericht meten. Indien ook meer vluchtige componenten zouden opgenomen

worden

in

een

meetprogramma,

moet

een

PUF-adsorber

worden

aangebracht. Deze is echter niet geschikt voor automatische routine-staalname, en kan niet automatisch gewisseld worden. De incompatibiliteit van filters en in vitro testen kan de toepassingsmogelijkheden in het kader van effectgericht meten zeker beïnvloeden, en moet dan ook zeker in rekening gebracht worden bij het voorstellen van nieuwe meetcampagnes. Momenteel bestaat er voldoende ervaring in het gebruik van de Teflonfilters om routinetoepassing mogelijk te maken. Voor andere filters dient eerst nog een pré-validatie van de toxiciteit van blanco filters uitgevoerd te worden. Om deze mogelijkheid open te houden voor het ontwikkelen van effectgerichte meetcampagnes, voorziet Stap 6 in Figuur 2.1 specifiek de mogelijkheid om stalen gedurende een bepaalde tijd te stockeren, terwijl nieuwe extractiemethoden ontwikkeld, getest, en/of gevalideerd worden (zie ook 2.2.2).

2.3.3 De

Extractieprocedure

hierboven

beschreven

bemonsteringstoestellen

resulteren

voornamelijk

in

bemonsterde filters en absorbens die vervolgens via extractieprocedures worden voorbereid op de biologische metingen. Net zoals bij de filterkeuze is er geen extractiekeuze die geschikt is voor een universele extractie van polluenten. Daarenboven dient rekening te worden gehouden met de manier waarop polluenten kunnen worden toegediend aan een testsysteem. Sommige in vitro IT-testen worden blootgesteld aan de partikels die verzameld worden uit de filters, andere kunnen enkel blootgesteld worden aan extracten van de partikels. Afhankelijk van het testsysteem kan ofwel de partikelfractie ofwel het extract een grotere respons veroorzaken. Schoeters et al. (2001) en Don Porto Carero (2002) toonden bijvoorbeeld aan dat organische extracten een grotere respons vertoonden bij GT-testen, terwijl partikels een sterker signaal gaven bij IT-testen. Over het algemeen zijn twee extractieprocedures mogelijk:  Organische extractie: Organische (solvent) extractie is het meest toegepaste principe voor het scheiden van niet- of beperkt water-oplosbare componenten van

22


hun matrix. De extractie verloopt door de filter in contact te brengen met een solvent. Het accelerated solvent extraction (ASE) is een geautomatiseerd systeem waarbij onder hoge druk en temperatuur (respectievelijk 140 bar en 100 °C) de beladen filter wordt geëxtraheerd en uiteindelijk wordt gesubstitueerd in DMSO (voor Ames 100% voor andere in vitro methodes 10%);  Verzamelen van partikels: Methodes werden beschreven waarbij de filter verschillende

wasprocedures

(sonicatie,

schudden)

ondergaat

in

waterige

oplosmiddelen. Bij de methanol-extractiemethode wordt de filter in aanwezigheid van methanol gesoniceerd zodat de partikels loskomen. Deze partikel-methanol suspensie wordt ingedampt zodat het gewicht van de totale partikelfractie kan bepaald worden. In de Pilootstudie Effectgericht Meten werd ¾ van de verzamelde teflonfilters ( =150mmm) gebruikt voor een organische ASE extractie, en werd het resterende kwart gebruikt om partikels te verzamelen.

2.4 Bioassays Witters et al. (2005) gaven een uitgebreid overzicht en evaluatie van de verschillende in vitro bioassays die beschikbaar zijn om luchtkwaliteit door effectgerichte metingen uit te voeren. Op basis van een aantal selectiecriteria (kosten en snelheid van uitvoering,

responsspectrum

en

gevoeligheid,

beschikbaarheid

van

standaardprocedures en ringstudies, beschikbaarheid, relevantie, toepassing voor lucht, internationale erkenning) werden een 7-tal toxiciteitstesten weerhouden door Van Den Heuvel (2008) voor verdere uitwerking in het pilootproject. Deze testen zijn echter niet steeds compatibel met de hoger beschreven extractie-procedures, zodat een optimale overeenstemming moest gezocht worden tussen extractie en bioassay (Tabel 2.4). In een effectgerichte evaluatie van de luchtkwaliteit worden blootstellingsconcentraties die

overeenkomen

met

dagequivalenten

(geschatte

hoeveelheid

ingeademde

lucht/24uur) aanbevolen. Een tweede optie is het standaardiseren van de metingen naar massa. Dit laat toe om het toxicologisch profiel van verschillende stalen beter te vergelijken. Door in tweede instantie rekening te houden met de partikelconcentratie per m³ lucht kan bijkomend het toxisch potentieel per m³ lucht worden aangegeven. In Tabel 2.5 wordt een overzicht gegeven van de aanbevolen blootstelling en de minimale hoeveelheid staal die nodig is om de test uit te voeren. Tabel 2.6 geeft een overzicht van de benodigde tijd voor het uitvoeren van de biologische testen.

23


Tabel 2.4 Overzicht van de toepassing van partikels en organische extracten in de bioassays In vitro test Organisch ASE extract* Partikels* Cat-tox (ST) X+ Ames test (GT) X+ X Micronucleus (GT) X X Cytotoxiciteit X X+ (A549, THP-1, Beas-2B cellijn) (ST) Immunotoxiciteit (TNF-α, IL-6, IL-8) (IT) X X+ + Yes-screen/MELN-prescreen (HT) X Komeet assay X X * het superscript symbool + duidt aan welke testen in de Pilootstudie Van Den Heuvel et al. 2008 werden uitgetest met welke extractieprocedure

Tabel

2.5

Overzicht

van

de

blootstellingscondities

en

vereiste

hoeveelheid

luchtmonster per test Test Ames test (TA98 +/- S9) 3 concentraties/3 replica‟s Cat-tox assay 4 concentraties/3 replica‟s MELN assay Agonist:3 conc/3 replica‟s Antagonist:3 conc/3 replica‟s Beas-2B il-6/il-8 5 concentraties/ 4 replica‟s THP-1 5 concentraties/ 4 replica‟s Komeet assay Radicaal genererend vermogen

Blootstelling

Nodig

Dagequivalent 20m3 lucht

240 m3


500 m3


120 m3 120 m3

Massa: 100, 50, 25, 12.5 µg/ml

500 µg

Massa: 200, 100, 50, 25, 12.5 µg/ml Massa Massa

1000 µg 200 µg

Uit het Pilootproject bleek echter dat in de praktijk enkel de Cat-tox, Ames test en de MELN-test met het organische extract konden worden uitgevoerd wegens het beperkte volume van de stalen. Indien het extract of de partikelfractie van bemonsterde lucht niet voldoende is om alle testen uit te voeren, kan er gewerkt worden met een prioriteitenlijst voor de in vitro testen. Tabel 2.6 Overzicht van de vereiste tijd voor de verschillende biologische testen Test

Voorbereiding

Ames Cat-tox MELN assay (agonist en antagonist) Beas-2B cytotoxiciteit Il-6 bepaling

Zie Beas-2B cytotox

Il-8 bepaling

Zie Beas-2B cytotox

LAL test

24

Ontdooien/opkweken van cellijn: 3 weken Ontdooien/opkweken van cellijn: 2 weken

Duurtijd 2d Blootstelling:48h Verwerking:1d Blootstelling:24h Verwerking: 1d 2d (Blootstelling:24h) Verwerking: 1d 2d (Blootstelling:24h) Elisa: 1d Verwerking: 1d 2d (Blootstelling:24h) Elisa: 1d Verwerking: 1d 1d

Max aantal stalen per experiment 10

4 10 10

10 25


De prioriteitenlijst is afhankelijk van de doelstelling:  Bepaling van toxicologisch profiel van onbekend luchtstaal  Screenen van luchtstalen voor welbepaalde gezondheidsrisico‟s, vb. inflammatie Voor deze laatste is de prioriteitenlijst niet geldig maar worden de testen gekozen in functie van het gezondheidseindpunt. Prioriteitenlijst voor testen met organische extracten van beladen filters 1 2 3 4

Ames test Cat-tox MELN prescreen (cytotoxiciteit en agonist/antagonist activiteit) Cytotoxiciteit met THP-1 cellen en immunotoxiciteit (TNFendotoxinebepaling

in

THP-1

cellen)

+

Prioriteitenlijst voor testen met partikels van beladen filters 1 2 3 4

Beas-2B cytotoxiciteit en il-6/il-8 cytokine productie test LAL test ROS test Komeet test Ames test

25

Generieke scenario‟s voor effectgericht meten

H HO OO OF FD DS ST TU UK K3 3 G GE EN NE ER RIIE EK KE ES SC CE EN NA AR RIIO O’’S SV VO OO OR R E F F E C T G E R I C H T M E T E N EFFECTGERICHT METEN

3.1 Inleiding Uitgaande van de beslissingsboom (Figuur 2.1-2.2) worden 4 generieke scenario‟s onderscheiden voor effectgericht meten. Deze scenario‟s worden hieronder kort beschreven, en hun karakteristieken en beperkingen worden kort weergegeven. Er dient echter steeds rekening mee gehouden te worden dat het om generieke scenario‟s gaat, en dat er dus toepassingen mogelijk zijn die bestaan uit combinaties van deze verschillende scenario‟s. Er is voorlopig uitgegaan van de veronderstelling dat enkel de testen die door Van Den Heuvel et al. (2008) in het Pilootproject effectgericht meten uitgevoerd werden, voldoende maturiteit hebben om routinematig in Vlaanderen uitgevoerd te worden. Het toevoegen van bijkomende testen aan tabel 2.4 dient geval per geval bekeken te worden, en valt buiten de doelstellingen van dit document. Het eerste onderscheid dat gemaakt wordt bij het aflijnen van de verschillende scenario‟s ligt vervat in het geografische karakter van de doelstellingen van de meetcampagne. Een lokale campagne, specifiek gericht op het bestuderen van een specifiek probleem, vereist een andere aanpak dan een meer generische, breedschalige monitoring-studie.

3.2 Lokale campagne (hot-spot) 3.2.1 Bij

het

Scenario 1: Basispakket onderzoek

naar

de

gezondheidseffecten

van

een

lokaal

milieu-

of

gezondheidsprobleem (een zgn. hotspot) kan het wenselijk zijn dat de informatie die beschikbaar is over de te verwachten polluenten meegenomen wordt in het opstellen van een meetstrategie. Uitgaande van een specifieke situatie (bijvoorbeeld Genk Zuid) kan een meetcampagne opgesteld worden, waarbij op specifieke locaties luchtstalen verzameld zullen worden. Tabel 3.1 geeft een overzicht van welke prioritaire

27


gezondheidseffecten verwacht kunnen worden bij een verhoogde blootstelling aan specifieke polluenten5. Tabel 3.1

Overzicht

van

milieurelevante

polluenten

voor

Genk

Zuid

en

hun

voornaamste gezondheidseffecten (Bron: Biomonitoring in Genk Zuid, Veldwerkcomité M&G maart 2009) Polluent Ni

Gezondheidseffect Carcinogeen Immunotoxisch, respiratoire effecten Carcinogeen

Cr

Immunotoxisch, respiratoire effecten Gestoorde vruchtbaarheid

Mn

Cd

Hg, MeHg

As

Neurotoxisch Gestoorde vruchtbaarheid Carcinogeen Effecten op nier, bot Neurotoxisch Effecten op nier Carcinogeen Neurotoxisch Endocriene verstoring

PCBs, dioxines, vlamvertragers

Immunotoxisch Carcinogeen Neurotoxisch

VOS

Carcinogeen Immunotoxisch, respiratoire effecten

Om echter een zo breed mogelijk scala van gezondheidseffecten mee in beschouwing te nemen, wordt hier gebruik gemaakt van een basispakket van effectgerichte metingen. Dit is een verzameling van in vitro testen die hun deugdelijkheid en toepasbaarheid al bewezen hebben in de Pilootstudie van Van Den Heuvel et al. (2008), en dus zonder veel bijkomende pre-validatie kunnen ingezet worden (Tabel 3.2). Daarenboven bevat het basispakket biomerkers testen die alle relevante toxiciteitseindpunten omvat die voorhanden zijn.

5

Uiteraard zijn de verwachte gezondheidseffecten voornamelijk een functie van de blootstellingsconcentratie,

-duur, en individuele gevoeligheid. Tabel 3.1 schetst enkel een algemeen beeld van verwachte effecten.

28


Tabel 3.2 Overzicht van het basispakket biomerkers Toxiciteitseindpunt

Biomerker Cat-tox NRR-toxiciteit in BEAS-2B Ames-test MELN-test IL-6 en -8 productie in BEAS-2B

Systemische toxiciteit6 Genotoxiciteit Hormoontoxiciteit

Immunotoxiciteit

TNF- in THP-1 Endotoxine assay

Het pakket testen uit bovenstaande tabel omvat testen die gevoelig zijn voor verschillende gezondheidseindpunten (systemische toxiciteit (ST), genotoxiciteit (GT), immunotoxiciteit (IT), hormoontoxiciteit (HT)). Meer in detail zijn de verschillende testen die in dit “Basispakket Effectgericht Meten” opgenomen werden, zijn de volgende:  Cat-tox test (ST): bestaat uit een testbatterij van 13 genetisch gemodificeerde humane hepG2-levercellijnen die elk een specifieke stressgevoelige promotor bevat. De 13 verschillende promotoren zijn gevoelig aan een hele waaier van eindpunten, zoals DNA- en proteïneschade, oxidatieve stress, zware metalen en biotransformatie-enzymes7;  NRR-Cytotoxiciteitstest (ST): aan de hand van de opname van de kleurstof neutraal rood (NRR, Neutral Red Retention) wordt de celgroei van cellen getest na blootstelling aan partikels. Cytotoxiciteit wordt gemeten op de THP-1, Beas-2B cellijn, die tevens gebruikt worden voor immunotoxiciteitstesten;  Ames

test

(GT):

wereldwijd

de

meest

gebruikte

en

gevalideerde

genotoxiciteitstest. Deze test is gebaseerd op de terugmutatie van het histidineoperon in his- reverse gemuteerde Salmonella thyphimurium cellen. 6

Indien er te weinig staal beschikbaar is om alle testen van het basispakket biomerkers uit te voeren, wordt

er voor gekozen om de testen met respectievelijk Cat-tox en THP-1 cellijn uit te voeren. Uit de Pilootstudie van Van Den Heuvel et al. (2008) bleek dat BEAS-2B weliswaar gevoeliger zijn voor het toxisch effect van PM dan de andere cellijnen (THP-1 en A549), maar een lagere cytokine inductie hebben. Om hieromtrent finaal uitsluitsel te krijgen dienen ook de eindresultaten van het project Genk-Zuid mee in rekening te worden gebracht 7

In de pilootstudie Effectgericht meten (Van Den Heuvel et al 2008) werd er een beperkte opzet gebruikt van

de Cat-tox door de interferentie met de blanco extracten. Mogelijk biedt deze beperktere opzet betere toepassingsmogelijkheden, aangezien de beperkte opzet onder andere goedkoper is. Verdere ontwikkelingen van deze beperkte Cat-tox opzet dienen verder ontwikkeld te worden na discussie en in samenspraak met de Universiteit Antwerpen (Laboratorium voor Ecofysiologie, Biochemie en Toxicologie)

29


 MELN test (HT): cellijn met humaan getransformeerde cellen die stoffen detecteren die interfereren met de receptor gemedieerde normale functies van 17 -oestradiol;  IL-6 en IL-8 productie in Beas-2B (IT): vrijstelling van pro-inflammatoire cytokines (IL-6 en IL-8) na blootstelling van Beas-2B humaan bronchiale epitheelcellen. IL-6 en -8 worden gemeten in het supernatans via ELISA (enzymelinked immunosorbent assay);  TNF-α productie in THP-1 (IT): tumor necrosis factor alfa (TNF-α) is een proinflammatoir cytokine dat luchtwegepitheelcellen aanzet tot de productie van cytokines en dat de expressie van adhesiemoleculen verhoogt. TNF- α wordt gemeten via ELISA.

 Endotoxine test: via een testkit (LAL assay QCL-1000 kit) kan de aanwezigheid van endotoxine aangetoond worden Het toepassen van effectgerichte metingen in het kader van milieu-incidenten valt tevens onder dit “basispakket-scenario” te plaatsen. Over het algemeen is bij een milieu-incident het getroffen gebied goed te identificeren, en kan er ook minstens een idee gevormd worden van welke chemische componenten een mogelijke rol kunnen spelen in het voorkomen van toxiciteit.

3.2.2

Scenario 2: Focus

Naast bovenstaand basispakket kan ook de nood bestaan om informatie te verzamelen over specifieke gezondheidseffecten, bijvoorbeeld in lokale studies die het verband tussen specifieke bronnen van luchtvervuiling en immuun- en respiratoire toxiciteit willen nagaan. In deze specifieke, gefocuste studies is het minder belangrijk om een brede screening van polluenten of gezondheidseffecten uit te voeren, maar ligt de nadruk meer op het uitvoerig beschrijven van specifieke gezondheidseindpunten. In plaats van te kiezen voor een breed gamma aan testen, kan in deze experimentele opzet dus beter gekozen worden voor een batterij aan toxiciteitstesten die uitgekozen worden om specifieke gezondheidseffecten te weerspiegelen, rekening houdende met de aanwezige polluenten (partikels, metalen, VOCs,…). Een analyse van de fact sheets uit Witters et al. (2005) geeft aan welke in vitro testen relevant zijn voor specifieke gezondheidseindpunten (in volgorde van voorkeur van uitvoering):  Systemische toxiciteit (ST): cytotoxiciteitstest (NR, AB, MTT) op verschillende cellijnen, productie van ROS;

30


 Genotoxiciteit

en

kankerverwekkend

vermogen

(GT):

Ames

test,

Komeettest; Micronucleus test; Chromosoomaberraties; Scrape-load-dye transfer assay; Transformatietest op syrian hamster embryo (SHE) cellen;  Immuun- en respiratoire toxiciteit (IT): TNF-

productie door THP-1; iL-8 en

il-6 productie door Beas-2B; IL-8 productie door A549; Membraanmerker expressie in dendritische cellen  Hormoon- en reproductietoxiciteit (HT): MELN test; Yeast Estrogenic Screen (YES); ER-reporter activatie test; T-Screen.

3.3 Regionale campagne 3.3.1

Scenario 3: Brede screening

Scenario

3

is

een

brede

screening

van

mogelijke

gezondheidseffecten

van

luchtvervuiling, zonder dat op voorhand beperkingen worden opgelegd naar de relevante polluenten of gezondheidseffecten toe. Het is een scenario waarbij de achtergrondblootstelling en geassocieerde gezondheidseffecten van de ganse, Vlaamse bevolking

kan

opgevolgd

worden,

en

mogelijk

regionale

verschillen

in

achtergrondblootstelling gedetecteerd kunnen worden. Of hier gekozen wordt voor een basispakket van biomerkers (zie 3.2.1) of een custom-pakket (zie 3.2.2) hangt in grote mate af van de specifieke doelstellingen van het project en van het beschikbare budget.

3.3.2

Scenario 4: Biomerker-batterij

Scenario 4 maakt gebruik van een zogenaamde biomerker-batterij, een batterij aan testen die allen hetzelfde gezondheidseffect reflecteren, of complementaire eindpunten vertegenwoordigen binnen één bepaald gezondheidseffect. Hierbij wordt getracht om in de testopzet te incorporeren dat geen enkele in vitro test in zijn eentje in staat is om een eenduidig beeld te geven van de relevante gezondheidseffecten van complexe milieustalen. Cellijnen zijn steeds afgeleid van een specifiek weefsel, en zijn daarom ook slechts gedeeltelijk geschikt om een volledig beeld te geven van specifieke gezondheidseffecten. Het afbakenen van de mogelijke gezondheidseffecten van luchtvervuiling aan de hand van de resultaten van één enkele in vitro test is dan ook niet aan te raden. Gebruik makende van een biomerker-batterij worden aan de hand van verschillende testen hetzelfde gezondheidseindpunt beoordeeld (Tabel 3.3).

31


Tabel 3.3 Overzicht van biomerker batterijen die in combinatie gebruikt kunnen worden om een éénduidig beeld te geven over een specifiek gezondheidseffect Systemische toxiciteit (ST)

Genotoxiciteit (GT)

Cat-tox

Ames-test

NRR-cytotox in Beas-2B

Komeettest

NRR cytotox in THP-1

Micronucleus test

Productie van ROS

Chromosoom-abberaties

Immunotoxiciteit (IT)

Hormoontoxiciteit (HT)

IL-6 en -8 in Beas-2B

MELN-test

IL-8 in A549 TNF-

in THP-1

YES-test ER-Reporter activatie test

Membraanmerker expressie in dendritische cellen

T-Screen

3.4 Opslag van filterstalen Een optie die momenteel nog niet voldoende getest is op haar praktische haalbaarheid, maar die in de toekomst mogelijkheden biedt om op een uitgebreidere schaal aan effectgericht meten te doen, is het opslaan van filters in een „biobank‟ voor latere analyse. Niet alleen bied dit de mogelijkheid om de kostprijs van de effectgerichte metingen te drukken door schaalvergroting van de analyses, maar het biedt tevens de optie om retrospectieve analyses uit te voeren van historische luchtstalen die gericht zijn op het beantwoorden van specifieke onderzoeksvragen. Er dient echter op gewezen te worden dat het niet vanzelfsprekend is dat filters gedurende een langere tijd bewaard kunnen worden zonder dat dit een effect heeft op hun toxische potentie. Vooraleer deze optie kan aangewend worden, dient eerst nagegaan te worden in welke hoedanigheid (als filter, extract,…) stalen bewaard kunnen worden, en welke invloed dit mogelijk heeft op hun potentie.

3.5 Kostprijsberekening van scenario’s Om efficiënt verschillende scenario‟s te kunnen ontwikkelen, werd in Excel een scenario-tool aangemaakt dat op een snelle en eenvoudige manier de kostprijs berekent van verschillende mogelijke meetcampagnes (voortbouwend op figuur 2.2). Hierbij wordt rekening gehouden met het aantal stalen dat gemeten moet worden (staalname-karakteristieken), het type filter dat gebruikt wordt (filter-karakteristieken), de staalvoorbereiding (extractie-karakteristieken), en het aantal in vitro testen dat opgenomen wordt in de meetcampagne (eindpunt-karakteristieken) (Figuur 3.1). De scenario-tool probeert enkel een overzicht te geven over welke testen, en in welk aantal, uitgevoerd kunnen worden voor een bepaald budget. 32


De scenario-tool is modulair opgebouwd, zodat toekomstige informatie (o.a. nieuwe filters, nieuwe in vitro eindpunten, kostprijs van metingen…) eenvoudig geüpdate of aangevuld kan worden. Deze scenario-tool wordt verder besproken in hoofdstuk 4. Figuur 3.1 Basisstructuur van de scenario-tool voor kostprijsberekening

33

Praktisch scenario-tool voor Effectgerichte metingen

H HO OO OF FD DS ST TU UK K4 4 P PR RA AK KT TIIS SC CH HS SC CE EN NA AR RIIO O--T TO OO OLL V VO OO OR R E F F E C T G E R I C H T E M E T I N G E N EFFECTGERICHTE METINGEN

Uitgaande van de specifieke kennis en praktische ervaring die opgedaan is in het Pilootproject Effectgericht meten, werd in Excel een rekenmodule opgesteld waarmee verschillende scenario‟s kunnen gebouwd worden voor effectgerichte metingen. Deze rekenmodule stelt de gebruiker is staat om een efficiënte kosten-baten analyse te doen voor verschillende meetscenario‟s. Voortgaande op de beschikbare ervaring in voorgaande effectgerichte meetcampagnes (zie hoofdstuk 3), wordt de detailstructuur van scenario-tool voorgesteld in Figuur 4.1. Er wordt op gewezen dat figuur 4.1 de huidige stand van de ervaring in verband met effectgericht meten weergeeft. Het modulaire systeem laat echter eenvoudig toe om bijkomende filters (bijvoorbeeld PUF-filter voor de bemonstering van vluchtige organische componenten), extracties of in vitro testen in te voegen in de scenario-tool. Figuur 4.1 Detailstructuur van de scenario-tool effectgericht meten

34

Praktisch scenario-tool voor Effectgerichte metingen

De scenario-tool bestaat uit twee aparte sheets: 

Basispakket: Deze module spitst zich toe op het basispakket testen die gevoelig zijn voor verschillende gezondheidseindpunten (ST, GT, IT, HT) en als het ware een overkoepelend beeld geven van de potentiële gezondheidsgerelateerde effecten van luchtstalen (zie ook hoofdstuk 3.2)



Biomerker batterij: Deze module laat toe om biomerker batterijen te selecteren, en kan gebruikt worden als slechts één specifiek gezondheidseffect onderzocht wordt.

In zowel de sheet „Basispakket‟ als „Biomerker batterij‟ bestaat de mogelijkheid om custom pakketten te selecteren om ook kostprijsberekeningen voor de scenario‟s “focus” of “brede screening” snel en efficiënt uit te voeren. Annex 2 geeft een compleet overzicht van de werking van de Excel rekenmodule.

35

Selectie van staalname locaties

H HO OO OF FD DS ST TU UK K5 5 S SE ELLE EC CT TIIE EV VA AN NS ST TA AA ALLN NA AM ME E LLO OC CA AT TIIE ES S

5.1 Situatieschets Al in de vroegste fase van de beslissingsboom (Figuur 2.1 en 2.2) dient onderscheid gemaakt te worden tussen een lokale of een regionale campagne. Deze selectie wordt in belangrijke mate bepaald door de doelstellingen van de meetcampagne, en bepaalt in grote mate het aantal meetpunten waar stalen verzameld kunnen worden, alsook de logistieke randvoorwaarden van een meetcampagne. Immers, de onderzoeksvraag die behandeld wordt, bepaalt in grote mate de strategie die gebruikt wordt bij de selectie van de staalname-locaties:  Wordt een campagne effectgericht meten geïnspireerd door een lokaal probleem (lokale monitoring)? o Met het oog op het beschrijven van de impact van een specifieke bron; o Met het oog op het beschrijven van de blootstelling van de bevolking; o …  Is het in eerste instantie de bedoeling om de biologische effecten van luchtvervuiling in Vlaanderen in kaart te brengen (regionale monitoring)? o Met het oog op het opstellen van tijdsreeksen; o Met het oog op de ondersteuning van epidemiologisch onderzoek; o … Om een aantal potentiële strategieën voor de selectie van staalname-locaties voor locale monitoring te illustreren, worden in wat volgt een aantal voorbeelden gegeven voor een hypothetische campagne effectgericht meten om de impact van VITO in Mol (het witte merkteken op Figuur 5.1) na te gaan op de omgeving. Aan de hand van een random generator (Excel functie randbetween(1;15)) werden daarin willekeurig 7 staalnamelocaties geïdentificeerd (gele vlagjes op Figuur 5.1).

5.2 Regelgeving Het gebruik van effectgerichte metingen voor luchtkwaliteitbepaling met het oog op het bewaken van de algemene volksgezondheid heeft momenteel nog een sterk exploratief karakter. Er bestaat geen specifieke wettelijke basis waaraan deze metingen dienen te voldoen. Wel kan er op basis van de bestaande Europese wetgeving betreffende de 36


beoordeling en het beheer van de luchtkwaliteit (EU Richtlijn 96/92/EG en 2008/50/EG) een aantal aspecten opgelijst worden die mogelijk in rekening kunnen gebracht worden bij het opstellen van een meetprogramma „effectgericht meten‟. Deze aspecten hebben momenteel echter geen enkel wettelijk kader, en zijn louter indicatief:  Plaats van bemonsteringspunten: o De bemonsteringspunten zijn zodanig gelegen dat ze representatief zijn voor (1) de gebieden binnen zones en agglomeraties waar de hoogste concentraties voorkomen, en (2) representatief zijn voor de blootstelling van de bevolking als geheel in andere gebieden; o De bemonsteringspunten zijn zo geplaatst dat beïnvloeding door zeer kleine micromilieus wordt voorkomen; o Stedelijke achtergrondlocaties moeten zich op een zodanige plaats bevinden dat het verontreinigingsniveau ervan wordt beïnvloed door de geïntegreerde bijdrage van alle bovenwindse bronnen; o Plattelandsachtergrondniveaus mogen niet beïnvloed worden door agglomeraties of industrieterreinen, dwz. komen niet voor binnen een straal van 5 km; o Wanneer de bijdragen van industriële bronnen word beoordeeld, dient tenminste één bemonsteringpunt benedenwinds ten overstaan van het dichtsbijgelegen woongebied te worden ingericht. Wanneer de achtergrondconcentratie niet bekend is, dient een aanvullend bemonsteringpunt te worden voorzien in de hoofdwindrichting. Bepalen van het minimum bemonsteringspunten: o Het minimum aantal bemonsteringspunten is afhankelijk van de verwachte of gemeten maximumconcentraties aan polluenten; o Voor puntbronnen wordt vermeld dat het aantal bemonsteringpunten wordt berekend

met

inachtneming

van

de

emissiedichtheid,

de

waarschijnlijke

distributiepatronen van de luchtverontreiniging en de mogelijke blootstelling van de bevolking; o Daarnaast wordt aangegeven dat vaste en indicatieve metingen gelijkmatig over het jaar verspreid moeten zijn om een vertekening van de resultaten te voorkomen. o De opgelegde minimum bemonsteringsperiode bedraagt 14% over een volledig jaar (4e EU-dochterrichtlijn lucht) met een spreiding van de staalnames over de vier seizoenen. Zoals al eerder benadrukt werd, zijn bovenstaande richtlijnen niet bindend voor effectgerichte metingen, maar dienen ze als louter indicatief beschouwd te worden. Op 37


basis van de vraagstelling die voor een effectgerichte meetcampagne van toepassing is, zijn verschillende potentiële staalnameschema‟s voor te stellen. Deze worden in volgende kort besproken en geïllustreerd.

5.3 Random locatie van meetpunten voor lokale monitoring Lokale monitoring kan toegepast worden indien vanuit een specifieke vraag de nood aan effectgericht meten zich voordoet. Dit kan zowel vanuit een bestaande situatie zijn (o.a. puntbronnen) of vanuit een milieucalamiteit. In deze situatie kan de nadruk gelegd worden op het beoordelen van specifieke polluenten, en is een brede screening van mogelijke effecten vaak niet nodig omdat de belangrijkste polluenten gekend zijn. Een voorbeeld van zulke meetcampagne zou bijvoorbeeld kunnen zijn: “een campagne effectgericht meten om de mogelijke gezondheidseffecten van de petrochemische industrie in de Antwerpse haven in te schatten, heeft een andere opzet nodig dan een campagne om de impact van de staalnijverheid in Zelzate te beoordelen”. Figuur 5.1 geeft een voorbeeld van een mogelijk campagne voor effectgericht metingen die de impact van VITO wil nagaan op de kwaliteit van het omliggende gebied. Voor de regionale monitoring werd gebruik gemaakt van kaarten die gegenereerd werden door andere gekozen

beleidsondersteunende volgens

een

instanties.

vierkant

raster

De

staalname-locaties

omheen

VITO,

zijn

zonder

willekeurig bijkomende

randvoorwaarden.

5.4 Gestratifieerde toewijzing van meetlocaties Bovenstaande benadering van het opstellen van een meetnet gaat uit van een volledig willekeurige toewijzing van meetposten in een raster. Er wordt dan ook geen rekening gehouden met bijkomende randvoorwaarden, die echter wel relevant kunnen zijn. Of dit noodzakelijk is in het opstellen van een meetnet, en welke methode van stratificatie het meest relevant is, is in grote mate afhankelijk van de doelstellingen van een meetcampagne.

38


Figuur

5.1

Voorbeeldlocatie

VITO-Mol

voor

de

random

toewijzing

van

staalnamelocaties

5.4.1

Rekening houdend met klimatologische data

Om een optimale spreiding van de locatie van meetpunten te garanderen, kan beroep gedaan worden op klimatologische gegevens in verband met o.a. windrichting om een optimale verdeling van monitoringslocaties te bekomen. Immers, indien voldoende rekening gehouden wordt met het dispersiepatroon van de relevante polluenten vanuit een specifieke bron, kan op accurate wijze de ruimtelijke impact van een puntbron beoordeeld worden. Zonder hiervoor over te gaan tot uitgebreide dispersiemodellering, is de overheersende windrichting vaak een goede proxy. Figuur 5.2 geeft een voorbeeld van hoe een dergelijk random-gestratifieerd meetnet rond een puntbron eruit zou kunnen zien. Dat rekening houden met windrichting om een random-gestratifieerd meetnet voor te stellen geen onnodige maatregel is om een relevant meetnet op te stellen, blijkt uit het vergelijken van de windrichting in de lente en de zomer van 2008 (Figuur 5.3).

39


Figuur 5.2 Random-gestratifieerd meetnet voor effectgerichte metingen rondom een puntbron, rekening houdend met de prevalente windrichting (Windrichtingdata voor 2008; VMM, 2009)

Figuur 5.3 Seizoenale variabiliteit in windrichting en de consequenties voor een random-gestratifieerd meetnet voor A) Lente 2008 en B) Zomer 2008 (VMM, 2009)

5.4.2

Rekening houdend met bevolkingsblootstelling

In tegenstelling tot wat in bovenstaand scenario rond een specifieke bron gebeurde, kan in een lokale monitoring rond bevolkingsblootstelling de vraagstelling eerder rond een 40

gezondheidseffect

opgesteld

worden.

In

tegenstelling

tot

voorgaande


meetstrategie,

waarin

de

windrichting

een

belangrijke

rol

speelde

teneinde

dispersiepatronen mee in rekening te nemen, wordt er bij meetcampagnes om bevolkingsblootstelling in kaart te brengen, beter rekening gehouden met een gerichte oversampling van bewoningskernen. De specifieke case-studie die in dit project past (Genk-Zuid) heeft immers baat bij een andere aanpak dan de objectieve manier van staalnamelocaties toewijzen zoals beschreven in Figuur 5.1, of deze gebaseerd op een eenvoudige randvoorwaarde als windrichting. Immers, omdat in de case-studie “Genk-Zuid” het meetnet “Effectgericht meten”

wordt

gecomplementeerd

met

humane

biomonitoringdata,

bestaat

de

mogelijkheid om de resultaten van het effectgerichte meetnet rechtstreeks te koppelen aan interne dosis van verschillende polluenten en informatie uit vragenlijsten (o.a. over het voorkomen van astma en allergie). De selectie van de staalname-locaties voor een effectgerichte meetcampagne dient dan ook zodanig gekozen te worden dat ze een optimale beschrijving bieden van de blootstelling van de bevolking aan luchtvervuiling (Figuur 5.4). Figuur 5.4

Gestratifieerde

random-bemonstering

aan

de hand

van

informatie

betreffende bewoningskernen (oranje ingekleurd; bron: Gewestplannen, http://geovlaanderen.gisvlaanderen.be/geo-vlaanderen/gwp/)

5.4.3

Praktische overwegingen

In bovenstaande toewijzing van staalnamelocaties volgens een random rooster wordt niet specifiek rekening gehouden met mogelijke praktische overwegingen die gepaard 41


(kunnen) gaan met een meetcampagne effectgericht meten. Elektriciteitsvoorziening, de aanwezigheid van bestaande lokale meetposten (o.a. van VMM), of het beschermen van meetapparatuur tegen vandalisme of diefstal kunnen bijkomende randvoorwaarden zijn die de identificatie van geschikte staalnamelocaties beïnvloedt. Onder optimale omstandigheden zou een meetstation onafhankelijk moeten kunnen opereren, zonder beroep te moeten doen op bijvoorbeeld externe stroomvoorziening. Dit zou de toepasbaarheid en flexibiliteit van effectgerichte meetcampagnes sterk verhogen, bijvoorbeeld voor toepassing in het kader van milieu-incidenten, maar vereist uiteraard een bijbehorende financiële inspanning en lange termijn engagement.

5.5 Regionale monitoring Regionale monitoring heeft voornamelijk tot doel om op een ruimere schaal het voorkomen van partikels/polluenten met potentiële schadelijke gezondheidseffecten in kaart te brengen. Een eerste aanzet hiervoor werd al gegeven in het Pilootproject Effectgericht Meten, waarbij Van Den Heuvel et al. (2008) op 3 locaties in Vlaanderen (Aarschot, Zelzate, en Borgerhout) met partikels beladen filters verzamelden en de extracten blootstelden aan het zgn. Basispakket toxiciteitstesten (zie 3.2). De 3 locaties waren als dusdanig gekozen omdat ze respectievelijk het landelijke, industriële en stedelijke

gebied

vertegenwoordigden,

wat

verondersteld

wordt

een

andere

milieubelasting te vertegenwoordigen. In een regionaal monitoringsnetwerk kan deze benadering van effectgericht meten verder uitgebreid worden voor Vlaanderen en mogelijk België. Op deze manier kan een permanente kwaliteitsbeoordeling van de luchtkwaliteit aan de hand van biologische eindpunten opgesteld worden. Om een optimale

integratie

van

zulk

regionaal

monitoringsnetwerk

met

het

bestaande

luchtkwaliteitsnetwerk te bekomen, kunnen de filters best verzameld worden op de reeds aanwezige monitoringslocaties van VMM. Figuur 5.5 geeft een overzicht van de locatie van de verschillende PM10-meetpunten in België, met inbegrip van hun stedelijke, landelijke of verkeerskarakter. Relevante informatie die uit zulk monitoringsnetwerk kan verzameld worden, is onder andere het verband tussen de classificatie van het meetstation (landelijk – voorstedelijk - stedelijk – industrieel – verkeer, zie kleurcode in figuur 5.5), de temporele en seizoenale evolutie van de effecten voor verschillende eindpunten, en de relatieve bijdrage van internationale (diffuse) versus meer lokale bronnen van partikels (regionale versus lokale monitoring).

42


Daarenboven

kan

een

regionaal

meetnet

een

belangrijke

bijdrage

bieden

als

achtergrondreferentie voor het beter inschatten en interpreteren van meetcampagnes die gericht zijn op lokale monitoring. Het Pilootproject Effectgericht meten heeft aangetoond dat er belangrijke seizoenale verschillen bestaan in de gemeten eindpunten. Om de hoger beschreven metingen volledig naar waarde in te schatten, zou het wenselijk zijn om een permanente screening van de achtergrondactiviteit van luchtstalen te kennen. Niet alleen kan dan de temporele variabiliteit van effectgerichte metingen beoordeeld worden, maar kan ook een baseline activiteit voor de Vlaamse luchtkwaliteit bepaald worden. Figuur 5.5 Locatie van de Belgische PM10-monitoringsites met aanduiding van hun karakter (bron: IRCEL, http://www.irceline.be/~celinair/dutch/homenrl_java.html)

43


5.6 Voorstel voor een Vlaams monitoringsnetwerk effectgericht meten Het belangrijkste probleem voor het interpreteren en communiceren van effectgerichte metingen (zie verder) is het afbakenen van achtergrond- of referentiewaarden, m.a.w. wanneer is een meting significant verhoogd ten overstaan van de normale verwachte achtergrondwaarden. Om aan deze situatie tegemoet te komen, wordt voorgesteld om bij een effectgerichte meetcampagne zowel een externe (negatieve) als een interne (positieve) controle te voorzien om zodoende de resultaten van effectgerichte meetcampagnes beter in te kunnen schatten. Hieronder worden het concept van externe en interne controle verder uitgewerkt.

5.6.1

Externe controle

In het pilootproject effectgericht meten (Van Den Heuvel et al., 2008) werd duidelijk aangetoond dat de variatie in de tijd in effectgerichte metingen vaak groter is dan de variatie tussen verschillende locaties. Om dan ook een relevante interpretatie te kunnen garanderen van de effectgerichte metingen dient de temporele en ruimtelijke variabiliteit (o.a. seizoenale variatie) mee in rekening gebracht te worden. Daarom kan voorgesteld worden om maandelijks één of meerdere stalen (gepoold of niet), verzameld op landelijke VMM-meetstations (Moerkerke – 44N012, Houtem – 44N029, Aarschot – 42N035, Walshoutem – 42N054, Dessel – 42N016; de groene locaties op Figuur 5.5) te verzamelen en te analyseren en/of te stockeren. Tijdelijk stockeren geeft het voordeel dat er gewacht kan worden tot er een voldoende groot aantal stalen verzameld is om een hogere kostenefficiëntie te bereiken door een groter aantal testen tegelijk uit te voeren. Deze maandelijkse tijdserie kan dienen als een externe controle, om later de resultaten van effectgerichte metingen uitgaande van een milieugerelateerd probleem te kunnen aftoetsen aan de normale temporele variabiliteit van een (relatieve) Vlaamse referentiesituatie8. Een spreiding van landelijke meetstations doorheen Vlaanderen zorgt er tevens voor dat mogelijke ruimtelijke verschillen zoveel mogelijk meegenomen worden in het opstellen van de achtergrondvariabiliteit van effectgerichte metingen. Het hoeft immers niet zo te zijn dat een achtergrondwaarde voor Moerkerke representatief is voor Limburg, 8

of

omgekeerd.

Om

een

voldoende

robuuste

en

tegelijk

relevante

De term “relatieve referentiesituatie” wijst erop dat dit niet noodzakelijkerwijze een absolute controle dient

te zijn, maar landelijke locaties die een beeld geven van de achtergrondactiviteit die opgepikt kan worden aan de hand van effectgerichte metingen in de afwezigheid van specifieke verstoringbronnen.

44


achtergrondwaarde voor Vlaanderen te bekomen, moeten ruimtelijke en temporele variabiliteit in rekening gebracht worden. Of het opportuun is om de metingen voor verschillende landelijke meetstations over Vlaanderen te poolen, is afhankelijk van de variabiliteit die wordt aangetroffen tussen verschillende locaties. Er is op dit moment nog te weinig informatie beschikbaar over de achtergrondvariabiliteit van effectgerichte metingen in Vlaanderen om hierover een uitspraak te doen.

5.6.2

Interne controle

Voor elk van de effectgerichte metingen uit het basispakket (zie Tabel 3.2) wordt een specifieke chemische stof als interne controle meegenomen die gevoelig is voor het geteste gezondheidseffect. Zo kan voor genotoxiciteit (Ames test) voorgesteld worden om de respons van een staal uit te drukken in equivalenten van bijvoorbeeld benzo(a)pyreen

(Figuur

5.7).

Voor

hormoontoxiciteit

zou

dit

bijvoorbeeld

ethinylestradiol kunnen zijn. De belangrijkste eigenschap van deze interne controle is dat ze specifiek dient te zijn voor een gezondheidseffect. Figuur 5.7 Voorbeeld van een hypothetische ijklijn om de genotoxiciteit van luchtstalen uit te drukken in eenheden benzo(a)pyreen. In dit voorbeeld zou een complex maar chemisch niet gekarakteriseerd milieustaal dat 200 reverants/plaat vertoont een benzo(a)pyreen activiteitsequivalent van ongeveer 6.5 µg BaP/plaat hebben (rode kring in figuur)

RTE = 0.34

Door voor elke geselecteerde in vitro test zulke interne controle te bepalen (tabel 5.1), kan de activiteit van luchtstalen op een uniforme en gestandaardiseerde manier uitgedrukt worden in “relatieve toxische eenheden” (RTE). Hierdoor wordt een maat voor eenheidstoxiciteit geïntroduceerd, die als basis gebruikt kan worden om 45


verschillende campagnes met elkaar te vergelijken en te interpreteren (zie verder). In Figuur 5.7 zou bijvoorbeeld 20 µg benzo(a)pyreen als eenheid voor genotoxiciteit genomen kunnen worden, zodat een staal dat 200 reverants/plaat induceert (wat overeenkomt met ongeveer 6.5 µg BaP/plaat), een RTE van 0.34 heeft. Deze standaardisatie

van

toxische

respons

biedt

vooral

voor

de

interpretatie

en

communicatie belangrijke voordelen (zie hoofdstuk 7). Tabel 5.1 Overzicht van stoffen die mogelijk als interne controle gebruikt kunnen worden voor de verschillende gezondheidseffecten Gezondheidseffect

9

Mogelijke interne controle

Systemische toxiciteit (ST)

Cat-tox NRR in BEAS-2B

Paraquat, CdCl2

Genotoxiciteit (GT)

Ames-test

Benzo(a)pyreen

Hormoontoxiciteit

MELN-test

Oestradiol

Immunotoxiciteit (IT)

IL-6/8 in BEAS-2B TNF- in THP-1

Lipopolysaccharide (endotoxine) 9

In een recente publicatie gebruikte Ovrerik et al. (2009) silica als positieve controle om cytokine en

chemokine expressiepatronen na te gaan in BEAS-2B cellen

46

Statistische verwerking van de resultaten

H HO OO OF FD DS ST TU UK K6 6 S ST TA AT TIIS ST TIIS SC CH HE EV VE ER RW WE ER RK KIIN NG GV VA AN ND DE E R RE ES SU ULLT TA AT TE EN N

In voorgaande selectie van de staalnamelocaties werd onderscheid gemaakt tussen lokale en regionale monitoring. Zoals hoger beschreven hebben beide strategieën voor effectgericht meten hun specifieke doel. Ook op het gebied van de statistische verwerking van de resultaten van effectgerichte metingen dient tussen beide monitoringsstrategieën onderscheid gemaakt te worden.

6.1 Lokale monitoring Lokale monitoring is een strategie waar gelijktijdig op referentielocaties en op blootstellingslocaties gecombineerd

stalen

verzameld

worden. De

tijdsfactor,

of

eventuele verstorende factoren als seizoenale variabiliteit speelt hierbij dus geen rol. Uiteraard dient er wel voor gezorgd te worden dat onder andere de klimatologische randvoorwaarden van de referentiesite vergelijkbaar zijn met de blootstellingslocaties. Voor de statistische analyse van de resultaten van deze meetstrategie kan gebruik gemaakt worden van een “repeated measures ANOVA”. Het verschil van deze statistische techniek met een gewone ANOVA is dat er intrinsiek rekening gehouden wordt met de tijdscorrelatie tussen de verschillende metingen. Een repeated measures ANOVA combineert dus in feite het concept van gepaarde stalen (wat over het algemeen geanalyseerd wordt met een gepaarde t-test) en het testen van de variatie tussen verschillende groepen metingen (wat meestal getest wordt met een ANOVA). Deze statistische analysetechniek is standaard beschikbaar in de meest gangbare statistische pakketten (o.a. Statistica, SAS, SPSS).

6.2 Regionale monitoring Regionale monitoring maakt gebruik van vaststaande staalname-locaties (bijvoorbeeld het fijn stof meetnet van VMM, zie Figuur 5.5 en hoofdstuk 5.5.1), waar gedurende langere termijn periodieke metingen gebeuren. Hierdoor ontstaan tijdsreeksen, die als dusdanig geanalyseerd kunnen worden. Er kan immers verwacht worden dat seizoenale variabiliteit een belangrijke rol speelt in de effectgerichte metingen. Deze variabiliteit

47

Statistische verwerking van de resultaten

dient in rekening gebracht te worden vooraleer verschillende locaties met elkaar vergeleken worden, bijvoorbeeld aan de hand van een t-test of ANOVA. De bruikbaarheid

van

verschillende

statistische

testen

is

afhankelijk

van

de

staalbehandeling, en moet hierop worden afgestemd. Indien het mogelijk is om stalen van de landelijke gebieden te poolen voor het bepalen van de achtergrondactiviteit in Vlaanderen (zie 5.6.1), kan een gepaarde t-test gebruikt worden. Als er meerdere locaties en tijdstippen met elkaar vergeleken worden, kan een repeated measures ANOVA voorgesteld worden als statistische test. Indien blijkt dat de data niet normaal verdeeld

zijn,

kan

gekozen

worden

voor

het

niet-parameterische

alternatief,

bijvoorbeeld Friedman‟s Test.

6.3 Relatie effectgericht meten - andere data In het kader van het huidige project worden effectgerichte metingen toegepast in een specifieke context, vooral het ondersteunen en aanvullen van de resultaten van een humane biomonitoringcampagne. Gelijktijdig met het verzamelen van milieustalen worden ook bij schoolkinderen (14-15 jaar) uit de betrokken regio bloed- en urinestalen verzameld, waarin zowel blootstellings- als effectmerkers gemeten worden. Onder andere omstandigheden kunnen de resultaten van effectgerichte metingen ook gerelateerd worden aan andere informatiebronnen, o.a. epidemiologische data of fysisch-chemische metingen. De beste manier om effectgerichte metingen en andere informatiebronnen met elkaar in verband te brengen, is in eerste instantie via correlatieanalyse. Om een meer gedetailleerd

beeld

te

scheppen

van

het

verband

tussen

de

humane

biomonitoringsdata, informatie uit vragenlijsten,… en effectgerichte metingen, moeten multivariate technieken (bijvoorbeeld Principale Componenten-Analyse (PCA) of Partial Least Squares of Latent Structures (PLS)) toegepast worden. Er dient ook hier benadrukt te worden dat de keuze van de statistische technieken die gebruikt worden, voor een groot deel afhankelijk is van de doelstellingen en het opzet van de meetcampagnes, en er dus geen éénduidige, allesomvattende, strategie naar voren geschoven kan worden die voor alle omstandigheden toepasbaar is. Er dient wel uitdrukkelijk voor gewaarschuwd te worden dat omwille van het kostenplaatje van een effectgerichte meetcampagne, er vaak slechts kleine aantallen stalen verzameld en geanalyseerd zullen worden. Het op voorhand duidelijk formuleren van relevante onderzoeksvragen en bijhorende strategie dient dus met de grootste omzichtigheid te gebeuren. Dit benadrukt nogmaals de nood om in een vroeg stadium een zo concreet mogelijke doelstelling vast te leggen. 48

Data-Interpretatie en -communicatie

H HO OO OF FD DS ST TU UK K7 7 D DA AT TA A--IIN NT TE ER RP PR RE ET TA AT TIIE EE EN N --C CO OM MM MU UN NIIC CA AT TIIE E

7.1 Lokale monitoring Lokale monitoring neemt een bestaand of verondersteld, duidelijk afgelijnd, milieu- of gezondheidsprobleem als uitgangssituatie. De doelstellingen van het project en van de effectgerichte metingen zullen dus zeer duidelijk en scherp afgelijnd kunnen worden. Over het algemeen zal een effectgerichte meetcampagne een “case-control” karakter hebben, waarbij de effectgerichte metingen in het studiegebied wordt vergeleken met een

“referentielocatie”.

De

interpretatie

en

communicatie

van

dergelijke

onderzoeksopstelling dient zich dan ook te richten op het vergelijken van case en controle. Over het algemeen zal ook de lokale bevolking bij communicatie betrokken moeten worden, omdat zij veelal goed geïnformeerd zijn (en vaak ook vragende partij) voor bijkomende informatie betreffende de milieu-impact. Bij het opstellen van de meetcampagne zal de ruimtelijke spreiding en representativiteit van een meetnet voor interpretatie en communicatie benadrukt moeten worden. Indien naast de effectgerichte metingen ook bijkomende informatie verzameld wordt (o.a. fysisch-chemische karakterisatie, humane biomonitoring, epidemiologische data), dient deze ook in de rapportage opgenomen te worden, en moeten correlaties en/of multivariate analyses het al dan niet bestaan van verbanden tussen beiden aantonen. Deze correlaties dienen ook als dusdanig gecommuniceerd te worden aan de betrokken bevolking. Er dient wel benadrukt te worden dat de mogelijke verbanden tussen effectgerichte

metingen

en

bijkomende

informatiebronnen

niet

noodzakelijk

mechanistisch of causaal onderbouwd zijn, maar eerder in een “weight-of-evidence” benadering dienen te worden gezien. Zoals steeds dient een interpretatie- en communicatieplan in een zo vroeg mogelijk stadium van probleemidentificatie geïntegreerd te worden in de ganse projectopstelling. Door gebruik te maken van externe en interne controlemechanismen (zie hoofdstuk 5.5) kunnen de resultaten van een effectgerichte meetcampagne beter geïnterpreteerd worden, en kunnen verschillende campagnes met elkaar vergeleken worden.

49


7.2 Regionale monitoring Bij

regionale

monitoring

is

het

moeilijk

om

een

realistische

en

relevante

communicatiestrategie uit te werken die gericht is op het beantwoorden van publieke bezorgdheid.

Het

is

daarom

niet

meteen

aan

te

raden

om

een

uitgebreide

communicatiecampagne te voeren rond regionale effectgerichte metingen, en eerder in de vorm van indicatoren te werken, bijvoorbeeld om 1) regionale verschillen weer te geven (stedelijk versus landelijk, of metingen in en rond grote industriezones), 2) evolutie van de gemeten waarden in de tijd te rapporteren (zoals andere indicatoren in bijvoorbeeld

het

MIRA-rapport),

of

3)

specifieke

evenementen

aan

te

geven

(bijvoorbeeld het vergelijken van de Vlaamse luchtkwaliteit tijdens een smog-episode, of bij een fijn stof-episode door bijvoorbeeld Sahara-zand). Ook naar de interpretatie van de resultaten toe is het voor regionale monitoring moeilijker dan voor lokale monitoring om duidelijke verbanden te gaan detecteren. Vaak zijn er slechts weinig bijkomende informatiebronnen over luchtkwaliteit, humane biomonitoring, gezondheidseffecten,… beschikbaar, en de data die beschikbaar zijn (o.a. HBM data uit het Steunpunt Milieu&Gezondheid of modelleringsdata van IRCEL) zijn niet noodzakelijk „fit-for-purpose‟. Er dient dus gelet te worden op het gevaar van over-interpretatie van regionale monitoringdata. De belangrijkste bijdrage die een regionaal monitoringsnetwerk kan leveren voor het milieubeleid in Vlaanderen is het opvolgen van temporele en ruimtelijke variabiliteit van de milieukwaliteit, uitgaande van een integrerende, effectgerichte methode.

7.3 Grafische voorstelling voor communicatiedoeleinden Om de interpretatie en communicatie van effectgerichte metingen te vergemakkelijken, dient nagedacht te worden over een eenvoudige en efficiënte manier van weergave van de resultaten. Figuur 7.1 geeft een voorbeeld van hoe een efficiënte weergave van de resultaten van effectgerichte metingen eruit kan zien:  De interne controle (groene lijn) geeft de mogelijkheid om de waargenomen toxiciteit van een milieustaal om te rekenen naar een relatieve toxische eenheid (RTE, zie 5.5.2).  Ook een Vlaams referentiegemiddelde (blauwe lijn, de externe controle, zie 5.5.1) kan uitgedrukt worden in RTE (met bijbehorende betrouwbaarheidsintervallen (blauwe stippellijnen) indien herhaalde metingen beschikbaar zijn);  Een milieustaal (rode lijn) kan op deze manier overzichtelijk weergegeven worden, en tegelijk vergeleken worden met de Vlaamse controlesituatie. Op deze manier wordt weergegeven welke in vitro-testen verhoogd waren, en waar er mogelijk 50


gezondheidseffecten verwacht kunnen worden. In Figuur 7.1 wordt duidelijk een verhoogde hormoontoxiciteit (HT) waargenomen in vergelijking met de externe controle. Figuur 7.1 Voorbeeld van hoe effectgerichte metingen eenvoudig en efficiënt weergegeven kunnen worden

ST

Interne controle

1

Externe controle

0,75

Case

0,5 0,25

GT

IT

0

HT Op bovenstaande grafische manier kan zowel voor lokale als voor regionale monitoring op overzichtelijke en uniforme manier een overzicht gegeven worden van de complexe informatie die vervat zit in een campagne effectgericht meten:  Lokale monitoring: vergelijking van effectgerichte metingen op verschillende locaties (zie figuur 7.2,);  Regionale

monitoring:

Berekening

van

indicatoren

voor

milieurapportage,

bijvoorbeeld door het berekenen van de totale respons-oppervlakte van een staal, en dit vergelijken met de externe controle (respons-ratio, figuur 7.3). Hieraan kan dan eenvoudig een beleidsactie aan verbonden worden.

51


Figuur 7.2 Voorbeeld van hoe resultaten van lokale monitoring kunnen weergegeven worden (in dit voorbeeld wordt een reductie van hormoontoxiciteit met toenemende afstand tot de bron weergegeven)

Figuur 7.3 Voorbeeld van hoe een tijdsreeks (periode 2007-2010) voor regionale monitoring kan weergegeven worden. De responsratio tussen het blauwe en rode oppervlak kan aangewend worden als milieu-indicator

Respons-ratio = 2.34 52

Respons-ratio = 1.77

Respons-ratio = 1.95

Respons-ratio = 1.25Relatieve toxische eenheid (RTE)

Post-evaluatie van het draaiboek

H HO OO OF FD DS ST TU UK K8 8 P PO OS ST T--E EV VA ALLU UA AT TIIE EV VA AN NH HE ET TD DR RA AA AIIB BO OE EK K

8.1 Inleiding Zoals de titel al aangeeft, bestaat het project “Opmaak van een concreet en praktisch toepasbaar draaiboek voor toepassing van effectgerichte metingen in het lopende en toekomstige milieu- en gezondheidsbeleid met inbegrip van validatie door toepassing op de geselecteerde hot spot Genk-Zuid van het 2de generatie Steunpunt Milieu en Gezondheid” uit twee belangrijke pijlers. In eerste instantie werd een generisch draaiboek opgesteld waarin de krijtlijnen voor een algemene toepasbaarheid van effectgericht meten als een beleidsondersteunend instrument

voor

Milieu&Gezondheidsstudies

werden

uitgetekend

(WP1,

het

voorliggende document), en in tweede instantie was er de praktische toepassing en validatie van dit draaiboek in een case-studie (i.e. de geselecteerde hot spot GenkZuid, WP2). Als finale stap in dit proces, wordt teruggekeerd naar het generische draaiboek voor een kritische post-evaluatie. Aan de hand van de praktische ervaringen die volgden uit de case-studie, wordt nagegaan in hoeverre verdere aanpassingen, bijsturingen of verfijningen van het draaiboek dienen te gebeuren. In wat volgt worden systematisch de opeenvolgende hoofdstukken van het draaiboek (zie hoger) doorlopen, en wordt besproken waar het draaiboek goed functioneerde, en waar eventueel bijsturing of verscherpte aandacht nodig is.

8.2 Evaluatie van de verschillende deelaspecten

8.2.1 Opstellen van scenario’s voor effectgerichte metingen (Hoofdstukken 2.2 & 3) Zoals in het draaiboek wordt aangegeven, bestaat er niet zoiets als een vaststaand en uniek plan wat toegepast kan worden bij elke effectgerichte meetcampagne. Elke meetcampagne

heeft

immers

zijn

specifieke

onderzoeksvragen,

potentiële

probleempolluenten, en mogelijk unieke gezondheidseffecten. Wel werd er een beslissingsboom opgesteld (zie figuur 2.1, dit document) die kan assisteren om de nood aan, en doelstellingen van, een effectgerichte meetcampagne na te gaan.

53


Hiermee samenhangend werden 4 generische scenario‟s voorgesteld (Basispakket, Focus, Brede Screening, Biomarker Batterij), afhankelijk of het gaat over een lokale of regionale campagne, en of er algemene of specifieke gezondheidseffecten bekeken worden (zie figuur 2.2, dit document). In de case-studie in het huidige project rond de hot spot Genk-Zuid (zie WP2 voor de volledige beschrijving) werd deze procedure echter niet gevolgd, omdat de keuze van het studiegebied (“lokale campagne”) en de te bestuderen gezondheidseffecten (“specifieke bron – algemeen effect”) al op voorhand vaststonden. Er werd in de casestudie dan ook gekozen voor het “Basispakket”, zij het in een licht afwijkende vorm (Tabel 8.1): Tabel 8.1 Vergelijking van de voorziene testen uit het Draaiboek en de werkelijk uitgevoerde testen in de case-studie “Genk-Zuid” (verschillen aangeduid in vet) Voorzien in Draaiboekoptie “Basispakket”

Systemische toxiciteit

Cat-tox NRR-toxiciteit in BEAS-2B

Uitgevoerde testen in case-studie “Genk-Zuid” Radicaal genererend vermogen NRR-toxiciteit in BEAS-2B

Genotoxiciteit

Ames-test

Ames-test

Hormoontoxiciteit

MELN-test

MELN-test

IL-6 en -8 productie in BEAS2B Immunotoxiciteit

TNF- in THP-1 Endotoxine assay

IL-6 en -8 productie in BEAS-2B Endotoxine assay

In vergelijking met het Basispakket, zoals voorgesteld in het draaiboek, werden een aantal veranderingen doorgevoerd. Het vervangen van de Cat-tox test door een test om het radicaal genererend vermogen van partikels te testen kan verklaard worden door de partnersamenstelling van het projectteam (Cat-tox wordt gemeten door UA, UHasselt meet het radicaal genererend vermogen). Daarnaast werden de TNF-

test

niet uitgevoerd wegens de beperkt toegevoegde waarde to vil-6/il-8 productie in Beas2B.

54


Deze veranderingen wijzen niet meteen op een tekortkoming van het draaiboek op zich, maar duiden er voornamelijk op dat een campagne effectgericht meten de nodige flexibiliteit dient te behouden om zo efficiënt mogelijk te kunnen inspelen op randvoorwaarden als meetcapaciteit en –technologie, staalnamehoeveelheden, en logistieke en financiële randvoorwaarden van elke individuele meetcampagne. Waar er in de Pilootstudie van Van Den Heuvel et al. (2008) nog vragen rezen over de bruikbaarheid van de BEAS-2B cellijn voor het meten van de cytokine inductie, blijkt uit de case-studie Genk-Zuid dat er een duidelijk signaal detecteerbaar is op zowel GenkZuid als Koksijde. Er werd een significant positieve correlatie aangetoond tussen de productie van il-6 en il-8 door Beas-2B na blootstelling aan PM10 (Spearman correlatiecoëfficiënt r= 0.92, p<0.001, n=11) en verschillende zware metalen. Ondanks de grote variatie tussen de maanden was de inflammatoire potentie van de PM10 uit Genk significant verhoogd tov Koksijde (gepaarde t-test, p=0.03).

8.2.2

Praktische aspecten van staalname (Hoofdstuk 2.3)

De praktische aspecten van staalname worden voornamelijk beïnvloed door de keuze van het bemonsteringstoestel, de filterkeuze, en de extractieprocedure. Uit de casestudie

komt

duidelijk

naar

voor

dat

het

essentieel

is

om

zoveel

mogelijk

gestandaardiseerd te werken, gebruik makende van dezelfde technologie op de verschillende staalname-locaties. Immers, in de case-studie bleek het niet mogelijk om beroep te doen op identieke bemonsteringstoestellen op beide locaties (Koksijde en Genk-Zuid), en het is ook niet duidelijk wat de mogelijke effecten zijn van de verschillende toestellen op de resultaten van de effectgerichte metingen. Uit het draaiboek blijkt duidelijk dat er een brede waaier aan bemonsteringstoestellen, filters,

en

extractieprocedures

voorhanden

is

om

met

de

nodige

flexibiliteit

effectgerichte metingen uit te voeren, maar er dient meer nadruk gelegd te worden op de nood aan standaardisering van de gebruikte methodologie. Er dient wel gewezen te worden op het feit dat voor een aantal testen (o.a. Cat-tox, Ames test,… zie tabel 2.5) een relatief grote hoeveelheid lucht bemonsterd dient te worden om een voldoende partikelbelading van de filters te hebben (100-500 m³ lucht nodig). Low-volume samplers echter hebben maar een debiet in de grootte-orde van 25-50 m³/dag (zie tabel 2.2), en zijn dus niet geschikt om de lucht te bemonsteren voor de uitvoering van hogervermelde testen op 24-uur stalen. Aangezien de gemiddelde concentratie PM10 gedurende de case-studie ongeveer 25 µg/m³ bedroeg, wil dit dan ook zeggen dat er per dag ongeveer 1000 µg PM10 bemonsterd kan worden met een low-volume sampler. Deze hoeveelheid is voldoende voor de uitvoering van de inflammatoire testen en de

55


bepaling van het radicaal genererend vermogen van fijn stof. Onderstaande tabel 8.2 geeft een overzicht van de bemonsteringstoestellen en de toepasbaarheid voor verschillende in-vitro testen: Tabel 8.2 Verband tussen bemonsteringsmethode en in-vitro testen voor effectgerichte metingen Test

Low-volume sampler

High-volume sampler

Ames-test

-

+

Cat-tox

-

+

MELN-test

-

+

Il-6-/il-8 in BEAS-2B

+

+

TNF-α in THP-1

+

+

Radicaal genererend

+

+

vermogen

Uitgaande van de analyse in tabel 8.2 zijn low-volume samplers dus eigenlijk niet geschikt om effecten van luchtvervuiling op te sporen aan de hand van effectgerichte metingen, omdat de hoeveelheid fijn stof die verzameld kan worden te laag is om verschillende testen uit te voeren. Enkel gebruik makende van high-volume samplers kan hier een oplossing brengen, maar deze apparatuur is erg duur in aanschaf en is niet frequent beschikbaar. Indien ervoor gekozen wordt, zoals in de case-studie GenkZuid, om stalen te poolen en zodoende een beeld op langere termijn te krijgen, zijn low-volume samplers wel bruikbaar. Het gebruik van verschillende bemonsteringsmethodes op de verschillende locaties was uiteraard geen opzettelijke keuze, maar werd ingegeven door praktische beperkingen. Indien in de toekomst campagnes effectgericht meten zullen worden uitgevoerd met een hogere frequentie of in een grootschaliger kader, lijkt het sterk aangewezen om hiervoor specifiek toegewezen materiaal te voorzien.

8.2.3

Selectie van staalname locaties (Hoofdstuk 5)

Een omvangrijk hoofdstuk in het draaiboek is specifiek toegespitst op de selectie van de staalnamelocaties. Ook uit de case-studie Genk-Zuid blijkt dat dit een uiterst belangrijk aspect is in het opstellen van een effectgerichte meetcampagne.

56


De strategie die gevolgd werd voor het selecteren van de meetlocaties in de casestudie volgde niet meteen één specifiek scenario zoals beschreven in het draaiboek, maar een combinatie van verschillende opties: Enerzijds werd rekening gehouden met bevolkingsblootstelling (hoofdstuk 5.4.3), voornamelijk omdat de resultaten van het effectgericht meten ook gecorreleerd werden met de humane biomonitoringscampagne; Daarnaast waren echter ook praktische overwegingen belangrijk (hoofdstuk 5.4.4), aangezien ook rekening gehouden moest worden met de aanwezige bemonsteringspunten van VMM. Het belangrijkste aspect echter waarin de case-studie afweek van het draaiboek, was in het combineren van een lokale en regionale strategie in de selectie van de staalnamelocaties. Langs de ene kant spitste de studie zich toe op een erg lokaal probleemgebied (Genk-Zuid), maar werd de referentielocatie gekozen op een regionale schaal (Kokzijde). Hoewel er uiteraard praktische redenen waren voor deze keuze, blijkt het verschil in regionaal klimaat en het specifieke karakter van Kokzijde (ligging bij de zee), een belangrijke factor te zijn in de interpretatie van de data. Uit de resultaten blijkt dat een aantal effectgerichte metingen mogelijk beïnvloed worden door klimaatsparameters zoals temperatuur, windsterkte, of neerslag, en dat ook het maritieme karakter van het referentiemeetpunt mogelijk een verstorende factor is door de potentieel verstorende invloed van zeezout. Deze ruimtelijke en klimatologische variatie is erg belangrijk voor de interpretatie van de data, en het duidt er dus op dat het niet eenvoudig is dat verschillende locaties zomaar met elkaar te vergelijken. Zoals al in het draaiboek werd weergegeven, biedt de optie om te werken met een externe controle (zie hoofdstuk 5.6.1) betere mogelijkheden om de ruimtelijke en temporele variabiliteit beter te begrijpen. Zoals in het draaiboek al aangegeven werd “… hoeft (het) immers niet zo te zijn dat een achtergrondwaarde voor Moerkerke representatief is voor Limburg, of omgekeerd” (p.42, dit document). Daarnaast moet ook getracht worden om meer relevante klimatologische informatie te verzamelen over het studiegebied, daar de gebruikte klimatologische data (Antwerpen Luchtbal) in de huidige case-studie niet erg relevant was voor het studiegebied GenkZuid. Volgens de website van het Koninklijk Meteorologisch Instituut bestaat er in België een Klimatologisch Netwerk van 270 waarnemingsstations, verspreid over het ganse land. Elke dag meten de waarnemers de hoeveelheid water die in de voorbije 24 uur gevallen is in een pluviometer van het KMI en worden in de helft van de stations 57


bovendien ook de extreme luchttemperaturen genoteerd. Deze metingen worden in de loop van de dag verder aangevuld, afhankelijk van de beschikbaarheid van de waarnemer, door bijkomende observaties zoals het nachtminimum op gazon, de verdeling van de regen gedurende de dag, mistvorming, de sneeuwhoogte of de passage

van

een

onweer

(zie

Klimatologisch+netwerk.html).

ook

Mogelijk

http://www.kmi.be/meteo/view/nl/214871biedt

dit

netwerk

in

de

toekomst

de

mogelijkheid om een betere benadering van de klimatologische omstandigheden in het studiegebied te bekomen. Uit de case-studie Genk-Zuid komt dus duidelijk naar voor dat klimatologische data een belangrijk effect kunnen hebben op de uitkomst en interpretatie van effectgerichte metingen. Dit

heeft

uiteraard

ook

zijn

consequenties voor het

opstellen

van

tijdsreeksen van effectgerichte metingen over verschillende maanden en jaren heen. Indien metingen van verschillende jaren met elkaar vergeleken willen worden, of dezelfde metingen gedurende verscheidene jaren opgevolgd worden, moet ervoor gezorgd worden dat zoveel mogelijk seizoenale verschillen uitgesloten worden. Immers, hoewel duidelijk aangetoond werd dat er belangrijke seizoenale verschillen zijn, zijn er nog te weinig meetgegevens beschikbaar om de meest relevante klimatologische variabelen (temperatuur, windsnelheid, neerslaghoeveelheid,…) te identificeren.

8.2.4

Data-interpretatie en -communicatie (Hoofdstuk 7)

Naast het werken met een externe controle om zoveel mogelijk te corrigeren voor ruimtelijke en temporele variabiliteit, werd in het draaiboek ook voorgesteld om voor elk van de effectgerichte metingen uit het basispakket een specifieke chemische stof als interne controle mee te nemen. Door gebruik te maken van oestradiol (E2, voor hormoontoxiciteit), lipopolysaccharide (LPS, immunotoxiciteit), benzo(a)pyreen (BaP, genotoxiciteit) en cadmiumchloride (CdCl2, systemische toxiciteit) werd de activiteit van de luchtstalen van Kokzijde en Genk-Zuid op een uniforme en gestandaardiseerde manier uitgedrukt worden in “relatieve toxische eenheden” (zie o.a. Figuur 33 in het Rapport van WP2). Hoewel het in de case-studie niet mogelijk was om evoluties in de tijd op deze manier weer te geven, en ondanks het feit dat slechts 2 locaties met elkaar vergeleken werden, biedt het gebruik van interne controlestoffen een goede mogelijkheid om op overzichtelijke

en

gestandaardiseerde

manier

de

activiteit

van

luchtstalen

op

verschillende locaties met elkaar te vergelijken. Door ook in de toekomst dezelfde interne controle stof mee te nemen bij effectgerichte metingen, kan de luchtkwaliteit op 58


verschillende plaatsen beter vergeleken worden en kunnen evoluties in de tijd opgevolgd worden.

8.3 Aandachtspunten en toekomstvisie Hoewel we tijdens de case-studie in Genk-Zuid geconfronteerd werden met een aantal praktische en logistieke beperkingen, dient erop gewezen te worden dat de studie duidelijk aantoont dat effectgerichte metingen gebruikt kunnen worden om de luchtkwaliteit te evalueren, en dat deze gerelateerd kunnen worden aan humane biomonitoring data. Er zijn echter een aantal aandachtspunten, die in grote mate wel aan bod gekomen zijn in het draaiboek, maar die omwille van logistieke en praktische beperkingen niet als dusdanig in de case-studie werden weerhouden: Er is een dringende nood aan een gestandaardiseerde bemonsteringsopstelling, waarbij de luchtstalen op verschillende locaties volgens dezelfde methode verzameld worden; Ook de keuze van de staalnamelocaties bleek belangrijk te zijn, voornamelijk het selecteren van een goede referentielocatie. Mogelijk biedt het over langere termijn bemonsteren van één of meerdere externe controlelocaties hier een oplossing; Het draaiboek biedt over het algemeen een goede handleiding voor het opstellen van meetcampagnes, maar moet niet als een rigide document worden beschouwd. In de toekomst zullen andere meetcampagnes ook nieuwe eisen stellen naar meetmethodes, gebruikte in vitro testen,… toe. Flexibiliteit blijft een belangrijk aspect. Zowel vanuit wetenschappelijk als beleidsondersteunend standpunt biedt het gebruik van effectgerichte metingen ter beoordeling van de luchtkwaliteit belangrijke voordelen een complementaire, innovatieve, methode om de luchtkwaliteitproblematiek in Vlaanderen in kaart te brengen en van nabij op te volgen. De gevonden verbanden met zowel

de

fysisch-chemische

luchtkwaliteit

en

de

resultaten

van

de

humane

biomonitoring duiden erop dat effectgerichte metingen een belangrijke meerwaarde kunnen bieden in een geïntegreerd monitoringsnetwerk. Naar de toekomst toe dringt zich echter de noodzaak op om verder te investeren in de ontwikkeling van gestandaardiseerde en geharmoniseerde meetinfrastructuur, mogelijk en zelfs wenselijk in een geminiaturiseerd formaat. Mogelijk biedt het gebruik van de 59


aethalometers die door VITO gebruikt worden om fijn stof-concentraties te bepalen, hiervoor een oplossing. Verder onderzoek en bijkomende ontwikkeling dienen hieraan een antwoord te geven.

60

Referenties

H HO OO OF FD DS ST TU UK K9 9 R RE EF FE ER RE EN NT TIIE ES S

 Bae S, Pan X-C, Kim S-Y, Park K, Kim Y-H, Kim H, Hong Y-C. 2010 Exposure to particulate matter and polycyclic aromatic hydrocarbons and oxidative stress in schoolchildren. Environmental Health Perspectives 118: 579-583  Bonetta S, Carraro R, Bonetta S, Pignata C, Pavan I, Romano C, Gilli G. 2009. Application of semipermeable membrane device (SPMD) to assess air genotoxicity in an occupational environment. Chemosphere 75: 1446-1452  Brits E, Schoeters G, Verschaeve L. 2004. Genotoxicity of PM10 and extracted organics collected in an industrial, urban, and rural area in Flanders, Belgium. Environmental Research 96: 109-118.  Dick CAJ, Stone V, Brown DM, Watt M, Cherrie JW, Howarth S, Seaton A, Donaldson K. 2000. Toxic and inflammatory effects of filters frequently used for the collection of airborne particulate matter. Atmospheric Environment 34: 2587-2592.  Don Porto Carero A. 2002. Respiratory toxicity of airborne pollutant particles – In vitro studies. PhD thesis, 2002/TOX/R/026. 123p  Du Four VA, Janssen C, Brits E, Van Larebeke NV. 2005. Genotoxic and mutagenic activity of environmental air samples from different rural, urban, and industrial sites in Flanders, Belgium. Mutation Research/Genetic Toxicology and Environmental Mutagnenesis 558: 106-117.  Du Four VA, Van Larebeke N, Janssen CR. 2004. Genotoxic and mutagenic activity of environmental air samples in Flanders, Belgium. Mutation Research 558: 155-167  Fuentes-Mattei E, Rivera E, Gioda A, Sanchez-Rivera D, Roman-Velazquez FR, Jimenez-Velez BD. 2010. Use of human bronchial epithelial cells (BEAS-2B) to study immulological markers resulting from exposure to PM2.5 organic extracts from Puerto Rico. Toxicology and Applied Pharmacology 243: 381-389.  Jalava PI, Hirvonen MR, Sillanpaa M, Pennanen AS, Happo MS, Hillamo R, Cassee FR, Gerlof-Nijland M, Borm PJA, Schins RPF, Janssen NAH, Salonen RO. 2009. Associations of urban air particulate composition with inflammatory and cytotoxic responses in RAW 246.7 cel line. Inhalation Toxicology 21: 994-1006

61

Referenties

 Kennedy K, Macova M, Leusch F, Bartkow ME, Hawker DW, Zhao B, Denison MS, Mueller JF. 2009. Assessing indoor air exposures using passive sampling with bioanalytical methods for estrogenicity and aryl hydrocarbon receptor activity. Analytical and Bioanalytical Chemistry 394: 1413-1421.  Lippmann M, Chen L-C. 2009. Health effects of concentrated ambient air particulate matter (CAPs) and its components. Critical Reviews in Toxicology 39: 865-913.  Nawrot T, Kuenzli N, Sunyer J, Shi T, Moreno T, Viana M, Heinrich J, Forsbeeg B, Kelly F, Sughis M, Nemery B, Borm P. 2009. Oxidative properties of ambient PM2.5 and elemental composition: Heterogeneous associations in 19 European cities. Atmospheric Environment 43: 4595–4602  Ovrevik J, Lag M, Holme JA, Schwarze PE, Refsnes M. 2009. Cytokine and chemokine expression patterns in lung epithelial cells exposed to components characteristic of particulate air pollution. Toxicology 259: 46-53.  Perrone MG, Gualtieri M, Ferrero L, Lo Porto C, Udisti R, Bolzacchini E, Camatini M 2010. Seasonal variations in chemical composition and in vitro biological effects of fine PM from Milan. Chemosphere 78, 1368-1377.  Schoeters G, Don Porto Carero A, Brits E, Verschaeve L. 2001. Naar een effectgerichte evaluatie van luchtkwaliteit in Vlaanderen. Studie in opdracht van VMM. 2001/TOX/R/008.  Van Den Heuvel R, Witters H, Schoeters G, Nobels I, Vanparys C, De Coen W, Robbens J. 2008. Uitwerken en uitvoeren van een pilootproject voor effectgerichte metingen om de luchtkwaliteit in Vlaanderen te kunnen evalueren: eindrapport. Vlaamse

Overheid,

Departement

Leefmilieu,

Natuur

en

Energie

(LNE).

Overheidsopdracht DTG/OL200500031/5170/M&G. 170 p.  VMM. 2009. Luchtkwaliteit in het Vlaamse Gewest. Jaarverslag Immissiemeetnetten: Kalenderjaar

2008.

Vlaamse

Milieumaatschappij,

Afdeling

Lucht,

Milieu

en

Communicatie. Dienst Lucht. 162p.  Wegesser TC, Pinkerton KE, Last JA. 2009. California wildfires of 2008: Coarse and fine particulate matter toxicity. Environmental Health Perspectives 117: 894-897  Witters H, Van Den Heuvel R, Brits E, Schoeters G, Van Larebeke N, Dufour V, Janssen C. 2005. Evaluatie van de luchtkwaliteit in Vlaanderen door effectgerichte metingen

in

de

omgevingslucht:

Eindrapport.

Ministerie

van

de

Vlaamse

Gemeenschap, Administratie Milieu-, Natuur-, land- en waterbeheer (AMINAL). Overheidsopdracht DTG/OL200300060/3208/M&G. 238p.

62

Referenties

Zou B, Wilson JG, Zhan FB, Zeng Y. 2009. Air pollution exposure assessment methods utilized in epidemiological studies. Journal of Environmental Monitoring 11: 475-490.

63

Annex 1:Review artikel Lippmann and Chen (2009)

A AN NN NE EX X1 1::R RE EV VIIE EW WA AR RT TIIK KE ELL LLIIP PP PM MA AN NN NA AN ND DC CH HE EN N ((2 20 00 09 9))

Zie apart document voor het volledige artikel

64

Annex 2: Handleiding bij de scenario-tool

A AN NN NE EX X2 2:: H HA AN ND DLLE EIID DIIN NG GB BIIJJ D DE ES SC CE EN NA AR RIIO O--T TO OO OLL

De scenario-tool bestaat uit 5 verschillende sheets, die één voor één doorlopen kunnen worden om de relevante scenario‟s op te bouwen. Uiteindelijk is het de bedoeling van de scenario-tool om voor verschillende meetstrategiën de kostprijs te berekenen, en af te wegen welke de interessantste kosten-baten afweging met zich meebrengt. In wat volgt worden de verschillende sheets opeenvolgend besproken, en wordt uitgelegd welke input wel, en welke input niet mogelijk is in de scenario-tool.

A2.1 Basisstructuur Het is belangrijk om weten dat enkel de cellen in grijs, met zwarte omranding, kunnen gebruikt worden om data in te voegen:

Vanwege de gevoeligheid van de tool voor aanpassingen, zijn alle andere cellen geblokkeerd. In verschillende cellen komt bovendien in de rechterbovenhoek een rood driehoekje voor. Dit wil zeggen dat voor deze cellen bijkomende informatie beschikbaar is. Door met de muis op het rode driehoekje te gaan staan, wordt de informatie beschikbaar:

BELANGRIJK: De scenario-tool wordt ondersteund door verschillende reken-modules. Indien hieraan iets verandert, heeft dit ook

gevolgen voor het functioneren van de

scenario-tool. Daarom zijn alle cellen van de scenario-tool vastgelegd, en kan enkel in de daarvoor bestemde cellen data ingevoerd worden. Het verwijderen van de bescherming van de scenario-tool om veranderingen aan te brengen (o.a. kostprijsinformatie, toevoegen van nieuwe in-vitro testen,…) dient enkel te gebeuren op eigen verantwoordelijkheid, en met kennis van zaken.

65


A2.2 Sheet 1: Algemene informatie Onderstaande figuur geeft een algemeen screenshot van de eerste sheet van de scenario-tool.

Omschrijving scenario In

de

sheet

“Algemene

informatie”

wordt

de

basis-informatie

ingegeven,

die

onafhankelijk is van de keuze van in vitro testen, of van de testopzet. De verschillende data die kunnen ingegeven worden zijn:

Hier kan de titel van een specifiek scenario weergegeven worden; er zijn geen beperkingen wat de titel betreft. Staalname-karakteristieken De volgende cellen vragen informatie over de het aantal locaties waar gemeten gaat worden, en hoeveel replicaten per meetlocatie er zijn:

Dit is de enige locatie in de tool waar een willekeurig getal gegeven mag worden. Voor alle andere cellen moet steeds met 0 of 1 data ingegeven worden. 66


Filter-karakteristieken Voor

de

filter-karakteristieken

is

momenteel

enkel

de

Teflon-filter

voldoende

gevalideerd om gebruikt te worden voor effectgericht meten. Deze data staat dus default op 1 voor de Teflon-filter. Indien in de toekomst andere filters beschikbaar worden, zijn deze eenvoudig toe te voegen aan de scenario-tool. De keuze voor een specifieke filter wordt dan aangeduid met een 1 (geselecteerd) of een 0 (niet geselecteerd). Extractie-karakteristieken Momenteel zijn twee verschillende extractie-methoden gebruikt in het kader van de Pilootstudie Effectgericht meten, ASE-extractie en partikel-extractie. In de tool kunnen beide extractie-methoden apart, of in combinatie.

De keuze voor een specifieke

extractie-methode wordt aangeduid met een 1 (geselecteerd) of een 0 (niet geselecteerd).

Indien voor zowel de staalname-karakteristieken (aantal locaties en aantal replicaten) en voor de extractie-karakteristieken een getal is ingevuld > 0, verdwijnt de mededeling “Kies een extractie-methode”.

67


Indien voor alle drie de karakteristieken de juiste data ingevuld zijn, bent u klaar om naar de volgende sheet te gaan.

A2.3 Sheet 2: Basispakket Sheet 2 geeft een rekenblad waarbij het mogelijk is om voor het “basispakket Effectgericht meten” de nodige berekeningen uit te voeren. De details over de samenstelling van dit basispakket zijn terug te vinden in het Draaiboek. Praktisch gezien wordt het Basispakket geselecteerd door een “1” in te vullen in de bijhorende box. Als het Basispakket geselecteerd wordt, worden automatisch de 5 bijhorende testen ook geselecteerd. Het aantal metingen dat ik kolom D (“# metingen”) wordt

berekend,

is

afhankelijk

van

de

Staalname-karakteristieken

zoals

deze

gedefinieerd werden in Sheet 1: Algemene informatie.

Er bestaat ook de mogelijkheid om de individuele componenten van het Basispakket te selecteren, zonder dat hiervoor het ganse pakket geselecteerd dient te worden. Ook de bijkomende testen kunnen individueel geselecteerd worden.

68


OPMERKING: Sommige toxiciteitstesten kunnen niet gebruikt worden in combinatie met de partikel-extractie vanwege de bewezen blanco-toxiciteit van deze extractiemethode (zie Draaiboek voor meer informatie. Indien de Partikel-extractie methode gekozen wordt, zal dit duidelijk aangegeven worden in de keuze van in vitro testen.

69


A2.4 Sheet 3: Kostprijs Basispakket Afhankelijk van het scenario dat opgebouwd is in Sheets 1 en 2 geeft sheet 3 een overzicht van de kostprijs van het gebouwde scenario. In eerste instantie geeft Sheet 3 een overzicht van de gemaakte keuzes ivm staalname-, filter-, extractie, en de gekozen testen. Op basis hiervan berekent de sheet de kostprijs van het scenario.

Indien er in de opbouw van het scenario gekozen wordt voor een in vitro test die niet compatibel is met de gekozen extractie (bijvoorbeeld MELN-test met partikel-extractie), wordt geen kostprijs berekend, en wordt deze incompatibiliteit duidelijk aangegeven in de sheet.

70


De output van “Kostprijs basispakket” kan rechtstreeks ingelezen worden in andere programma‟s (bijvoorbeeld in een Word-document), door eenvoudig de sheet te copiëren (klik op

) en te plakken op de relevante plaats.

BELANGRIJK: Vanwege de dimensies van de output kan dit wel enkel indien de pagina geconfigureerd is in Landscape-modus

71


Scenario

Test 1

Staalnamekarakteristieken Aantal locaties

1

Aantal replicaten Aantal in vitro testen

1

Filter-karakteristieken

Extractie-karakteristieken

Teflon-filter

ASE-extractie

5

Gekozen testen Basispakket NRR-tox in Beas-2B (ST) MELN-test (HT) Systeemtoxiciteit NRR-tox in A549 (ST)

Genotoxiciteit

Immuuntoxiciteit

Micronucleus test (GT) MTT-test (ST)

Kostprijs extractie Kostprijs in vitro testen

Totale kostprijs

72

200 502

702

Euro

Hormoontoxiciteit


A2.5 Sheet 4-5: Biomarker-batterij + kostprijs De set-up van Sheets 4 en 5 zijn analoog van die van Sheet 2 en 3. Sheet 4 geeft echter de mogelijkheden om batterijen aan in vitro tests te selecteren aan de hand van de onderzochte gezondheidseffecten. In onderstaand voorbeeld werden bijvoorbeeld enkel de testen voor systemische toxiciteit geselecteerd.

Ook hier kunnen uiteraard naar eigen believen individuele testen geselecteerd worden, zonder dat daarvoor een pakket dient uitgekozen te worden. In bovenstaand voorbeeld werden zo de “Micronucleus-test” en “IL-6 en -8 in Beas-2B” bijkomend geselecteerd. Naar analogie met Sheet 3 wordt ook in Sheet 5 “Kostprijs batterij” een overzicht gegeven van de geselecteerde scenario-karakteristieken, en de bijbehorende kostprijs.

73

Scenario Staalnamekarakteristieken Aantal locaties Aantal replicaten Aantal in vitro testen

Gekozen testen Systeemtoxiciteit Totaalpakket

Test 1

1 1 7

Genotoxiciteit

Kostprijs extractie Kostprijs in vitro testen

Totale kostprijs

Extractiekarakteristieken ASE-extractie

Immuuntoxociteit

Hormoontoxiciteit

IL-6 en -8 in Beas2B

Cat-tox NRR-tox in Beas-2B Alamar-Blue test MTT-test Productie van ROS

Filterkarakteristieken Teflon-filter

Micronucleus test

200 700

900

Euro

Deelrapport 1: Werkpakket 1: Uitwerken van een beslissingsboom en draaiboek voor effectgerichte metingen

Recommend Documents