Integrovaný přístup k hodnocení rizik vyplývajících z přítomnosti chemických látek v prostředí

Integrovaný přístup k hodnocení rizik vyplývajících z přítomnosti chemických látek v prostředí Ivan Holoubek RECETOX, Masaryk University, Brno, CR [email protected]; http://recetox.muni.cz Konference Průmyslová ekologie

Research Centre for Toxic Compounds in the Environment

Hotel Jehla, Žďár http://recetox.muni.cz nad Sázavou, 24-26/03/2010

1


http://recetox.muni.cz

2

Environmental Fate

Harmful Effects

RECETOX

Ecological and Human Risk Assessment

Data Evaluation and Interpretation

Toxic Substances in the Environment

Environmental Policy and Management

International Conventions – Stockholm Convention on POPs



3

RECETOX – integrovaný přístup

Biologický aspekt

Chemický aspekt

Chemická struktura

Biologický účinek

Látky

Směsi látek

Známý účinek

Neznámý účinek

Známé problémy

Neznámé problémý



4

Koncepční přístup - otevřené otázky

Máme odpovídající informace týkající se znečišťujících látek ??

Co víme o reálném environmentálním osudu látek ??

Máme dostatečné množství informací o prostředí ??

Máme relevantní informace o prostředí ??

Jsme schopni využít informace, které máme ??

Jak používáme, interpretujeme a prezentujeme data, která máme ??

Produce, publish or perrish ??

Jsou tyto informace užitečné pro rozhodování a změny ??

Vědecký/politický… zájem vs. Budoucí osud planety ??



5

Koncepční přístup - otevřené otázky

Chemický přístup

Biologický přístup

Stanovení čehokoliv v čemkoliv ??

Testování ??

Co je zdrojem účinků ??

Které typy účinků můžeme očekávat ??

Osud Mechanismy účinků Vztahy mezi chemickými látkami a jejich biologickými účinky



6

Integrovaný přístup 

Laboratorní studie/terénní studie/modely



Hodnocení chemické/biologické/rizik



Co víme o reálném světě ???



7

Znečištění prostředí 

Znečišťující látky jsou přítomny ve složkách prostředí jako směsi



Potentiální účinky komplexních směsí nemohou být snadno hodnoceny použitím chemických analýz vzhledem k jejich struktrurní rozmanitosti a možným interakcím



Bioassays mohou poskytnout informace o celkovém potentiálu látek přítomných ve směsích



Specifické mechanismy toxických účinků – narušování hormonální rovnováhy, dioxinová toxicita, imunotoxicita, neurotoxicita



8

Hodnocení rizik Expozice

Účinky

Atmosférická depozice

WWTP

Eroze a odtok Znečištěné úniky

Predikovaná expoziční koncentrace (PEC)

Laboratorní (a terénní) studie Ecotoxikologické testy

Predikovaná koncentrace bez účinku (PNEC)



9

Environmentální osud Jak dobře rozumíme zdrojům, transportu a osudu chemických látek v prostředí ? H Cl

C

Cl

CCl3



10

Proč potřebujeme data o životním prostředí ? 

Výskyt a hladiny v prostředí – účinnost opatření, úmluvy, směrnice, srovnání



Studium osudu v prostředí – vědecký zájem, více environmentálního realismu, lepší znalosti distribuce



Monitoring časových, sezónních a prostorových trendů – nástroj pro studium environmentálního osudu a distribuce



Měření vs. modelování – více environmentálního realismu, lepší znalosti vlastností, distribuce, účinnosti opatření



Rozhodovací proces, analýza nákladů a užitků



…….. Research Centre for Toxic Compounds in the Environment


11

Přístupy 

Detekce kontaminantů ve složkách prostředí – hodnocení dopadů

Přesná identifikace polutant Sofistikované mětody, ale často velmi drahé Není možná identifikace účinků 

Detekce účinku (problému) chemických látek na živé organismy na individuální nebo populační úrovni

Využití specifických druhů indikujících kvalitu prostředí (bio-indikátory) a účinky látek Měření obsahu chemických látek v biakumulujících druzích 

Potřeby integrace obou přístupů Research Centre for Toxic Compounds in the Environment


12

Složka prostředí - ovzduší POPs, g/s s – jemná frakce – jak je toxikologicky významná; jaká část je tvořena bioaerosoly, o čem jsou data dioxin-like toxicity

particle phase

PAHs in Ambient Air - Košetice 1996-2007

TEQ (ng/m3)

100

PAS - PAHs

Weekly Sampling

12000,00

140

Σ PAHs (Aerosol)

120

Benzo(ghi)perylen

10000,00

Σ PAHs (Gas Phase)

Dibenz(ah)antracen Indeno(123cd)pyren

100

1 0.1 REF 1

Benzo(a)pyren 8000,00

Benzo(k)fluoranten

2

3

4 A

5

6

1

2

3

4

5

6

B

Benzo(b)fluoranten

80

ng/filter

PAHs [ng.m-3]

gas phase 10

60

Chrysen

PAHs

Benz(a)antracen

6000,00

Pyren Fluoranten Antracen

40

Acenaften Acenaftylen 2000,00

Naftalen

0,00 1. 10 29 .03 .1 0 26 . 03 .1 1 24 . 03 .1 2. 0 21 3 .1 .0 18 4 .2 .0 17 4 .3 .0 14 4 .4 .0 12 4 .5 .0 4 9. 6.0 13 4 .7 .0 10 4 .8 .0 7. 4 9.0 6. 4 10 .0 4. 4 11 .0 1. 4 12 29 .04 .1 2. 0 26 4 .1 .0 23 5 .2 .0 23 5 .3 .0 20 5 .4 .0 18 5 .5 .0 15 5 .6 .0 13 5 .7 .0 10 5 .8 .0 7. 5 9.0 5. 5 10 .0 2. 5 11 30 .05 .1 1. 05

20.6.07

19.12.07

21.6.06

Sampling Date

20.12.06

22.6.05

21.12.05

23.6.04

22.12.04

25.6.03

24.12.03

26.6.02

25.12.02

27.6.2001

26.12.2001

28.6.2000

27.12.2000

29.12.1999

1.7.1998

30.6.1999

30.12.1998

2.7.1997

1.1.1997

31.12.1997

3.7.1996

3.1.1996

0

ng/m3

Fluoren 20

particle phase gas phase

1000

Fenantren

4000,00

100 10 1 0.1 REF 1

2

3

4

5

6

1

2

3

4

5

6

Date

A

Sum 16 PAHs

700

Sum 28 PAHs

600

0,02

43%

500

Sample weight

0,016

400 0,012

300

20% 200

0,008

12% 100

9%

8%

8% 0,004

0

0,45 - 0

-0 ,9 5 -0 ,4 5 0, 45 -0 0, 95

-1 ,5

0

1, 5

0,95 - 0,45

-3

1,5 - 0,95

3

3 - 1,5

7, 2

7,2 - 3

-7 ,2

10 - 7,2

10

ng/m3

B



13

Složka prostředí – led, sníh Cl h ice

Clx

Cly

Cly

Clx

x, y, z = 0-3 h

Clz

OH (phenol is the major photoproduct from aqueous solution photolysis)

POPs, g/s, fotoreakce, produkce toxických produktů fotodegradace, souvislostí s globálními změnami klimatu

Toxikologická významnost Luciferase activity (%TCDD max.)

140 120

TCDD 6h TCDD 24h CB-DIOL 6h

100

CB-DIOL 24 h

80 60 40 20


0 1 .10

-12

1.10

-11

1.10

-10

1.10

-6

1.10

-5

1.10

-4


14

Složka prostředí - půda

PCB-153 air conc., pg/m 3

50

CZ3

DDTs

Meas ured Calc ulated

1 669.11

40

a-HCH

71.85

30

b-HCH

88.33

20

g-HCH

118.89

d-HCH

24.16

HCHs

303.23

HCB

120.96

PCB153

61.39

PCBs

280.70

10 0 1997

   

1998

1999

2000

2001

2002

2003

PCB 153: 62.39 t Vytěkávání z půd v ČR 22 kg/r for PCB 153 / 0°C 65 kg/r for PCB 153 / 20°C

Gas meter

Glass volatilization chamber

High-volume air sampling pump

PUF pre-cleaning air

PUF adsorbing the PCBs in the air stream

Soil sample

Emitované množství S PCBs z průmyslových zdrojů: 48 Research kg/r Centre for Toxic Compounds in the Environment http://recetox.muni.cz

15

Co se děje v podzemí ???

0 Research Centre for Toxic Compounds in the Environment

http://recetox.muni.cz III-04 IV-04 V-04 VI-04 VII-04 VIII-04 IX-04 X-04 XI-04 XII-04 XIII-04 I-05 II-05 III-05 IV-05 V-05 VI-05 VII-05 VIII-05 IX-05 X-05 XI-05 XII-05 XIII-05 I-06 II-06 III-06 IV-06 V-06 VI-06 VII-06 VIII-06 IX-06 X-06 XI-06 XII-06 XIII-06 I-07 II-07 III-07 IV-07 V-07 VI-07 VII-07 VIII-07 IX-07 X-07 XI-07 XII-07 XIII-07 I-08 II-08 III-08 IV-08 V-08 VI-08 VII-08 VIII-08 IX-08 X-08

Zdroj a jeho vlivy

Zdroj

Dlouhodobá výroba

Stará zátěž

Remediace – účinná, úplná

Co víme o takového lokalitě – a, b, g, d-HCH, proč d- ??? 180000

160000

140000

120000

100000

80000

60000

40000

20000

16

Hledání příčin/zdrojů Jaká je souvislost mezi stavem prostředí a zdravotními problémy Region - jeho problémy Kde jsou jeho příčiny – prostředí, jeho znečištění, genetika, potravní návyky Pilotní studie: zdravotní indikátor – environmentální faktory Zvýšená incidence

Analýza příčin

Identifikace zdrojů environmentálních dat relevantních z hlediska prostorů a času

Interpretace významu jednotlivých faktorů a jejich interakcí Research Centre for Toxic Compounds in the Environment


17

Jak dál Měření – monitoring – modelování

Základní informace týkající se hladin a distribuce

Nástroje pro hodnocení účinků, vlivů a rizik



18

GENESIS

Global Environmental Assessment and Information System

19

Global Environmental Assessment Information System www.genasis.cz Ivan Holoubek, Ladislav Dušek,Karel Brabec, Jiří Hřebíček, Miroslav Kubásek, Pavel Čupr, Jana Klánová, Jaroslav Urbánek, Lukáš Kohút, Jiří Jarkovský, Luděk Bláha, Jakub Hofman, Milan Sáňka, Alice Dvorská, Linda Ládlová

RECETOX, Přírodovědecká fakulta Institut biostatistiky a analýz MASARYKOVA UNIVERZITA

GENESIS

Global Environmental Assessment and Information System Scientific section

EcoRA

Bioindication

POPs

Home

GENASIS Data

Data

Tools About

POPsWiKi

Project partners

GENASIS News

About GENASIS Within the frame of the GENASIS project, we introduce a user-friendly information system for the visualization and analysis of contamination of all environmental components by persistent organic pollutants (POPs). The system evaluates actual POPs contamination, its long-term trends and seasonal fluctuations. The GENASIS project utilizes data from national and international monitoring networks to obtain as-complete-as-possible set of information and a representative picture of environmental contamination by POPs. Project outcomes are useful as information source both for general public and experts, as well as for the process of the Stockholm Convention implementation.

MONET Africa Results of monitoring in 2008 25.8.2009

Click on the map to see GENASIS data sources

GENASIS Data Analysis Module

GENASIS Main Environmental Topics

Select tools of GENASIS analytical module and analyze data of GENASIS database in user friendly environment.

S

POPs

?

Data Site(s) Time series Time series Time series Time series Spatial Environmental overview descriptio summary seasonality models trends comparison comparison n

Registered users Login

Password

Bioindication

EcoRA

Persistent organic pollutants (POPs) remain in the centre of scientific attention due to their slow rates of degradation, their toxicity, and potential for both long-range transport and bioaccumulation in living organisms. This group of compounds covers large number of various chemicals from industrial products, such as PCBs, over pesticides, such as HCH and DDT, to by-products of combustion or chemical processes, such as PAHs. Due to high importance of POPs the Stockholm Convention on Persistent Organic Pollutants (POPs) entered into force on 17 May, 2004 and has currently 163 signatory parties . The main objective of the Stockholm Convention (SC) is to protect human health and the environment from persistent organic pollutants by reducing or eliminating their releases into the environment. Parties to the Stockholm Convention are required to develop National Implementation Plans to demonstrate their implementation of the Convention obligations including arrangements necessary for effectiveness evaluation of adopted measures.

20

GENESIS


21

GENESIS


Launching analytical tools of the GENESIS system 22

Analytical tools

Interactive selection of data http://genesis.recetox.muni.cz

Data selection

Step 1: Matrix

Step 2: Compounds

Human tissues

N =0

Animal tissues

N =0

Air

N =100

Vegetation

N =0

Soil

Europe

Step 4: Time

N =80

=100 N =XX

PCBs

N =100

Czech Republic N =50

2006

DDTs

N =100

Slovak Republic N =30

2004

N =0

Food webs

Step 3:Region

PAHs

2008

End

2002

DDT

N =100

DDD

N =100

2000

DDE

N =100

1998

Europe

N =20

HCB

N =100

1996

HCH

N =100

1994

Start

1992

NN=100 =XX

1990

1988

Water

N =200

Sediment

N =20

N =35 List of selected sites

Compounds PAHs

Freshwater

Project MONET MONET MONET MONET MONET MONET MONET MONET MONET MONET MONET MONET MONET MONET MONET MONET MONET MONET MONET MONET MONET MONET MONET MONET MONET MONET MONET MONET MONET MONET MONET MONET MONET

Site Bílý Kříž Brno-Kot. Brno-Krof. Buchlov Colorlak Děčínský sněžník Churáňov Jeseník Kleť Košetice Lib-Bed Lib-centr Lib-Chrast. Lib-Jest. Lib-Rádlo Lib-Roch Lib-Term Mokrá-ad. Mokrá-Hor. Mokrá-kon Napajedla Otrokovice Pha-Libuš N =XX Přimda Rad.-cem. Rad.-Kos. Rad.-Loch. Radotín Rudolice Rýchory Sedlec Slušovice SpN-Arch

MONET

SpN-kr.diox.

MONET MONET MONET MONET

SpN-Tom SpN-Ton Svratouch Šerlich

Apply selection

Map selection

List of selected sites Matrix

Interactive map viewer

Region Czech Republic

Time 1988 - 2007

Map selection

CHARACTERISTICS, POLLUTION SOURCE CHMI observatory, mountain background, north-eastern part Urban area, city center, residential, heavy traffic pollution Urban residential area, traffic Rural background, inland Industrial site, paint factory, former PCB consumer CHMI observatory, mountain background, north-western border CHMI observatory, mountain background, southern border CHMI observatory, mountain background, north-eastern part Observatory, mountain background, southern border CHMI observatory, rural background, inland - local combustion Rural residential area Urban residential area, city center Residential site Mountain background Rural residential area Urban residential area Urban area, communal waste incinerator Rural industrial site, administration building of the cement factory Rural residential area CHMI observatory, rurar industrial area, cement factory, traffic Urban area, residential/industrial, city center Urban area, residential/industrial, city center Urban background CHMI observatory, mountain background, southern border Urban industrial area, cement factory Rural residential area Urban residential area Residential site CHMI observatory, mountain background, north-western border CHMI observatory, mountain background, northern border CHMI observatory, rural background, southern-eastern part Rural residential area Spolana chemical factory, HCH, DDT, HCB contamination, impact of remediation Spolana chemical factory, HCH, DDT, HCB contamination, impact of remediation Rural residential area, impacted by Spolana Neratovice Urban residential area, impacted by Spolana Neratovice CHMI observatory, rural background CHMI observatory, mountain background, northern border

Selection N=35

Active

Matrix

Compounds

Freshwater

PAHs

Region Czech Republic

Time 1988 - 2007

Map selection Active

Selection N=35

x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x

Box models – direct access to analytical tool N =XX

Back to selection dialog

Alternative selection in table

Back to selection dialog

Alternative map selection

Comparison of compounds – direct access to analytical tool

Thank you very much for your kind attention Acknowledgements for the support of our work:   

   

UNEP/UNIDO/GEF EU DG Research Centre of Excellence EC 5FP APOPSBAL ICA2 - CT2002-10007 MoEdu CR – project INCHEMBIOL MSM0021622412 MoE CR GA CR CHMI

http://recetox.muni.cz/

[email protected]



23

RECETOX research team

Thanks to all RECETOX colleagues and all coworkers   http://recetox.muni.cz Research Centre for Toxic Compounds in the Environment


24

Integrovaný přístup k hodnocení rizik vyplývajících z přítomnosti chemických látek v prostředí

Recommend Documents