null (Foto: Microstock)
null (Foto: Microstock)

Datamodeller forteller hvor miljøgiftene er i Norge

Å avdekke nye miljøforurensninger har blitt beskrevet som å lete etter nåla i høystakken. For å gjøre letingen enklere utvikler forskere modeller som fungerer som kart for hvilke stoffer man bør lete etter, hvor og når.

Publisert

Nasjonale miljømyndigheter har en visjon om en giftfri framtid. 

Det betyr at forskere må kunne identifisere både eksisterende og nye miljøgifter og andre problematiske stoffer.

De må også finne mer ut av hvilken risiko stoffene kan føre med seg for mennesker og miljø.

Et nytt forskningsprosjekt  viser at datamodeller kan hjelpe. 

Hvert stoff er unikt

Kjemiske stoffer oppfører seg veldig ulikt når de slippes ut i miljøet, og mange av dem forsvinner heldigvis fort uten at de gjør noen skade.

Hva er siloksan?

Siloksaner brukes i industrien, tilsettes drivstoff og inngår i en rekke forbruksprodukter som bilvoks, rengjøringsmidler, kosmetikk, hygieneprodukter og skumdempingsmidler.

Bruken av siloksaner er omfattende, og forbruket kan komme til å øke i framtida.

Forskning viser at noen siloksaner kan ha miljøskadelige egenskaper ved at de brytes langsomt ned og ved at de oppkonsentreres i levende organismer.

Noen siloksaner blir spredt med både vann og luft, og ettersom de fordamper lett kan de bli fraktet langt av sted med luftstrømmene.

I vann binder de seg til partikler og sedimenter, og i fettet og musklene hos fisk og sjøfugler.

Forskere ved Norsk institutt for luftforskning er først og fremst interessert i de miljøgiftene som kan tas opp i næringskjeder og faktisk fører til skade på dyr eller mennesker.

– Vi ønsker å forstå, og forutsi, sammenhenger mellom kilder til miljøgifter og hvordan mennesker og miljø blir eksponert for disse. På den måten kan vi få mest mulig effektive tiltak, fortsetter Knut Breivik, forsker ved NILU. Han har ledet forskningsprosjektet.

– Mye av bakgrunnen for prosjektet er en datamodell som vi bruker til å simulere hvordan kjemiske stoffer oppfører seg i miljøet, forklarer Breivik videre, – og i hvilke konsentrasjoner vi kan forvente å finne dem.

Avdekker kunnskapsmangler

Et stoff må oppfylle en del kriterier for at forskerne skal vurdere dem som en potensiell fare: lang levetid, evne til å feste seg til organismer og dyr, om de er giftige og om de kan spre seg over lange avstander.

Hvis disse kriteriene er oppfylt, lyser gjerne varsellampene hos både miljømyndigheter og forskere.

Men potensiell fare alene er ikke tilstrekkelig for at stoffet skal bli regulert. I siste instans handler det om risiko. Det betyr at forskerne også må forstå selve eksponeringen – dosen som miljø og mennesker utsettes for.

Hvis nivåene er så lave at stoffet ikke har noen effekt på helse og miljø, er det liten grunn til bekymring, selv om ett eller flere av de andre kriteriene er oppfylt.

– Mange av de egenskapene ved et stoff som gjør at det kan representere en fare for helse og miljø kan vi heldigvis måle eller beregne, sier Ingjerd Sunde Krogseth ved NILU.

– Men for å kunne si noe relevant om risiko er vi nødt til forstå sammenhengen mellom mengde utslipp og eksponering. Uten den kunnskapen er risiko vanskelig å forstå eller håndtere.

Siloksaner bekrefter mistanker

Et eksempel er arbeidet med siloksaner. Siloksaner er en stor gruppe stoffer som er mye brukt i hud- og hårpleieprodukter, og som slippes ut i miljøet i store mengder.

Modellene antydet at noen av disse stoffene blir transportert via luftstrømmer over lange avstander, og senere viste faktiske målinger fra Svalbard at simuleringene stemte.

Årsak-virkning

– Modellene kan fortelle oss hvor og når vi bør måle, og kan i etterkant reprodusere observasjonene og fortelle oss om sammenhenger mellom kilder og eksponering. Det er til stor hjelp, sier Krogseth.

– Vi slipper vi å lete i blinde, og vi har et verktøy som kan knytte kilder til eksponering. For miljømyndighetene er dette er viktig kunnskap, som gjør dem i stand til å vurdere reduksjoner i utslipp eller tilførsler.

Lite åpenhet gir usikre utslippsestimater

Nøyaktig og oppdatert informasjon om hva slags stoffer som produseres, hva de brukes til og i hvilke mengder, er som regel ikke åpent tilgjengelig. Det er en utfordring for forskerne.

Det betyr at estimatene for hvor mye av disse stoffene som slippes ut i miljøet blir usikre, og dermed blir det også usikkerhet i de endelige resultatene.

– Dette er trist, sier Breivik. 

– Mer åpenhet kan gjøre oss i stand til å mer effektivt identifisere stoffer som bør undersøkes nærmere, og potensielt reguleres.

Avslører nye forurensninger

Å utvikle og bruke modeller er likevel ikke nok.

– Jobben er ikke over før vi gjennom observasjoner får bekreftet at modellene gir fornuftige beregninger, sier Breivik.

Siden siloksanforbindelser allerede var i fokus for forskningen både ved NILU og ved Universitetet i Stockholm, ble de enige om å teste modellen gjennom å se nærmere på 215 siloksanforbindelser. Tre av disse siloksanforbindelsene ble foreslått som mulige miljøforurensninger, selv om de ikke var målt i miljøet tidligere.

Forskerne utviklet de nødvendige analytiske metodene, og hentet inn miljøprøver fra både Sverige og Norge – blant annet sedimenter fra Mjøsa samlet inn nær Gjøvik. Etter analysen kunne forskerne slå fast at alle de tre antatte miljøgiftene ble påvist i en eller flere prøver, en av dem i samtlige miljøprøver.

– Nå har vi vist at modellene også har blitt gode nok til å bidra til funn av nye miljøforurensninger, sier Breivik.

Utvalgte referanser:

Krogseth IS, Breivik K.: Multimedia models and observations in concert: A powerful tool to understand and manage organic contaminants. NILU OR 22/2014. ISBN nr 978-82-425-2677-9 Last ned her

McLachlan MS m.fl.: Using model-based screening to help discover unknown environmental contaminants. Environmental Science and Technology. 2014. Sammendrag

Miljø2015

Prosjektet er ledet av NILU – Norsk institutt for luftforskning og finansiert av Norges Forskningsråd, og gjennomføres i tett samarbeid med universitetene i Stockholm og Toronto.