OCENA RYZYKA ZWIĄZKÓW CHEMICZNYCH DLA ORGANIZMÓW LĄDOWYCH

OCENA RYZYKA

ZWIĄZKÓW

CHEMICZNYCH DLA

ORGANIZMÓW

LĄDOWYCH

Obliczanie i ocena ryzyka dla roślin lądowych,

ptaków

i ssaków.

Ćwiczenie nr 4

Mgr Małgorzata Semik

Politechnika Rzeszowska

EKOSYSTEM LĄDOWY



Ekosystem lądowy obejmuje organizmy żyjące na powierzchni

i ponad powierzchnią gruntu, w glebie oraz w wodach

gruntowych.



Działania niepożądane dla środowiska lądowego obejmują:



działanie na funkcje gleby a zwłaszcza na glebę jako substrat dla

roślin włączając w to wpływ na kiełkowanie nasion,



działanie na biomasę roślinną,



działanie na zwierzęta lądowe narażone na kontakt z

zanieczyszczoną żywnością, glebą, wodą, i powietrzem.



Wydano

stosowne

rozporządzenia

konieczności

Wydano

stosowne

rozporządzenia

konieczności

prowadzania badań ekotoksykologicznych dla gatunków

lądowych.

WYTYCZNE

DYREKTYWA

91/414/EWG

SANCO/10329/2002

- wytyczne dotyczące

ekotoksykologii

lądowej,

wersja

końcowa

ekotoksykologii

lądowej,

wersja

końcowa

poprawiona z 17 października 2002.

SANCO/4145/2000 –

wytyczne dotyczące oceny

ryzyka dla ptaków i ssaków, zgodne z dyrektywą

91/414/EWG.

Wytyczne opublikowane przez EFSA – dostarczają

informacji

o ocenie ryzyka dla ptaków i ssaków.

OECD

/EPA

–

wytyczne

badań

–

wytyczne

badań

ekotoksykologicznych i ich analizy statystycznej.

* EFSA -

* EFSA - The European Food Safety Authority

(

Europejski Urząd ds. Bezpieczeństwa Żywności)

EKOTOKSYKOLOGIA

LĄDOWA



W ostatnich dziesięcioleciach ekotoksykologia

zaczęła analizować wpływ skażeń na gatunki

lądowe.



Najłatwiej zbadać wpływ chemikaliów na osiadłe

rośliny lądowe.



Wpływ ekspozycji na chemikalia organizmów

bytujących na lądzie jest trudny do zbadania.

SZACOWANIE

SKUTKÓW DLA

ROŚLIN LĄDOWYCH



Kluczowy element przy ocenie ryzyka dla roślin

lądowych to definicja roślin nie-docelowych:

Rośliny nie-docelowe

- to rośliny nieuprawne,

mieszczące się poza obszarem poddanym

działaniu substancji.

Drogi narażenia:



Unoszenie się oprysków.



Zanieczyszczenie metalami.



Stosowanie herbicydów.

SZACOWANIE

SKUTKÓW DLA

ROŚLIN LĄDOWYCH



Wpływ toksykantów na rośliny lądowe ocenia się

na podstawie 3 poziomów:



Danych skriningowych



Badania wzrostu siewek i zdolności wegetatywnej roślin,

wzrostu pędu i korzenia



Badań pół-polowych i polowych



WYTYCZNE



Odpowiednie metody badawcze opisane są w projekcie

OECD 208, OECD 227 oraz wskazówkach OPPTS.

SZACOWANIE

SKUTKÓW DLA

ROŚLIN LĄDOWYCH

POZIOM I – WSTĘPNE DANE SKRININGOWE



Obejmują co najmniej 6 gatunków z różnych grup

taksonomicznych.



Badania obejmują 1x stosowanie.



Badania I-go poziomu są niekorzystne dla

herbicydów oraz regulatorów wzrostu – wymagają

badań II poziomu.

SZACOWANIE

SKUTKÓW DLA

ROŚLIN LĄDOWYCH

POZIOM II – BADANIA LABORATORYJNE



Obejmują badania odpowiedzi na dawkę na min.

10 gatunkach roślin, reprezentujących tyle grup

taksonomicznych ile jest to możliwe.



Badania

umożliwiają

wybranie

najbardziej

Badania

umożliwiają

wybranie

najbardziej

odpowiedniego gatunku do dalszych badań.



Najpopularniejsze badania toksyczności dotyczą

wpływu metali na rośliny lądowe.

SZACOWANIE SKUTKÓW DLA

ROŚLIN LĄDOWYCH



Badania polegają na ocenie tolerancji roślin na

metale, poprzez porównanie sprawności życiowej

roślin nie wykazujących tolerancji na metale z

reakcjami roślin odpornych. Podstawowymi

parametrami w takich pomiarach są:



przeżywalność siewek,



przyrost biomasy,



wzrost pędu i korzenia.



Badania skutków działania zanieczyszczeń

gazowych, oprysków - CHLOROZA

SZACOWANIE

SKUTKÓW DLA

ROŚLIN LĄDOWYCH

POZIOM III – BADANIA POLOWE LUB PÓŁ-POLOWE



Obejmują badania roślin nie-docelowych w trakcie

realnego stosowania.



Polegają na analizie bujności roślin oraz produkcji

biomasy

w różnych odległościach od upraw.



Badania nie są wymagane, zależnie od tego czy ryzyko

oparte na badaniach poziomu II może zostać

złagodzone.



Są bardzo czasochłonne i kosztowne.

OCENA NARAŻENIA I OCENA

RYZYKA DLA ROŚLIN LĄDOWYCH



OCENA NARAŻENIA



Opracowane są specjalne modele służące do oceny

narażenia roślin lądowych, zawierające dane

głównie odnośnie oprysków tzw.: modele unoszenia.



Ocena standardowa powinna być przeprowadzona

w odległości 1 m od krawędzi pola do uprawy

owoców, chmielu lub warzyw, (takiego jak

w przypadku herbicydów), oraz 3 m od innych

upraw.

OCENA NARAŻENIA I OCENA

RYZYKA DLA ROŚLIN LĄDOWYCH



OCENA RYZYKA –

OCENA WSTĘPNYCH

DANYCH



Punkty końcowe we wstępnych danych skriningowych takie

jak FITOTOKSYCZNOŚĆ, CHLOROZA, interpretowane są

jako kontrola wzrokowa.



Ogólna zasada

RYZYKO JEST DOPUSZCZALNE

- jeżeli nie istnieją dane

wskazujące na działania fitotoksyczne, większe niż 50% przy

maksymalnym tempie stosowania.

RYZYKO JEST NIEDOPUSZCZALNE

– jeżeli wyniki wskazują

na działanie wyższe niż 50% na jeden lub więcej gatunków.

OCENA NARAŻENIA I OCENA RYZYKA

DLA ROŚLIN LĄDOWYCH



OCENA RYZYKA – ILOŚCIOWA OCENA

RYZYKA



Poziom obejmuję ilościową ocenę ryzyka uwzględniając

współczynnik TER.

TER

= DZIAŁANIE/ NARAŻENIE

(g/ha)



działanie i narażenie wyrażone są w kategoriach tempa

stosowania (g/ha)



Działanie

= TD

(g/ha) – tempo działań z badań na

poziomie II



Podejście deterministyczne



Podejście probabilistyczne

OCENA NARAŻENIA I OCENA

RYZYKA DLA ROŚLIN LĄDOWYCH



OCENA RYZYKA – ILOŚCIOWA OCENA

RYZYKA



Podejście deterministyczne –

TER > 5 RYZYKO

JEST DOPUSZCZALNE



Podejście probabilistyczne – jeżeli stężenie

efektywne

znajduje się poniżej przewidywanego

poziomu narażenia dla mniej niż 5% gatunków

zakłada się że ryzyko dla roślin lądowych nie-

docelowych

JEST DOPUSZCZALNE

OCENA NARAŻENIA I OCENA

RYZYKA DLA ROŚLIN LĄDOWYCH



OCENA RYZYKA – OCENA RYZYKA

WYŻSZEGO POZIOMU



Poziom obejmuje 3 kluczowe elementy tej

oceny:



Ekologiczne obserwacje działań,



Wpływ na funkcje gleby,



Potencjał wyzdrowienia

OPCJE ŁAGODZENIA

RYZYKA



W celu zmniejszenia narażenia na rośliny nie-

docelowe należy:



stosowanie stref buforowych we wrażliwych

obszarach

(wewnątrz obszaru upraw)



techniki stosowane w celu redukcji unoszenie

w sąsiedztwie wrażliwych obszarów

EKOTOKSYKOLOGIA

KRĘGOWCÓW



Z powodu dbałości o dobrostan zwierząt, należy unikać

niepotrzebnych badań, zwłaszcza na gatunkach kręgowców.



Ptaki i ssaki jako składowy element ekosystemu są

przedmiotem zainteresowań ekotoksykologów w Uni

Europejskiej.



Zatrute ptaki są największą troską społeczną, podczas gdy

wpływ na rozrodczość jest może mniej widoczny ale

stanowi o wiele większe ryzyko ekologiczne.



Zwrócono uwagę na zmniejszającą się liczbę ptaków

(zwłaszcza

dużych

wartościowych

pod

względem

(zwłaszcza

dużych

wartościowych

pod

względem

estetycznym i rekreacyjnym), których liczba drastycznie

spadła po wprowadzeniu do użycia niektórych substancji

chemicznych a w szczególności DDT.

EKOTOKSYKOLOGIA

KRĘGOWCÓW



Obserwowano zatrucia ptaków metalami śladowymi

(skażenia ołowiem ptactwa wodnego oraz zatrucia

związane ze spożyciem metalortęci przez ptaki żywiące

się rybami).



Ptaki narażone są na ekspozycję na pestycydy

chloroorganiczne

i fosforoorganiczne (głownie zawierające węglowodory)

oraz PCB.



Ssaki narażone na ekspozycję chemikaliów takich jak

związki halogenoorganiczne, oraz PCB co ma wpływ na

rozrodczość.

SZACOWANIE

RYZYKA DLA

KRĘGOWCÓW LĄDOWYCH



Reprezentatywny

gatunek to



Ssaki

Szczury i myszy



Ptaki

Przepiórki Bobwhite

Kaczka krzyżówka

Przepiórka japońska

TEST OSTREJ TOKSYCZNOŚCI

DOUSTNEJ



Badanie wykonane w oparciu o metodyką

SETAC, OECD 223 na jednym z zlecanych

gatunków ptaków tj.

Anas platyrhynchos,

Coturinx coturinx japonia.



Test jest zawsze wymagany.



Czas trwania testu – 14 dni.



Badanie dostarcza danych o wartościach LD

(mg/kg masy ciała), NOEC, NOEL, przebiegu

czasowym wystąpienia oraz leczeniu.



NOEL

– najwyższy stopień narażenia.



Najwyższa dawka zastosowana do testu nie może

przekraczać 2000 mg/kg wagi ciała.

TEST TOKSYCZNOŚCI

POKARMOWEJ

KTÓTKOTERMINOWEJ



Badanie wykonane w oparciu o metodyką

OECD 205 na jednym z zlecanych gatunków

ptaków tj.

Anas platyrhynchos, Colinus

virginianus.



Test ten musi zawsze zostać wykonany na tylko jednym z ww.

gatunków,

chyba że

NOEL z badania toksyczności ostrej

<500 mg/kg masy ciała, lub NOEC z powyższego badania

<500 mg/kg pożywienia.



Czas trwania badania 5 dni, 3 dni rekonwalescencji.



Badanie dostarcza danych o wartościach LD

(mg/kg masy

ciała), NOEC (stężenie bez śmiertelnych skutków), przebiegu

czasowym wystąpienia oraz leczeniu.

TEST TOKSYCZNOŚCI

REPRODUKCYJNEJ PTAKÓW



Badanie wykonane w oparciu o metodyką OECD 206 na

jednym z zlecanych gatunków ptaków tj.

Anas

platyrhynchos, Colinus virginianus, Coturinx coturinx

japonia



Test wymagany zawsze, chyba że można wykazać że narażenie

ptaków

(dorosłych i młodych) nie występuję podczas sezonu

rozrodczego.



Wymagane dla substancji trwałych lub mających możliwość do

bioakumulacji.



Czas trwania badania – około 20 dni (zależnie od gatunku).



Wynik badania to NOEC (mg/kg masy ciała),

przy uwzględnieniu

wielu parametrów (produkcja jaj, przeżywanie zarodków, liczba

wylęgów, przeżywalność młodych).

OCENA NARAŻENIA I OCENA

RYZYKA DLA KRĘGOWCÓW



OGÓLNA ZASADA OCENY RYZYKA:



„

Jeżeli istnieje prawdopodobieństwo ekspozycji ptaków

lub innych nie-docelowych kręgowców lądowych,

ryzyko

nie będzie akceptowalne

jeżeli stosunek ostrej i

krótkoterminowej toksyczności/ekspozycji dla ptaków i

innych nie-docelowych kręgowców lądowych jest

< niż 10

na podstawie wyznaczonej wartości LD

50,

bądź jeżeli

stosunek toksyczności długoterminowej/ekspozycji jest

niż 5

do chwili gdy za pomocą odpowiedniej oceny ryzyka

ustalone zostanie że w warunkach polowych nie zachodzi

żadne nieakceptowany wpływ po zastosowaniu środków

ochrony roślin w proponowanych warunkach stosowania”.

Załącznik VI Dyrektywa 91/414/EWG

CHARAKTERYSTYKA

RYZYKA



ANALIZA RYZYKA OBEJMUJE 2

POZIOMY



POZIOM I - STANDARDOWY



Poziom ten zawiera proste procedury wyliczenia

TER.



Ryzyko jest identyfikowane na podstawie obserwowanej

odpowiedzi pojedynczego osobnika w kontrolowanych

doświadczeniach laboratoryjnych



Ocenie podlegają najgorsze przypadki.



Celem tego podejścia jest wyłączenie (ze znaczną

wydajnością) fałszywych wyników negatywnych (=nie

wykryto ryzyka).

CHARAKTERYSTYKA

RYZYKA



ANALIZA RYZYKA OBEJMUJE 2

POZIOMY



POZIOM II - NIESTANDARDOWY



Poziom dopasowania który prowadzi do poprawy

wartość

TER

obliczonych na pierwszym etapie

(głównie ekspozycji),



Analiza opiera się na dodatkowych danych



badaniach smakowitości (unikania)



badaniach w terenie.

CHARAKTERYSTYKA

RYZYKA

Stosunek toksyczności do ekspozycji

TER

TER = TOKSYCZNOŚĆ/EKSPOZYCJA



toksyczność i ekspozycja wyrażone w tych samych

jednostkach (dawka lub stężenie (mg/kg pożywienie)),



z powodów naukowych stosunki ekspozycji do

toksyczności są lepiej osadzone w dawce dziennej



*DAWKA DZIENNA - DDD

OCENA TOKSYCZNOŚCI DLA

KRĘGOWCÓW



Do wyliczeń TER stosowane są odpowiednie wartości

toksyczności, jest to toksyczność zmierzona dla najbardziej

wrażliwego gatunku:



OSTRY



ptaki: LD

z ostrego testu doustnego



ssaki: LD

z ostrego testu doustnego



KRÓTKOTERMINOWY



Ptaki: LC

z 5-dniowego testu diety



Ssaki: oparty na wartościach NOEL



DŁUGOTERMINOWY



Ptaki i ssaki: oparty na wartościach NOEL

OCENA TOKSYCZNOŚCI DLA

KRĘGOWCÓW



Przekształcenie wartości toksyczności do dawki

dziennej DDD

(dla ptaków), dla ssaków DDD stosowana

rutynowo;



Zasada konwersji:

DDD

stężenie substancji w pokarmie

(mg/kg)

dzienne spożycie pokarmu

(g/ptak/dzień)

masę

ciała

(g)

OCENA EKSPOZYCJI

(NARAŻENIA) DLA KRĘGOWCÓW



Drogi narażenia (ekspozycji):



uprawy lub inna skażona roślinność



skażone owady



skażone dżdżownice



skażone ryby



skażone kręgowce



zaprawiane nasiona

OCENA NARAŻENIA DLA

KRĘGOWCÓW

Obliczanie narażenia dla kręgowców

(krótkoterminowa i ostra toksyczność):

ETE = (FIR/mc)* C * AV * PT * PD

Gdzie:

ETE – ekspozycja ( narażenie)

FIR – stopień (rząd) pobierania pokarmu (g świeżej wagi na dzień)

mc – masa ciała (g)

C – stężenie związku w świeżym pokarmie (mg/kg)

AV – czynnik unikania (1= brak unikania)

PT – porcja diety otrzymana w obszarze poddawanym działaniu ( pomiędzy

0 – 1)

PD – porcja typu pokarmu w diecie ( pomiędzy 0 – 1, jeden typ lub więcej

typów)

AV, PT, PD = 1 ( mogą zostać pominięte)

OCENA NARAŻENIA DLA

KRĘGOWCÓW

Obliczanie narażenia dla kręgowców

(długoterminowa toksyczność, wielokrotne stosowanie):

C = C

* MAF * f twa

Gdzie:

– początkowe stężenie po pojedynczym podaniu

MAF – czynnik podawania wielokrotnego

f twa – czynnik średniej czasowo-ważonej (średnie stężenie podczas

określonego okresu czasu po ostatnim podaniu),

CHARAKTERYSTYKA

RYZYKA



Porównanie

TER

do ustalonej wartości progowej,

wartości krytycznej (Aneks VI z 91/414/EWG)



Ustalone wartości progowe:

TER

ostre lub krótkoterminowe

dla kręgowców lądowych

TER

długoterminowe

dla kręgowców lądowych =



Wartość progowa spełniona

– NISKIE RYZYKO



Wartość progowa niespełniona

– ISTNIEJE RYZYKO

(dalsze etapy oceny poziom II)

METODY ALTERNATYWNE

Organizacje aktywnie działające na rzecz metod alternatywnych:



Fundacja do Zastępowania Zwierząt w

Doświadczeniach Medycznych

– FRAME



Europejskie Centrum Oceny Metod Alternatywnych

– ECVAM

Cele:



Poprawa poziomu nauki



Ograniczenie cierpienia zadawanego zwierzętom



Trzy podstawowe założenia:



Zastępowanie (ang. replacement)



Ograniczenie liczby zwierząt (ang. reduction)



Zminimalizowanie cierpienia (ang. refinement)

Document Outline