Ohtlikud ained keskkonnas
Ohtlike ainete allikad
Kasutuses olevaid aineid nimetatakse kemikaalideks . Keskkonnaohtliku ainena (kemikaalina) käsitatakse elemente või ühendeid, mis mürgisuse, püsivuse või bioakumulatsiooni tõttu ohustavad inimese tervist ning kahjustavad teisi elusorganisme või ökosüsteeme. Keskkonda jõudmisest alates võib ohtlikke aineid nimetada ka saasteaineteks. Peamiselt satuvad saasteained keskkonda inimtekkelistest allikatest ainete kasutamise käigus. Loodusele võõrad, inimeste poolt väljatöötatud ja kunstlikult toodetud ained mõjutavad keskkonda juba väga väikestes kogustes. Põhjuseks on looduslike mehhanismide puudumine nendega toimetulekuks. Tehnika arengut silmas pidades on paljud nendest ainetest väga olulise tähtsusega ja omadused, mis keskkonda sattudes osutuvad ohtlikuks, on ainete esialgses kasutuses asendamatud. Saasteainete peamised klassid ja nende iseloomustus on esitatud peatükis Arvo: Toksiliste ainete peamised klassid . Kemikaalide mõju inimese tervisele käsitletakse peatükis Hubert: Toksiliste ainete mõju inimesele. ja organismidele üldisemalt peatükis Karin Kemikaalide toimed organismile.
Allikate jaotus saasteainete looduskeskkonda liikumise alusel
Saasteainete looduskeskkonda jõudmise viise võib nende ulatusest lähtuvalt liigitada üldiselt kaheks:
• punktallikad, mis on ruumiliselt konkreetselt piiritletavad kohad. Näiteks puhastite väljalasud, korstnad ja teised nn toruotsad. Punktallikate hulka kuuluvad ka prügilad ning muud jäätmekäitlusobjektid. Punktallikaid on lihtsam kontrollida ning nende suhtes ohtlike ainete loodusesse sattumise vähendamiseks meetmeid rakendada;
• hajaallikad, mis on ruumiliselt raskesti piiritletavad. Saastuse tekkekoht ei ole tuvastatav ja võib paikneda kaugel piirkonnast, kuhu saasteained lõpuks kanduvad. Hajaallikaid on raske kontrollida. Hajutatud saastuse eemaldamine on tehnoloogiliselt keerukas ja kallis. Hajaallikateks on näiteks põllumajandus (pritsitakse taimekaitsevahendid suurtele aladele), transport (autod, laevad, lennukid jne), väikesed küttekolded, põlengud ja tooted (kasutamisel tootest eralduvad ained).
Varem moodustasid tööstusallikad olulise osa ohtlike ainete heitmetest. Praeguseks on punktallikate suhtes rakendatud mitmesuguseid saaste vähendamise meetmeid, näiteks lokaalsete puhastusseadmete, filtrite ja parimate võimalike tehnikate kasutamine. Kõik see on tunduvalt vähendanud tööstusest pärinevate heitmete hulka ja suurendanud hajutatud allikate osakaalu koguheitmes.
Punktallikate puhul on enamasti vastuvõtvaks keskkonnaosaks õhk (nt põletamine) või vesi (nt heitveeväljalasud ja kogutud sademeveed). Reoveepuhastusprotsesside käigus koguneb settesse püsivaid saasteaineid. Saasteainete kõrgenenud kontsentratsioonid reoveesettes kujutavad ohtu, kui setet taaskasutada pinnasetäitematerjali või väetisena ja selle tulemusel pinnas reostatakse. Otse pinnasesse satub punktallikatest ohtlikke aineid enamasti õnnetuste tagajärjel, kuid lubatud on ka heitvee juhtimine pinnasesse. Hajaallikate mõju suurenemist põhjustab paljude ohtlike ainete kasutus laiatarbetoodetes (elektroonikatooted, plastid, autod, säästupirnid, ravimid jne). Keskkonna hea seisundi tagamisel on uueks väljakutseks vähendada toodetest nende tarvitamise jooksul eralduvate ohtlike ainete keskkonda sattumist.
Joonis 24. Lihtsustatud aineringlus inimkasutuse ja keskkonna vahel
Allikate jaotus tüübipõhiselt
Joonisel 24 on esitatud allikate jaotuse ning sealt pärinevate heitmete keskkonda liikumise lihtsustatud skeem.
Tüübipõhiselt võib ohtlike ainete allikad jaotada järgnevalt: • esmased allikad: tööstus; põllumajandus; tahtmatult tekkivad kõrvalsaadused; toodete kasutus; • teisesed allikad: jäätmekäitlus; reoveepuhastid.
Esmaste allikate all on mõeldud tegevusi, mille korral aine satub otse kasutusest keskkonda. Teisene allikas on punkt või süsteem (reoveepuhasti, prügila), kuhu koondub või koondatakse suur hulk saasteaineid, kuid mis ise neid ei tooda. Teisestest allikatest pärineva keskkonnasaaste vähendamiseks sobivad meetmed on: • algallikate kindlakstegemine ja kõrvaldamine; • nüüdisaegsete tehnoloogiliste võtete kasutamine. Saaste vähendamise abinõude rakendamata jätmisel muutuvad teisesed allikad sinna kogunenud ohtlike ainete kõrgete kontsentratsioonide tõttu uuteks punktallikateks ning võivad põhjustada raskeid keskkonnakahjusid.
Ohtlikud ained tööstusest
Materjalide omaduste muutmiseks kasutatavad lisandid
Materjalide väljatöötamisel soovitakse neile anda eri tingimustesse sobivaid omadusi. Tihti arendatakse materjali vastupidavust tõstvaid omadusi, et suurendada tulekindlust, vetthülgavust või toodete üldist vastupidavust. Näiteks on keskkonnaohtlikuks osutunud plastmaterjalidele tulekindlust lisavad broomiühendid (polübroomitud difenüüleetrid (PBDE) ja heksabromotsüklododekaan (HBCDD)). Broomiühendeid kasutatakse laialdaselt elektroonikaseadmetes, ehitusmaterjalides ning tekstiilides leegiaeglustina, et vältida toodete süttimist kuumenemisel.
Igapäevaelus puutume kokku ka perfluoroühenditega, mille kasulik omadus on suurendada pindade nakkumatust ja vetthülgavust. Perfluoroühendeid kasutatakse näiteks praepannidel ning veekindlates tekstiilides (joped, telgid jne). Samuti on perfluorooktaanhape (PFOA) ja perfluorooktaansulfonaat (PFOS) laialdaselt tarvitusel elektroonikaseadmetes. Elektroonikas neile alternatiive pole leitud, mis tähendab, et hoolimata nende teada olevatest ohtlikest omadustest jätkatakse nende tootmist ja kasutamist. Selliste ainete keskkonda sattumist saab piirata ainult kontrollitud jäätmekäitluse abil: võimalikult palju ohtlikke aineid tuleb koguda kokku ning käidelda nii, et neid keskkonda ei jõua.
Ohtlikud ained põllumajandusest
Taimekaitsevahendid
Teise suure rühma toksilisi aineid moodustavad taimekaitsevahendid ehk pestitsiidid. Tuntuim neist on kindlasti DDT, mida praegu on lubatud kasutada ainult inimeste tervise kaitsel – malaaria ja entsefaliidi ennetamiseks. Intensiivpõllumajanduses kaitstakse taimi mürkide abil mitmesuguste kahjustuste eest. Saagi hävimise vältimiseks tõrjutakse kemikaalidega umbrohtu, putukaid, hallitusi ning teisi mikroorganisme. Taimekaitsevahendite eesmärk on hävitada ja mürgitada soovimatud kahjurid kindlal alal, kuid paratamatult kanduvad mürgid põldudelt edasi, mõjutades nii ka ümbritsevat keskkonda. Praeguseks on taimekaitsevahendite kasutust piiratud järgmiste meetmete abil: • ainult teatud toimeainete kasutamise lubamine; • kõige ohtlikumate omadustega toimeainete keelustamine; • tootjate ja kasutajate teadlikkuse suurendamine; • kontrollitud kasutus (ajalised piirangud). Jätkuvalt otsitakse ohutumaid lahendusi ning üheks keskkonnale kahjuliku mõju vähendamise meetmeks on kindlasti ka koguste piiramine. Visalt on kadumas mõtteviis, et mida rohkem, seda uhkem. Tegelikkuses on parajate koguste kasutamisel tulemused paremad ning ka kulud väiksemad. Pestitsiididel on püsivate saasteainete omadused ning nende jäägid satuvad toiduainetega ka meie toidulauale. Pestitsiididest on veel juttu peatükis Arvo : Toksiliste ainete peamised klassid (linkida). Pestitsiidide mõjust inimesele on juttu peatükis Hubert (linkida)
Kõrvalsaadusena tekkivad saasteained (2 taseme pealkiri)
Kõrvalsaadusena tekivad saasteained nii tööstus- kui ka igapäevakasutusest. Kasulike omadusteta kõrvalsaadused, mis tekivad lisandina teiste ainete tootmisel või kasutamisel, moodustavad eraldi toksiliste ainete rühma. Tuntumad nendest on põlemisel eralduvad dioksiinid ja furaanid. Dioksiinid tekivad põlemisel ning satuvad esmalt suitsuga õhku, hiljem sadenevad pinnasesse ja vette. Aine keemilistest omadustest lähtuvalt kogunevad dioksiinid organismide rasvkoes, veekogude põhjasetetes ning pinnases. Dioksiinid akumuleeruvad toiduahelas ja jõuavad ka inimeste toidulauale. Dioksiinidest ja teistest olulisematest kõrvalsaadusena tekkivatest toksilistest ainetest on juttu ka peatükis Arvo: Toksiliste ainete peamised klassid (linkida). Dioksiinide mõjust inimesele on juttu peatükis Hubert (linkida).
Põlemise mürgised kõrvalsaadused tekivad prügi põletamisel madalal temperatuuril, kuna prügis leidub piisavalt halogeenühendeid (kloor, broom, fluor) sisaldavaid materjale. Suurtes kogustes moodustub dioksiine ja teisi ohtlikke põlemise kõrvalsaadusi prügilasse ladestatud ja muude jäätmete põlengutel. Väikestes ahjudes ning lõkkes põletamisel ei saavutata kunagi nii kõrget temperatuuri, et vältida ohtlike kõrvalsaaduste tekkimist ning saavutada täielikku põlemist. Põlemisel vabaneb toodetest ka teisi, seal kasutatud ohtlikke aineid. Kogu prügi põletamisel tekkiv ohtlik heide võib olla väga suur ning sissehingamisel mürgine ka põletajale endale. Prügi põletamine on Eestis keelatud, kuid ajalooliste traditsioonide ning elanikkonna väikese teadlikkuse tõttu on see komme visa kaduma.
Toodete kasutamisel keskkonda sattuvad ohtlikud ained
Mõistmaks, kui suur on tegelikult meid igapäevaelus ümbritsevate ohtlike ainete hulk, on siin käsitletud mõnda kriitilisemat valdkonda, nagu ravimid, elektroonikaseadmed, ehitusmaterjalid. Tavakasutuse puhul on oluline teadvustada meid ümbritsevaid ohtusid, tarbida mõõdukalt ning käidelda jäätmeid kehtestatud korra kohaselt, et keskkonnakahjusid võimalikult vähendada.
Ravimid
Väga vastuolulise, aga samas keskkonnale ohtlike ainete rühma moodustavad ravimid. Järjest suurenenud ravimite tarbimine maailmas on viinud raskete keskkonnahäiringuteni, eriti veekeskkonnas. Ravimite (antibiootikumid, valuvaigistid, antibeebipillid jne) jäägid satuvad inimkasutusest reoveepuhastussüsteemide kaudu otse vette. Veeorganismidel ei ole nende ainetega toimetulemiseks mehhanisme ja ravimid põhjustavad neil mürgitusnähtusi. Hormoonpreparaadid kutsuvad esile muutusi veeorganismide paljunemises. Nüüdseks on mitu laialdaselt tuntud ravimit lisatud veekeskkonnale ohtlike ainete nimekirjadesse, nagu näiteks ibuprofeen, diklofenak ning hormoonpreparaadid (östrogeenid) beta-estradiol (E2) ja sünteetiline steroid ethinylestadiol (EE2). Ravimite kasutamist loomulikult keelata ei saa, kuid igal inimesel tuleks mõelda enda võimalustele ravimite tarbimist piirata, et nende põhjustatud keskkonnamõjusid vähemalt vähendada.
Elektri- ja elektroonikaseadmed
Elektroonikaseadmete tootmisel kasutatakse erinevaid ainete omadusi muutvaid toksilisi ühendeid: • metallid – elavhõbe, kaadmium, kroom, plii; • orgaanilised ühendid – polübroomitud difenüüleetrid, perfluoroühendid, kloroalkaanid jne. Meie igapäevases kasutuses olevad elektroonikaseadmed, nagu telerid, raadiod, arvutid, telefonid, sisaldavad loetletud aineid suurtes kogustes. Eraldi võib välja tuua patareid, akud ja säästupirnid, mis sisaldavad raskmetalle. Elektrijuhtmed ja -seadmed on samuti ohuallikaks ning seda mitte ainult elektriohu, vaid ka varjatud ja pikaajaliste mõjudega ohtlike ainete tõttu. Nende suhtes on samuti juba seatud õiguslikud piirangud, et vähendada inimeste kokkupuudet ohtlike ainetega. Elektroonikaseadmetest eralduvad ained tihti siseruumidesse ning vähese õhuvahetuse tõttu võivad sissehingatavad ohtlike ainete kogused kahjustada tervist.
Sõidukid
Ohtlikke aineid eraldub nii kütuste kasutamisest sõidukite käivitamisel (dioksiinid, furaanid, peenosakesed, CO jne) kui ka sõidukiosadest (rehvid, elektri- ja elektroonikaosad, värvid, metallid).
Ehitusmaterjalid
Ehitusmaterjalidest on ohtlike ainete leidumise poolest esikohal isolatsioonimaterjalid, nagu soojustusplaadid, tihendusmaterjalid (silikoonid, vahud). Neile järgnevad värvid ning teised pinnatöötlusmaterjalid. Samas on võimalus valida alternatiivseid ehitusmeetodeid ning traditsioonilisemaid ehitusmaterjale. Tarbijana tuleks olla tähelepanelik materjalide valikul ja seda eriti siseruumide puhul.
Saasteainete liikumine keskkonnas
Loodus toimib suurel määral ringluse põhimõttel. Aine jäävuse seadus ning elementide ringed looduses on teada-tuntud tõed. Kuigi saasteainetel looduslikud aineringed puuduvad, kanduvad nad erinevaid looduslikke teid kasutades ühest keskkonnaosast teise. Loodusesse sattudes mõjutavad ained paljusid ökosüsteeme. Joonisel 25 on toodud lihtsustatud skeem ainete liikumisest keskkonnas.
Joonis 25 Ohtlike ainete põhilised liikumisteed keskkonnaosade vahel
Keskkonna eri faasides püsivad ained erinevalt ning selle iseloomustamiseks kasutatakse poolestusaja mõistet. Faasidevahelise liikumise mehhanismidest on täpsemalt juttu peatükis Kaja. (linkida) Eri keskkonnaosade kohta võib üldisemalt välja tuua järgmist:
Õhk – kiiresti ja kaugele
Õhk kannab saasteaineid, olenevalt ilmastikuoludest, kiiresti ja kaugele. Ohtliku aine olek õhus, puhas aine, seotuna tahkete osakeste külge, (aerosoolina), mõjutab kandumist ja püsimist õhus. Otse Õhusõhust leiduvad saasteained satuvad saasteained otse organismidesse hingamisteede kaudu sissehingamisel(aspiratsioonil). Hingamine on organismide üks eluliselt olulisemaid funktsioone ja seetõttu võivad kõrgemate saasteainete kontsentratsioonide korral mõjud olla väga kiired ja ka surmavad. Mõjusid inimesele on käsitletud peatükis Hubert (linkida) ja organismidele üldisemalt peatükis Karin (linkida)
Vesi – otsene ja laiaulatuslik kontakt organismidega
Vees puutuvad organismid ainetega kokku palju pikemat aega ja mitmekülgsemalt:
• pinna kokkupuude – vees lahustunud ained on otsekontaktis organismide pindmiste kudedega; • veega organismidesse kanduvad ained – veeorganismid toituvad tihti põhimõttel, et lasevad vett oma organitest läbi ja filtreerivad sealt toitaineid välja. Kaladel liigub vesi lõpuste kaudu hingamisprotsessis organismi. Koos veega kantakse siis organismidesse ka toksilisi ühendeid; • toiduahelas akumuleerunud ained – kõrgemate organismide toit sisaldab madalamatel tasemetel organismidesse kogunenud toksilisi aineid, mis sisenevad nende seedesüsteemidesse; • põhjasetted – koguvad endasse püsivate omadustega aineid. Sealt pääsevad need järk- järgult liikuma. Põhjaelustiku kaudu jõuavad uuesti toiduahelasse ning kõrgematesse organismidesse.
Pinnas – akumuleerimine ja püsivus
Pinnas on õhu ja vee vaheetapiks. Sinna sattunud ained liiguvad aja jooksul vette või jõuavad peente tolmuosakeste ja aurustumise teel õhku. Pinnas on akumuleeriv keskkonnaosa ja sealt on saasteainete eemaldamine väga keerukas. Pinnases on ka ainete lagunemis- ja liikumisprotsessid kõige aeglasemad. Samamoodi kui vees liiguvad ka pinnases ained organismidesse (bakterid, vihmaussid) ja toiduahela kaudu kõrgematesse organismidesse.
Täpsemad keskkonnas levimise mehhanismid on toodud peatükis Kaja: Saasteainete levimine ja jaotumine keskkonnas (linkida Kaja alapealkirjale)
Ohtlike kemikaalide loodusesse sattumise piiramine
Nagu juba mainitud, osalevad inimesed nii ohtlike ainete loodusesse sattumisel kui ka nende keskkonda jõudmise vältimisel. Ohtlike kemikaalide loodusesse sattumise piiramisel on esmaseks teadmine, kuidas aine kasutamine mõjutab loodust ning seeläbi ka inimest. Kas aine kasutamisest saadav kasu ületab hiljem tekkiva keskkonnakahju. Millised on need meetmed, millega soovimatuid mõjusid vältida. Tihti peetakse majanduslikku kasu keskkonnahuvidest tähtsamaks ja keskkond oleks justkui lõputu ning tasuta. Teadmiste puudumine viib selleni, et pikaajalisi mõjusid uute ainete puhul ei osata ette näha. Tänapäeval on tehnika ja teadus juba niivõrd arenenud ning inimkond nii mõnedki valusad õppetunnid saanud. Seetõttu tehakse keskkonnamõjud kindlaks ainete omadustel põhinevate mudelite ja testsüsteemide kaudu. Ohtlike mõjude ilmnemisel välditakse uute ainete turule lubamist ja sellega piiratakse ohtlike ainete hulga suurenemist keskkonnas. Saasteaine keskkonnaohtlikkuse ja keemilise struktuuri vahelised seosed(linkida Kaja alapealkirjale) on täpsemalt toodud peatükis Kaja.
Selle õppematerjali eesmärk ei ole üles lugeda kõiki ohtlike ainete kasutusvaldkondi, vaid teadvustada, et ohtlikud ained ümbritsevad meid kõikjal meie igapäevategevustes. Kõigil on võimalus nende vähendamiseks ka ise midagi ära teha, eelkõige tarbida mõõdukalt ja vajaduse järgi ning käituda oma jäätmetega parimal võimalikul viisil. Meie elukeskkonna inimväärsena hoidmiseks ja loodusressursside säästmiseks tuleb jäätmete tekkimist nii palju kui võimalik vältida ning tekkinud jäätmed keskkonnahoidlikult koguda ja käidelda. Tavakodanik saab täpsemat infot Eestis kehtiva jäätmete sorteerimise (http://www.envir.ee/1003 linkida sõna sorteerimine võimalusel sellele jäätme osakonna infolehele) ja äraandmise korra kohta kohalikult omavalitsuselt ning Keskkonnaministeeriumi kodulehelt (http://www.envir.ee/625 võimalusel linkida sellele lehele).
Ökotoksikoloogiline testimine (1 taseme pealkiri)
Kõik ained on teatud kontsentratsioonist alates mürgid ehk omavad organismidele toksilist mõju. Organismides toimivaid mehhanisme ja toksilise toime hindamist on täpsemalt selgitatud peatükis Karin: Kemikaalide toksilise toime hindamine Küsimus on koguses.(linkida)
Tänapäeval kasutatavate ainete ja segude hulk ulatub tuhandetesse. Ei ole mõeldav, et kõiki neid kontrollitaks keskkonnas keemiliste meetoditega. Kemikaali kontsentratsiooni kindlakstegemine ei anna vastust küsimusele, kuidas keskkonnas erinevates kontsentratsioonides samaaegselt esinevad kemikaalid tegelikult organisme mõjutavad.
Erinevalt looduslikest ainetest ei lagune paljud kunstlikult toodetud ühendid looduses või lagunevad väga pika aja jooksul. Kogused looduses järjest suurenevad ning isegi väikeste heitmete kaupa saadavad doosid muutuvad organismidele pikkamööda ohtlikuks. Tekivad paljunemisprobleemid, väärarengud, kasvajad ning mürkidest põhjustatud suremus organismide hulgas suureneb. Kemikaali doos ja sellele vastav toime(linkida Karini alapealkirjale) on selgitatud peatükis Karin.
Kemikaalide keskkonnamõjude ja keskkonnaseisundi hindamiseks on kasutusele võetud ökotoksikoloogilised testid. Ainete mürgisust saab ikkagi kindlaks teha ainult nii, et mõõdetakse nende mõju organismidele. Ökotoksikoloogilistes testides kasutatakse erinevaid testorganisme ainete otseste mõjude mõõtmiseks keskkonnas.
Keemiliste meetoditega mõõdetud kontsentratsioonid ei ole organismide seisukohast ilma toksilisuse testideta eriti informatiivsed, sest keskkonnaproovide puhul ei ole kunagi teada kõiki aineid, mida proov võiks sisaldada, ning see muudab võimatuks ka keemiliste analüüsidega seisundi tervikliku hindamise. Toksilisuse testid aitavad teha kindlaks ainete koosmõju organismidele ja keskkonnale. Koosmõjude arvestamine muutub järjest aktuaalsemaks, kuna juba olmeveed sisaldavad üha rohkem mitmesuguseid aineid, samas selliste varieeruva koostisega tundmatute segude mõjud veekeskkonnale ei ole teada ja keemilised määramised on liialt töömahukad ning kallid.
Näiteks HELCOMi algatusel on välja töötatud WEA (Whole Effluent Assessment http://www.cohiba-project.net/identification/en_GB/wea/ võimalusel võiks olla lingitud sellele lehele) ehk koguheitme (heitvee) hindamise süsteem, mis arvestab lisaks keemilistele mõõtmistele ja normidele ka toksilisust ning heitvee mõju organismidele. Heitvee toksilisus mõõdetakse erinevate testorganismide abil ja seda keemiliste näitajatega võrreldes on võimalik anda hinnang puhastusprotsessi tõhususele ja keskkonna ohutusele. Ökotoksikoloogiliste testide kasutusele võtmise tulemusena on kindlaks tehtud, et olmeheitveed on hormonaalsete mõjudega. Heitvees sisalduvad ained käituvad veeorganismides nagu hormoonid, mõjutades nende kasvu (suurust), paljunemist ning eluiga. Hormonaalsetel mõjudel on hirmutavad tagajärjed, sest sellised muutused võivad viia liikide väljasuremisele ning uute muteerunud liikide tekkele.
Ökotoksikoloogilise testimise üldpõhimõtted
Looduses võib eristada kahte põhilist elupaiga tüüpi: veekeskkond ja maismaa. Neile mõlemale on iseloomulik sarnane organismide tasemeline jaotus. Mõlema ökosüsteemi aineringes on tähtis koht süsinikuringe initsiaatoritel (autotroofsed organismid: osa baktereid ja enamik taimi), kes suudavad anorgaanilistest süsinikuühenditest valmistada orgaanilisi aineid, mida seejärel heterotroofid nii keerukamaks kui ka lihtsamaks muundavad. Surnud heterotroofsed ja autotroofsed organismid muundatakse lagundavate organismide elukäigus tagasi mineraalaineiks, veeks jt aineteks, mida taaskord kasutavad nii autotroofid kui ka heterotroofid oma elutegevuses. Ökosüsteemide aineringete tasemed:
• Primaarproduktsioon (fotosüntees); • sekundaarproduktsioon (primaarproduktsiooni saaduste muundamine keerukamateks ühenditeks); • lagundamine (toitainete uuesti ringlusesse laskmine).
Primaarproduktsioon ehk algtoodang on orgaaniliste ühendite valmistamine CO2 kaasabil läbi foto- või kemosünteesi. Sellel põhineb kogu elusloodus. Primaarproduktsiooni viivad läbi tootjad ehk autotroofid, kes panevad toiduahelale aluse. Enamikus on need maismaataimed ja veekeskkonnas elavad vetikad.
Sekundaarproduktsioon ehk teistoodang on toiduahela teise astme organismide talletatud energiahulk. Sekundaarprodutsendid on tavaliselt taimedest ja vetikaist toituvad loomad.
Ökotoksikoloogilistes testides kasutatakse ökosüsteemide toimimise põhimõtteid, et hinnata kemikaalide mõju keskkonnale ja seal leiduvatele ökosüsteemidele. Eri kemikaalidel on organismidele erinevad toimemehhanismid ja ka organismide tundlikkus on sellest tulenevalt erinev. Et välja selgitada, milline ökosüsteemi tase konkreetse kemikaali puhul kõige tundlikumaks osutub, testitakse tavaliselt vähemalt kolme taset.
Nende testidega hinnatakse mõjusid nii üksikorganismidele (liikidele) kui ka süsteemidele.
Ökotoksikoloogilistes testides modelleeritakse jäljendatakse ökosüsteeme kasutades erinevate troofilisusetasemete tasemeid organismekasutades. Selliseid mudelsüsteeme nimetatakse nn testpatareideks. Tüüpilise testsüsteemi näide : • bakterid ja algloomad konsumendid (tuntumad testorganismid Vibrio fischeri, Daphnia magna); • vetikad ja taimed (Selenastrum capricornutum, Lemna minor); • kõrgemad organismid (sebrakala (Danio rerio), vihmaussid, kõrgemate taimede juuretestid, rakukultuuritestid).
Tulemuste võrreldavuse tagamiseks on toksikoloogiliste testide paljud meetodid standarditud. Näitena on tabelis 7 esitatud standard EVS-EN 14735:2005 (Characterization of waste – Preparation of waste samples for ecotoxicity tests), kus on toodud eri tasemete standardtestide soovituslik valik. Neis testides on kasutatud veeorganisme, kuna prügi ohutuse hindamiseks kontrollitakse leostuvaid aineid, et näha, millised ained kõige suurema tõenäosusega liikuma pääsevad ning millised on nõrgvee mõjud keskkonnale.
Tabel 7 Ökotoksikoloogilised analüüsimeetodid jäätmete toksilisuse määramiseks Organism/ test Standard Eestis üle võetud Vesikirpude (Daphnia magna) liikuvuse inhibeerimise test (24h, 48h) EN ISO 6341 OECD 202 EVS-EN ISO 6341 Luminestseeruva bakteri (Vibrio fischeri) test (15 ja 30 minutit) EN ISO 11348 -3 EN ISO 11348-3 Mageveevetikate (Pseudokirchinella subscapitata) kasvu inhibeerimise test (72 h) OECD 201; ISO 8692 EVS-ISO 8692 Veetaimede (Lemna minor) kasvu inhibitsiooni test (7 päeva) OECD 211; ISO 20079 EVS-EN ISO 20079 Mageveekalade (sebrakala Danio rerio) test (96 h) ISO 7346; OECD 203 EVS-ISO 7346-1
Mõõdetavateks kriteeriumideks ökotoksikoloogilistes testides on: • surevus (LC50); • mõju (hinnatakse värvust, suurust või teisi visuaalseid omadusi); • järglaste arv; • mutageensus jne.
Paljusid neid hinnatavaid kriteeriume võib võtta ka kui biomarkereid. Biomarkerid on bioloogilised muutused organismis, mille on esile kutsunud toksilised ained. (linkida Randeli alapealkirjale Biomarkerid)
LC50 on standardne viis märkida aine mürgisust sellega kokkupuutel. LC50 on akronüüm väljendist “Lethal concentration, 50%” (letaalne, surmav kontsentratsioon, 50%). Sellega märgitakse minimaalset aine kontsentratsiooni õhus või vees, mis on surmav pooltele isenditele testpopulatsioonist. Toksikoloogilistes testide määratavad olulised parameetrid(linkida Karini alapealkirjale)on täpsemalt käsitletud peatükis Karin.
Aine toime organismile sõltub kontsentratsioonist ja selleks, et hinnata nii koheseid kui ka pikaajalisi mõjusid, testitakse eraldi akuutset ja kroonilist toksilisust.
Nagu näha tabelist 7 on testide kestus erinev. Tabelis toodud testide ajaline erinevus on tingitud organismide erinevustest ja nende loomulikust kasvukiirusest. Kõik esitatud testid on akuutse toksilisuse testimiseks.
Akuutse toksilisuse testimisel hinnatakse aine kohest mõju organismidele antud kontsentratsioonil. Krooniliste efektide hindamiseks kasutatakse tavaliselt madalamaid kontsentratsioone (et vältida akuutset efekti) ja hinnatakse pikemaajalisi mõjusid organismidele. Paljudel juhtudel on ka väikesed pidevalt lisanduvad saasteainete kontsentratsioonid organismidele ohtlikud. Krooniline toksilisus on oluline just keskkonna maatriksites, kuna seal on harva väga kõrgeid saasteainete kontsentratsioone, samas kui lahjenenult leidub seal palju segusid.
Järjest enam tekivad testimisel elusorganismide kasutamise eetilised probleemid. Tänapäeva tehnika ja teaduse areng võimaldab juba paljusid mõjusid testida ka raku- ja koekultuuri tasemel (nt EROD test). Nendes testides ei ole vaja mürgitada terveid organisme, et teada saada kemikaalide mõju. Ainete toksilisuse mehhanismid on seda tüüpi testides samuti paremini kindlaks tehtavad. Uute arvutusmeetodite abil on kemikaali füüsikaliste ja keemiliste omaduste põhjal testimata võimalik ennustada, milliseid mõjusid kemikaal organismidele avaldab. Kemikaalide mõju inimese tervisele käsitletakse peatükis Hubert: Toksiliste ainete mõju inimesele.(linkida) ja organismidele üldisemalt peatükis Karin Kemikaalide toimed organismile (linkida Karini alapealkirjale). Selliseid arvutusmeetodeid on võimalik kasutada ainult puhaste ainete puhul. Keskkonnaproovidele ei saa neid rakendada keerukate maatriksite ja keskkonnas leiduvate tundmatute segude tõttu.
Keskkonnaseire (3 taseme pealkiri)
Keskkonnaseire (monitooring) on võimalus kokkulepitud parameetrite mõõtmise abil jälgida keskkonnaseisundi muutumist ajas.
Keskkonnaseire on üks valdkond, kus kasutatakse ökotoksikoloogilisi teste. Seni on siiski enam levinud keemiliste ühendite kontsentratsioonide mõõtmine. Nüüdisteadmiste põhjal ei ole ainult keemiliste meetoditega võimalik keskkonnaseisundit hinnata. Keemiliste ainete keskkonnale ohutute kontsentratsioonide (piirväärtuste) määramisel lähtutakse toksilisuse testidest. Ohtlike ainete kohta on Euroopa Liidus kehtestatud mitmeid õigusakte, mille alusel määratakse nende seire vajadus ning ka lubatud piirsisaldused keskkonnas. Üheks selliseks on direktiiv 105/2008/EÜ, millega kehtestatakse keskkonnakvaliteedi standardid (EQS) veekeskkonnas. Toksiliste näitajate kasutamine normide seadmisel on tekitanud uue probleemi: keemiliste meetodite määramisvõimalused ei küüni keerulistes keskkonnaproovides alati kehtestatud normide tasemele. Euroopa Liidus praegu ühtegi toksilisuse testi keskkonnaseires regulaarselt ei rakendata, kuid testid leiavad laialdast kasutust tööstusheitvete hindamisel, enne kui need juhitakse ühiskanalisatsiooni või loodusesse. Eesti riiklike keskkonnaseirete andmetega saab tutvuda keskkonnaseire veebilehel (linkida http://eelis.ic.envir.ee/seireveeb/).
Lisalugemist:
Control of Hazardous Substances in the Baltic Sea Region (COHIBA) http://www.cohiba-project.net/ Sisaldab Uuuringgut Läänemere regioonis ohtlike ainete allikate ning kogu piirkonna keskkonnaproovide toksikoloogiliste liste ja keemiliste meetoditega analüüside tud keskkonnaproovide tulemusi 2010. aasta kohta ., Ssealhulgas Eestis tehtud mõõtmised ja allikate uuringud. Brošüür - Keskkonnale ohtlikud ained – mis need on?, Baltic Actions for Reduction of Pollution of the Baltic Sea from Priority Hazardous Substances Project LIFE07 ENV/EE/000122 – BaltActHaz www.baltacthaz.bef.ee Eestikeelne kokkuvõte üldistest ainete jaotustest, silmas pidades õiguslikku tausta (ohtlikkuse klassid, märgistus jne).
Mida teha ohtlike jäätmetega? Keskkonnaministeeriumi info http://www.envir.ee/1094311 Keskkonnaministeeriumi jäätmeosakonna info http://www.envir.ee/625
