Effekt og biotilgjengelighet av TBT John Arthur Berge Norsk institutt for vannforskning (NIVA)

Effekt og biotilgjengelighet av TBT Kort om egenskaper Giftighet generelt – Giftighet/effekter – noen eksempler Biotilgjengelighet – sedimentforsøk Human helse

TBT - egenskaper NB:”TBT” forkommer i flere former (her nevnes 3) TBT (Tributyltin-cation), Cas no.: 36643-28-4 Tributyltinnhydrid, Cas no.: 688-73-3 Tributyltinnoksid (TBTO) Cas no.: 56-35-9 TBT som kation (C4H9)3Sn +) vil i sjøvann trolig foreligge som en blanding av flere forbindelser (Cl, OH, vann/karbonat komplekser)

EU dokument om giftighet av TBT

TBT: Skjebne i miljøet og fordelings kvotienter

Tinnorganiske forbindelser et stort miljøproblem i marine områder TBT( tributyltinn) er en tinnorganiske forbindelsen som er meget giftig for vannlevende organismer. Av den grunn har TBT vært benyttet som begroingshindrende middel på undervannskroget til båter og skip. Forbindelsen er blitt et miljøgiftproblem mange steder langs kysten og særlig i havner. TBT skaper ofte behov for spesielle kontrollundersøkelser i fm. mudringsoperasjoner som foretas langs kysten (Værøy til Oslofjorden)

Hvor mye TBT skal det til for å gi effekter i de øverste 10 m av et havområde? Terskelverdi for effekter hos følsomme organismer:1 ng TBT/l. Indre Oslofjord (192km2) : 1.9kg. Østersjøen (366000 km2): 3.7t Nordsjøen (575000km2) : 5.9t Omsetningsvolum av TBT i Norge i 1997 til bruk i begroingshindrende maling: 31.5t

Hvilke effekter har tinnorganiske miljøgifter? cellenivå immunsystemet hormonforstyrrelser ioneregulering nervesystemet utvikling og vekst Giftighet avhengig av lengde og antall alkylgrupper forskjeller metyl-, etyl-, propyl-, butyl-, fenyltinn forskjeller mono-, di-, tri-, tetrabutyltinn Mest giftig: Tributyltinn Kilde:KHY/JAB

Hva er kjent om effekter på akvatiske organismer? Snegl imposex/intersex Østers skallfortykning, “immunrespons” Muslinger redusert vekst, effekter på energibudsjett Kilde:KHY/JAB

Hva er kjent om effekter på akvatiske organismer? Sekkedyr embryonalutvikling “immunrespons” Krepsdyr adferd (graving) fisk påvirker cytokrom P450 enzymer (hormon-metabolisme?) redusert immunforsvar Sjøpattedyr Kilde:KHY/JAB

Konklusjoner TBT påvirker sentrale prosesser på cellenivå (ionetransport, proteinsyntese, energiomsetning) TBT påvirker hormonregulerte prosesser hos snegl det er sannsynlig at TBT påvirker organismer høyt i næringskjeden (sjøfugl, sjøpattedyr) TBT påvirker immunsystemet (fisk, sjøpattedyr) det er begrensede kunnskaper om TBT i fisk og det er lite kunnskap om eventuelle effekter på populasjoner Kilde:KHY

Kan det tenkes å være ”uoppdagede” effekter? effekter på sjøfugl som spiser blåskjell (NB:relativt lave nivåer i ærfuglegg) effekter på sjøpattedyr (immunosupresserende effekter?) Kilde:KHY

EUs kvalitetsstandard (QS) er basert på Sammenstilte data for giftighet for akvatiske organismer 5 % cut off value: 0,00083 µg/l (log 0.00083=-3,08)

Kvalitetsstandard (QS) Vannrammedirektivet (EU) Benthos/sediment: Tentativ QS. For å raffinere QS for sediment kreves langtidstester med sedimentlevende organismer

TBT - effekter på snegl Purpursnegl:meget følsom for TBT Strandsnegl:lite følsom for TBT Littorina littorea

Karakterisering av imposex hos purpursnegl

Kjønnsåpning Sædleder Penis på hunnsnegl Øyne Dette er ”stadie 4”, dvs. penis, fullt utviklet sædleder, men fremdeles åpen kjønnsåpning Kjønnsåpning Sædleder Penis på hunnsnegl Øyne

The occurrence of imposex along the Norwegian coast VDSI 0 - 2 >2 - 4 >4 - 6

Imposex: Konklusjoner 1992-1995 Med et mulig unntak av Finnmark var alt norsk kystvann påvirket av tinnorganiske forbindelser (TBT) slik at biologiske effekter i ømfintlige arter (Purpursnegl) kunne påvises.

Tidsutvikling av imposex hos purpursnegl fra Færder Positiv utvikling Imposex stadier Konsentrasjon i snegl

Tidsutvikling av imposex hos purpursnegl fra Karmøy Konstant påvirket Imposex stadier Konsentrasjon i snegl

Imposex langs norskekysten i 2006 Langesund Vardø Harstad Haugesund Svolvær Vadsø Risør Skjærvøy Færder Tanafjord

Imposex: Konklusjoner 2006 Betydelige biologiske effekter på ømfintlige arter (Purpursnegl) kunne fremdeles påvises på enkelte stasjoner langs hele kysten. Det ble også observert stasjoner uten påvirkning (også i syd Norge). Dette viser en tydelig forbedringer siden 90-tallet hvor stasjoner med liten påvirkning kun ble observert i nord Norge

TBT - effekter på strandsnegl Littorina littorea Strandsnegl:lite følsom for TBT

Intersex in Littorina littorea Stage 0.Symetrical vaginal opening, no prostate gland present. Stage 1.Vaginal opening enlarged, split not longer than 2/3 of pallial oviduct, no prostate gland present. Stage 2.Vaginal opening enlarged, split longer than 2/3 of pallial oviduct, no prostate gland present. Stage 3. Prostate present, no penis Stage 4. Prostate present, penis present

Intersex stasjoner 1999

Konsentrasjon i vann i Oslofjorden Midlere vannkonsentrasjon (ng TBT/L) i 1999 Frognerkilen: 24 Bestumkilen: 22 Bekkleaget: 11 Rambergøy. 4 Steilene: 1,5 Solbergstrand: 2

Intersex hos strandsnegl fra Oslofjorden

Mulige effekter på blåskjell i Oslo Havn? Blåskjell er ikke blant de mest ømfintlige mht. effekter av TBT. 2 mg TBT/kg tørrvekt er oppgitt som terskelkonsentrasjon for virkning på energibudsjettet. Fødeopptakshastigheten er rapporter redusert hos skjell med et TBT-innhold på 3-4 mg/kg t.v. Max verdi i Oslo havn i fm mudringsarbeidene som pågår er 2.2 mg/kg t.v. Middelverdi ca 1 mg/kg t.v. Konklusjon: Effekter på energibudsjettet kan forekomme i kort perioder ved mudring. Trolig er det ellers lite effekter på blåskjell.

TBT i blåskjell langs norskekysten i 2006 Effekter ved konsentrasjoner over ca 2 mg TBT/kg tørrvekt virkning på energibudsjettet. Konklusjon: Lite trolig at en har effekter på skjell

TBT i sediment i Bunnefjorden 2007 Den største variasjonen i konsentrasjon ble observert i de grunne områdene og der var det også en tendens til at de høyeste konsentrasjonen ble observert. Klassifisering: Toksiske effekter kan forventes på alle stasjoner En antar at tidligere bruk av TBT på småbåter og aktiviteten rundt dette i småbåthavner er en viktig bidragsyter til de høye TBT konsentrasjoner en har observert i enkelte grunnområder.

TBT - effekter på nettsnegl (Hinia reticulata) i sediment

Hormonforstyrrende effekter (imposex) av TBT forurensede sedimenter på nettsnegl Andel hunnsnegl med ulike stadier av imposex Imposex stadier Stadie 0: Normal hunn Stadie 1a: Hunn med liten penis Stadie 1b: Hunn med del av vas deferens, men ingen penis Stadie 2a: Hunn med liten penis og kanal på penis Stadie 3a: Hun med liten penis og kort vas deferens (sædleder) Stadie 3b: Hun uten penis, men med lang vas deferens som går helt frem til genital papillen Stadie 4: Hunn med fullt utviklet penis og med vas deferens som går frem til genital papillen Stadie 4+: Hunn med fullt utviklet penis og med vas deferens som går forbi genital papillen og frem til capsul gland TBT i sediment (mg/kg t.v.): Vikkilen: 1 (V) Bispevika: 0,7 (V) Jeløya: 0,001 (I)

TBT forurensede sedimenter gir hormonforstyrrende effekter Hunner av nettsnegl (Hinia reticulata) holdt på TBT-forurenset sediment fra Oslo havn og Vikkilen ved Grimstad utvikle hannlig kjønnskarakter (imposex) i løpet av en periode på 4 uker på grunn av den hormonforstyrrelsen som TBT gir. Effekten på nettsnegl er kun et av mer enn hundre eksempler på hormonforstyrrende effekter av TBT på sneglearter TBT alvorlig miljøproblem både i Norge og world wide

Biotilgjengelighetsstudier

Biotilgjengelighetsstudier –opptak fra sediment og fòr (blåskjell) Konsentrasjoner i forsøkssedimentene. Sediment nr. Innsamlings område/fase % TS Monobutyltin (µg/kg t.v.) Dibutyltin Tributyltin Klasse* 1 Jeløya/I+II 71-74 3-5 2-6 1-4 I-II 2 Vessøyneset/I 25,4 25 41 70 IV 3 Bispevika/I 48,4 47 255 677 V 4 Vikkilen/I+II 47,9 94 225 987 TBT i blåskjell (mg/kg t.v.): Vikkilen: 2,3 (V) Solbergstrand: 0,1 (II)

Opptak i børstemark fra sediment

Opptak av TBT fra sediment og ”byttedyr” Konsentrasjonen av TBT i børstemarken Hediste diversicolor fra fôringsforsøket. TBT i sediment (mg/kg t.v.): Jeløya: 0,001 (I) Vikkilen: 1 (V) JO=Jeløys sediment, ingen fôring JS=Jeløya sediment, fôring med skjell fra Solbergstrand JV=Jeløya sediment, fôring med skjell fra Vikkilen VO=Sediment fra Vikkilen, ingen fôring VS=Sediment fra Vikkilen, fôring med skjell fra Solbergstrand VV=Sediment fra Vikkilen, fôring med skjell fra Vikkilen TBT i blåskjell (mg/kg t.v.): Solbergstrand: 0,1 (II) Vikkilen: 2,3 (V)

Konklusjoner -Biotilgjengelighetsstudier TBT konsentrasjonen i børstemarken (Hediste diversicolor) øker med konsentrasjonen i sedimentet. TBT-forurenset sediment kan derfor være en kilde for TBT i fisk som spiser slike organismer. Tinnorganiske forbindelser kan tas opp i organismer, enten med føden eller direkte fra porevannet/sedimentet. Forsøkene viser at for Hediste så kan begge opptaksveier være viktige. Selv ved høye konsentrasjoner av TBT i sediment ble det ikke observert øket dødelighet hos Hediste. Dødeligheten økte imidlertid ved fôring med forurenset fòr og det var en signifikant sammenheng mellom dødelighet og observerte konsentrasjoner av TBT i marken

TBT og human helse Undersøkelser av fisk på markeder i USA og Japan indikerer human eksponering via marine næringsmidler. Beregninger av WHO tyder på at inntak av TBT via konsum av fisk ikke utgjør noen helserisko selv for ”storspisere” (150 g fisk daglig). Ingen fjorder i Norge har kostholdsråd pga høye TBT nivåer i sjømat

Vitenskapskomiteen for mattrygghet Vitenskapskomiteen for mattrygghet (VKM, faggruppe 5) uttaler:” Eksponering for tinnorganiske forbindelser fra sjømat er ikke et generelt problem selv for høykonsumenter av sjømat i Norge. Basert på kjente forekomster i Norge og Europa kan selvfangst av sjømat fra forurensede områder kombinert med høyt sjømatkonsum medføre overskridelse av tolerabelt inntak (TDI) for tinnorganiske forbindelser.” Mattilsynet har imidlertid i dag ikke fastsatt grenseverdier for organiske tinnforbindelser i sjømat. I risikovurderingen uttaler likevel faggruppen at ”Basert på norske data om sjømatkonsum kan skjell inneholde opp til ca 2 mg tinnorganiske forbindelser (sum av TBT, DBT og TPT)/kg skjellmat, basert på massen til tinn

”Stalinon” tragedien i Frankrike og Algeri i 1954 Bruk av trimetyltinn i legemiddel mot bakterieinfeksjoner. Brukerne fikk symptomer etter en latensperiode på fire dager. Vedvarende hard hodepine, oppkast, svimmelhet, magesmerter og etterhvert lammelser og død. Av 217 rapporterte tilfeller døde 100.

Human helse i Norge - TBT fra blåskjell, fisk og hval Daglig tolerabelt livslangt inntak av TBT: 0.3µg TBT/kg kroppsvekt (EPA, 1997). Tilsvarer 18 µg for en person på 60 kg. På bakgrunn av konsentrasjoner funnet i skjell og fisk kan en beregne daglig tolerabel livslang konsum under forutsetning av at dette er eneste eksponering.

Hvor my blåskjell fra Oslo Havn kan du spise før du har fått i deg ”dagsdosen”? Max konsentrasjon : ca 2000 µg/kg t.v. Max konsentrasjon : ca 600 µg/kg t.v. Dagsdosen (TDI) på 18 µg tilsvarer et inntak på ca 90 g våtvekt skjellinnmat Dagsdosen (TDI) på 18 µg tilsvarer et inntak på ca 300 g våtvekt skjellinnmat

Hvor my fisk fra Trondheimsfjorden kan du spise før du har fått i deg ”dagsdosen”? Max konsentrasjon i torskelver fra Trondheimsområdet i 2001: ca 100 µg/kg v.v. Dagsdosen (TDI= 18 µg TBT) tilsvarer et inntak på ca. 180 g våtvekt lever

TBT i nise fra nord Norge Vev TBT (µg/kg v.v.) Konsum tilsvarende tolerabelt daglig inntak (g) 88 Lever 239 75 Muskel 71 254 Nyre 124 145 99 83 217 24 750 32 563 Konklusjon: forbedring fra 1988-1999.

Konklusjoner TBT i sjømat og human helse i Norge Eksponering for tinnorganiske forbindelser fra sjømat er trolig ikke et generelt problem i Norge.

Tinnorganiske forbindelser og fremtiden Selv om man i et 10-20 års perspektiv pga. de forvaltningsmessige tiltak som er satt i gang forhåpentligvis kan imøtese en løsning på problemet med tinnorganiske stoffer i det marine miljø, er det en del usikkerheter. Disse knytter seg særlig til: Betydningen av de lagre av TBT som en i dag har i sedimentene Mulige uoppdagede effekter hos ømfintlige arter/samfunn Eventuell treghet knyttet til ratifisert/implementering av IMOs konvensjon for utfasing av bruk av tinnorganiske forbindelser som begroingshindrende middel på skip. Tilførsler fra annen bruk enn som antibegroingsstoffer (kommunale renseanlegg?)

Tidsperspektiv/spådom? Sannsynligvis vil det ta 10-20 år etter at all bruk av TBT som antibegroingsmiddel er stoppet før våre kyst og havneområder er fri for effekter av TBT. Dvs: effekter hos følsomme organismer minst frem til år 2018?

Takk for meg