PCB s, dioxinen en furanen in kleine marterachtigen uit de ...
Transcript of PCB s, dioxinen en furanen in kleine marterachtigen uit de ...
189
In de Otter (foto) worden in vergelijking met de Wezel, Hermelijn en Bunzing de hoogste PCB-gehalten gevonden (foto: D. Remmerts de Vries).
PCB s, dioxinen en furanen in kleine marterachtigen uit de Oude Venen
Aangenomen wordt dat de achteruitgang van de Otter in Europa het gevolg is geweest van het verdrinken van Otters in visfuiken, de aantasting van de leefgebieden van de Otter en het verkeer. Daarnaast is door vele auteurs (Olsson & Sandegren, 1983; Mason, 1989; Broekhuizen, 1989; Smit et al., 1996) gesuggereerd dat de blootstelling van Otters aan milieuvervuilende stoffen nadelige effecten op de gezondheid en de voortplanting zou kunnen hebben en een belangrijke factor is geweest bij het verdwijnen van de Otter uit grote delen van Europa. Vooral de ophoping van polychloorbiphenylen (PCB's) in otters wordt in verband gebracht met de achteruitgang van de populaties. PCB's zijn goed in vet oplosbaar en moeilijk afbreekbaar, waardoor deze stoffen ophopen in de voedselketen. Otters staan aan de top van de voedselketen en worden via het voedsel (vis) blootgesteld aan hoge gehalten van PCB's.
Het was echter niet bekend of nade-Uge gezondheidseffecten door PCB's ook bij kleine marterachtigen zouden kunnen optreden. Dit komt doordat er tot nu toe maar één studie (Weber & Mason, 1989) is verricht naar PCB-gehalten bij kleine marterachtigen en dan in het bijzonder bij de Bunzing. Deze studie laat zien dat de gehalten in Bunzingen afkomstig uit Zwitserland soms erg hoog (250 mg/kg vetgewicht) konden zijn. Zeer recentelijk zijn de PCB-gehalten in enkele Wezels, Hermelijnen en Bunzingen en sommige van hun potentiële prooidieren in Nederland bepaald (Leonards, 1997). Op deze wijze kon een indicatie worden verkregen voor een mogelijk verschil in de ophoping
Pim Leonards
In dit artikel wordt een overzicht gegeven van de gehalten aan
PCB's, dioxinen en furanen in kleine marterachtigen uit de
Oude Venen in Friesland en de Drents-Friese Wouden. Tevens wordt ingegaan op de vraag of de gevonden gehalten nadelige
effecten zouden kunnen hebben op de gezondheid van deze dieren. Als vergelijkingsmateriaal worden de PCB-gehalten in
otters uit Friesland gehanteerd.
van PCB's tussen de marterachtigen. Tevens werden gechloreerde dioxinen en furanen in de onderzochte dieren gemeten (deVoogtetal., 1993).
Belangrijk in dit onderzoek was dat de zogenoemde "vlakke" PCB's werden gemeten. Er bestaan namelijk 209 verschillende PCB's die zeer sterk verschillen in giftigheid. Vooral de PCB's met een vlakke structuur hebben een met gechloreerde dioxinen en fiiranen overeenkomende biologische activiteit en blijken erg giftig te zijn. Ondanks de relatief lage gehalten van vlakke PCB's in het milieu is uit experimenteel onderzoek gebleken dat juist deze PCB's verantwoordelijk zijn voor negatieve effecten op de voortplanting bij vogels en zoogdieren (o.a. Aalscholver, Stern, Zeehonden en Amerikaanse nerts).
Ophoping van PCB's bij kleine marterachtigen De overdracht van PCB's via de voedselketens naar de kleine marterachtigen werd onderzocht in het natuurreservaat de Oude Venen (Friesland). Alle kleine marterachtigen werden tussen 1985 en 1993 door T. de Jongh van It Fryske Gea verzameld en waren afkomstig uit de Oude Venen zelf of nabije omgeving. Het aantal individuen per soort lag tussen de 4 en 7. De meeste marters waren verkeersslachtoffers. De prooidieren, muizen, spitsmuizen, hazen, kikkers en padden, werden eveneens in de Oude Venen en directe omgeving verzameld. De selectie van de prooidieren was gebaseerd op maagonder-zoek door Brugge (1977). De PCB-gehalten werden bepaald in monsters van levers van de marterachtigen en van de complete prooidieren, behalve de botten.
In figuur 1 zijn de geometrisch gemiddelde PCB-gehalten in de Wezels, Hermelijnen en Bunzingen, tezamen met die van de eerder onderzochte Otters weergegeven. De hoogste gehalten, na die van de Otter, werden gevonden in de Bunzing gevolgd door de Hermelijn en de Wezel. De veel hogere PCB-gehalten in de Otter worden veroorzaakt, doordat het PCB-gehalte in het dieet van de Otter 16 tot 36 maal hoger is dan de gehalten die worden gevonden in het dieet van de kleine marterachtigen.
PCB-gehalten kunnen ook worden uitgedrukt in "dioxine toxiciteits equivalenten" (TEQ). Bij deze berekening worden alleen de PCB's betrokken die een dioxine-achtige werking hebben. Van PCB's is bekend hoe giftig ze zijn t.o.v. de
Levende Natuur
Kleine marterachtigen 190
meest giftige dioxine. Door het gehalte van een PCB met zijn giftigheidsequiva-lent te vermenigvuldigen wordt het gehalte omgerekend in dioxine-equivalenten. Dit heeft als groot voordeel dat nu rekening gehouden wordt met de verschillen in giftigheid tussen de PCB's. Tevens kunnen de gehalten aan dioxinen en fiiranen na dezelfde omrekening bij de PCB-gehalten worden opgeteld. In figuur 2 staan de betreffende PCB-gehalten weergegeven als TEQ's. Het hoogste gemiddelde gehalte, na dat van de Otter, wordt nu niet meer gevonden in de Bunzing maar in de Hermelijn. Blijkbaar vindt er relatief gezien minder ophoping van giftige PCB's in de Bunzing plaats dan in de Hermelijn en Wezel. Bij een nadere bestudering van de PCB's in het potentiële menu van de marterachtigen en in de lever van de marterachtigen zelf is gebleken dat één van de meest giftige PCB's door de Bunzing omgezet kan worden in afbraakproducten van PCB's. De Hermelijn en de Wezel daarentegen bleken deze giftige PCB juist, relatief gezien, meer op te hopen in de lever dan de andere PCB's. De ophoping van deze PCB werd al eerder gevonden bij de Otter (Leonards, 1997). Dit zou kunnen betekenen dat Bunzingen minder gevoelig zijn voor PCB's dan de andere marterachtigen, doordat Bunzingen in staat zijn om de meest giftige PCB te meta-boliseren. Hierbij is echter nog geen rekening gehouden met de giftigheid van de ontstane afbraakproducten. Deze afbraak-producten kunnen bijvoorbeeld negatieve effecten veroorzaken in de vitamine A- en hormoonhuishouding (schildklier).
Waarom de Bunzing wel de giftige PCB kan afbreken en de andere marterachtigen niet, is niet bekend. Mogelijk zijn verschillen in detoxificatie-iso-enzym activiteit tussen de marterachtigen hiervoor verantwoordelijk, wat zou kunnen samen hangen met het feit dat het dieet van Bunzingen voor een groter deel uit amphibieën (kikkers en padden) bestaat. Amphibieën hebben giflklieren in hun huid. Omdat kikkers en padden in hun geheel door de Bunzingen worden opgegeten zijn er wellicht bepaalde iso-enzymen (cytochrome P450 IA) relatief meer actief voor de detoxificatie van deze giftige stoffen.
Gechloreerde dioxinen en fiiranen in kleine marterachtigen De gehalten aan gechloreerde dioxinen en ftiranen in de onderzochte kleine marterachtigen en tevens in een aantal Boom-
10000 20000 30000 40000 PCB-gehalten (ng/g vetgewicht)
n 1 O 2000 4000 5000 8000
PCB-gehalten uitgedrukt in TEQ's (pg TEQ / g vetgewicht)
Otter
Boommarter
Bunzing
Hermelijn
Wezel
5000 10000 15000 20000 gehalten (pg/g vetgewicht)
Fig. 1. Geometrisch gemid
delde PCB-gehalten (ng/g
vetgewicht) in de lever van
Otters, Bunzingen, Herme
lijnen en Wezels afkomstig
uit de Oude Venen in Fries
land. Van de drie kleine
marterachtigen wordt het
hoogste PCB-gehalte in de
Bunzing gevonden.
Fig. 2. Geometrisch gemid
delde PCB-gehalten uitge
drukt in dioxine-equivalente
(TEQ's) (pg TEQ / g vetge
wicht) in de lever van
Otters, Bunzingen, Hermelij
nen en Wezels afkomstig uit
de Oude Venen in Friesland.
Op deze wijze rekening hou
dend met verschillen in gif
tigheid tussen PCB's blijkt
van de kleine marterachti
gen de Hermelijn het hoog
ste gehalte te bezitten.
Fig. 3. Gemiddelde gehal
ten aan gechloreerde
dioxinen en furanen in de
lever van Otters, Boom
marters, Bunzingen, Her
melijnen en Wezels afkom
stig uit de Oude Venen in
Friesland en het Drents-
Woudengebied.
Furanen
Dioxinen
Fig. 4. Bijdrage van PCB's,
dioxinen en furanen tot de
dioxine-equivalenten in de
levers van Otters, Bunzin
gen, Boommarters, Herme
lijnen en Wezels afkomstig
uit de Oude Venen in
Friesland en het Drents-
Woudengebied.
Furanen
Dioxinen
PCB's
20 40 50 % bijdrage tot TEQ
I^^^^WW ^P^S^Spw^ïw^ ii:4#~W:ï
191
marters en de Otter w erden eerder bepaald door de Voogt et al., 1993. Deze gehalten zijn weergegeven in figuur 3. De onderlinge verhouding wijkt duidelijk af van die welke werd gevonden bij de PCB's. Bij de PCB s werden 2 tot 40 maal hogere PCB-gehalten in Otters gevonden dan in de Wezel, Hermelijn en Bunzing. De hoogste waarden liggen nu echter bij de Wezel. Tevens zijn de verschillen tussen de soorten onderling veel minder groot. De furan-gehalten zijn bij alle marterach-tigen hoger dan de gehalten aan dioxinen. Voor beide stofgroepen werden de laagste gehalten in de Bunzing gevonden.
Om na te gaan hoe groot de relatieve bijdrage van de PCB's aan de dioxine-ach-tige toxiciteit was, zijn ook de gevonden dioxinen- en furanen- en PCB-gehalten omgerekend in dioxine-equivalenten (TEQ's). In figuur 4 zijn de relatieve bijdragen van de drie stofgroepen aan het totaal van de dioxine-equivalenten weergegeven. Er is een duidelijk verschil tussen de Otter met een aquatisch dieet en de andere vier marterachtigen met een terrestrisch dieet. Een groot deel van de dioxine-achtige toxiciteit bij de terrestri-sche marterachtigen was afkomstig van gechloreerde fiiranen, terwijl bij de Otter de grootste bijdrage werd geleverd door de PCB's. Het verschil in bijdrage wordt hoogst waarschijnlijk veroorzaakt doordat dioxinen en furanen minder goed dan PCB's door de aquatische voedselketen worden getransporteerd. Tevens is neerslag uit de atmosfeer van dioxinen en fiiranen een belangrijke bron voor het ter-restrische milieu, terwijl PCB's voornamelijk via het water worden getransporteerd.
Effecten van PCB's voor kleine marterachtigen Om na te gaan of de gevonden PCB-gehalten in de kleine marterachtigen mogelijk nadelige effecten zouden kunnen hebben is een vergelijking met effectniveaus van PCB's voor marterachtigen noodzakelijk. Uit de literatuur zijn echter alleen maar gegevens bekend voor de Fret, de Amerikaanse nerts en de Otter (Bleavins et al., 1980; Smit et al., 1996). De Amerikaanse nerts en Otter kunnen tot de meest gevoelige organismen voor PCB's worden gerekend. Het gehalte waarbij 50% van de voortplanting wordt geremd ligt bij de Amerikaanse nerts op 50 mg PCB / kg vetgewicht en in dioxineequivalenten op 4 ng TEQ / g vetgewicht (Jensen et al., 1977; Leonards et al..
1995). Voor de Otter werden vergelijkbare niveaus gevonden die van negatieve invloed waren op het vitamine A-gehalte in de lever (Murk et al., 1996). Echter de Fret blijkt veel minder gevoelig voor PCB's te zijn. Pas bij veel hogere PCB-gehalten blijken er voortplantingseffecten op te treden.
Omdat geen effect-niveaus voor PCB's voor Wezel, Hermelijn en Bunzing beschikbaar zijn, wordt in eerste instantie aangenomen dat deze marterachtigen net zo gevoelig voor PCB's zijn als de Amerikaanse nerts en de Otter, dus een worst case scenario. Als de PCB-gehalten uit figuur 1 en 2 worden vergeleken met de effect-niveaus, kan geconcludeerd worden dat de gehalten lager liggen dan deze effect-niveaus. Er is dus een grote kans dat de gevonden PCB-gehalten in de kleine marterachtigen, afkomstig uit de Oude Venen niet van nadelige invloed zijn op de gezondheid van deze dieren. Naast de PCB-gehalten in Bunzingen uit de Oude Venen zijn er nog enkele gegevens beschikbaar voor andere locaties in Nederland (Veluwe en Kinderdijk, Leonards et al., 1994). Ook deze PCB-gehalten liggen lager dan de effect-niveaus.
Er kan geconcludeerd worden dat, gebaseerd op een klein aantal individuen uit één gebied, de gevonden PCB-gehalten in kleine marterachtigen niet van nadelige invloed zijn op de gezondheid (ziekten en voortplanting) van deze dieren in Nederland.
Literatuur Bleavins, IVI.R., W.J. Breslin, R.J. Aulerich & R.K. Rin-
ger, 1980. Polychloirnated biphenyls (Aroclors 1016
and 1242): effects on survival and reproduction in mink
and ferret. Arch. Environ. Contam. Toxicol. 9:627-635.
Broelchuizen, S., 1989. Belasting van otters met zware
metalen en PCB's. De Levende Natuur 90 (2): 43-47.
Brugge, T., 1977. Prooidierkeuze van Wezel, Hermelijn,
Bunzing in relatie tot geslacht en lichaamsgrootte. Lutra
19:39.
Jensen, S., J.E. Kihistrom, IVI. Olson, C. Lundberg 8i
J. Orberg, 1977. Effects of PCB and DDT on mink
{Mustela vison) during the reproductive season. Ambio
6: 239.
Leonards, P.E.G., B. van Hattum, W.P. Cofino &
U.A.TIi. Brinicman, 1994. Occurrence of non-ortho-
substituted, mono-oetho subsituted and di-ortho-substi-
tuted PCB congeners in different organs and tissues of
polecats (Mustela putorius L.) from the Netherlands.
Environ. Toxicol. Chem. 13: 129-142
Leonards, P.E.G., T.H. de Vries, W. Minaard,
S. Stuijfzand, P.de Voogt, W.P. Cofino, N.IVI. van
Straalen 8i B. van Hattum, 1995. Assessment of expe-
rimental data on PCB-induced reproduction inhibition
in mink, based on an isomer- and congener-specific
approach using 2,3,7,8-tetrachloro-p-dioxin toxic
equivalency. Environ. Toxicol. Chem. 14:639-652.
Leonards, P.E.G., 1997. Thesis, PCB's in mustelids;
analysis, food chain transfer and critical levels. Instituut
voor Milieuvraagstukken, Vrije Universiteit, Amsterdam.
IVIason, C, 1989. Water polluation and otter distribu-
tion: a review. Lutra 32: 97-113.
l\/lurl<, A.J., P.E.G. Leonards, B. van Hattum, R. Luit
Lutlte Scliipliolt IVI. Smit A. Spenkelink & M.E.1.
Weiden, 1996. Application of biomakers for exposure
and effects of polyhalogenated aromatic hydrocarbons
in naturally exposed European otters (Lutra lutra).
In: M. Smit, P.E.G. Leonards, A.J. Murk, A.W.J.J. de
Jongh and B. van Hattum. Development of otter-based
quality objectives for PCB's, Chapter 5. Report nr. R-
96/11, Instituut voor Milieuvraagstukken, Vrije Universi
teit, Amsterdam.
Olsson, M. & F. Sandegren, 1983. Is PCB partly
responsible for the decline of the otter in Europa?
Proceedings of the third international otter symposium,
Strasbourg, November 24-27.
Smit M., P.E.G. Leonards, A.J. Murk, A.W.J.J. de
Jongh 8i B. van Hattum, 1996. Development of otter-
based quality objectives for PCB's. Report nr. R-96/11,
Instituut voor Milieuvraagstukken, Vrije Universiteit,
Amsterdam.
Voogt P. de, M.J.M, van Velzen 8i P.E.G. Leonards,
1993. Patterns and toxic potency of persistent PCDD
and PCDF congeners in liver of mustelids from the
Netherlands. Organohalogen compounds, proceedings,
Dioxin '93, 13th International symposium on Dioxins
and Related compounds, Vienna, Austria, September
20-24: 105-108.
Weber, D. 8i C. Mason, 1989. Die Belastung schweize-
rischer lltisse (Mustela putorius) mit Schwermetallen und
Chlorkohlenwasserstoffen 1983-1985. Rapport Hinter-
man und Weber AG. Okologische beratung und plan
ning forschung.
Dankwoord Het promotie onderzoek werd uitgevoerd bij het insti
tuut voor Milieuvraagstukken van de Vrije Universiteit.
Hierbij wil ik Tjibbe de Jongh hartelijk danken voor het
verzamelen en het beschikbaar stellen van de marter
achtigen uit de Oude Venen en Sim Broekhuizen voor
het beschikbaar stellen van de Otter- en Boommarter
monsters.
Dr. P.E.G. Leonards
Vakgroep Algemene en Analytische Chemie, VUA
De Boelelaan 1083
1081 HV Amsterdam
Het proefschrift met de
titel 'PCBs in mustelids' is
verkrijgbaar bij de auteur.