Många bekämpningsmedel, industrikemikalier och läkemedel, såväl som deras nedbrytningsprodukter, hamnar i vattendrag och floder efter användning.
Ett team av miljökemister vid UFZ har därför tittat närmare på 610 kemikalier med kända förekomstmönster eller problematiska effekter och analyserat om och i vilka koncentrationer de förekommer i europeiska vattendrag – från stora floder som Elbe, Donau och Rhen till Ebro och Tejo på den iberiska halvön till mindre vattendrag i jordbruksregioner i Tyskland.
Efter att ha analyserat 445 prover från 22 floder upptäckte forskarna 504 av de 610 kemikalierna. De hittade 229 bekämpningsmedel och biocider och 175 farmaceutiska kemikalier, samt ytaktiva ämnen, plast- och gummitillsatser, per- och polyfluoralkylsubstanser (PFAS) och korrosionsinhibitorer.
De upptäckte upp till 50 kemiska ämnen i 40 % av proverna och 51–100 kemikalier i ytterligare 41 %. I fyra prover kunde de till och med upptäcka mer än 200 organiska mikroföroreningar. De upptäckte flest ämnen – 241 kemikalier – i ett vattenprov taget från Donau.
I proverna hittade miljökemisterna oftast N-acetyl-4-aminoantpyrin, som är en nedbrytningsprodukt av det smärtstillande medlet metamizol. Lite är känt om effekterna av detta ämne på sötvattensekosystemen.
"För många av dessa metaboliter är det oklart hur skadliga de är för miljön. Vi saknar fortfarande nödvändig kunskap", säger UFZ:s miljökemist Saskia Finckh, medförfattare till studien. Men de negativa effekterna av andra ämnen som upptäckts i vattnen har redan undersökts.
En av de vanligaste av dessa substanser är det kramplösande medlet karbamazepin, som inte är lätt biologiskt nedbrytbart i vattendrag. Det försämrar också reproduktionsförmågan hos ryggradslösa djur och försenar utvecklingen av fisk. Karbamazepin finns därför redan på övervakningslistan för Federal Environment Agency (UBA) och är ett av 23 andra föreslagna prioriterade ämnen som ska läggas till i EU:s ramdirektiv för vatten.
Effekten av vissa andra ämnen som också ofta detekteras i proverna är också känd. Till exempel fann UFZ-forskarna ofta insektsmedlen diazinon och fipronil, som båda är extremt skadliga för vattenlevande ryggradslösa djur. Totalt överskreds de kroniska risktrösklarna för ryggradslösa djur för mer än 70 kemikalier som upptäckts i vattnen. Det innebär att långvarig eller upprepad exponering kan leda till bland annat utvecklingsstörningar.
Många av de enskilda organiska mikroföroreningarna är ett problem för vattendrag i sig. Det finns dock ytterligare en att oroa sig för. "Utbudet av kemikalier som släpps ut i vattendrag är ett stort problem. Vi vet fortfarande alldeles för lite om de additiva effekterna av dessa ämnen när de blandas med varandra", förklarar Dr. Eric Carmona, UFZ miljökemist och co-lead. författare.
För att kunna bedöma effekten av dessa blandningseffekter på de organismer som lever i vattendragen tillämpade forskarna konceptet med det kemiska fotavtrycket, som kvantifierar kemiska blandningars potential att påverka vattenkvaliteten – specifikt vilken chans att överleva i vattenlevande organismer som fiskar, kräftdjur och alger finns på en viss plats. Det kemiska fotavtrycket beräknas genom att relatera koncentrationen av en kemikalie på en plats till den förväntade effekten.
Därefter summeras värdena för de upptäckta kemikalierna. För var och en av dessa grupper av organismer finns ett vetenskapligt gränsvärde. Överskridanden av detta värde kan stödja försvinnandet av känsliga arter från ekosystemet. De vetenskapliga gränsvärdena överskreds i 74 % av de testade proverna. Risken är särskilt hög för kräftdjur; på 15 % av de undersökta platserna är det till och med akut, vilket gör att djuren har små chanser att överleva på dessa platser.
UFZ-forskarna drar slutsatsen att trots många förbättringsåtgärder finns det fortfarande för många kemikalier i europeiska vatten. På många platser överskrids gränsvärdena.
"Våra data visar också att det inte bara är enskilda ämnen utan snarare det stora antalet ämnen som bidrar till detta problem", säger Finckh. Det är därför nödvändigt att inkludera ännu fler kemikalier i kemisk vattenövervakning för genomförandet av EU:s ramdirektiv för vatten eftersom dessa ännu inte har utvärderats i miljösammanhang. Mer mätdata behövs också.
– Det är ofta helt oklart vilka effekter kemikalier har på organismer i vattnet och i vilka koncentrationer, säger Carmona. I dessa fall har modellbaserade värden använts; dessa leder dock till större osäkerhet än de uppmätta effektvärdena. "Framför allt borde vi fokusera mer på deras blandningar när vi bedömer kemikalier", säger Finckh.
Resultaten publiceras i tidskriften Environment International .
Mer information: Saskia Finckh et al, Kartläggning av kemiska fotavtryck av organiska mikroföroreningar i europeiska vattendrag, Environment International (2023). DOI:10.1016/j.envint.2023.108371
Tillhandahålls av Helmholtz Association of German Research Centers
