Økotoksikologi og risikovurdering

Økotoksikologi innebærer økologiske og toksikologiske virkninger av kjemisk forurensning på mennesker, samfunn og økosystemer, kombinert med miljøgifters påvirkning på miljøet (dvs. transport, omdanning og nedbrytning).

Risikovurdering er en vurdering av stoffets potensielle farer kombinert med organsimens eksponering for stoffet i miljøet.

Potensiell fare + Eksponering = Risiko

Seksjon for økotoksikologi og risikovurdering dekker alle aspekter av miljøfare og risikovurdering. Metoder og verktøy som benyttes inkluderer  NIVAs Computational Toxicology Program (NCTP), Bayesisk nettverksmodellering, skjebnevurdering (dvs. persistens eller biologisk nedbrytbarhet), effektvurderinger, og biologisk overvåking. Seksjonen anvender in silico-teknikker, in vitro-analyser (alt fra subcellulære molekylære verktøy til multiple cytotoksisitetsanalyser), og in vivo-analyser i en integrert tilnærming som dekker hele spekteret av akutte og vedvarende (kroniske) økotoksikologiske testmetoder i både ferskvannsorganismer og marine organismer i henhold til internasjonale retningslinjer for testing (f.eks. OECD og ISO).

I tillegg til det mangfoldige utvalget av kjemikalier, ulike partikkeltyper og miljøstressorer vi jobber med, er seksjonen involvert i Centre of Excellence for Environmental Radioactivity (CERAD).

Noen av våre fokusområder er:

• System(øko)toksikologi

• Regulatorisk økotoksikologi

• Overvåkning

• Nye og gamle miljøgifter

Risikovurderinger

Seksjonen utfører rutinemessige risikovurderinger for å fastslå kjemikaliers miljøpåvirkning. Dette gjelder både i ferskvann og i marine miljøer (i henhold til retningslinjer gitt i OECD 301 og 306). Vi har f.eks. tilgang til marine dypvannsmiljøer (60 m) fra vår marine forskningsstasjon på Solbergstrand. Dette sikrer et mer konstant mikrobielt samfunn enn vann tatt på overflatenivå.

NIVA utvikler kontinuerlig nye systemer og forbedrer eksisterende metoder for å sikre at virkninger av kjemiske stoffer på miljøet vurderes riktig. Våre forskere simulerer renseanlegg gjennom å utvikle eksperimenter og forsøk på labskala. Et nylig avsluttet prosjekt i seksjonen (NanoWaste) undersøkte nanomaterialers virkning (og effekter) på renseanlegg og videre miljøpåvirkning. Å fastslå et kjemikalies mulige persistens eller motstand mot nedbrytning er det første trinnet i en fare- og risikovurderingsstrategi. For å forstå virkninger av kjemikalier på organismer, utfører vi også bioakkumuleringstester i henhold til regulatoriske retningslinjer (for eksempel OECD 305). NIVA utfører flere studier som ser på opptak av kjemikalier i relevante organismer, f.eks. blåskjell.  

Effektvurdering

Laboratoriet er godkjent for god laboratoriepraksis (GLP) for vurdering av følgende produktgrupper:

• legemidler

• veterinærmedisinske produkter

• plantevernmidler  

• biocider

• tilsetningsstoffer i mat

• industrielle kjemikalier

Ekspertområdene inkluderer fysisk og kjemisk testing, bioakkumulering, biologisk nedbrytning og økotoksisitetstester. Våre forskere er i stand til å utforme og utføre komplekse økotoksisitetstester tilpasset individuelle kundebehov. Disse spenner fra småskala systemer med alger og virvelløse dyr til storskala fiskestudier. I tillegg har vi tilgang til en av de største samlingene av algearter i Europa gjennom NIVAs algekultursamling.

Her følger noen eksempler på NIVAs portefølje av økotoksisitetstester som vi rutinemessig utfører:

Ferskvannsorganismer

• Alger 72 timers veksthemming (OECD 201)

• 48 timers immobiliseringstest (OECD 202) Daphnia magna

• 96 timers akutt toksisitet (OECD 203)

• Fet[MGR9] -test (FET) test (OECD 236) Zebrafish (Danio rerio)

• Tidlig livsstadietest (ELS) (OECD 210) Danio rerio

• Fish juvenile growth test (OECD 215)

• Sediment-Water Chironomid Toxicity Test-spiked water or spiked sediment (OECD 218, 219)

• Lemna sp. veksthemmingstest (OECD 221)

Marine organismer

• Alger 72 timers veksthemming (ISO 10253) Skeletonema pseudocostatum

• 48 timers immobiliseringstest (ISO 14669) Tisbe battagliai

• 10 dagers Corophium sp. akutt toksisitetstest (OSPAR)

• 10-dagers akutt toksisitetstest for Arenicola marina (OSPAR)

• 24-timers østersembryo larvestudie (ISO 17244)

• 7 dagers larveutviklingstest Tisbe battagliai

• 14 dagers reproduksjonstest Tisbe battagliai

• 96 timers akutt toksisitet (OECD 203)

•  Fish juvenile growth test (OECD 215)

Biologisk effektvurdering

Overvåkning av biologiske effekter ved hjelp av en integrert pakke biomarkørresponser er viktige verktøy i seksjonen. Våre forskere har erfaring med å vurdere miljøfarer innenfor en rekke områder, f.eks. industrielle utslipp herunder gruvedrift, akvakultur, kloakkbehandling, urban avrenning herunder veiavrenning og tunnelvaskevann, samt kyst - og offshore olje- og gassvirksomhet. Våre ansatte er opplært i mange biologiske effektteknikker som måler vev, cellulære væsker og hele organismer og viser eksponering og /eller effekter på en eller flere kjemiske miljøgifter. Modellorganismer inkluderer fisk og blåskjell, som brukes i laboratoriekontrollerte studier, samt feltundersøkelser ved bruk av naturlig forekommende arter.

NIVA leder arbeidet med biomarkørmodulen i BEQUALM-interkalibreringsprogrammet. Dette sikrer at biomarkørdataene er av høyeste kvalitet, og at de er sammenlignbare med det som produseres av andre europeiske laboratorier.

Integrert bioovervåkning

Å kombinere og integrere  kjemiske konsentrasjoner i biota/organismer med biologiske responser fra ulike nivåer av biologisk organisering gir en helhetlig tilnærming til miljøovervåking. De utvalgte biomarkørene måler både generelle responser på helse og fysiologi, samt spesifikke gentoksiske, nevrotoksiske og/eller endokrine responser i eksponerte organismer.

Systemtoksikologi

Våre forskere innen systemtoksikologi (SysTox) utfører hovedsakelig forskning om effektene og underliggende mekanismer for enkelte - og kombinerte - miljøpåvirkningsfaktorer i et bredt spekter av organismer, som alger, akvatiske planter, krepsdyr og fisk. Ved å implementere konseptet  the Adverse Outcome Pathway (AOP) og utnytte avanserte analytiske teknikker som high-throughput (HT) in vitro-screening og high-content (HC) toksikogenomiske verktøy, har SysTox-teamet som mål å skape en detaljert forståelse av effektene av stressfaktorer som forekommer på ulike nivåer av biologisk organisering, karakterisere virkningsmåter (modes of action - MoAs) av stressorene, utvikle in vitro- og in vivo-alternative teststrategier og in silico-prediksjonsverktøy for å redusere dyreforsøk i laboratoriet.

Robust miljørisikovurdering

Bruk av disse teknikkene gir til sammen grunnlag for en robust miljørisikovurdering. I tillegg utfører seksjonen standardiserte risikovurderinger for ulike internasjonale regulatoriske/lovbaserte krav (for eksempel legemidler, veterinærmedisinske produkter, biocider, plantevernmidler, industrielle kjemikalier, etc.) ved å studere vurderingsfaktorer og artssensitivtet. Dette gir nasjonale myndigheter med ansvar for miljøspørsmål, som Miljødirektoratet og Legemiddelverket, informasjon og kunnskap om hvordan man bør håndtere kjemikalier i miljøet.

Gjennom årene har seksjon for økotoksikologi og risikovurdering utført miljørisikovurderinger for et bredt spekter av kjemikalier og kjemikalieblandinger for både regulerende myndigheter og eksterne kunder.

Seksjonen jobber tett med seksjon for miljøkjemi som kan levere full analytisk støtte, inkludert LC-MS, GC-MS, GC-TOF-S og ICP-MS.

Flere forskere i seksjonen fungerer som eksperter i internasjonale paneler.