økotoksikologi

Stoffers miljøfarlighed er ikke kun knyttet til giftigheden, men afhænger også af, om de ophobes i levende organismer (bioakkumulation) og i naturens fødekæder (biomagnifikation), samt hvor modstandsdygtige (persistente) de er mod at blive nedbrudt af fx bakterier. Til de mest persistente stoffer hører DDT og PCB, som er fundet overalt på kloden, også langt fra de steder, hvor de er produceret og anvendt. Tungmetaller er grundstoffer og kan derfor ikke nedbrydes, men de kan omdannes og indgå i nye forbindelser, der er mere eller mindre skadelige. Nogle tungmetaller som fx kobber er nødvendige som mikronæringsstoffer i levende organismer, men giftige i større koncentration. Andre som fx cadmium og bly har derimod ingen kendt funktion i livsprocesserne.

I økosystemerne kan miljøgifte periodevis være bundet til partikler eller andre kemiske stoffer på en måde, så de ikke gør skade. Men ændres forholdene, kan de igen blive farlige for plante- og dyrelivet. Fx er aluminium stærkt bundet i basisk eller neutralt miljø, men ved en forsuring af jordbund og søvand til en pH under 5,5, fx pga. sur nedbør, frigives aluminiumionerne, der er meget giftige for fisk.

Den økotoksikologiske forskning er ofte inspireret af tilsyneladende uforklarlige hændelser, som da lappedykkerne døde i den amerikanske sø Clear Lake i 1950'erne, og antallet af rovfugle gik voldsomt tilbage i 1970'erne. Årsagen til lappedykkernes død blev i 1962 beskrevet af Rachel Carson, der i Silent Spring (da. Det tavse forår, 1963) skildrede, hvordan fuglene var blevet forgiftet af det DDT-lignende stof DDE, som blev anvendt til insektbekæmpelse. Ophobningen af giftstoffet begyndte i fødekædernes første led, der i sø- og havvand er de mikroskopiske planktonalger. I de følgende led ophobedes stoffet endnu mere, således at koncentrationen i fødekædernes sidste led, lappedykkere og andre rovdyr, blev så høj, at vitale livsprocesser blev skadet eller sat ud af funktion.

Siden begyndelsen af 1990'erne har en stor del af den økotoksikologiske forskning arbejdet på at afdække, hvordan miljøfremmede stoffer som fx DDT, PCB og ftalater påvirker hormonbalancen og forringer formeringsevnen hos dyr og mennesker.

En særlig forskningsgren forsøger at udvikle målemetoder for de såkaldte bioindikatorer eller biomarkører, der er bestemte stressreaktioner, som kommer til udtryk, når planter eller dyr udsættes for fx en miljøgift. Det kan være afvigelser i den normale adfærd eller ændringer i specifikke biokemiske processer, fx en øget produktion af enzymet metallothionein ved forhøjede koncentrationer af metaller i omgivelserne. Da biomarkører ønskes anvendt som indikatorer på en begyndende forurening, skal stressreaktionen kunne registreres i organismernes naturlige levested, og den skal indfinde sig så tidligt eller ved så lave koncentrationer, at giftstoffet endnu ikke har gjort uoprettelig skade.

Vha. særligt videoudstyr har man fx registreret, hvordan pesticidet dimethoat, der er en nervegift, påvirker bevægelsesadfærden hos springhaler og bænkebidere. Det viste sig, at nogle arter var mere følsomme over for pesticidet end andre, og at der var kønsforskelle. Dimethoat påvirkede springhalernes adfærd ved koncentrationer, der var mere end 10 gange lavere end de koncentrationer, der påvirker dyrenes formering. Hos den grå bænkebider var hunnernes adfærd næsten ikke påvirket, mens hannerne blev meget mere aktive i flere måneder, efter at dyrene havde været udsat for giftstoffet.

En anden gren af økotoksikologien sigter mod at udvikle enkle testmetoder (bioassays) til at afprøve kemiske stoffers miljømæssige virkninger. Med den såkaldte 6. ændring af 67-direktivet om klassificering og mærkning af farlige stoffer indførte EF i 1979 et krav om, at alle nye kemiske stoffer og produkter skal afprøves vha. sådanne testmetoder, før de markedsføres og sælges i Fællesskabets lande. Bestemmelsen blev indarbejdet i den danske kemikalielov, der trådte i kraft 1980, og reglerne er siden udbygget med yderligere krav om økotoksikologisk afprøvning.