Aarhus University Seal / Aarhus Universitets segl

Forurenende stoffer i det arktiske miljø

Vores medarbejdere udfører undersøgelser af forurenende stoffer i forbindelse med overvågningen af miljøets belastning med forurening fra minedrift og fra kilder, som ligger udenfor Grønland, men hvor forurenende stoffer transporteres gennem atmosfæren og med havstrømme til Grønland.

I de seneste år har nogle af disse undersøgelser været gennemført som en del af det internationale AMAP-projekt (Arctic Monitoring Assessment Programme).

AMAP foregår som et samarbejde mellem de otte arktiske nationer, og målet er at overvåge og vurdere den cirkumpolare forurening. Det er således konstateret, at forurenende stoffer transporteres til Arktis, og at nogle af disse stoffer koncentreres i toppen af fødekæden hos fugle og havpattedyr. Da mennesker i Arktis lever af disse lokale ressourcer, er den lokale befolkning særlig grad eksponeret for at indtage disse stoffer.

Aarhus Universitet varetager i vidt omfang den grønlandske, biologiske del af AMAP-programmet, som indeholder projekterne:

Bestande og kontaminanter i vågehvaler (PDF-format, på engelsk)

Marint fedt

En stor undersøgelse skal indsamle ny viden omkring fedtindholdet i det marine grønlandske økosystem. Formålet med undersøgelsen er at belyse den positive betydning af traditionel marin kost for den grønlandske befolkning. Samtidig vil undersøgelsen bidrage til en bedre forståelse af sammenhænge og vekselvirkninger mellem dyr i havet.

Billede af en mand med en sæl der bliver flået

Foto: Steen Andersen, Foxtrot

Undersøgelser af den grønlandske kosts virkning på mennesker har tidligere været fokuseret på fødevarers indhold af tungmetaller og miljøfremmede stoffer. Per Møller mener at der indtil nu mangler undersøgelser af de positive aspekter ved marine fødevare. Råvarer fra havet udgør som bekendt et vigtigt bidrag til den traditionelle grønlandske kost. Per Møller vil sætte fokus på kvaliteten af fedtet i 26 forskellige arter fra havet primært omkring Nuuk. De arter der skal undersøges er alt lige fra rejer til hvaler. Undersøgelsen er delt op i to dele: en del skal belyse de positive aspekter der er ved at spise dyr fra havet, mens den anden del sigter mod en bedre forståelse af livet i havet.

 

Slædehundeprojekt i Grønland

Miljøgifte som påvirker hormonsystemet findes i fødekæder verden over. Stofferne går på dansk under betegnelsen ”hormonforstyrrende stoffer” og er både vand- og fedtopløselige, og de derfor interferere med f.eks. køns- og thyroidhormoner. Problemet med de fleste af disse stoffer er, at de akkumuleres i dyr op igennem fødekæder, er svært biologisk nedbrydelige i naturen og derfor muligvis en trussel for forplantningsevnen, immunsystemet, indre organer og knogler hos mennesker og dyr.

I arktiske områder drejer de giftige stoffer sig om de såkaldte organohalogener. Det vil sige forbindelser som i deres natur er organiske, og hvor et eller flere atomer er erstattet af et klor- (f.eks. PCBer og DDTer), fluor- (f.eks. fluorsyrer) eller brom- (f.eks. flammehæmmere) atom. Problemet med disse giftige forbindelser er kortlagt siden 1989 af et program på tværs af de cirkumpolare lande (Arctic Monitoring and Assessment Programme; AMAP), og resultater fra midten af 1990erne og op til i dag tyder på, at sundhedstilstanden hos dyr og mennesker er påvirkede af disse stoffer. I den forbindelse har der især været fokuseret på de dyr som er højest i fødekæden (topprædatorer) såsom isbjørn og polarræv, og selvfølgelig mennesker som bor i det cirkumpolare område. For isbjørnens vedkommende er der offentliggjort undersøgelser, som har givet anledning til miljø- og sundhedsvidenskabelige debatter over det meste af verden. Således er der af forskere på Svalbard påvist en sammenhæng mellem flere af organohalogen-grupperne og forskellige hormoner i blodet samt nedsat immunrespons og vitamin A, som menes at påvirke dyrene. Ligeledes har vi på Grønland fundet et fald i mineraltæthed i isbjørnes knogler samt udbredt forekomst af cellulære forandringer i nyrer og lever som følge af høje niveauer af organohalogener.

De arktiske befolkninger lever i høj grad af kost baseret på de levende marine ressourcer fra høje trofiske niveauer, hvilket gør dem specielt udsatte for forurening. I f.eks. Canada, Grønland og Rusland ligger værdierne i navlestrengsblod for mange stoffers vedkommende over de europæiske fastlagte grænseværdier. I Grønland spises ofte sæl, hval og havfugle, og på østkysten spises der tillige meget isbjørn. Disse kostvaner er hovedårsagen til de arktiske befolkningers høje eksponering for organohalogener. Selvom mange af stofferne allerede i mange lande er udfaset, forventes det at niveauerne af nytilkomne stoffer, som f.eks. bromerede flammehæmmere, fremover vil stige, og at fødekæde-niveauerne af de stoffer som allerede er opkoncentreret vil forblive uændret i miljøet. De relativt høje niveauer i Arktis gør studier i disse områder meget relevante, idet sådanne erfaringer kan være en slags ”tidlig advarsel” for lignende effekter i både dyr og mennesker i den vestlige verden. De arktiske erfaringer har dog også allerede været brugt i de internationale forhandlinger om at nedbringe niveauerne af organohalogener.

Kontrollerede forsøg med effekter

For endeligt at kunne afgøre om sundhedstilstanden i de arktiske dyr, her tænkes specielt på isbjørnen som spises af grønlændere, virkelig er påvirket af de relativt høje niveauer af organohalogener, er der med initiativ i Danmark og Norge iværksat kontrollerede studier på slædehund (Vestgrønland) og fjeldræv (Norge). Studierne, som begge startede i 2003, har udviklet sig til at være et omfattende og tværfagligt internationalt samarbejde og dækker både hormonparametre, immunoparametre, histologiske vævsundersøgelser, knogle undersøgelser og meget mere. Studierne går ud på at fodre med bl.a. vågehvalspæk som indeholder forureningsstoffer som dem isbjørne, ræve og mennesker eksponeres for overalt i de arktiske områder.  Disse to studier skulle gerne yderligere klarlægge forståelsen af de negative effekter af organohalogener på det arktiske dyreliv, og de mennesker som spiser disse dyr og dermed udsættes for endnu højere koncentrationer. De første videnskabelige resultater af undersøgelserne kan forventes i 2006-2008.

Forskergruppens kerne på Afdeling for Arktisk Miljø, Danmarks Miljøundersøgelser består af: seniorforsker Rune Dietz (cand.scient.), forsker Christian Sonne (cand.med.vet., PhD), forskningsassistent Maja Kirkegaard (cand.scient.) samt seniorforsker og statistiker Frank F. Riget (cand.scient.). Herudover er den tekniske assistance i Grønland Thomas Dau Rasmussen (cand.scient.), der varetager den daglige fodring, blodprøvetagning, vaccination m.m. af alle slædehunde. Idet projektet har et omfang der gør det velegnet til analyse af mange forskellige parametre, er der herudover etableret et videnskabeligt samarbejde med en række nationale og internationale forskere fra bl.a. Norge, Canada, USA og Tyskland.

Immuntest på slædehund - priktest studiet (engelsk)

Polluted Minke Whale Blubber (Balaenoptera acutorostrata) Impair Cellular Immunity in West Greenland Sledge Dogs (Canis familiaris) (Environ Sci Technol 40:2056-2062)

Abstract

Minke whale (Balaenoptera acutorostrata) blubber is rich in organohalogen contaminants, mercury and n-3 fatty acids. In the present study we show that a daily intake of 50-200 g minke whale blubber causes an impairment of the non-specific and specific cellular immune system in the place West Greenland sledge dog (Canis familiaris). Immune reactions were measured by mitogen (PHA = Phytohaemaglutinin, Con A = Concavalin A) and antigen (KLH = Keyhole Limpet Haemocyanin) intradermal testing. The study used exposure levels similar to those of Inuits and polar bears and it is therefore reasonable to infer that Inuits and polar bears may suffer from similar decreased resistance to diseases. It is speculated that food sources are depleted by thinning sea ice due to climate change, why more research should assess the forecasted rise in additive immunopathy effects in polar bears and other Arctic top predators. Additionally, our study suggests that the fatty acid composition may be of importance when investigating combined immuno toxic effects of contaminated food resources in future Inuit and polar bear studies.

Aim of study

The aim of the immunizational trial was to study the cell-mediated immunity expressed via intra dermal testing. Pups were intradermally tested at 18 (exposed) and 21 (controls) weeks of age. The parent (P) and offspring (F) generation were followed for up to 52 and 21 weeks, respectively. It is noteworthy, that the pups also received organochlorines and brominated flame retardents transplacentally and via milk in their first 8 weeks of life.

Experimental design

The experimental design was conducted as a randomized blind intervention study on West Greenland sledge dogs (Canis familiaris) in Aasiaat, ;West Greenland using real life exposure and taking seasonal fasting from yearly climatic oscillations into account. The parent generation (P) was composed of an exposed and a control group (8 bitches in each) and their 9 pups (4 exposed and 5 controls, - all siblings). The exposed group was fed 50-200g per day of organochlorine and mercury contaminated West Greenland minke whale (Balaenoptera acutorostrata) blubber. The control group was fed pork fat (extremely low in both organochlorines, mercury and polyunsaturated fatty acids). Bitches were fed exposed and control feed respectively, immediately after entering the project at age two months, while pups were fed exposed and control feed, respectively, immediately after weaning. All dogs were kept in chains but exercised regularly, investigated routinously by a field veterinarian and immunized for canine distemper virus, parvo virus, hepatitis virus, parainfluenze virus and rabies. To minimize genetic differences between the groups, all 16 bitches were paired sisters placed within each group. They were fed equal amounts of standardized Royal Canin dry dog pellets (50-200g/day) to cover basic nutrients and microelements.

Intra dermal in vivo field testing

To characterise the effect of OHC exposure on the cell-mediated immunity, intra dermal in vivo stimulation (delayed hypersensitivity; type IV) with mitogens (PHA and Con A; unspecific induced lymphocyte proliferation) was applied to 16 bitches. The same mitogens and an antigen (KLH; specific T lymphocyte response following immunization) was applied to 9 pups. The intradermal test was applied to an 5 x 10 cm area laterally on the thorax. Local anesthetics or sedatives were not used. Four weeks prior to the intradermal test, all pups were immunized at 14-17 weeks of age subcutaneously with 1 ml antigen (Keyhole Limpet Hemocyanin).

The intradermal tests were performed by application of 0.1 ml Phytohaemaglutinin-P, Concanavalin A, as mitogens, and KLH as antigen. Only the F1 generation was tested with KLH in two concentrations and both generations were tested with PHA and Con A in two concentrations. 0.1 ml (s.i.c.) 0.9% NaCl was used as a negative control.

Wheal size (diameter, height and erythema) was measured at 24 and 48 hour delayed type 4 hypersensitivity (48 hour reactions were excluded from the analyses as all these were magnitudes lower than the 24 hour reaction). Analyses of organochlorines and brominated flame retardents were conducted at The National Wildlife Research Centre, Carleton University , Canada.

Blyforurening af grønlandske fugle fra anvendelse af blyhagl

Blyniveauerne i grønlandske dyr er i almindelighed meget lave og udgør ingen risiko for sundheden hos mennesker, som spiser lokale kostemner. Alligevel er der fundet uventet høje blyniveauer i mennesker i Grønland. Årsagen er formentlig rester af blyhagl i fugle, som jages og spises. I Arktisk Canada er der fundet ret høje blykoncentrationer i kød fra fugle, som er dræbt med blyhagl, og DMU har fundet noget lignende i lomvier fra Nuuk

Se: DMU faglig rapport nr. 299 (PDF-format, 211 KB)

DMU fortsætter undersøgelserne af dette problem ved yderligere analyser af lomvier og ved også at inddrage alm. edderfugl. Desuden undersøges, om edderfuglene har hagl i kråsen, i hvilket omfang de er anskudt, og om anskudte fugle har forhøjet blyindhold i knoglerne.