Pollution - NORDIC LAke exposure to Cyclic Siloxanes: assessment of transport, distribution and fate

Siloksaner brukes i store volumer i kosmetikk, hud- og hårpleieprodukter, og slippes ut til miljøet blant annet ved at de skylles ut med avløpsvannet. Etter at høye konsentrasjoner av siloksaner har blitt funnet i sedimenter og fisk flere steder, har både nasjonale og internasjonale miljømyndigheter rettet søkelyset mot siloksaner og deres mulige persistens og bioakkumulering i miljø og næringskjeder. Vi mangler imidlertid fremdeles en helhetsforståelse av sammenhengen mellom utslipp av siloksaner og eksponering for biota, og spesielt hvordan miljøbetingelser påvirker siloksanene. Derfor var hovedmålet med dette prosjektet å utforske miljøskjebnen til siloksaner ved å bruke Storvannet i Hammerfest som et case-study. En viktig del av prosjektet var å videreutvikle metoder for analyse av siloksaner i miljøet, samt å evaluere datamodeller som kan simulere sammenhengen mellom utslipp og eksponering for siloksaner. Kloakk fra befolkningen rundt Storvannet lekker ut i innsjøen gjennom gamle rørledninger, samt at kloakken kan flyte over når det er store vannmengder i systemet, noe kommunen allerede jobber med å forbedre. Resultatene fra prosjektet viste at konsentrasjoner av siloksaner i sedimenter og fisk fra Storvannet likevel er sammenliknbare med konsentrasjoner i akvatiske systemer påvirket av en mye større befolkning (for eksempel Mjøsa eller Oslofjorden). Konsentrasjonene av siloksaner var høyere i røye enn i ørret fra innsjøen, noe som kan skyldes ulik diett og habitat hos disse to fiskeartene. Kombinasjonen av de målte konsentrasjonene med datamodeller bidro til å øke forståelsen av hvordan siloksaner i miljøet påvirkes av lave temperaturer og isdekke. Ett av hovedfunnene var at siloksaner er forventet å oppføre seg annerledes enn andre godt kjente miljøgifter når det er kaldt. Mens miljøgifter som PCB går mer fra vann til sedimenter når det blir kaldere, noe som gjør at de blir mer persistente, forventes siloksaner å oppføre seg motsatt og kan til og med bli mindre persistente ved lave temperaturer. Disse prediksjonene inneholder imidlertid mye usikkerhet, noe som viser både at vi fortsatt mangler grunnleggende kunnskaper om egenskapene til siloksaner, samt at lærdom fra «gamle» miljøgifter ikke nødvendigvis kan overføres direkte til nye miljøgifter. Resultatene fra prosjektet er høyst relevant for både lokale, nasjonale, og internasjonale myndigheter, spesielt siden bruken av siloksanene D4 og D5 sannsynligvis kommer til å bli regulert i EU i nærmeste fremtid. Resultater har derfor blitt kommunisert til relevante miljømyndigheter. I tillegg har forbedrede metoder for analyse av siloksaner allerede blitt implementer i overvåkningsprosjekter for Miljødirektoratet, og en videreutviklet bioakkumulerings-modell kommer til å brukes videre i nye prosjekter finansiert av forskningsrådet.

Environmental emissions of cyclic volatile methyl siloxanes (cVMS) in Europe are estimated in the range of kilo-tonnes per year. With several reports documenting high concentrations in the aquatic environment, cVMS have come under extensive review by reg ulatory bodies within the Europe (REACH) and North America (Canadian Chemical Management Plan) regarding their environmental persistence, bioaccumulation, and toxicity. However, understanding their distribution and fate within the aquatic environment has been hindered by unreliable methods for determining trace levels in water and sediment matrices. In addition to this, environmental winter conditions in Nordic Regions may slow removal/degradation processes of cVMS and increase their persistence and exp osure in aquatic ecosystems. This proposal will develop sensitive methods for monitoring the distribution and exposure of cVMS and apply these new methods to a Nordic lake system. Data collected will be used to evaluate the capability of environmental fa te and transport models to predict the observed behaviour of cVMS under different environmental conditions. NILU is an international leader in cVMS research, and the only Norwegian laboratory that can conduct cVMS analysis, which has propelled Norway to the forefront of monitoring the fate and impact of these compounds. However, in order to maintain Norway's position as a leader in this research field, improvements to methodology is needed to enhance monitoring and model evaluations.