Reaktiviteten til bromerte flammehemmere (BFR) er sterkt påvirket av antall bromatomer de inneholder. I fotokjemiske transformasjoner av BFR i tetrahydrofuran ved 290 nm, ble kvantemål (Φ) for TBBPA (Φ = 0,05) og BDE-209 (Φ = 0,27) signifikant forskjellige (Khaled et al., 2018b), noe som tyder på at økt fotoreaktivitet skyldes det høyere antallet bromatomer i BFR. I kontrollforsøkene under mørke forhold, hvor BFRs ikke var utsatt for lys, ble det påvist at nedbrytningen var mindre enn 2%, noe som viser at fotodynamiske prosesser, særlig under sollys, kan ha stor innvirkning på skjebnen til BFRs i miljøet.

I tillegg påvirkes skjebnen til BFRs også av typen polymer de er inkorporert i. For eksempel, BDE-209 viste høyere fotoreaktivitet i polystyren (PS) enn i polyetylentereftalat (PET) og cellulose (Khaled et al., 2018a). Derfor, BFRs som inneholder flere bromatomer, gjennomgår raskere fotodegradering enn de som inneholder færre bromatomer (Staszowska, 2017). I forhold til utslipp og fordeling av PBDEs i ulike miljøscenarier, har både antall kongener og bromatomer betydelig innvirkning. Utslippshastighetene til ulike PBDEs, som BDE-47, BDE-99 og BDE-209, i luft, jord og vann ble funnet å være henholdsvis 4,90–92 ×10−3, 0,91–17,40 ×10−3 og 0,21–4,04 ×10−3 kg h‒1 (O’Driscoll et al., 2016). PBDEs er lett tilgjengelige for luftfordeling ettersom antallet kongener minker. På den annen side er PBDE-kongener tilbøyelige til å oppkonsentreres i sedimenter etter hvert som antall bromatomer øker. Det er også viktig å merke seg at under stormhendelser kan PBDEs slippes ut fra sedimentene til vannkolonnen; derfor fungerer sedimenter som en langtidssource for PBDEs i miljøet (O’Driscoll et al., 2016).

Toksisiteten til både gamle og nye BFRs (som PBDEs, HBCDD, DBDPE, BTBPE) har blitt dokumentert i flere biologiske matriser. De viktigste mekanismene bak toksisitet hos BFRs er hormonell og endokrin forstyrrelse, genotoksisitet og endringer i atferd (Xiong et al., 2019). BFRs, særlig PBDEs, har lipofile, persistente og bioakkumulerende egenskaper, noe som gjør dem til et alvorlig miljøproblem. Mange av disse kjemikaliene vurderes av REACH-lovgivningen (Registrering, Evaluering, Autorisasjon og Restriksjon av Kjemikalier). For enkelte typer BFRs, som TBBPA og HBCDD, er eksponeringsveier og toksisitetsstudier i både dyr og mennesker blitt publisert (Feiteiro et al., 2021). HBCDD, en tilsetning BFR, er ikke kjemisk bundet til polymerene og har høy lipofilitet og lav vannløselighet, noe som gjør at HBCDD er svært persistent i vann, med en halveringstid på 2 025 dager og høy bioakkumulasjonsfaktor i fettfinnede minnow-fisk på 18,10 (Lyman et al., 1982).

Visse BFRs har evnen til å overføres trofisk i den menneskelige akvatiske næringskjeden (Ruan et al., 2018), og til og med utvise fyto-toksisitet (Wu et al., 2012). Menneskelig eksponering for BFRs er spesielt bekymringsfull, ettersom disse kjemikaliene lett kan transporteres inn i luft, vann, jord, mat og fôr (ESFA, 2023b). En nylig litteraturgjennomgang rapporterte at helserisikoen og kroppens byrde av BFRs, spesielt utslipp av PBDEs fra husholdninger, er langt mer alvorlige for barn som bor i urbane områder (Maddela et al., 2020). BDE-209, et kongener av decaBDE debrominering, forårsaker alvorlige helseproblemer hos mennesker. Det er også påvist at både gamle og nye flammehemmere har evnen til å overføres fra mor til foster i visse haistarter, som svartnesehai og spissnosehai (Marler et al., 2018).

Reguleringen av BFRs, særlig i EU, er blitt strengere gjennom årene for å beskytte både menneskers helse og miljøet. EU har etablert retningslinjer for salg og bruk av visse BFRs, hvor direktiver som 2003/11/EC og 76/769/EEC blant annet forbyr salg av kommersielle blandinger av pentaBDE og octaBDE dersom konsentrasjonen er høyere enn 0,10 % i vekt. Direktivet 2002/95/EC forbyr bruk av PBBs og PBDEs i nye elektriske og elektroniske apparater. Den europeiske domstolen for rettferdighet forbød også decaBDE i 2008. Den europeiske kjemikaliebyrået (ECHA) jobber med å vurdere om visse alifatiske BFRs og noen organisofosforflammehemmere også bør begrenses eller ikke, og det er ventet en ny vurdering innen 2025 (ECHA, 2023a).

Det er viktig å merke seg at BFRs ikke bare er et problem i den nærmeste fremtid, men de representerer også en langvarig trussel mot økosystemene og menneskers helse. BFRs kan persistere i miljøet i flere tiår, og deres innvirkning på helse kan være kompleks og langvarig, selv i lave konsentrasjoner. Regelverkene og forskriftene som er etablert for å regulere disse stoffene, er derfor avgjørende for å redusere deres totale miljøbelastning og beskytte både nåværende og fremtidige generasjoner.

Hvordan Glyphosat Påvirker Miljøet: Kilder, Forurensning og Bekymringer

Glyphosat, et bredspektret, systemisk herbicid, er kjent for sin effektivitet i bekjempelse av en rekke plantearter, inkludert gras, stauder, busker og trær. Når glyphosat påføres i små mengder, kan det også fungere som et vekstregulerende middel og desikant. Dens popularitet som et plantevernmiddel har økt dramatisk siden det ble kommersielt tilgjengelig, og det har blitt et dominerende produkt på markedet, spesielt etter at patentet på Monsanto’s glyphosat ble utløpt i 2000, noe som åpnet for konkurranse.

Glyphosat er først og fremst kjent for sin lave akutte toksisitet, og den akutte dødelige dosen er nesten den samme som for vanlig bordsalt. I teorien skulle den høye vannløseligheten indikere at glyphosat raskt vil bli utskilt fra menneskers og dyrs kropper ved inntak. Likevel er dette herbicidet svært persistente i miljøet, og det ender opp i naturen i store mengder, både ved direkte påføring i landbruket og gjennom utilsiktet utslipp fra industriprosesser, som tekstilproduksjon, der glyphosat brukes som råmateriale.

Når glyphosat påføres planter, kan det inngå i forskjellige kjemiske former. De aktive ingrediensene kan være i form av ammoniumsalter, som isopropylammoniumsalt, eller til og med kalium- eller natriumsalter. I tillegg finnes det ofte adjuvanter som hjelper herbicidet med å trenge gjennom planterens kutikkel, som polyetoksylert talgamin (POEA). POEA fungerer som et overflateaktivt stoff som øker glyphosatets effektivitet ved å forbedre opptaket gjennom bladene. Imidlertid kan denne tilleggskomponenten i formuleringen også forsterke toksisiteten til herbicidet betydelig, noe som gjør at de kommersielle formuleringene av glyphosat kan være farligere enn selve stoffet alene.

Langvarig eksponering for glyphosat og dets metabolitter, som aminometylfosfonsyre (AMPA), har gitt økt bekymring for miljøet og helse. Selv om flere ledende regulatoriske myndigheter har erklært at glyphosat ikke er et karcinogen, og at det ikke utgjør noen helserisiko når det brukes i henhold til etiketten, har flere studier vist at herbicidet kan ha alvorlige helsekonsekvenser. IARC (2015) klassifiserte glyphosat som et mulig karcinogen (Gruppe 2A), og forskning har knyttet langvarig eksponering for stoffet til utvikling av ikke-Hodgkins lymfom. I tillegg kan glyphosat forårsake andre helseproblemer som leverskader, nyreskader, teratogenese og tumorutvikling, spesielt når det brukes i høye doser eller over lang tid.

Globalt er bruken av glyphosat steget betraktelig, spesielt etter fremveksten av genmodifiserte herbicidresistente avlinger på 1990-tallet. Dette har ført til en økning på mer enn 12 ganger i bruken av glyphosat fra 1995 til 2014. Globalt ble det brukt 826 millioner kg glyphosat i 2014, hvorav mer enn 67 millioner kg ble brukt i landbruket, og resten i ikke-landbruksrelaterte applikasjoner. Dette enorme forbruket har ført til at glyphosat har blitt funnet i jord, vann og luft på tvers av hele planeten.

Forurensning fra glyphosat har også blitt et alvorlig problem i mange regioner, og enkelte områder, som i Sør-Amerika, Europa og deler av Øst- og Sør-Asia, har blitt identifisert som "hotspots" for høyt kontaminert land. Spesielt er områder med stor bruk av glyphosat på soyamelk- og maismarker spesielt utsatt. Glyphosat kan akkumulere i jorden, bli deponert i næringskjeder, og i noen tilfeller til og med lekke ned i grunnvannet, hvor det kan forurense drikkevannskilder. I tillegg kan glyphosat ved lave konsentrasjoner i vann påvirke akvatiske organismer negativt, som fisk og insekter.

Eksponering for glyphosat skjer ikke bare gjennom mat og vann, men også gjennom arbeidsplasser og husholdninger nær landbruksområder. Studier har vist at personer som er yrkesmessig utsatt for herbicidet, har glyphosatnivåer i urinen som kan variere betydelig, fra lave verdier til nivåer over 400 nM. Dette understreker viktigheten av å overvåke og kontrollere bruken av glyphosat i både landbruk og industrielle sammenhenger, samt å redusere eksponeringen for de som er i risikosonen.

Det er viktig å merke seg at selv om glyphosat har blitt ansett som et relativt trygt stoff sammenlignet med andre herbicider, har økt bruk og den lange halveringstiden i miljøet skapt betydelige bekymringer for både helse og økosystemer. Glyphosatets evne til å brytes ned til toksiske metabolitter som AMPA forsterker bekymringene om langtidseffektene på både mennesker og natur.

Regulatoriske myndigheter står overfor utfordringen med å vurdere den totale risikoen ved bruken av glyphosat, ettersom mange av de negative effektene kan avhenge av dose og eksponeringstid. Samtidig har utviklingen av metoder for sanering av forurensede jord- og vannområder blitt en viktig del av diskusjonen. Selv om fremskritt har blitt gjort, er det fortsatt et betydelig gap mellom dagens lovgivning og de nødvendige tiltakene for å sikre et bærekraftig håndteringssystem for glyphosat og dets forurensninger i miljøet.

Hvordan reagerer PAH-forbindelser i atmosfæren og jordmiljøet, og hva bestemmer deres skjebne?

Hydroksyl-polyaromatiske hydrokarboner (hydroksyl-PAHs) kan videre reagere med nitrogenoksid (NO₂) eller ozon (O₃) og danne nitro-PAHs og kinoner. Samtidig kan de gjennom ringåpningsreaksjoner danne forbindelser som ftalsyre, ftalsaldehyd og ftalsanhydrid, noe som er bekreftet gjennom feltstudier. Reaksjoner med nitratradikaler (NO₃) følger typisk en mekanisme der NO₃ adderes til PAH-molekyler, etterfulgt av reaksjoner med NO₂ som gir nitro-PAHs. Hastigheten på disse reaksjonene påvirkes i stor grad av NO₂-konsentrasjonen i atmosfæren. I løpet av dagen dominerer reaksjoner med hydroksylradikaler (OH), som skjer med ratekonstanter som er opptil fem størrelsesordener høyere enn de med NO₃. Om natten får NO₃-radikaler større betydning. Heterogene reaksjoner mellom PAHs adsorbert på partikler og radikaler som OH, N₂O₅/NO₃ og O₃ skjer også, hvor hastigheten avhenger både av typen radikal og partikkelmateriellet. For eksempel skjer reaksjoner med O₃ på grafitt- og silikapartikler opptil hundre ganger raskere enn i gassfase, mens reaksjoner med OH på partikler ofte går en til tre størrelsesordener langsommere enn i gassfase. Opphold i partikkelmatriser beskytter PAHs mot radikaler, noe som øker deres persistens i atmosfæren. Både tørr- og våtavsetning er sentrale mekanismer for fjerning av luftbårne PAHs, men tørravsetning via partikler er vanligvis mer effektiv enn våtavsetning, spesielt for PAHs bundet til partikler. Mindre volatile PAHs har lavere avsetningshastigheter, mens mellomstore (tre-ring) PAHs viser høyere hastigheter, noe som reflekterer deres størrelse og flyktighet.

Når PAHs kommer inn i jordmiljøet, møter de flere mulige skjebner. De kan fordampe, lekke ut i grunnvann, tas opp av organismer, brytes ned av mikroorganismer eller bindes sterkt til jordpartikler. Lettflyktige PAHs med lav molekylvekt (LMW), som to- til tre-ring strukturer, har høyere tendens til fordampning og lekkasje, spesielt ved høyere temperaturer. Tungvektige PAHs (HMW), som inneholder fem- eller seks-ring, er derimot mer stabile og utviser liten volatilitet eller lekkasje. Biokonsentrasjon i jordorganismer som meitemark skjer via diffusjon fra porevann og inntak av jord, hvor porevannet er hovedkilden for PAHs med Log K_OW under 5, mens inntak av jordpartikler er viktigere for mer hydrofobe forbindelser. Planter tar også opp PAHs gjennom røttene ved passiv diffusjon fra porevann til lipider i rotdelene. Røttekonsentrasjonsfaktorer korrelerer med PAHs hydrofobisitet, uttrykt ved Log K_OW. Røttekstrakter, som lavmolekylære syrer, kan løse opp jordbundne PAHs og øke deres biotilgjengelighet.

Mikrobiell nedbrytning av PAHs i jord er grundig studert og involverer både bakterier og sopper som kan bruke enkelte PAHs som karbonkilde eller bryte ned mer hydrofobe varianter via sammetabolisme. Nedbrytningen skjer ofte i to faser: en rask initial fase når lett tilgjengelige PAHs forbrukes, og en langsommere fase der resterende, mindre tilgjengelige forbindelser nedbrytes. En viktig faktor for nedbrytningens effektivitet er fraksjonen av PAHs som er fritt oppløst i porevann, men kontakt mellom mikroorganismer og partikkelbundet PAHs kan også spille en rolle. Mikroorganismer kan utskille enzymer og biosurfaktanter som øker tilgjengeligheten og nedbrytningen av PAHs.

En sentral prosess som påvirker jordbundne PAHs er sekwestrering, også kalt "aldring". Dette er en tidavhengig prosess som reduserer PAHs kjemiske ekstraherbarhet og toksisitet. Sekwestrering skyldes samspillet mellom PAHs og jordorganisk materiale (SOM), hvor to typer bindinger eksisterer: en rask, reversibel og lineær fordeling til labilt SOM, og en langsom, ofte irreversibel og ikke-lineær binding til mer resistent SOM. Denne duale modell forklarer hvorfor PAHs blir mindre tilgjengelige for nedbrytning og miljøpåvirkning over tid.

Det er viktig å forstå at PAHs’ skjebne i miljøet ikke bare bestemmes av deres kjemiske struktur, men også av komplekse interaksjoner med miljøfaktorer som temperatur, partikkelsammensetning, radikaltilgjengelighet og biologiske prosesser. Deres tilstedeværelse i både atmosfære og jordmiljø utgjør utfordringer for nedbrytning og avsetning, og deres persistens avhenger av balansen mellom reaksjoner som forvandler dem og mekanismer som beskytter dem. Derfor må vurderinger av PAHs miljøpåvirkning og risikovurdering ta høyde for denne dynamiske kompleksiteten.

Hvordan vurderes jordforurensning forårsaket av pesticider?

Etter utgivelsen av Rachel Carsons banebrytende bok Silent Spring i 1962, ble jordmiljøet raskt identifisert som en betydelig deponi for vedvarende organiske forurensninger. En rekke pesticider som ble brukt på den tiden ble senere inkludert i Stockholm-konvensjonen, som har vært et sentralt tema for videre forskning, og dette fokuset vedvarer fortsatt i dag. Konvensjonen har vært avgjørende for å sette søkelys på de langvarige konsekvensene av visse pesticider og andre kjemikalier, som på grunn av deres persistens i miljøet, giftighet for mennesker og økosystemer, samt deres evne til å transporteres over lange avstander, har blitt identifisert som viktige globale miljøutfordringer.

Jordforurensning forårsaket av persistente organiske forurensninger (POP) er et tema som krever en grundig forståelse av de ulike kriteriene som brukes til å vurdere graden av forurensning. Vedvarende organiske forurensninger er en klasse av kjemikalier som ikke brytes ned lett i naturen, og derfor har de evnen til å akkumuleres i organismer over tid, noe som kan føre til alvorlige helseproblemer. Denne gruppen omfatter blant annet pesticider som aldrin, klordan, dicofol, dieldrin, endrin, heptaklor, lindan, mirex, toxaphene og DDT.

I forbindelse med Stockholm-konvensjonen ble det utviklet strenge tiltak for å eliminere eller begrense bruken av disse kjemikaliene. Pesticider som aldrin, klordan, dieldrin og toxaphene er for eksempel listet under Annex A (Eliminering), mens DDT er underlagt restriksjoner gjennom Annex B. Dette har ført til en global innsats for å redusere bruken av disse farlige kjemikaliene, men reintroduksjonen av DDT i noen deler av verden, spesielt i malaria-bekjempelse, har skapt debatt. Dette er en viktig problemstilling i lys av klimaendringer og den økende risikoen for spredning av sykdommer som malaria.

Kriteriene som brukes for å vurdere jordforurensning varierer fra land til land, og det finnes ikke et universelt rammeverk for hvordan forurensning skal måles. Mange land, som Australia, har spesifikke undersøkelser for å vurdere risikoen for menneskers helse på forurensede steder, mens andre land tar hensyn til både helse- og økologiske risikovurderinger. Forurensingsnivåene som anses som kritiske kan variere avhengig av hvordan jorda er ment å brukes – for eksempel om det er et boligområde hvor folk dyrker sin egen mat, eller om det er et industriområde. En viktig forståelse her er at de spesifikke grenseverdiene for forurensning som benyttes i forskjellige land, ofte fungerer som indikatorer for å gjennomføre mer grundige helseundersøkelser, og ikke nødvendigvis som umiddelbare kriterier for å erklære et område som forurenset.

For å kunne vurdere alvorligheten av forurensningen, er det også viktig å forstå de fysiske og kjemiske egenskapene til de aktuelle pesticidene. De ulike POP-pesticidene har varierende evner til å binde seg til jord og vann, deres volatilitet og deres stabilitet under forskjellige miljøforhold. For eksempel er DDT et kjemikalie som forblir i miljøet i mange år og har en høy tendens til å bioakkumulere i levende organismer. Denne egenskapen gjør at DDT, sammen med andre POP-pesticider, har langsiktige effekter på både mennesker og økosystemer.

I lys av den globale kampen mot forurensning og de risikofaktorer som følger med bruken av POP-pesticider, er det viktig at både forskere og beslutningstakere fortsetter å overvåke og vurdere potensielle helserisikoer og miljøpåvirkninger. Dette inkluderer ikke bare fysiske målinger av forurensning, men også en vurdering av hvordan disse kjemikaliene påvirker biologiske systemer over tid, og hvordan de kan spre seg på tvers av grenseområder og påvirke global helse.

Det er også viktig å merke seg at det finnes ulike strategier for å håndtere jordforurensning. Forurenset jord kan renses gjennom ulike metoder, som biologisk nedbrytning, kjemisk behandling eller fysisk fjerning av forurensede jordlag. Disse metodene kan være dyre og tidkrevende, men er nødvendige for å hindre at forurensningen sprer seg videre i miljøet.

Endringene i klimaet og økende global handel kan føre til nye utfordringer med spredning av POP-pesticider. Dette understreker behovet for et globalt samarbeid og strengere reguleringer, samt en grundig forståelse av både de kjemiske og økologiske konsekvensene av fortsatt bruk og spredning av disse kjemikaliene.

Hvordan påvirker smerte ytelsen til hjernedata-basert grensesnitt (BCI)?
Hva er trans-fettsyrer, og hvorfor er det viktig å eliminere dem fra kostholdet?
Hvordan Nullifikasjon og Sekesjon Ble Del Av Den Amerikanske Historien