Probabilistic ecological risk assessment of secondary poisoning from DDT
(2019) MVEM12 20191Studies in Environmental Science
- Abstract
- Although prohibited since decades, dichlorodiphenyltrichloroethane (DDT) and its metabolites still remain in the soil and pose a threat to ecosystems, where especially birds are susceptible to toxic effects. In this thesis, a model developed in the 1990s was used and updated in order to estimate the risks of DDT to top predators at a forest-plant nursery site. Unusually high concentrations of DDT have been found at this site and it was therefore of interest to evaluate the potential ecological effects. The model used deals with the fact that species without direct contact with the soil are still exposed to soil contaminants through their prey, a phenomenon called secondary poisoning. Bioaccumulation factors, toxicity data and... (More)
- Although prohibited since decades, dichlorodiphenyltrichloroethane (DDT) and its metabolites still remain in the soil and pose a threat to ecosystems, where especially birds are susceptible to toxic effects. In this thesis, a model developed in the 1990s was used and updated in order to estimate the risks of DDT to top predators at a forest-plant nursery site. Unusually high concentrations of DDT have been found at this site and it was therefore of interest to evaluate the potential ecological effects. The model used deals with the fact that species without direct contact with the soil are still exposed to soil contaminants through their prey, a phenomenon called secondary poisoning. Bioaccumulation factors, toxicity data and species-specific diet were combined in order to quantify the maximum permissible concentration in soil (MPC). MPC5 is regarded as the acceptable level, where 95 % of the populations are protected. Red kite, sparrow hawk, kestrel, badger and weasel were selected as species of concern. This study shows that given the soil concentrations of DDT at the site, the risk (probability) of exceeding MPC5 is high, especially for red kite and sparrow hawk. Matter of fact, the probability of exceeding MPC5 for any of the species considered are >64 %. The concentrations of DDT in soil found at the forest-plant nursery are therefore unacceptable for the protection of birds and beasts of prey. (Less)
- Popular Abstract (Swedish)
- Fallstudie av en skogsplantskola – rester av DDT i jorden utgör än idag en hög risk för rovfåglar och rovdjur.
Trots att användningen av insektsgiftet diklordifenyltrikloretan (DDT) sedan länge varit förbjuden i Sverige finns rester kvar i jorden på platser där det använts. Anledningen till att det finns kvar är att DDT är mycket svårnedbrytbart. Eftersom detta ämne även har förmåga att bioackumuleras, utgör det än idag ett hot mot organismer och ekosystem, där speciellt fåglar är känsliga. Bioackumulering innebär att en förorening från omgivningen, exempelvis jorden, anrikas i en organism eftersom upptaget av föroreningen går fortare än utsöndringen.
I den här studien användes och uppdaterades en modell utvecklad på 1990-talet för... (More) - Fallstudie av en skogsplantskola – rester av DDT i jorden utgör än idag en hög risk för rovfåglar och rovdjur.
Trots att användningen av insektsgiftet diklordifenyltrikloretan (DDT) sedan länge varit förbjuden i Sverige finns rester kvar i jorden på platser där det använts. Anledningen till att det finns kvar är att DDT är mycket svårnedbrytbart. Eftersom detta ämne även har förmåga att bioackumuleras, utgör det än idag ett hot mot organismer och ekosystem, där speciellt fåglar är känsliga. Bioackumulering innebär att en förorening från omgivningen, exempelvis jorden, anrikas i en organism eftersom upptaget av föroreningen går fortare än utsöndringen.
I den här studien användes och uppdaterades en modell utvecklad på 1990-talet för att göra en riskbedömning för rovfåglar och rovdjur i anslutning till en gammal skogsplantskola belägen i Skåne. Tidigare provtagningar visar att jordens innehåll av DDT genomgående överskrider Naturvårdsverkets uppsatta generella riktvärde för denna typ av markanvändning. De ovanligt höga DDT-halterna på skogsplantskolan gjorde det extra aktuellt att undersöka de ekologiska riskerna, särskilt för arter högst upp i näringskedjan (toppredatorer). I en riskbedömning uppskattas riskerna genom att relatera exponering med effekt. Genom att använda ett sannolikhetsbaserat angreppssätt i riskbedömningen utnyttjas och fortplantas naturliga variationer och osäkerheter som finns i tillgänglig data i de beräkningar som görs i modellen. Risken för en viss effekt vid en viss exponering kan därmed presenteras som en sannolikhet.
Exponeringen är den halt som faktiskt kommer i kontakt med toppredatorerna. Därför behandlades både DDT-halten i jorden vid skogsplantskolan och bioackumuleringen genom specifika arters näringsvävar. Bland annat röd glada, sparvhök, tornfalk, grävling och vessla har sedan tidigare observerats på området och ansågs därför vara lämpliga att undersöka närmre. Dessa toppredatorer exponeras sekundärt genom att deras byten i sin tur får i sig DDT genom deras föda. Överföringen i näringskedjan börjar med de organismer som är längst ned, till exempel maskar och insekter, som konsumerar eller kommer i direktkontakt med DDT-förorenad jord. Som tidigare nämnt bedöms en risk även genom att undersöka effekten, vilket här gjordes genom att samla in toxicitetsdata för fåglar och däggdjur. Toxicitetsdata talar om vid vilken dos en viss respons uppstår. Responsen består i denna riskbedömning av effekter på bland annat överlevnad och reproduktion, vilka är effekter som kan leda till att arternas populationer är mindre än de skulle varit annars.
I modellen kombinerades bioackumuleringsfaktorer, toxicitetsdata och artspecifik diet för att beräkna den högsta tillåtna koncentrationen i jorden (maximum permissible concentration, MPC). MPC5 betraktas här som den acceptabla nivån och innebär att 95 % av artens population är skyddad. Denna studie kom fram till att risken (sannolikheten) för att överskrida MPC5 är hög, speciellt för rovfåglarna röd glada och sparvhök, med tanke på jordens koncentrationer av DDT på platsen. Risken för att överskrida MPC5 för någon av de undersökta arterna är >64 %. Koncentrationerna av DDT i mark som finns på skogsplanskolan är därför oacceptabla om dessa toppredatorer ska kunna skyddas. (Less)
Please use this url to cite or link to this publication:
http://lup.lub.lu.se/student-papers/record/8990735
- author
- Rundegren, Alice LU
- supervisor
- organization
- course
- MVEM12 20191
- year
- 2019
- type
- H2 - Master's Degree (Two Years)
- subject
- keywords
- probabilistisk riskbedömning, toppredatorer, DDT, diklordifenyltrikloretan, plantskola, skogsplantskola, artkänslighetsfördelning, bioackumulering, förorenad mark, indirekt exponering, Monte Carlo simulering, probabilistic risk assessment, plant nursery, species sensitivity distribution, polluted soil, indirect exposure, bioaccumulation, Monte Carlo simulation, dichlorodiphenyltrichloroethane
- language
- English
- id
- 8990735
- date added to LUP
- 2019-07-16 09:07:21
- date last changed
- 2019-07-16 09:07:21
@misc{8990735,
abstract = {{Although prohibited since decades, dichlorodiphenyltrichloroethane (DDT) and its metabolites still remain in the soil and pose a threat to ecosystems, where especially birds are susceptible to toxic effects. In this thesis, a model developed in the 1990s was used and updated in order to estimate the risks of DDT to top predators at a forest-plant nursery site. Unusually high concentrations of DDT have been found at this site and it was therefore of interest to evaluate the potential ecological effects. The model used deals with the fact that species without direct contact with the soil are still exposed to soil contaminants through their prey, a phenomenon called secondary poisoning. Bioaccumulation factors, toxicity data and species-specific diet were combined in order to quantify the maximum permissible concentration in soil (MPC). MPC5 is regarded as the acceptable level, where 95 % of the populations are protected. Red kite, sparrow hawk, kestrel, badger and weasel were selected as species of concern. This study shows that given the soil concentrations of DDT at the site, the risk (probability) of exceeding MPC5 is high, especially for red kite and sparrow hawk. Matter of fact, the probability of exceeding MPC5 for any of the species considered are >64 %. The concentrations of DDT in soil found at the forest-plant nursery are therefore unacceptable for the protection of birds and beasts of prey.}},
author = {{Rundegren, Alice}},
language = {{eng}},
note = {{Student Paper}},
title = {{Probabilistic ecological risk assessment of secondary poisoning from DDT}},
year = {{2019}},
}