Miljøgifter og klimaendringer i Arktis

Utslipp og bruk av forurensende midler mot insekter, ugress og sopp på den nordlige halvkule er redusert de siste tiårene. Vi ser likevel en økning i noen av disse miljøgiftene i lufta i Arktis. Hvordan henger dette sammen?

Dette spørsmålet har jeg arbeidet med å finne svar på i min masteroppgave i meteorologi og oseanografi. Jeg har sammenliknet konsentrasjoner av miljøgifter i lufta med kjennskap til utslipp, bruk og klimaendringer, med spesiell vekt på økt temperatur i Arktis de siste tiårene. Analysen viser at miljøgifter plutselig kan dukke opp igjen etter å ha ligget lenge i dvale i havet under isen, i jordsmonnet og i bark og løvverk, og at dette kan knyttes til klimaendringer.

Miljøgifter i Arktis

Arktis ble lenge sett på som et rent miljø, adskilt fra forurensningskilder på sørligere breddegrader knyttet til industri og bruk av pesticider; midler mot insekter, sopp og ugressplanter. Overraskende for mange ble det på 1970- og 80-tallet funnet miljøskadelige pesticider i marine miljøer i Arktis. Det førte til at mange forskere ble interessert i å finne ut hvordan de hadde kommet seg dit. Det ble tatt initiativ til en rekke konvensjoner om langtransporterte luftforurensninger, og globale avtaler om krav til reduserte utslipp av farlige miljøgifter kom på plass.

Persistente organiske miljøgifter (POPer) er en samlebetegnelse på syntetisk fremstilte miljøgifter. Blant POPene finner vi pesticider og PCBer. POPer er av FNs miljøprogram UNEP definert som forbindelser med disse egenskapene:

  • er lite nedbrytbare i naturen og er svært giftige for mennesker, dyr og omgivelser
  • har stor evne til å samles opp i fett, og konsentrasjonene er derfor ofte mye høyere i levende organismer enn i lufta rundt
  • kan transporteres over store avstander og ende opp langt fra der de opprinnelig ble sluppet ut

Mange forskningsresultater bekrefter at POPer fører til store konsekvenser for økosystemet i Arktis. Høye nivåer av POPer er funnet i fisker, dyr og urbefolkning i Arktis, og konsentrasjonene øker oppover i næringskjeden. Enkelte POPer er såkalte hormonhermere, det vil si at deres kjemiske struktur er ganske lik østrogener og derfor kan føre til problemer i hormonproduksjonen. Dette fører til misdannede kjønnsorganer, vanskeligheter med reproduksjon, spontanaborter og kjønnsbytte for en rekke fiskearter, dyr og fugler. I tillegg kan POPer virke hemmende for immunforsvaret, normal vekst og metabolisme.

Jeg vil nå se nærmere på trenden til to POPer: Hexaklorbenzen (HCB) og Polyklorerte bifenyler(PCBer). HCB ble brukt som soppdreper og i våpenindustri på 1960-tallet. På 1970-tallet ble man klar over de farlige effektene av stoffet, og noe av produksjonen ble stanset, men HCB dannes fortsatt som et biprodukt i industri. HCB har stor evne til å flytte seg over store avstander i lufta.

PCBer er en gruppe industrikjemikalier som ble utviklet på 1920-tallet og er hovedsakelig blitt brukt i elektrisk utstyr og byggutstyr. Også for PCB har det meste av produksjonen stoppet, men høye nivåer blir fortsatt målt i lufta. Det finnes 209 forskjellige PCBer. De har alle litt forskjellig struktur som gjør at de har litt forskjellige egenskaper. PCBer har 1 til 10 kloratomer knyttet til seg. PCBer med mange kloratomer løses lett i fett i levende organismer, noe som gjør dem til de mest skadelige PCBene. Både HCB og PBCer er følsomme for temperatur og fordamper lett ved relativt høye temperaturer. I tillegg har begge stoffene relativt lett for å tas opp i jordsmonn og vann fra lufta.

Det har siden 1993 blitt foretatt jevnlige målinger av HCB og en andel PCBer ved Zeppelin-stasjonen i Ny-Ålesund, mens det for resten av PCBene har blitt målt siden 1997. Ved å analysere disse dataene fant jeg en nedgang i konsentrasjoner av både HCB og PCBer fra 1993 og frem i tid, men fra 2004/2005 opplever HCB og de høyt klorerte PCBene en liten økning.

Effekter av et varmere klima

Det er to sannsynlige grunner til at vi ser en økning i nivåene av miljøgiftene HCB og PCBer i Ny-Ålesund de siste årene, begge knyttet til klimaendringer:

  • økt fordampning fra hav og jordsmonn på grunn av smelting av sjøis og permafrost
  • frigjøring fra bark og løvverk under skogbranner

Klimaet på jorda endret seg de siste tiårene. Vi ser en klar global temperaturøkning, særlig i arktiske områder. Dette har ført til smelting av sjøis og mer åpent vann i områder som tidligere var dekket av is. I tillegg har flere og flere permafrostområder gjennomgått smelting. Havene og jordsmonnet kan sees på som store lagringsplasser for POPer. Avsetning av POPer fra atmosfæren til havene og jordsmonn fant sted frem til 1990-årene, i tider med store utslipp av disse stoffene. Så lenge isen har fungert som et lokk på havene og bakken har vært frossen, har POPene holdt seg «sovende» på plass uten den store forflytningen. Nå som klimaet i Arktis er blitt varmere, har de fordampet til lufta igjen og kan fortsette sin ferd videre i atmosfæren.

Grunnen til at vi ser en økning i nivået av PCBene med mange kloratomer i Ny-Ålesund kan også tilskrives et varmere klima og mer fordampning fra jordsmonn og hav. De høyt klorerte PCBene er mer følsomme for temperatur enn de lavt klorerte. I tillegg har økningen også sammenheng med det økende antall skogbranner på høyere breddegrader de siste årene. Russland, Alaska og Nord-Canada har vært utsatt for skogbrann de siste årene på grunn av hetebølger. De høyt klorerte PCBene har relativt stor evne til å samles opp (akkumuleres) i fett og har derfor gjennom årene blitt fanget opp av fettstoffer i barnåler, bark og løvverk i skoger på veien til Arktis. Under skogbrannene har disse PCBene blitt frigitt tilbake til lufta.

Miljøgifter dukker opp igjen

Klimaendringer kan ha store konsekvenser, og denne analysen viser at miljøgifter plutselig kan dukke opp igjen etter å ha ligget lenge i dvale i havet under isen eller i jordsmonnet. Hav og bakke har større lagringskapasitet enn atmosfæren, og fordi havstrømmene beveger seg i mye saktere tempo enn luftstrømmene er det sannsynlig at arktiske målestasjoner kommer til å måle POPer i mange år fremover, selv om produksjon og bruk av disse komponentene har vært på vei ned i en del år allerede. Liv og helse til dyr og mennesker blir derfor i år fremover preget av menneskers bruk av disse midlene mot insekter, ugress og sopp som de ikke visste konsekvensene av da de brukte dem.

———
Silje Eriksen Holmen leverte masteroppgaven i 2009 og jobber idag som statsmeteorolog ved Meteorologisk Institutt i Tromsø.

  • Hans

    Hei, det var interessant innlegg. Er det da sånn at miljøgiftene vil fortsette å øke i Arktis og for hvor lenge da?Er det bare innsekts og soppmidler, eller er det andre typer også?

    • Silje Eriksen Holmen

      Hei,

      Det er litt for tidlig å si hvor mange år fremover dette vil skje. Det kommer mye an på isforholdene og på hvor store reservoarene i havet er. Det ser ut til at vi kommer til å ha mindre isdekke enn tidligere i tiden fremover på grunn av den globale oppvarmingen, men isdekket varierer også noe fra år til år.

      I min masteroppgave så jeg kun på PCBer og pesticider, så jeg kan dessverre ikke svare på om dette gjelder andre typer forbindelser også. Dette har å gjøre med et stoffs egenskaper.
      PCBer, insektsmidler og soppmidler er generelt vannløselige, det vil si at de har lett for å tas opp i havene fra atmosfæren. De har også lett for å fordampe tilbake til luften igjen under de rette forholdene. Andre typer forbindelser med de samme egenskapene har derfor også potensiale til å bli målt i høyere konsentrasjoner i lufta i Arktis i årene fremover, uten at jeg kan svare direkte på hvilke forbindelser det gjelder.

  • Pingback: Fikk du med deg alt? | Masterbloggen()