1212569_21823227.jpg logo_mu_cerne.gif Ekotoxikologie (biotesty) v praxi Přehled a příklady OPVK_MU_stred_2 Luděk Bláha, PřF MU 1212569_21823227.jpg logo_mu_cerne.gif http://navier.engr.colostate.edu/whatische/images/ChEL02t01f01big.jpg • Průmyslové látky, produkty • • Kosmetická chemie •Potraviny / krmiva + kontakt s potravinami • •POR (pesticidy) •Biocidy •Léčiva humánní • •Léčiva veterinární • Chemické látky („bulk“) REACH (ECHA) PPP (EFSA) MPs (EMA) §§ §§ WFD – povrch.voda GWD – podzemní v. WWTP – odpadní v. Sedimenty Půda (SD) Ovzduší Odpady PRAXE Chemické látky v prostředí a jejich regulace Prospektivní a Retrospektivní SOIL AIR WATER 1212569_21823227.jpg logo_mu_cerne.gif Kde lze biotesty využít ? •Výsledky biotestů jsou využitelné pro: • •prospektivní hodnocení ekologických rizik u testů čistých látek, pesticidů či testů směsí před jejich vnosem do ekosystému (kaly ČOV) • •retrospektivní hodnocení ekologických rizik u hodnocení toxicity matricí z prostředí – hledání kauzality mezi znečištěním a efekty 3 1212569_21823227.jpg logo_mu_cerne.gif 1) Hodnocení látek REACH v E.U. Pesticidy, biocidy Veterinární léčiva … Specifické zákony a postupy pro každou oblast (viz dále příklady) Časté použití biotestů • Odpady • Hodnocení vytěžených sedimentů před aplikací na půdu Specifické zákony a postupy pro každou oblast V praxi se biotesty užívají méně často - praktické a pragmatické důvody: Kdo má zájem, aby byl vzorek označen za nebezpečný (ekotoxický)? • • Staré zátěže •kontaminovaná půda / průmysl / skládky Méně přesné požadavky na ekotoxicitu v zákonech 2) Kontaminované vzorky prostředí, směsi Kde konkrétně se uplatňují ekotoxikologické testy v praxi? 1212569_21823227.jpg logo_mu_cerne.gif Kde lze biotesty využít ? 1212569_21823227.jpg logo_mu_cerne.gif Kde lze biotesty využít ? 1212569_21823227.jpg logo_mu_cerne.gif 1212570_28446780.jpg logo_mu_cerne.gif Část 1 Hodnocení Rizik Odvození a využití “limitů” 1212569_21823227.jpg logo_mu_cerne.gif „Limity“ a základy hodnocení rizik Příčina -> Důsledek: Dávka -> Účinek Základní oddělené pojmy – Expozice & Nebezpečnost à Riziko Expozice (Jaká dávka?) Atmospheric Deposition Erosion & Runoff Untreated discharges Efekt (nebezpečnost) (Jaká expozice vyvolá efekt ?) bosmina FISH Laboratorní a polní studie Ekotoxikologické testy sample56 lab2 faCTORY1 WWTP 2 RIZIKO EXPOZICE + EFEKTY 1212569_21823227.jpg logo_mu_cerne.gif HODNOCENÍ RIZIK •Základní schéma hodnocení rizik –RIZIKO = pravděpodobnost projevu nebezpečnosti –NEBEZPEČNOST = vlastnost látky (stresoru) •Rizika – řada postupů zakotvena v legislativě •Rizika látek pro člověka (zdravotní), rizika pro ekosystémy (ekologická) •Rizika z havárií (katastrof), rizika ze starých zátěží 1212569_21823227.jpg logo_mu_cerne.gif HODNOCENÍ a ŘÍZENÍ RIZIK Hodnocení rizik Řízení rizik 1212569_21823227.jpg logo_mu_cerne.gif HODNOCENÍ RIZIK •Riziko a nebezpečnost risk 1 Nebezpečnost Riziko 1212569_21823227.jpg logo_mu_cerne.gif HODNOCENÍ RIZIK – krok 1: expozice •Hodnocení expozice –posouzení kontaktu organismu se stresorem (chemickou látkou) •modely distribuce •teoretické úvahy a výpočty •experimentální stanovení koncentrací (analytická chemie) – –Výsledek a)bodový odhad expozice •PEC – predicted environmental concentration (ekotoxikologie) nebo - EC – environmental concentration, nebo - dávka – humánní rizika (mg/kg ž.v./ den) – –b) pravděpodobnostní rozložení koncentrací / dávek • • 1212569_21823227.jpg logo_mu_cerne.gif HODNOCENÍ RIZIK: krok 2 - účinky • •Hodnocení účinků: vztah dávka – účinek (eko/toxikologie) –př. hodnocení toxicity - odhady koncentrací vzniku akutních účinků, odhady koncentrací vzniku chronických efektů .... –hodnocení humáních rizik – toxicita pro člověka, model – laboratorní zvíře –hodnocení ekologických rizik– řada druhů – nutná zjednodušení: RECEPTORY: citlivé a reprezentativní druhy – –výsledek a) nejčastěji bodové vyjádření PNEC (predikovaná „no-effect concentration) nebo TDI (humánní – tolerable daily intake) nebo b) pravděpodobnostní vyjádření (pravděpodobnostní rozložení účinků) • 1212569_21823227.jpg logo_mu_cerne.gif Jak poznat, které koncentrace jsou „bezpečné“? jak odvodit TDI / PNEC? A) PŘEDPOVĚDI - modely Příklad: akutní toxicita pro ryby log (1/LC50) = 0.907 . log Kow - 4.94 B) TESTOVÁNÍ - Toxicita (TDI) - Ekotoxicita (PNEC) 1212569_21823227.jpg logo_mu_cerne.gif Ekotoxikologické biotesty ... základ pro PNEC auto0 AcuteToxScheme_RM HaF-adult arenic~4 Daphnia Dania pict Přídavek látky (Cu) / směsi Účinky - koncentrace (celkový/rozpuštěný Cu) V praxi – 3-4 akutní biotesty hodnoty LC/EC50 Krok 1: Experimentální testy ekotoxicity 1212569_21823227.jpg logo_mu_cerne.gif Které konkrétní testy se využívají? •Požadavky na konkrétní testy –jsou předepsány v příslušném zákoně •Musí být provedeny podle konkrétních předepsaných standardních postupů •Musí být často realizovány v režimu správné laboratorní praxe (nebo obdobného systému kvality) –konkrétní zákon může umožnit využít např. i literární údaje (z vědeckých článků) •použité údaje z literatury musí splňovat požadavky kvality –Každé použité číslo (např. IC50) z literatury musí být podrobeno analýze - Byly testy provedeny v souladu s existujícími standardy? Byly pozitivní/negativní kontroly? atp. –Pokud nesplní à nelze hodnotu použít pro zhodnocení rizika (podle zákona) • •Konkrétní zákony se odkazují na STANDARDIZOVANÉ testy (např. OECD nebo ISO) Test No. 201: Alga, Growth Inhibition Test Test No. 202: Daphnia sp. Acute Immobilisation Test Test No. 203: Fish, Acute Toxicity Test Organisation for Economic Co-operation and Development 1212569_21823227.jpg logo_mu_cerne.gif 50 100 LC50 [concentration] in mg/L or % effluent Threshold: No Observed Effect Concentration (NOEC) Krok 2: Vyhodnocení – odvození PNEC Jak extrapolovat 3 hodnoty EC50 do reality (ekosystémy) ? Jak využít 3 hodnoty pro odvození PNEC (Predicted No Effect Concentration) 1212569_21823227.jpg logo_mu_cerne.gif EXTRAPOLACE ECx/NOEC à PNEC Využití faktorů nejistoty •Faktory nejistoty / Extrapolační faktory / Faktory hodnocení (uncertainty / extrapolation / assessment factors) • •Číselné hodnoty (např. 10-1000 viz dále), které zohledňují “nejistoty” •? Jak moc je kmen D. magna relevantní (intradruhová variabilita) •? Jsou laboratorní druhy relevantní pro přírodní organismy (mezidruhová variabilita) •? Citlivost druhů v laboratořích vs. v přírodě •v laboratořích zpravidla druhy s malou citlivostí – „robustní“ druhy lze chovat ALE přírodní = citlivé ne •? Jsou použity citlivé parametry (endpointy) •Klasické testy = mortalita << citlivější reprodukce (ale méně využívána v biotestech) •? Je relevantní laboratorní expozice pro přírodní podmínky •Biodostupnost látek / „ageing“ látek •Expozice v optimu (potrava, podmínky – pH, T) •Spolupůsobení stresových faktorů (další látky, klima, predace/kompetice) •Adaptace organismů • 1212569_21823227.jpg logo_mu_cerne.gif EXTRAPOLACE ECx/NOEC à PNEC •Využití faktorů při extrapolaci - UF – uncertainity factors, - AF – assessment factors Hodnoty UF/AF zpravidla = 2, 5, 10, 100, 1000 (podle konkrétního předpisu / zákona) Násobení (dělení) získaných výsledků ekotoxicity PNEC = EC50 / AF Příklad (situace v konkrétním zákoně): •k dispozici jsou data ze 3 biotestů •Řasy EC50 16 mg/L •Daphnia EC50 0.2 mg/L •Ryba EC50 3.4 mg/L •využije se nejnižší hodnota ECx •nejcitlivější organismus à cílem je odvodit protektivní hodnotu (Daphnia 0.2 mg/L) •Hodnota EC50 se dělí faktorem nejistoty (např. 1000) •PNEC = 0.2 / 1000 = 0.0002 mg/L •PNEC = 0.2 ug/L • 1212569_21823227.jpg logo_mu_cerne.gif à odvození PNEC = bezpečná koncentrace Dostupná data Assessment factor L(E)C50 short-term toxicity tests NOEC for 1 long-term toxicity test NOEC for additional long-term toxicity tests of 2 trophic levels NOEC for additional long-term toxicity tests of 3 species of 3 trophic levels 1000 100 50 10 Hodnoty ekotox. EC50 / NOEC Extrapolace pomocí faktorů pragmatický přístup PNEC 1212569_21823227.jpg logo_mu_cerne.gif Dostupná data Assessment factor L(E)C50 short-term toxicity tests NOEC for 1 long-term toxicity test NOEC for additional long-term toxicity tests of 2 trophic levels NOEC for additional long-term toxicity tests of 3 species of 3 trophic levels 1000 100 50 10 Protection level: 95% Hodnoty ekotox. EC50 / NOEC Sofistikovanější postup: Species sensitivity distribution (SSD) statistická metoda – EC50 více druhů HC5 = 95% protection level [C] PNEC à odvození PNEC = bezpečná koncentrace Extrapolace pomocí faktorů pragmatický přístup 1212569_21823227.jpg logo_mu_cerne.gif PNEC vs zákoné limity (např. NEK / EQS) •PNEC –hodnota odvozená vědeckou metodou (experimentální nebo modelované ECx) s využitím standardizovaných postupů hodnocení rizik (AFs/UFs, SSD) – •NEK (Norma Environmentální Kvality) = EQS (Environmental Quality Standard) –limit uvedený v zákonech, nařízeních atd. –je odvozen z PNEC, konkrétní hodnota je ale „politickým“ rozhodnutím a dohodou zúčastněných stran •Příklad: Ethinylestradiol (endokrinní disruptor) - odhadnutý PNEC je extrémně nízký (0.001 ng/L). Problémy s PNEC - (i) nelze sledovat (neexistují analytické metody s nízkým limitem detekce), (ii) ČOV reálně nemohou efektivně čistit odpadní vody à v praxi budou koncentrace EE2 vždy nad PNEC … Politická debata: “Riziko je třeba řídit. Jaká hodnota EQS v zákoně je akceptovatelná, rozumná, smysluplná? “ – 1212569_21823227.jpg logo_mu_cerne.gif Syntéza PEC a PNEC = charakterizace rizika •Charakterizace (kvanitifikace) rizika –SROVNÁNÍ EXPOZICE a EFEKTŮ –VYHODNOCENÍ RIZIKA = pravděpodobnosti ... – –(A) NEJČASTĚJŠÍ přístup - využití indexů rizika (Risk Index / Risk Quotient ... také HI – “Hazard index”) RI (RQ, HI) = (P)EC / PNEC RI = dávka / TDI je-li RI (RQ, HI) >1 à existuje RIZIKO • • Př. Zdravotní rizika sinicových toxinů pro člověka Příjem při koupání v Brněnské přehradě 1212569_21823227.jpg logo_mu_cerne.gif Charakterizace rizika –(B) Pravděpodobnostní posouzení rizika –srovnání rozložení koncentrací (dávek), které lze reálně očekávat rozložení koncentrací (dávek) ve kterých nastávají efekty • • ÚČINEK EXPOZICE RIZIKO Frekvence, četnost projevu Koncentrace 1212569_21823227.jpg logo_mu_cerne.gif Pojem “Závažnost” rizika •Konkrétní posuzování rizik –Expozice •Koncentrace (např. změřené koncentrace As v odpadu) –Efekt •Srovnání analyzované koncentrace látky s limitem >> klíčové je odvození hodnot PNEC (à bezpečné koncentrace / limity / EQS) • •Pro řízení rizik je významné chápat „míru“ (závažnost) https://encrypted-tbn3.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcQE8RGQKzHMgAfHMhqd5VcCAt-CsWdYxc7G4xMMeKH8vJ6 Suj7a Vs. Příklad - u obou „P“ (pravděpodobnost, tedy “riziko”) nastání jevu stejná 1:6 - různá je závažnost (důsledky) nastání jevu (př: riziko akutní toxicity pro malou skupinu vs. riziko pro rozmnožování více populací) 1212569_21823227.jpg logo_mu_cerne.gif Shrnutí – odvození a využití NEK / EQS Expozice (dávka) Atmospheric Deposition Erosion & Runoff Untreated discharges Efekt (Jaká expozice vyvolá efekt ?) bosmina FISH Laboratorní a polní studie Ekotoxikologické testy sample56 lab2 faCTORY1 WWTP KONCENTRACE v prostředí Měřená nebo modelovaná (PEC = Predicted Env. Conc.) PNEC (limit, EQS) RIZIKO existuje když PEC / PNEC > 1 à řízení rizika 1212569_21823227.jpg logo_mu_cerne.gif SHRNUTÍ 1212569_21823227.jpg logo_mu_cerne.gif Ekotoxikologie V PRAXI Část 1 – rizika (čistých) látek Příklad 1: Posouzení environmentálních rizik veterinárních léčiv Studenti PřF MU Podzim 2021 NESTUDOVAT! 1212569_21823227.jpg logo_mu_cerne.gif Léčiva a jejich regulace •Základní dokument - Zákon o léčivech –Zákon č. 378/2007 + příslušné prováděcí vyhlášky • •Autority (kontrola) –EU: Evropská léková agentura (EMA) –Národní •SÚKL (Státní úřad pro kontrolu léčiv) •ÚSKVBL (Ústav pro státní kontrolu veterinárních biopreparátů a léčiv) – 1212569_21823227.jpg logo_mu_cerne.gif Léčiva – základní údaje •v ČR (2. čtvrtletí 2007) registrováno 51 000 variant léků a léčebných přípravků – cca 1200 aktivních látek –Veterinární léčiva (2012) > 1000 •v UK v roce 2000 registrováno více než 3 000 aktivních látek •Další „nebezpečné“ faktory užívání léčiv –Léky obsahují pomocné látky, plniva, pigmenty, vosky, tmelící látky –kromě léčiv se ve zdravotnictví používají např. i diagnostické látky (kontrastní látky NMR), dezinfekce –látky přirozeně bioaktivní •interakce látek ve směsích •dlouhodobé účinky v nízkých koncentracích ? –Veterinární léčiva: •velká spotřeba (velká zvířata) •intenzivní stájový chov (časté preventivní užití VP – profylaktické bránění infekcím) … 1212569_21823227.jpg logo_mu_cerne.gif Jednotlivá léčiva mají různý profil bezpečnosti/účinnosti: účinná látka léčebná hladina/dávka toxická hladina/dávka aminofylin 44 - 111 μmol/l > 110 μmol/l digoxin 1 – 1.9 nmol/l > 3.2 nmol/l gentamicin 2 – 8 μmol/l 4 – 8 μmol/l fenbendazol 5 – 50 mg/kg 100x vyšší (10gm/kg – lab.) 1212569_21823227.jpg logo_mu_cerne.gif Farmaka pro humánní medicínu Farmaka pro veterinární medicínu Exkrece (odpadní vody z nemocnic) Exkrece (odpadní vody z domácností) Komunální odpad (nevyužité léky) Exkrece Čistírna odpadních vod Popelnice Hnůj, kompost Zpracování kalů Povrchová voda Skládka Upravený kal Půda Podzemní voda Pitná voda Výroba farmak Vodní mikroflóra Upraveno podle: T.Heberer, Toxicology Letters 131, 5 – 17 (2002) 1212569_21823227.jpg logo_mu_cerne.gif Léčiva a jejich regulace •Registrace léčiv před použitím –průkaz a dokumentace cílové aktivity ve srovnání s existujícími postupy –farmakokinetika (ADME) –bezpečnost = toxikologie –(+ nově i bezpečnost pro životní prostředí …) – •Dokumentace celého životního cyklu –výroba, přípravy v lékárnách, kontrola kvality, –aplikace, reporting vedlejších účinků, –likvidace (nebezpečný odpad) – •Důsledné sledování - farmakovigilance –Pharmaco (týkající se léčiv) vs. vigilance (hlídání, obezřetnost) –Bezpečnostní profil přípravku •Každé léčivo (léčivý přípravek) s sebou nese určité riziko •Bezpečnostní profil přípravků se vyvíjí po celou dobu, kdy je přípravek v praxi (neznámé interakce, používání v neprověřených indikacích – off label, vznik rezistence, používání u rizikových skupin – věk, onemocnění, genotyp…..) •Povinnost zúčastněných stran (lékaři, pacienti) hlásit nežádoucí účinky –Reflexe přínosů : rizik (risk:benefit ratio) v průběhu užívání • • – 1212569_21823227.jpg logo_mu_cerne.gif 1212569_21823227.jpg logo_mu_cerne.gif Listopad 2012 - ČR > 1000 povolených VP 1212569_21823227.jpg logo_mu_cerne.gif Registrace léčiv 1212569_21823227.jpg logo_mu_cerne.gif •Specifický postup / Guideline (viz příklad dále) –Doc. Ref. EMEA/CVMP/ERA/418282/2005-Rev.1 –REVISED GUIDELINE ON ENVIRONMENTAL IMPACT ASSESSMENT FOR VETERINARY MEDICINAL PRODUCTS IN SUPPORT OF THE VICH GUIDELINES GL6 AND GL 38 – –VICH GL 6 – Ecotoxicity Phase I –VICH GL 38 - ECOTOXICITY PHASE II – (VICH - Veterinary International Conference on Harmonization) – Hodnocení ERA veterinárních léčiv 1212569_21823227.jpg logo_mu_cerne.gif Schéma ERA (Environmental Risk Assessment) veterinárních léčiv dle legislativy http://ars.els-cdn.com/content/image/1-s2.0-S0378427402000474-gr2.gif Fáze 1 Fáze 2 1212569_21823227.jpg logo_mu_cerne.gif Hodnocení expozice Veterinárních léčiv Mohou existovat různé cesty expozice (vstupy léčiv do prostředí), Ale z hlediska legislativního posuzování rizik (významu) pro ŽP jsou uvažovány jen některé - přesně definované: http://ars.els-cdn.com/content/image/1-s2.0-S0378427402000474-gr1.gif 1212569_21823227.jpg logo_mu_cerne.gif Příklad: Proveďte hodnocení environmentálních rizik léčiva …. (skutečný případ hodnocení – název konkrétního přípravku utajen) Přípravek „Doxylék“ (Doxycyklin - syntetické tetracyklinové antibiotikum) Identifikace přípravku: „Doxylék“ Mix 100 premix ad us. vet. Přípravek obsahuje v 1000 g: Doxycyclini (ut hyclas) 100,0 g Ethylcellulosum, Zinci stearas, Acidum stearicum, Monodiglycerida, Butylhydroxytoluenum, Alcohol stearylicus, Paraffinum liquidum, Maydis farina Cílové druhy zvířat: Prase Podávané množství a způsob podání: Přípravek Doxylék Mix 100 premix ad us. vet. se podávává dobře zamíchán v krmivu tak, aby denní příjem přípravku v krmné dávce obsahoval 10 mg/kg ž.hm. prasat. Doporučuje se dávka 2000 – 3000 g na 1000 kg konečného krmiva, kdy je nutno zohlednit množství denního příjmu krmiva a živé hmotnosti zvířat. Léčba se opakuje po dobu pěti dnů. Metabolismus (vybrané info): V průběhu průchodu aktivní látky zvířetem dojde k metabolizaci asi 5-10% dávky doxycyclinu, kdežto zbývajících 90-95% je a vylučováno močí a výkaly v nezměněné podobě ven. 1212569_21823227.jpg logo_mu_cerne.gif Krok 1:– ERA v oblasti VMP (veterinary medicinal product) Phase I = významnost EXPOZICE (Je látka významná z hlediska ŽP ?) 1212569_21823227.jpg logo_mu_cerne.gif ? Je látka významná z hlediska ERA ? 1212569_21823227.jpg logo_mu_cerne.gif < 100 ug/kg Phase I -- Je expozice významná? Jsou překročeny dohodnutné (arbitrární) „limity“? (PECsoil < 100 ug/kg) 1212569_21823227.jpg logo_mu_cerne.gif 1212569_21823227.jpg logo_mu_cerne.gif 1212569_21823227.jpg logo_mu_cerne.gif Expozice je významná (PECsoil > 100 ug/kg) à Phase II àPhase II - je třeba realizovat další kroky: àVyhodnotit PEC pro další složky prostředí àVoda, Podzemní voda àVyhodnotit RQ (risk quotient) pro každou trofickou úroveň àVýpočet PNEC à Výpočet RQ àDva stupně (tiers) v rámci Phase II àTier A – levnější / rychlé testy, aplikace AF, konzervativní hodnocení: >> pokud riziko nelze vyloučit à Tier B àTier B – požadavky na další data / reprodukční testy apod. 1212569_21823227.jpg logo_mu_cerne.gif Léčiva pro zvířata v intenzivních chovech – Phase II TIER A TIER B 3 hlavní testy 1212569_21823227.jpg logo_mu_cerne.gif Léčiva pro zvířata v intenzivních chovech – Phase II TIER B 1212569_21823227.jpg logo_mu_cerne.gif Příklad „doxylék“ 1212569_21823227.jpg logo_mu_cerne.gif 1212569_21823227.jpg logo_mu_cerne.gif à Hodnocení účinků: sumarizace dostupných dat … jen příklady / výběr 1212569_21823227.jpg logo_mu_cerne.gif Výpočty RIZIK (RQ) 1212569_21823227.jpg logo_mu_cerne.gif Interpretace RQ 1212569_21823227.jpg logo_mu_cerne.gif Ekotoxikologie V PRAXI Část 1 – rizika (čistých) látek Příklad 2 Evropská strategie řízení chemických látek REACH Studenti PřF MU Podzim 2021 - Příklad – legislativa, využití biotestů - k propektivnímu hodnocení rizik - 1212569_21823227.jpg logo_mu_cerne.gif •Existující chemikálie –> 100000 látek dle EINECS (European Inventory of Existing Commercial Chemical Substances, EINECS) –> 2700 HPVCs (High Production Volume Chemicals) •Produkce > 1000 tun – –Chemikálie se specifickým řízením •Pesticidy, biocidy, léčiva … viz jinde –Seznamy prioritních látek (< 100 chemikálií celkem) •CMR – Carcinogenic, Mutagenic or Reprotoxic chemicals •EU Water framework directive •Endocrine disruptors •POPs • EU a hodnocení rizik chemických látek 1212569_21823227.jpg logo_mu_cerne.gif EU toekomst: REACH EU%2520Flag Chemicals 1212569_21823227.jpg logo_mu_cerne.gif REACH EU%2520Flag http://www.sigmaaldrich.com/content/dam/sigma-aldrich/safc/safc-reach-timeline.jpg 1212569_21823227.jpg logo_mu_cerne.gif REACH: data EU%2520Flag •Data požadovaná v REACH pro každou látku (registrační dossier) • –Fyz-chem parametry, např. •Kow, bod varu, výpar (Henryho konstanta) – –Toxikologie (lidská), např. •Akutní a chroncká toxicita, iritace na kůži, karcinogenita – –Environmentální rizika – ekotoxikologie, např. •Akutní a chronická toxicita, biodegradace, bioakumulace – • 1212569_21823227.jpg logo_mu_cerne.gif REACH –Registrační dokumentace: •Příloha 1: • • • • • • • •Příloha 2: 59 EU%2520Flag 1212569_21823227.jpg logo_mu_cerne.gif •Nařízení 440/2008, kterým se stanoví zkušební metody podle nařízení Evropského parlamentu a Rady (ES) č. 1907/2006, o registraci, hodnocení, povolování a omezování chemických látek •ČÁST C: METODY STANOVENÍ EKOTOXICITY •C.1. AKUTNÍ TOXICITA PRO RYBY •C.2. ZKOUŠKA AKUTNÍ IMOBILIZACE DAFNIÍ (DAPHNIA SP.) •C.3. ZKOUŠKA INHIBICE RŮSTU ŘAS •C.4. STANOVENÍ „SNADNÉ“ BIOLOGICKÉ ROZLOŽITELNOSTI •C.5. ROZKLAD – BIOCHEMICKÁ SPOTŘEBA KYSLÍKU •C.6. ROZKLAD – CHEMICKÁ SPOTŘEBA KYSLÍKU •C.7. ABIOTICKÝ ROZKLAD – HYDROLÝZA JAKO FUNKCE PH •C.8. TOXICITA PRO ŽÍŽALY •C.9. BIOLOGICKÁ ROZLOŽITELNOST – ZAHN – WELLENSOVA ZKOUŠKA •C.10. BIOLOGICKÁ ROZLOŽITELNOST – SIMULAČNÍ ZKOUŠKA S AKTIVOVANÝM KALEM •C.11. BIOLOGICKÁ ROZLOŽITELNOST – ZKOUŠKA NA INHIBICI DÝCHÁNÍ AKTIVOVANÉHO KALU •C.12. BIOLOGICKÁ ROZLOŽITELNOST – MODIFIKOVANÁ ZKOUŠKA SCAS •C.13. BIOAKUMULACE: PRŮTOKOVÁ ZKOUŠKA NA RYBÁCH •C.14. RŮSTOVÁ ZKOUŠKA NA NEDOSPĚLÝCH RYBÁCH •C.15. ZKOUŠKA KRÁTKODOBÉ TOXICITY NA RYBÍM EMBRYU A VÁČKOVÉM PLŮDKU •C.16. ZKOUŠKA AKUTNÍ ORÁLNÍ TOXICITY PRO VČELU MEDONOSNOU •C.17. VČELA MEDONOSNÁ – ZKOUŠKA AKUTNÍ KONTAKTNÍ TOXICITY •C.18. STANOVENÍ ADSORPCE/DESORPCE ŠARŽOVITOU ROVNOVÁŽNOU METODOU •C.19. ODHAD ADSORPČNÍHO KOEFICIENTU (KOU) PRO PŮDY A ČISTÍRENSKÉ KALY POMOCÍ HPLC •C.20. ZKOUŠKA TOXICITY PRO REPRODUKCI DAPHNIA MAGNA •C.21. PŮDNÍ MIKROORGANISMY: ZKOUŠKA NA TRANSFORMACI DUSÍKU •C.22. PŮDNÍ MIKROORGANISMY: ZKOUŠKA NA TRANSFORMACI UHLÍKU •C.23. AEROBNÍ A ANAEROBNÍ TRANSFORMACE V PŮDĚ •C.24. AEROBNÍ A ANAEROBNÍ TRANSFORMACE V SYSTÉMECH VODA/SEDIMENT • • REACH EU%2520Flag 1212569_21823227.jpg logo_mu_cerne.gif REACH – požadavky na testy (eko)toxicity EU%2520Flag http://sustainability.formas.se/Global/Sustainability/SUS092/092s22b.jpg Požadavky se zvyšují v souvislostí s produkcí: Pro každou vyšší kategorii (tonáž) musí být splněny i požadavky pro nižší kategorie 1212569_21823227.jpg logo_mu_cerne.gif REACH – Jaké testy konkrétně? EU%2520Flag http://maxxam.ca/wp-content/uploads/2010/03/maxxam-reach-services.png REACH - specifikace konkrétních metod: à OECD guidelines 1212569_21823227.jpg logo_mu_cerne.gif REACH – Jaké testy konkrétně? EU%2520Flag http://maxxam.ca/wp-content/uploads/2010/03/maxxam-reach-services.png REACH - specifikace konkrétních metod: à OECD guidelines 1212569_21823227.jpg logo_mu_cerne.gif OECD Guidelines – celkem 5 řad guidelines OECD guidelines – řada 2 „Effects on biotic systems“ • Aktuálně cca 40 návodů (guidelines) •http://www.oecd-ilibrary.org/environment/oecd-guidelines-for-the-testing-of-chemicals-section-2-ef fects-on-biotic-systems_20745761 1212569_21823227.jpg logo_mu_cerne.gif Odhady požadavků na testy (počty látek) EU%2520Flag 1212569_21823227.jpg logo_mu_cerne.gif Ekotoxikologie V PRAXI Část 2 – rizika v prostředí (Retrospektivně) “LIMITY” - Příklady - 1212569_21823227.jpg logo_mu_cerne.gif Limity v praxi - Pro které matrice / látky existují limity? Matrice 1 - lidé: - Ovzduší (! Zdraví lidí) - Potraviny (! Lidé) - Léky (! Lidé) - Pitná voda (! Lidé) - Orná půda (! Lidé) Matrice 2 - ekosystémy: - povrchová voda - odpadní vody - půda - odpady Chemické látky: (prioritní látky) - PAHs - chlorfenoly - POPs - PCBs, dioxiny - tox. kovy (As…) à Existuje jen omezený seznam látek, pro které byly limity odvozeny (např. v rámci kvality vody v celé EU ~40 látek) Limity jsou nejčastěji stanovovány s ohledem na zdraví lidí (méně často zohledňují účinky na ekosystémy) 1212569_21823227.jpg logo_mu_cerne.gif Kde najít limity / normy environmentální kvality ? (= EQS – Environmental Quality Standards) •ČR –v příslušných zákonech / vyhláškách –omezený výčet nejvýznamnějších látek •EU –V příslušných legislativách –Příklad: Rámcová směrnice o vodě (WFD – Water Framework Directive) • •Databáze EQS –Německá agentura pro ŽP: UBA (à viz dále) 1212569_21823227.jpg logo_mu_cerne.gif UBA, Německo http://webetox.uba.de/webETOX/ 1212569_21823227.jpg logo_mu_cerne.gif UBA, Německo Seznam dalších zdrojů – EKOTOXIKOLOGICKÁ DATA http://webetox.uba.de/webETOX/ à „Links“ 1212569_21823227.jpg logo_mu_cerne.gif Ekotoxikologie V PRAXI Část 2 – rizika v prostředí Příklad: NEK v Evropské rámcové směrnici o vodě Studenti PřF MU Podzim 2021 - Příklad – legislativa, retrospektivní ERA 1212569_21823227.jpg logo_mu_cerne.gif EU WFD - rámcová směrnice o vodách •Cíl EU WFD: “dobrý” (good) stav všech povrchových vod v EU do roku 2020 • •2 komponenty hodnocení kvality (“dobrého stavu”) „ekologická“ a „chemická“ –Chemická komponenta - 3 seznamy definovaných látek •Seznam prioritních látek –Dobrá kvalita = koncentrace každé konkrétní látky < NEK (Normy environmentální kvality, anglicky EQS) RP-NEK – roční průměrná koncentrace NPK –NEK – nejvyšší přípustná koncentrace •Seznam sledovaných látek („watch list“) –... je třeba je sledovat (analyzovat) à posouzení v budoucnu a případné zařazení mezi “PRIORITNÍ látky” • •Seznam specifických polutantů –Dle plánů povodí „river basin specific pollutants) 1212569_21823227.jpg logo_mu_cerne.gif http://www.scotland.gov.uk/Resource/Img/237458/0069907.jpg NEK (EQS) Odvozené přes PNEC z ekotox. testů 1212569_21823227.jpg logo_mu_cerne.gif Seznam prioritních látek EU WFD (výběr, příklady) 1212569_21823227.jpg logo_mu_cerne.gif „Watch list“ EU WFD = kandidáti EQS pro budoucnost http://eur-lex.europa.eu/legal-content/CS/TXT/PDF/?uri=CELEX:32015D0495&from=EN 1212569_21823227.jpg logo_mu_cerne.gif 11 látek z toho 3 léčiva + 2 hormony 1212569_21823227.jpg logo_mu_cerne.gif Ekotoxikologie V PRAXI Část 2 – rizika v prostředí Ekotoxicita a zákon o odpadech 1212569_21823227.jpg logo_mu_cerne.gif Odpady v ČR - příklad – využití ekotoxikologie - •Legislativa –Zákon o odpadech č.185/2001 Sb. –(+ další zákony (např. o obalech atd.)) •Prováděcí vyhlášky k Zákonu o odpadech (celá řada), např. –Vyhláška č. 381/2011 Sb. (seznam nebezpečných odpadů) –Vyhláška č. 503/2004 Sb. - Katalog odpadů, nebo –Vyhláška č. 376/2011 – O hodnocení nebezpečných vlastností odpadů – • 1212569_21823227.jpg logo_mu_cerne.gif Zákon o odpadech č.185/2001 Sb. •Stanovuje: •Pravidla pro předcházení vzniku odpadů a pro nakládání s nimi při dodržování ochrany ŽP. •Práva a povinnosti osob v odpadovém hospodářství a působnost orgánů veřejné správy. •Vztahuje se na všechny odpady, kromě výjimek •nakládání s odpadními vodami •odpady z hornické činnosti (výsypky, odkaliště) •odpad z těžby drahých kovů •radioaktivní odpad •ostatky mrtvých těl a konfiskátů živočišného původu •nezachycené emise znečišťující ovzduší •odpady trhavin, výbušnin a munice •vytěžené sedimenty (např. aplikace na půdu) 1212569_21823227.jpg logo_mu_cerne.gif •ODPAD –každá movitá věc, které se osoba zbavuje nebo má úmysl nebo povinnost se jí zbavit, a patří mezi odpady vyjmenované v příloze zákona o odpadech. – •NEBEZPEČNÝ ODPAD –odpad (V Katalogu odpadů značen „N“ ) •uvedený v Seznamu nebezpečných odpadů (Vyhl. č. 381/2001 Sb.) •a odpad vykazující jednu nebo více nebezpečných vlastností uvedených v příloze č. 2 zákona. • •Další definice –např. komunální, ostatní, inertní odpad –Skládkování atd. Vybrané definice 1212569_21823227.jpg logo_mu_cerne.gif •č.1. skupiny odpadů Q (1-16) –zůstatky z výrob, výrobky s prošlou lhůtou, materiály kontaminované či znečištěné běžnou činností, znehodnocené a použité výrobky, znečištěné kyseliny, vyřazené filtry … •č.2. seznam nebezpečných vlastností odpadů H (1-14) –výbušnost, hořlavost, toxicita, … ekotoxicita … •č.3. způsoby využívání odpadů R (1-13) –k výrobě energie, recyklace, rafinace použitých olejů, regenerace rozpouštědel , aplikace do půdy, která je přínosem pro zemědělství •č.4. způsoby odstraňování odpadů D (1-15) –ukládání v úrovni či pod úrovní terénu, hlubinná injektáž, vypouštění do vodních těles, do povrchových nádrží, vypouštění do moří a oceánů, ukládání do speciálně technicky upravených skládek, biologická a fyzikálně-chemická úprava, spalování, trvalé uložení •č.5. seznam složek činících odpad nebezpečným C (1-51) –sloučeniny vanadu, niklu, mědi, zinku, stříbra, kadmia, cínu, rtuti, olova, teluru, anorganické kyanidy, azbesty • Přílohy zákona o odpadech 1212569_21823227.jpg logo_mu_cerne.gif Vybrané povinnosti původce odpadů •Zařazovat a shromažďovat odpady dle druhů a kategorií. •Zajistit přednostní využitý odpadů. •Odpady co sám nemůže využít, převést do vlastnictví osobě oprávněné k jejich převzetí. •Ověřovat nebezpečné vlastnosti odpadů. •Zabezpečit odpady před nežádoucím znehodnocením, odcizením či únikem. •Vést průběžnou evidenci včetně ohlašování PCB a zařízení PCB obsahující •Umožnit kontrolním orgánům přístup do objektu. •Zpracovat plán odpadového hospodářství. •Vykonávat kontrolu vlivů nakládání s odpady na zdraví lidí a ŽP. •Ustanovit odpadového hospodáře. •Platit poplatky za ukládání odpadů na skládky. • • • • • sberny_dvur_6_1 1212569_21823227.jpg logo_mu_cerne.gif DSC00017 Nebezpečný odpad •Původce a oprávněná osoba jsou povinni pro účely nakládání s odpadem zařadit odpad do kategorie nebezpečný, je-li uveden v seznamu nebezpečných odpadů nebo je znečištěn některou ze složek, která ho činí nebezpečným. •Nebezpečné vlastnosti hodnotí osoba pověřená ministerstvem ŽP nebo osoba pověřená ministerstvem zdravotnictví (akreditované laboratoře) • 1212569_21823227.jpg logo_mu_cerne.gif Nebezpečné vlastnosti odpadů – příloha č. 2 zákona Jsou značeny písmenem H (1 až 14) •H1 Výbušnost H6 Toxicita •H2 Oxidační schopnost H7 Karcinogenita •H3-A Vysoká hořlavost H8 Žíravost •H3-B Hořlavost H9 Infekčnost •H4 Dráždivost H10 Teratogenita •H5 Škodlivost zdraví H11 Mutagenita •H12 Schopnost uvolňovat vysoce toxické nebo toxické plyny ve styku s vodou, vzduchem nebo kyselinami •H13 Schopnost uvolňovat nebezpečné látky do ŽP při odstraňování •H14 Ekotoxicita •Praktický dopad à Je-li odpad označen jako nebezpečný, požadují se specifické (nákladné) postupy při nakládání / likvidaci 1212569_21823227.jpg logo_mu_cerne.gif Jak konkrétně se stanoví H14? •Specifické požadavky na stanovení jsou ve vyhlášce podřízené Zákonu •VYHLÁŠKA 376/2001 Sb. Ministerstva životního prostředí a Ministerstva zdravotnictví o hodnocení nebezpečných vlastností odpadů (ze dne 17. října 2001 / aktualizovaná vyhl. 502/2004 Sb.) –Pro ekotoxikologii významné přílohy (viz dále) •Příloha č. 1 •Příloha č. 3 1212569_21823227.jpg logo_mu_cerne.gif Stanovení H14 – vyhl. 376/2001 •Příloha č. 1: Definice nebezpečných vlastností odpadů a kritéria hodnocení nebezpečných vlastností odpadů •(příklady – texty…) •Odpad se hodnotí jako odpad nebezpečný, jestliže je překročeno alespoň jedno z následujících kritérií pro uvedené nebezpečné vlastnosti odpadů: • •…. Příklad hodnocení H1 Výbušnost –Tuto vlastnost mají odpady, které mohou explodovat působením vnějších tepelných podnětů nebo jsou citlivé k nárazu nebo ke tření nebo je u nich možno vyvolat reakce detonativního charakteru nebo v nich po zážehu probíhá rychlé výbuchové hoření. –Jako nebezpečný odpad s nebezpečnou vlastností výbušnost se hodnotí odpad: •a) u něhož dojde při předepsané zkoušce na působení vnějších tepelných podnětů k roztržení ocelové trubky při použití clony o průměru otvoru 6 mm nebo 2 mm, nebo •b) jehož citlivost k nárazu je nejméně 40 J nebo je citlivější k nárazu než suchý krystalický m-dinitrobenzen, nebo •…atd atd atd …. – 1212569_21823227.jpg logo_mu_cerne.gif Stanovení H14 – vyhl. 376/2001 •H14 Ekotoxicita •Tuto nebezpečnou vlastnost mají odpady, které představují nebo mohou představovat akutní nebo pozdní nebezpečí pro jednu nebo více složek životního prostředí. •Jako nebezpečný se hodnotí odpad, jehož vodný výluh vykazuje ve zkouškách akutní toxicity uvedených v bodě 7 přílohy č. 3 alespoň pro jeden z testovacích organismů při určené době působení testovaného odpadu na testovací organismus: –a) Poecilia reticulata nebo Brachydanio rerio (doba působení 96 hod.) –b) Daphnia magna (doba působení 48 hod.) –c) Raphidocelis subcapitata (Selenastrum capricornutum) nebo Scenedesmus subspicatus (doba působení 72 hod.) –d) semeno Sinapis alba (doba působení 72 hod.) • tyto hodnoty: LC(EC,IC)50 <= 10 ml.l-1 • •Vysvětlivky: –LC 50 - koncentrace, která způsobí úhyn 50 % testovacích ryb ve zvoleném časovém úseku. –EC 50 - koncentrace, která způsobí úhyn nebo imobilizaci 50 % testovacích organismů (Daphnia magna). –IC 50 - koncentrace, která způsobí 50procentní inhibici růstu nebo růstové rychlosti řasové kultury nebo 50procentní inhibici růstu kořene Sinapis alba ve srovnání s kontrolou ve zvoleném časovém úseku. – •Jak připravit VODNÝ VÝLUH? –Metodický pokyn MŽP:: Metodický pokyn odboru odpadů Ministerstva životního prostředí k hodnocení vyluhovatelnosti odpadů 1212569_21823227.jpg logo_mu_cerne.gif Vyhl. 376/2001 – příloha 3 Metody hodnocení nebezpečných vlastností odpadů •7. Pro hodnocení vlastnosti H14 ekotoxicita se použijí metody: –Pro zkoušky akutní toxicity: •ČSN EN ISO 6341 Jakost vod - Zkouška inhibice pohyblivosti Daphnia magna Straus (Cladocera, Crustacea) - Zkouška akutní toxicity •ČSN EN 28692 Jakost vod - Zkouška inhibice růstu sladkovodních řas Scenedesmus subspicatus a Selenastrum capricornutum (ISO 8692; 1989) •ČSN EN ISO 7346-2 Jakost vod - Stanovení akutní letální toxicity pro sladkovodní ryby [Brachydanio rerio Hamilton-Buchanan (Teleostei, Cyprinidae)] - část 2: Obnovovací metoda •Test inhibice růstu kořene hořčice bílé (Sinapsis alba). Metodický pokyn Ministerstva životního prostředí ke stanovení ekotoxicity odpadů. https://encrypted-tbn0.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcTgfZq95flTSXchv1vufQJsY0xH8TxvzmUSbRrioUqDnMQ pNIQLWA 1212569_21823227.jpg logo_mu_cerne.gif SHRNUTÍ 1212569_21823227.jpg logo_mu_cerne.gif Co by měl student vědět? Znát příklady využití ekotoxikologie v praxi