Miljøkemi og Økotoksikologi
Kampen for renere forbrugerprodukter og et grønnere miljø
Der findes over 100.000 forskellige kemiske stoffer på det europæiske marked og hvert år kommer der nye til.
For at forebygge alvorlige miljømæssige og sundhedsmæssige konsekvenser er det afgørende, at myndigheder og lovgivere besidder den nyeste viden, så risikovurderinger, reguleringer og love i størst mulig udstrækning er i stand til at fremtidssikre miljøet og folkesundheden.
I LIFEs spirende elitemilø inden for Miljøkemi og Økotoksikologi er en gruppe forskere derfor optaget af at skabe den nyeste viden om, hvordan stoffer opfører sig, når de vekselvirker med omverdenen.
Af Katherina Killander
Vi har stillet tovholder og lektor Nina Cedergren 8 skarpe spørgsmål til elitemiljøet:
1. Hvor er forskningen i miljøkemi og økotokskoilogi på vej hen som felt i disse år?
2. Hvordan bidrager LIFE på verdensplan til forskningen inden for miljøkemi og økotoksilogi?
3. Hvilke perspektivrige forskningsprojekter vil du ellers fremhæve?
4. Hvis I får den succes I håber på i elitemiljøet over de næste år, hvad vil I så opnå?
5. Hvordan vil LIFE-studerende kunne få gavn af at vi har dette spirende elitemiljø?
6. Hvilke overvejelser gør I jer ift. at samarbejde med virksomheder, myndigheder eller andre, som kunne have en særlig interesse i netop dette elitemiljø?
7. Hvis man gerne løbende vil følge med i de resultater I skaber i elitemiljøet, er der så andre steder end LIFEscienceUPDATE, hvor man kan gøre det?
8. Hvem står bag elitemiljøet?
1 .Hvor er forskningen i miljøkemi og økotokskoilogi på vej hen som felt i disse år?
Nina Cedergren svarer:
"Næsten al forskning inden for miljøkemi og økotoksikologi har indtil nu fokuseret på at forstå hvordan enkeltstoffer opfører sig i miljøet.
Men stoffer som vi bruger i eksempelvis tekstilindustrien, fødevareindustrien eller i landbruget eksisterer aldrig isoleret, og deres farlighed kan derfor ikke måles og vurderes isoleret set.
Stoffer indgår i en kompliceret verden
Derfor begynder man i højere grad at se på hvordan stoffers transport, omdannelse og effekter på mennesker og miljø bliver påvirket, når de indgår i en kompliceret verden, hvor de vekselvirker med hinanden og med miljøet.
Et stof, som er harmløst alene kan altså være skadeligt, hvis det findes sammen med visse andre stoffer. Man er derfor i større og større udstrækning begyndt at se på helheden.
Naturlige stoffer lige så farlige som kemikalier
Dette betyder også, at man for eksempel er begyndt at se på skæbnen og effekten af bioaktive naturstoffer. Disse har man tidligere ignoreret, fordi de er naturlige.
Men når man ser på helheden er man i højere og højere grad blevet opmærksom på, at de kan være lige så farlige som fabriksfremstillede kemikalier.
"Elitemiløet er særligt, fordi det råder over førende eksperter inden for både økosystemer, mikrobiologi, genetik, kemometri, geokemi, analytisk- og miljøkemi.
Mange andre steder sidder de forskellige fagdiscipliner isoleret, men på LIFE sidder vi sammen. Vi er derfor i stand til at integrere forskningen omkring forurenende stoffer fra de bliver lukket ud i miljøet til de giver en effekt.
Dette samarbejde på tværs åbner muligheder for at se på problemstilinger, som ellers ofte bliver overset, fordi de befinder sig på grænseflader mellem fagområder.
Kemiske fingeraftryk
Noget vi er særligt optaget af, er f.eks. kemisk fingerprinting. I stedet for omhyggelige og kostbare målinger af få stoffer i enkelte jord- eller vandprøver har vi udviklet forskellige analytiske og statistiske teknikker som gør os i stand til at måle prøvernes kemiske fingeraftryk.
Disse kemiske fingeraftryk indeholder information om prøvernes indhold af hundredvis af kemiske stoffer.
Disse kemiske fingeraftryk kan herefter samholdes med tests af de samme prøves giftighed overfor planter, smådyr eller mikroorganismer.
En række statistiske modeller kan herefter bruges til at beregne hvilke dele af det kemiske fingertryk (og i sidste instans hvilke stoffer), der bedst beskriver prøvens giftighed.
Ved at måle kemiske fingeraftryk i stedet for enkeltstoffer i miljøet vil det være muligt at undersøge skæbnen og effekterne af hidtil ukendte (men potentielt giftige) stoffer som f.eks. nedbrydningsprodukter af oliestoffer, som nogle gange kan være endnu mere giftige og mobile end det oprindelige stof.
Ligesom stoffer, man ikke i første omgang have tænkt på kunne være giftige, f.eks. naturstoffer, vil blive opdaget. Dette ville ikke være muligt, hvis man bare målte på et forhåndsbestemt stof, sådan som det ofte er tilfældet i dag.
3. Hvilke perspektivrige forskningsprojekter vil du ellers fremhæve?
" Vores forskning i lavdosiseffekter, forurenende stoffers påvirkning af antibiotika resistens i bakterier, og biotilgængelighed.
Langtidsvirkningerne af lave giftdoser
M.h.t. til lavdosiseffekter undersøger vi hvad der sker, når man udsætter planter og andre organismer for pesticider i små doser, som ikke umiddelbart slår dem ihjel.
Hvad er langtidsvirkningerne og hvordan påvirker de lave doser planterne og dyrenes fysiologi?
Her er det specielt kemikerne, bioteknologer og molekylærbiologernes viden der trækkes på for bl.a. at se, hvad stofferne gør ved plantens måde at udtrykke sine gener på (genekspression red.).
I projektet omkring antibiotika resistens samarbejder mikrobiologer og kemikere på at forstå, hvordan f.eks. forurening med metaller kan øge bakteriers resistens over for antibiotika.
Dette er et andet godt eksempel på, hvordan lave doser af forurenende stoffer kan have uforudsete virkninger som vi helst ville undgå.
I jord og sedimenter er forurenende stoffers biotilgængelighed og dermed deres toksicitet, nedbrydning og udvaskning totalt styret af stoffernes binding til jordpartikler.
Vi arbejder intenst med at øge vores forståelse af bindingsprocesserne og også her er det vigtigt at forstå vekselvirkninger i blandinger.
Ny uddannelse i Miljøkemi og Sundhed
Men én ting er hvad forskellige gifte og stoffer gør ved vores miljø. Noget andet er hvordan det påvirker vores sundhed. Det er man stærkt optaget af på LIFEs nye uddannelse i Miljøkemi og Sundhed, som er forankret her i elitemiljøet.
Uddannelsen er et samarbejde mellem NAT, SUND, FARMA, LIFE og DTU med Rigshospitalet og det Nationale Center for Arbejdsmiljø som med-undervisere.
LIFE-studerende på feltarbejde i hele verden
LIge nu har vi en specialestuderende i Vietnam. Hun undersøger, i hvor høj grad fisk og andre grønsager, der bliver dyrket i forurenet vand, akkumulerer denne forurening.
En anden speciale studerende undersøger hvor vidt hormonforstyrrende stoffer kan vandre fra fødevare emballage over i fødevaren.
Og en tredje studerende er på feltarbejde i Grønland for at undersøge, om der bliver frigjort miljøgifte til drikkevandet, når klimaet bliver varmere og permafrosten derfor forsvinder.
Andre studerende ser på effekten af giftstoffer på isbjørne, på virkningen af nano-produkter i solcreme i jordmiljøet, på kobling mellem biotilgængelighed og toksicitet, eller på luftforurenings virkning på mennekser. De studerende kan have vejledere på samtlige institutioner, der er en del af uddannelsen.
Dette giver, ud over mange internationale kontakter på rejser, konferencer og udlandsophold, de studerende på Miljøkemi og Sundhed et stort tværfagligt netværk herhjemme.
Internationale konferencer skaber fremskridt
Derudover er vi løbende medarrangører af en del internationale arrangementer. Til en nylig afholdt konference omkring cocktaileffekter havde vi inviteret indflydelsesrige repræsentanter fra EU, USA, pesticidlovgivere, forskere og også en række aktører i industrien.
Hensigten var sammen at belyse, hvordan vi kan bruge den nye viden omkring cocktaileffekter bedst muligt i fremtidens lovgivning.
En anden konference, der vil blive holdt på LIFE her til sommer handler om forskning i nye, forurenende stoffer. Man kan læse mere om konferencen på: emcon2011.com
4. Hvis I får den succes I håber på i elitemiljøet over de næste år, hvad vil I så opnå?
"Så har vi skabt en integreret platform for miljøforskning på LIFE, som er internationalt kendt for sin tværfaglige forskning i at forstå, hvordan forurenende stoffer opfører sig og virker i miljøet.
Vi vil gerne bidrage til det paradigmeskift, der flytter fokus fra at se på enkeltstoffers transport, omdannelse og virkninger i miljøet til at se på de samme processer, men for den cocktail af kemikalier der findes ude i miljøet i dag.
Og vi vil kunne sætte tal på de delprocesser og de miljøfaktorer, så som varierende jord- og vandkvalitet, nedbørsforhold, og temperatur ændringer, der påvirker stoffernes persistens, transport og giftighed– altså systemisk miljøkemi.
Et sådan videnskabeligt miljø kan tiltrække både studerende og internationale forskere og skabe det videnskabelige fundament der skal til for at udvikle renere forbrugerprodukter og fremtidssikre vores miljø og sundhed med forebyggende lovgivning."
Vi har jo, som nævnt, uddannelsen Miljøkemi og Sundhed, som er direkte forankret i det spirende elitemiljø. Uddannelsen er en eliteuddannelse, hvilket bl.a. betyder at der er ekstra ressourcer til rådighed til f.eks. konferencer, rejser og laboratorie forsøg.
Alle naturressource-studerende på LIFE er garanteret adgang til uddannelsen, med det netværk der følger både nationalt og internationalt.
Der ud over giver alle vores engagerede forskere, deres PhD’er og postdocs også rigtig gode muligheder for at skrive projekt opgaver inden for emnet. Alle interesserede studerende kan deltage i de konferencer, workshops og seminarer, der afholdes LIFE.
6.Hvilke overvejelser gør I jer ift. at samarbejde med virksomheder, myndigheder eller andre, som kunne have en særlig interesse i netop dette elitemiljø?
"Vi har en tæt kontakt til Miljøstyrelsen, som vi både diskuterer med og rådgiver, og som har støttet nogle af vores forskningsprojekter.
Vi fortsætter også med at søge projekter sammen med en række virksomheder indenfor både produktudvikling og ”clean-tec”.
En række af ”de gamle” Miljøkemi kandidater sidder nu i rådgivningsfirmaer som NIRAS og DHI, i produktionsvirksomheder som NOVO, Haldor Topsøe og Dupont og i organisationer som Kræftens Bekæmpelse, landbrugsorganisationer, og i miljøafdelingerne og -centre i landets regioner og kommuner.
Vi søger at bevare kontakten og bruge dem i vores undervisning og i forbindelse med virksomhedsbesøg.
På den måde kan vi holde dem opdaterede med, hvad de nye kandidater kan, samtidig med at vi kan have fingeren på pulsen omkring hvad der rør sig ude i samfundet.
Det er den slags personlige relationer der også gør det mulig relativt hurtigt at kunne finde relevante partnere i industrien, når der opstår en oplagt projekt mulighed."
"På LIFEs hjemmeside. Hvis vi får mulighed for det, vil vi gerne lave en separat hjemmeside for elitemiljøet. Men indtil videre er der ikke ressourcer.
En del af projekterne vil dog være omtalt på institutternes (IGM, IJØ og IPB) og de involverede personers hjemmesider.
Uddannelsen Miljøkemi og Sundhed har sin egen hjemmeside, hvor man kan få mere specifikke informationer om, hvad uddannelsen indeholder og hvad folk arbejder på af projekter."
Nøglepersonerne i elitemiljøet er:
• Bjarne W. Strobel, der arbejder med analytisk kemi med fokus på organiske fremmedstoffer i jord, vand og økosystemer
• Jan H. Christensen, der arbejder med analytisk kemi og kemometri med fokus på udvikling af analytiske og kemometriske teknikker til kemisk fingerprinting og profiling af komplekse blandinger
• Peter E. Holm, miljøkemiker med fokus på metal sorption og speciering
• Hans Christian Bruun Hansen, miljøkemiker med fokus på grænsefladekemi,
sorptionsprocesser, jerns geo-og miljøkemi, samt bioaktive naturstoffers miljøkemi
• Kristian K. Brandt, miljømikrobiolog og mikrobiel økotoksikolog med focus på antibiotika/metal resistensudvikling og biosensorer
• Søren Bak, molekylærbiolog med fokus på biosyntese, evolution af effekter af bioaktive lav-molekylære indholdsstoffer i planter og deres samspil med abiotisk og biotisk stress og
• Nina Cedergreen, økotoksikolog med fokus på cocktail effekter og sublethale virkninger af kemisk stress.
Nøglepersonerne kommer fra LIFEs institutter IGM, IJØ og IPB med indgår også i samarbejder med andre institutter på LIFE, samt fakulteter og institutioner uden for LIFE.
Katherina Ludvigsen, - siden er sidst opdateret d.14. november 2011