Til innholdet

Prosjektnummer

901416

Prosjektinformasjon

Prosjektnummer: 901416
Status: Avsluttet
Startdato: 01.11.2017
Sluttdato: 01.09.2019

Vurdering av miljørisiko ved bruk av hydrogenperoksid i havbruk: SSD-kurve, spredningsmodellering og forslag til risikoreduserende tiltak

​Prosjektet er et viktig bidrag til å redusere miljørisiko ved bruk av hydrogenperoksid i havbruksnæringen gjennom å ha kartlagt spredning, fortynning og effekter, samt anbefalinger til risikoreduserende tiltak
• PNEC for periodiske utslipp av hydrogenperoksid, dvs. den konsentrasjonen som ikke antas å føre til skade for biologiske samfunn, er beregnet til 0,14 mg/L.
• Det er stor variasjon i sensitivitet mellom ulike dyregrupper, arter og livsstadier. Alger er mest sensitive for hydrogenperoksid, etterfulgt av krepsdyr. Fisk er mest hardfør.
• Etter utslipp fra merd kan konsentrasjoner av hydrogenperoksid som overstiger PNEC vedvare i vannsøylen i flere timer. Dette betyr at hydrogenperoksid er lenge nok tilstede til at en rekke arter kan påvirkes negativt.
Ved utslipp fra merd kan konsentrasjoner opp til ca. 300 mg/L forekomme ca. 1 km fra utslippsstedet, mens 10 mg/L kan forekomme ~ 5 km fra utslippet. I områder hvor vanmassene ikke er lagdelt vil synking til bunn skje i løpet av minutter etter utslipp.
Risiko for biologiske samfunn er betydelig lavere når hydrogenperoksid slippes ut fra brønnbåt enn ved utslipp fra merd.​
Sammendrag av resultater fra prosjektets faglige sluttrapport
Den oseanografiske modelleringen viser at konsentrasjoner som overstiger PNEC kan vedvare i flere timer etter utslipp. Konsentrasjoner over PNEC vil naturlig nok vedvare lengre etter utslipp fra 4 merder enn ved utslipp fra en merd. En generell observasjon fra alle de fire modellstedene er at konsentrasjoner opp til ca. 300 mg/L kan forekomme ca. 1 km fra utslippsstedet, mens 10 mg/L kan forekomme ~ 5 km fra utslippet. Avlusning i en merd på 160 m gir høyere konsentrasjoner og et større påvirket areal enn avlusning i en 120 m merd. I beregningene gjennomført for anlegg med 4 merder var minimumsperioden mellom utslipp fra hver merd 6 timer. Fortynning skjer relativt raskt, slik at det blir lite overlapp mellom plumene fra påfølgende utslipp. For lave konsentrasjoner vil overlapp likevel kunne forekomme (overlappende plumer fører til høyere konsentrasjoner).

Avlusing i brønnbåt med etterfølgende utslipp av hydrogenperoksid (H2O2) gir langt lavere konsentrasjoner i vannmassene enn utslipp fra merd. Konsentrasjoner som overskrider PNEC vil dessuten være tilstede i mye kortere tid enn ved utslipp fra merd. Resultatene indikerer dermed at miljøeffekter vil være betydelig mindre ved bruk av brønnbåt til avlusning enn ved utslipp fra merd.

I den siste fasen av prosjektet, ble økotoksikologiske parametere, som PNEC, samt LC50 og NEC for enkeltarter, sammenlignet med PEC-verdiene for de valgte utslippsscenariene. Det var store forskjeller i følsomhet mellom de ulike artene som ble testet, men grenseverdier for effekter (dødelighet og sub-letale effekter) var for de fleste artene betydelig lavere enn behandlingskonsentrasjon (dvs. konsentrasjon som brukes i merd/brønnbåt). Resultater fra risikovurderingen som sammenlignet PEC med PNEC, viste at negative miljøeffekter sannsynligvis vil oppstå etter at hydrogenperoksid er sluppet ut i miljøet. Alger, som danner grunnlaget for næringskjeden, er spesielt følsomme, og alger kan påvirkes flere kilometer unna utslippene. Også krepsdyr er følsomme, men noe mer robuste enn alger. Littorale amfipoder og taskekrabbe hadde lav følsomhet overfor hydrogenperoksid. 

Resultatene fra risikovurderingen viser at biologiske samfunn kan bli påvirket etter utslipp av hydrogenperoksid. Imidlertid varierer risikoen mellom de forskjellige artene som er testet og mellom geografiske lokasjoner. Risikoen reduseres når brønnbåt brukes. Konsentrasjoner assosiert med dødelighet for en rekke arter, vil fortsatt være til stede etter utslipp fra brønnbåt, men innenfor et mye mindre område enn ved utslipp fra merd og bare i en kort periode. Brønnbåter kan dessuten bevege seg bort fra områder med sensitive arter før utslipp av behandlingsløsning. Bruk av brønnbåt er derfor det viktigste risikoreduserende tiltaket som er definert i prosjektet.​

Prosjektet har utviklet et verktøy som kombinerer spredningsmodellering med toksikologiske data, som LC50, EC50 og PNEC, for å bestemme areal og volum som kan påvirkes etter avlusing med hydrogenperoksid. Modelleringen viser at relativt høye konsentrasjoner av hydrogenperoksid kan forekomme nær utslippsstedet, og dette vil sannsynligvis kunne føre til negative effekter for økosystemet. Fortynnede konsentrasjoner spres flere kilometer unna utslippspunktet. Hvor stort område som påvirkes vil variere med strømforhold, vind, lagdeling, samt artsmangfold. 

Resultatene viser at det sannsynligvis vil oppstå effekter på lokale samfunn etter utslipp av hydrogenperoksid. Siden dynamikken i økosystemer ikke er helt forstått, er det komplisert å ekstrapolere påvirkninger til større områder, f.eks. hele norskekysten. Kompensasjonsmekanismer eller kaskade-virkninger er vanskelig å forutsi. I fremtiden bør økologiske, økotoksikologiske og spredningsmodeller kombineres for å estimere total, langsiktig risiko relatert til utslipp av lusemidler. Det er dessuten viktig å definere hvilke effekter og hvor høy risiko som er akseptabel (eller uakseptable) ved bruk av avlusingskjemikalier (akseptkriterier).
​Det har vært viktig å få modeller som kombinerer både spredning, fortynning og toksikologiske data for å kunne si noe om areal og volum som kan påvirkes etter avlusning med hydrogenperoksid. Prosjektet har og gitt klare anbefalinger til risikoreduserende tiltak slik som bruk av brønnbåt ved utslipp. Dette er svært nyttig for næringen.
Bruk av kjemikalier i forbindelse med behandling mot lakselus i havbruk er en miljøutfordring som opptar både fiskere, forskere og fiskeoppdrettere. Miljøpåvirkning i forbindelse med bruk av kjemikalier er ikke godt kjent, og det er derfor et stort behov for å vurdere miljørisiko forbundet med utslipp av lusemidler.

I prosjektet “Miljørisiko ved bruk av hydrogenperoksid. Økotoksikologisk vurdering og grenseverdi for effekt” (FHF-901249) ble det tatt i bruk et internasjonalt anerkjent miljørisikovurderingsverktøy for å foreta en objektiv vurdering av miljøeffekter av hydrogenperoksid på enkeltarter. Det er ønskelig å gjennomføre ekstra forsøk for å kunne ha en økosystembasert vurdering av miljøeffektene av hydrogenperoksyd. Man ønsker videre å modellere både synking, og de ulike avlusningsmetodene brønnbåt og helpresenning rundt merd. Denne nye kunnskapen vil gi mulighet til å gi konkrete anbefalinger til tiltak for reduksjon av mulige negative miljøeffekter.

Prosjektet er en oppfølging av prosjektet FHF-901249. Resultatene fra prosjektet “Effekter av hydrogenperoksid på egg- og embryo-utvikling hos dypvannsreke (Pandalus borealis)” (FHF-901425) vil også inngå som grunnlag for vurderingene i prosjektet.

Prosjektet forankres i FHFs handlingsplan for 2017, innenfor temaet Fellesområder – sameksistens.
• Å foreta vurdering av miljørisiko forbundet med utslipp av hydrogenperoksid.
• Å gi konkrete anbefalinger til tiltak som reduserer miljørisiko ved behandling med hydrogenperoksid i havbruksnæringen.

Delmål
• Å utarbeide SSD (species sensitivity distribution)-kurve for hydrogenperoksid.
• Å videreutvikle en 3D-spredningsmodell for direkte simuleringer av synking og spredning ved forskjellige utslippsmetoder for hydrogenperoksid.
• Å simulere spredning for utvalgte scenarier definert i samarbeid med næringsaktører.
• Å vurdere risiko for økosystemet ved ulike scenarier ved bruk av et internasjonalt akseptert risikovurderingsverktøy.
• Å foreslå konkrete risikoreduserende tiltak som er gjennomførbare i praksis i samråd med næringsaktører.
Følgende nytteverdi forventes:
• Næringen får et verktøy til å vurdere om et gitt planlagt utslipp bør begrenses, eller om andre risikoreduserende tiltak bør iverksettes.
• Prosjektet kan bidra til å redusere konflikt mellom oppdrettsnæring og fiskeri.
• Bedre kunnskapsgrunnlag for forvaltning av havbruksnæringen.
• Næringen vil få anbefalinger om konkrete tiltak for reduksjon av miljøeffekter fra utslipp av hydrogenperoksid.
• Regelverk kan bli basert på vitenskapelige resultater og veletablert metodikk.
• Oppdrettsnæringen kan dokumentere at de opererer innenfor et internasjonalt akseptert rammeverk.
• Næring og samfunn vil få et bedre bilde av faktisk påvirkning/ikke påvirkning av dyresamfunn etter hydrogenperoksid-utslipp.
Prosjektet er delt i følgende arbeidspakker (AP-er):

Arbeidspakke 1
AP-1 består av nye økotoksikologiske eksponeringsforsøk og økotoks-modellering. Nye arter for eksperiment vil bli valgt ut på bakgrunn av hvilke kommersielle/økologiske viktige arter som mangler, samt at de utvalgte artene skal kunne dekke kravet til SSD, dvs. at de skal dekke ulike habitat, ulike trofiske nivåer, og representere ulike funksjonelle grupper for å sikre økologisk relevans. AP-1 gjennomføres i samarbeid mellom Akvaplan-niva og Havforskningsinstituttet, og endelig utvalg av arter vil bli bestemt på grunnlag av diskusjon mellom Akvaplan-niva, Havforskningsinstituttet og FHF.

Det foreslås følgende nye arter (forsøk utført av):
• kongsnegl (Akvaplan-niva)
• kråkebolle (eller en art i samme slekt) (Akvaplan-niva)
• hummerlarver (evt. flere livsstadier av denne arten) (Havforskningsinstituttet)
• børstemark (Havforskningsinstituttet)
• taskekrabbe (Akvaplan-niva)
• planteplankton (Akvaplan-niva/Havforskningsinstituttet )
 
Utarbeiding av NEC (no-effect-concentration)-verdier gjøres ved hjelp av en biologi-basert modell, på samme måte som i “Effekter av hydrogenperoksid på egg- og embryo-utvikling hos dypvannsreke (Pandalus borealis)” (FHF-901425). Modellering blir gjort av Akvaplan-niva og modellering fra GUTS-rammeverket (beskrevet i Jager et al. 2011) vil bli brukt, og kalkuleringene vil bli gjort i forskningsprogramvaren DEBtox. Koden vil bli kjørt i Matlab-versjon 2015b. DEBtox-modellen er ekvivalent til GUTS-SIC-SD beskrevet i Jager et al. (2011).

Det vil bli benyttet NEC-verdier til utarbeidelse av SSD-kurver, men på samme måte som i det nevnte prosjektet FHF-901425 vil andre økotoksikologiske parametere være til nytte ved videre evalueringer. Kalkulerte økotoksverdier for de nye artene legges til allerede eksisterende verdier, og vil bli brukt til SSD-kalkuleringene i AP-2.
 
Arbeidspakke 2
I AP-2 vil de etablerte NEC-verdiene sammenfattes, og gi grunnlaget for utarbeidelse av SSD-kurve for hydrogenperoksid. SSD blir utarbeidet ved å sammenfatte NEC-verdier i en lognormal kumulativ distribusjon funksjon og PNEC blir estimert ut i fra etablerte metoder,
 
Arbeidspakke 3
I AP-3 vil vi ta i bruk en modul i FVCOM (finite-volume coastal ocean model) som direkte kan modellere synking av hydrogenperoksid. I tillegg ønsker vi å utvikle metoder for å simulere forskjellige utslippsmetoder (brønnbåt og merder). Ulike utslippsscenarier vil bli definert gjennom samarbeid med oppdrettsnæringen, slik at resultatene blir direkte anvendbare. Man vil forbedre spredningsmodellen på to områder.
 
Arbeidspakke 4
For å sikre at resultatene fra forskningen som gjennomføres er relevant og direkte anvendbar er det viktig at den baseres på oppdatert informasjon om hvordan hydrogenperoksid benyttes og slippes ut i dag. Dette skal sikres gjennom samarbeid med relevante næringsaktører i AP-4.
 
Arbeidspakke 5
I AP-5 vil resultatene fra de øvrige arbeidspakkene sammenfattes og gi grunnlag for diskusjon og risikovurdering. Resultater fra eksperiment på reker med rogn i prosjektet “Effekter av hydrogenperoksid på egg- og embryo-utvikling hos dypvannsreke (Pandalus borealis)” (FHF-901425) vil bli tatt høyde for i risikovurderingen.

Prosjektet ledes av Akvaplan-niva, og gjennomføres i samarbeid med Havforskningsinstituttet, representanter fra brønnbåtnæringen (Sølvtrans) og fra servicenæringen som foretar avlusning med helpresenning (AQS).

Økotoksikologiske forsøk gjennomføres av Akvaplan-niva og Havforskningsinstituttet. Modellering av NEC-verdier og utarbeiding av SSD-kurver gjøres av APN. Oseanografisk modellering gjøres av APN. Grunnlagsinput og vurdering av konkrete risikoreduserende tiltak gjøres av Akvaplan-niva og næringsaktører (Sølvtrans og AQS).
Resultater presenteres i faglig sluttrapport. Prosjektresultater vil bli formidlet til næring og myndigheter gjennom populærvitenskapelige artikkel (artikler) og gjennom presentasjoner på egnede konferanser og seminarer.
keyboard_arrow_up