Miljöbiologi

Miljötoxikologi är den vetenskapliga studien av hälsoeffekter i samband med exponering för giftiga kemikalier (tabell 1) som förekommer i natur-, arbets- och livsmiljöer. Termen beskriver också hanteringen av miljögifter och toxicitet samt utvecklingen av skydd för människor och miljö.

.

Rutter för exponering för kemikalier

För att kunna orsaka hälsoproblem måste kemikalierna komma in i kroppen. Det finns tre huvudsakliga ”exponeringsvägar”, eller hur en kemikalie kan komma in i din kropp.

• Aandning (inandning): Andas in kemiska gaser, dimmor eller damm som finns i luften.
• Hud- eller ögonkontakt: Får kemikalier på huden eller i ögonen. De kan skada huden eller absorberas genom huden till blodomloppet.
• Sväljning (intag): Detta kan hända när kemikalier har spillts eller lagt sig på mat, drycker, cigaretter, skägg eller händer.

När kemikalierna har kommit in i kroppen kan en del av dem ta sig in i blodomloppet och nå inre målorgan, till exempel lungor, lever, njurar eller nervsystemet.

Vilka former har kemikalier?

Kemiska ämnen kan ha en mängd olika former. De kan vara i form av fasta ämnen, vätskor, damm, ångor, gaser, fibrer, dimmor och rök. Vilken form ett ämne har har har mycket att göra med hur det kommer in i din kropp och vilka skador det kan orsaka. En kemikalie kan också byta form. Till exempel kan flytande lösningsmedel avdunsta och avge ångor som du kan andas in. Ibland finns kemikalier i en form som inte kan ses eller luktas, så de kan inte lätt upptäckas.

Vilka hälsoeffekter kan kemikalier orsaka?

En akut effekt av ett förorenande ämne (Termen ”förorenande ämne” betyder farliga ämnen, föroreningar, föroreningar och kemikalier) är en effekt som uppstår snabbt efter att man har exponerats för en stor mängd av ämnet. En kronisk effekt av ett förorenande ämne uppstår när man utsätts för små mängder av ämnet under en lång tidsperiod. I ett sådant fall är effekten kanske inte omedelbart uppenbar. Kroniska effekter är svåra att mäta, eftersom effekterna kanske inte syns på flera år. Långvarig exponering för cigarettrökning, låg strålningsexponering och måttligt alkoholbruk anses alla ge kroniska effekter.

I århundraden har vetenskapsmännen vetat att nästan alla ämnen är giftiga i tillräckliga mängder. Små mängder selen krävs till exempel av levande organismer för att de ska fungera ordentligt, men stora mängder kan orsaka cancer. Effekten av en viss kemikalie på en individ beror på dosen (mängden) av kemikalien. Detta förhållande illustreras ofta av en dos-respons-kurva som visar förhållandet mellan dosen och individens reaktion. Dödliga doser hos människor har fastställts för många ämnen utifrån information som samlats in från register över mord, oavsiktliga förgiftningar och tester på djur.

En dos som är dödlig för 50 % av en population av försöksdjur kallas dödlig dos-50 % eller LD-50. Bestämning av LD-50 krävs för nya syntetiska kemikalier för att ge ett mått på deras toxicitet. En dos som gör att 50 % av en population uppvisar någon betydande reaktion (t.ex. håravfall, hämmad utveckling) kallas effektiv dos-50 % eller ED-50. Vissa gifter har en tröskelmängd under vilken det inte finns någon uppenbar effekt på den exponerade befolkningen.

Miljöföroreningar

Förorening av luft, vatten eller mark med potentiellt skadliga ämnen kan drabba vilken person eller samhälle som helst. Föroreningar (tabell 2) är ofta kemikalier som finns i miljön i större mängder än vad som skulle finnas där naturligt. Vi kan utsättas för dessa föroreningar från en mängd olika bostads-, kommersiella och industriella källor. Ibland uppstår skadliga miljöföroreningar biologiskt, t.ex. mögel eller en giftig algblomning.

En översikt över några vanliga föroreningar

Arsenik är ett naturligt förekommande grundämne som normalt finns överallt i vår miljö i vatten, jord, damm, luft och livsmedel. Nivåerna av arsenik kan variera regionalt på grund av jordbruk och industriell verksamhet samt naturliga geologiska processer. Arsenik från jordbruk och smältning tenderar att binda starkt till marken och förväntas stanna kvar nära markytan i hundratals år som en långsiktig exponeringskälla. Trä som har behandlats med kromat koppararsenat (CCA) är vanligt förekommande i trädäck och räcken i befintliga bostäder och utomhuskonstruktioner, t.ex. lekplatsutrustning. Vissa underjordiska akvifärer är belägna i berg eller jord med naturligt hög arsenikhalt.

Det mesta av arsenik kommer in i kroppen genom intag av mat eller vatten. Arsenik i dricksvatten är ett problem i många länder runt om i världen, bland annat Bangladesh, Chile, Kina, Vietnam, Taiwan, Indien och USA. Arsenik kan också finnas i livsmedel, bland annat ris och viss fisk, där den förekommer på grund av upptag från mark och vatten. Det kan också komma in i kroppen genom att man andas in damm som innehåller arsenik. Forskare har upptäckt att arsenik, även i låga halter, kan störa kroppens endokrina system. Arsenik är också ett känt cancerframkallande ämne som förknippas med hud-, lung-, blås-, njur- och levercancer.

Kvicksilver är en naturligt förekommande metall, en användbar kemikalie i vissa produkter och en potentiell hälsorisk. Kvicksilver finns i flera former; de typer som människor vanligtvis utsätts för är metylkvicksilver och elementärt kvicksilver. Elementärt kvicksilver är vid rumstemperatur en glänsande, silvervit vätska som kan producera en skadlig luktfri ånga. Metylkvicksilver, en organisk förening, kan byggas upp i kropparna hos långlivade rovfiskar. För att hålla kvicksilver borta från den fisk vi äter och den luft vi andas är det viktigt att kvicksilverhaltiga produkter lämnas till en anläggning för farligt avfall för bortskaffande. Vanliga produkter som säljs idag och som innehåller små mängder kvicksilver är t.ex. lysrör och knappcellsbatterier.

Och även om fisk och skaldjur har många näringsmässiga fördelar, ökar konsumtionen av stora mängder fisk en persons exponering för kvicksilver. Gravida kvinnor som regelbundet äter fisk med hög kvicksilverhalt riskerar att permanent skada sina foster under utveckling. Barn som föds av dessa mödrar kan uppvisa motoriska svårigheter, sensoriska problem och kognitiva brister. I figur 1 anges de typiska (genomsnittliga) mängderna kvicksilver i vanligt konsumerad kommersiell och sportfångad fisk.

Bisphenol A (BPA) är en kemikalie som syntetiseras i stora mängder för att användas främst vid tillverkning av polykarbonatplaster och epoxihartser. Polykarbonatplaster har många användningsområden, bland annat i vissa livsmedels- och dryckesförpackningar, t.ex. vatten- och spädbarnsflaskor, cd-skivor, slagtålig säkerhetsutrustning och medicinsk utrustning. Epoxihartser används som lacker för att belägga metallprodukter, t.ex. konservburkar, flasklockor och vattenledningar. Vissa tandförseglingar och kompositer kan också bidra till BPA-exponering. Den främsta källan till exponering för BPA för de flesta människor är via kosten. Bisfenol A kan läcka in i livsmedel från de skyddande inre epoxihartsbeläggningarna på livsmedelskonserver och från konsumentprodukter såsom serviser av polykarbonat, matförvaringsbehållare, vattenflaskor och nappflaskor. Hur mycket BPA läcker från polykarbonatflaskor till vätska kan bero mer på vätskans eller flaskans temperatur än på behållarens ålder. BPA kan också finnas i bröstmjölk.

Vad kan jag göra för att förhindra exponering för BPA?

En del djurstudier tyder på att spädbarn och barn kan vara de mest sårbara för effekterna av BPA. Föräldrar och vårdgivare kan göra ett personligt val för att minska spädbarnens och barnens exponering för BPA:

• Måla inte matförpackningar av polykarbonatplast i mikrovågsugn. Polykarbonat är starkt och hållbart, men med tiden kan det brytas ner av överanvändning vid höga temperaturer.
• Plastikbehållare har återvinningskoder i botten. Vissa, men inte alla plaster som är märkta med återvinningskoderna 3 eller 7 kan vara tillverkade med BPA.
• Minska din användning av konserverade livsmedel.
• Och när det är möjligt, välj behållare av glas, porslin eller rostfritt stål, särskilt för varm mat eller vätskor.
• Använd nappflaskor som är BPA-fria.

Phtalater är en grupp syntetiska kemikalier som används för att mjuka upp och öka flexibiliteten hos plast och vinyl. Polyvinylklorid blir mjukare och mer flexibel genom tillsats av ftalater. Ftalater används i hundratals konsumentprodukter. Ftalater används i kosmetika och produkter för personlig vård, inklusive parfym, hårspray, tvål, schampo, nagellack och fuktgivande produkter för huden. De används i konsumentprodukter som leksaker av flexibel plast och vinyl, duschdraperier, tapeter, vinylminibindor, livsmedelsförpackningar och plastfolie. Exponering för låga halter av ftalater kan ske genom att äta mat som är förpackad i plast som innehåller ftalater eller genom att andas in damm i rum med vinylminibindor, tapeter eller nyligen installerade golv som innehåller ftalater. Vi kan utsättas för ftalater genom att dricka vatten som innehåller ftalater. Ftalater misstänks vara hormonstörande.

Bly är en metall som förekommer naturligt i stenar och jord i jordskorpan. Den produceras också vid förbränning av fossila bränslen som kol, olja, bensin och naturgas, vid gruvdrift och vid tillverkning. Bly har ingen distinkt smak eller lukt. Den kemiska symbolen för elementärt bly är Pb. Bly används för att tillverka batterier, rör, tak, vetenskaplig elektronisk utrustning, militära spårningssystem, medicinsk utrustning och produkter som skyddar mot röntgenstrålning och kärnkraftsstrålning. Det används i keramiska glasyrer och kristallglasvaror. På grund av hälsoskäl förbjöds bly och blyföreningar i husfärg 1978, i lödning på vattenledningar 1986, i bensin 1995, i lödning på konservburkar 1996 och i tennbelagd folie på vinflaskor 1996. Den amerikanska livsmedels- och läkemedelsmyndigheten har fastställt en gräns för hur mycket bly som får användas i keramik.

Bly och blyföreningar är förtecknade som ”rimligen förväntade att vara cancerframkallande för människor”. Det kan påverka nästan alla organ och system i kroppen. Det kan vara lika skadligt om det andas in eller sväljs. Den del av kroppen som är känsligast för blyexponering är det centrala nervsystemet, särskilt hos barn, som är mer sårbara för blyförgiftning än vuxna. Ett barn som sväljer stora mängder bly kan utveckla hjärnskador som kan leda till kramper och död; barnet kan också utveckla blodbrist, njurskador, kolik och muskelsvaghet. Upprepad låg exponering för bly kan förändra ett barns normala mentala och fysiska tillväxt och leda till inlärnings- eller beteendeproblem. Exponering för höga blynivåer för gravida kvinnor kan orsaka missfall, för tidiga födslar och mindre barn. Upprepad eller kronisk exponering kan leda till att bly ackumuleras i kroppen, vilket leder till blyförgiftning.

Formaldehyd är en färglös, brännbar gas eller vätska som har en stickande, kvävande lukt. Det är en flyktig organisk förening, dvs. en organisk förening som lätt blir en ånga eller gas. Den produceras också naturligt i små, ofarliga mängder i människokroppen. Det främsta sättet vi kan utsättas för formaldehyd är genom att andas in luft som innehåller det. Utsläpp av formaldehyd i luften sker från industrier som använder eller tillverkar formaldehyd, träprodukter (t.ex. spånskivor, plywood och möbler), bilavgaser, cigarettrök, färger och lacker samt mattor och tyger för permanent pressning. Nagellack och kommersiellt applicerad golvlack avger formaldehyd.

I allmänhet har inomhusmiljöer genomgående högre koncentrationer än utomhusmiljöer, eftersom många byggnadsmaterial, konsumentprodukter och tyger avger formaldehyd. Nivåer av formaldehyd som uppmäts i inomhusluften varierar från 0,02-4 delar per miljon (ppm). Formaldehydnivåerna i utomhusluften varierar från 0,001 till 0,02 ppm i stadsområden.

Strålning

Strålning är energi som avges av atomer och finns överallt omkring oss. Vi utsätts för strålning varje dag från naturliga källor som jord, stenar och solen. Vi utsätts också för strålning från konstgjorda källor som medicinsk röntgenstrålning och rökdetektorer. Vi utsätts till och med för låga nivåer av strålning på långflygningar, när vi tittar på tv och till och med från vissa byggmaterial. Man kan inte se, lukta eller smaka på strålning. Vissa typer av radioaktiva material är farligare än andra. Därför är det viktigt att noggrant hantera strålning och radioaktiva ämnen för att skydda hälsan och miljön.

Radon är en radioaktiv gas som är naturligt förekommande, färglös och luktfri. Den kommer från det naturliga sönderfallet av uran eller torium som finns i nästan alla jordar. Den rör sig vanligtvis upp genom marken och in i hemmet genom sprickor i golv, väggar och fundament. Det kan också frigöras från byggnadsmaterial eller från brunnsvatten. Radon bryts ned snabbt och avger radioaktiva partiklar. Långvarig exponering för dessa partiklar kan leda till lungcancer. Radon är den främsta orsaken till lungcancer bland icke-rökare, enligt U.S. Environmental Protection Agency, och den näst främsta orsaken efter rökning.

Attribution

Essentials of Environmental Science by Kamala Doršner is licensed under CC BY 4.0. Ändrat från originalet av Matthew R. Fisher.