Uitwerken en uitvoeren van een pilootproject voor effectgerichte metingen om de luchtkwaliteit in Vlaanderen te kunnen evalueren

Achtergrond & doelstelling

Effectgerichte metingen laten, in vergelijking met de klassieke stofgerichte benadering, een meer geïntegreerde inschatting van de invloed van schadelijke milieufactoren toe.

Additieve en synergistische effecten die kunnen optreden bij blootstelling aan complexe mengsels van agentia die in het leefmilieu voorkomen worden hierbij immers in rekening gebracht. Tevens wordt meer inzicht verworven in de mogelijk schadelijke effecten verbonden aan niet-geïdentificeerde of als niet-gevaarlijk erkende stoffen.

Deze kennis draagt bij tot het inschatten van o.a. de reële efficiëntie van een voorgestelde maatregel.

Zo kan bijvoorbeeld worden nagegaan of de vervanging van een toxische, mutagene stof door andere stoffen een efficiënte preventiemaatregel blijkt te zijn.

Effectgerichte metingen laten immers toe om gevolgen van blootstelling te meten zonder de exacte scheikundige componenten of de mogelijke gevaren eraan verbonden te kennen. Indien bijgevolg op basis van de vastgestelde effecten de vervangstoffen ook mutageen blijken te zijn, kan dit impliceren dat de voorgestelde maatregel geen verbetering wat betreft de gezondheidsimpact inhoudt.

Het aantal stoffen en metabolieten die zich in het milieu verspreiden is daarenboven zeer uitgebreid en meestal onbekend.

Effectgerichte metingen laten toe om de impact van deze stoffen op mens en milieu in een eerste fase in te schatten zonder dat ze exact te identificeren of te kwantificeren.
De toepassing van effectgerichte testmethoden biedt tal van voordelen en mogelijkheden voor een geïntegreerde risico-evaluatie. De voordelen van effectgericht meten ten opzicht van de klassieke stofgerichte benadering zijn ondermeer de volgende:
• Klassieke analytische technieken sporen enkel bekende stoffen op, en schieten soms tekort qua detectiemogelijkheden indien het complexe milieumatrices betreft;
• Concentraties van stoffen op zich geven geen informatie betreffende hun al dan niet schadelijke effecten voor mens en milieu;
• Het optreden van een schadelijk effect kan zelden beschreven worden als de som van de concentraties van voorkomende stoffen (synergistische, additieve,… effecten);
• Effectgerichte tests kunnen als screening gehanteerd worden om eventueel verdergaand onderzoek naar enerzijds gezondheidseffecten en anderzijds bronnen van vervuiling vooraf te gaan.

In dit onderzoek werd een pilootproject voor effectgerichte metingen in omgevingslucht uitgevoerd, om de toepasbaarheid van effectgerichte metingen voor beoordeling van de luchtkwaliteit in Vlaanderen te evalueren.

Gezondheidsklachten of ziektepatronenen die in verband gebracht worden met luchtpollutie zijn ondermeer kanker, cardiovasculaire ziekten, astma en allergieën en fertiliteitsproblemen.

Dit werd uitvoerig beschreven in de literatuurstudie "Evaluatie van de luchtkwaliteit in Vlaanderen door effectgerichte metingen in de omgevingslucht" die aan dit pilootproject voorafging.

Daarom werden voor het pilootproject in vitro screening methoden geselecteerd met eindpunten als mutageniciteit, immunotoxiciteit, endocriene verstoring en cytotoxiciteit.

Resultaten

In een eerste fase werd de logistieke organisatie van monstername afgestemd met het bestaande PAK-meetnet van de Vlaamse Milieumaatschappij. In een tweede fase werden methoden voor monsterbehandeling en toepassing van biologische testen op hetzij organische extracten, hetzij partikelfractie van luchtmonsters geoptimaliseerd. Een derde fase betrof de meetcampagne, gespreid over een gans jaar en over drie meetplaatsen in Vlaanderen met diverse aard van luchtvervuiling zijnde Zelzate, Borgerhout en Aarschot.

In een laatste fase werden de verkregen resultaten geïnterpreteerd en geëvalueerd in functie van tijd, locatie en variaties van meteorologische omstandigheden enerzijds, en in relatie tot pollutiegegevens anderzijds.

Er werden in deze studie een industriële site (Zelzate), een stedelijke site (Borgerhout) en een landelijke site (Aarschot) bemonsterd. Tijdens de periode september 2006 tot september 2007 werden per locatie 32 luchtstalen (TSP = Total suspended matter) gecollecteerd op filters gebruik makend van de hoog volume bemonsteringsstations van de VMM.

Het inflammatoir potentieel van de partikels uit het stedelijk gebied Borgerhout bleek hoger dan deze van de partikels uit de andere locaties. De immunologische responsen bleken eerder op te treden in stalen van het voorjaar, en konden niet volledig toegeschreven worden aan de aanwezigheid van endotoxines op de partikels. De hoeveelheid zwevend stof bleek verband te houden met de intensiteit van de cytotoxische en inflammatoire respons, terwijl ook de chemische samenstelling bijdraagt tot het gemeten toxisch effect van de TSP. Tot slot werd een positieve correlatie aangetoond tussen de omgevingstemperatuur en het cytotoxisch en inflammatoir potentieel.

Voor de mutagene effecten werden significante variaties tussen de staalnamedagen gezien voor de drie locaties. Statistische evaluatie met een combinatie van de gegevens voor locatie en tijd toonde significant verhoogde mutagene activiteit in stalen van de industriële locatie Zelzate. Zowel de totale hoeveelheid zwevend stof, als de aard van de organische belading op de partikels bleken bepalend te zijn voor de intensiteit van de mutagene respons.

De aanwezigheid van stoffen met oestrogene activiteit in organische extracten van luchtfilters werd aangetoond. Globaal werden er geen verschillen in activiteit gemeten tussen de locaties, terwij voor alle locaties het winterseizoen de hoogste oestrogene activiteit opleverde. De gemeten oestrogene activiteit was positief gecorreleerd met de temperatuur, terwijl er een omgekeerde significante relatie met totale PAKs en carcinogene PAKs werd gevonden.

De resultaten toonden aan dat de batterij van testen inderdaad vervuilde luchtstalen herkent. Het toxicologische profiel met diverse eindpunten gemeten voor elk van de stalen per locatie en per tijdstip werd in kaart gebracht. De herkomst van stalen, de periode van monstername en de meteorologische condities bleken de toxische respons van bemonsterde luchtstalen te beïnvloeden. Het bleek slechts in beperkte mate mogelijk om de waargenomen toxicologische effecten eenvoudig te verklaren door de aanwezigheid van de componenten die chemisch gemeten werden. Het is algemeen aanvaard dat de klassieke chemische analyses binnen het meetnet lucht de gekende luchtpolluenten op een gevoelige en accurate wijze detecteren. De beperking ligt echter in het aantal gemeten polluenten en het ontbreken van informatie over de gezamenlijke toxicologische activiteit (additief, synergistisch, ...) van gekende en niet-geïdentificeerde stoffen. Een effectgerichte meetstrategie, zoals beschreven in dit project, komt hieraan tegemoet door integratie van chemische analyses met in vitro toxiciteitstesten representatief voor specifieke werkingsmechanismen van stoffen.

Een effectgericht meetnet in Vlaanderen verdient afstemming met bestaande meetnetten lucht en geplande Vlaamse humane biomonitoringstudies.

Rapporten

Download de samenvatting voor de studie "Uitwerken en uitvoeren van een pilootproject voor effectgerichte metingen om de luchtkwaliteit in Vlaanderen te kunnen evalueren".

Download het eindrapport van de studie "Uitwerken en uitvoeren van een pilootproject voor effectgerichte metingen om de luchtkwaliteit in Vlaanderen te kunnen evalueren" (pdf, 2.6 MB).