Vad ska man göra med dumpade kemiska vapen på Östersjöns botten? Studien fortsätter i form av projektet Daimon 2

Segrarmakterna i andra världskriget kom överens om att sänka krigstida vapen och ammunition på havsbotten. Avsikten var kanske bra men problemet var inte löst. Tvärtom.

Snart upptäckte man att delar av vapen eller förvaringslådor fastnade i fiskarnas nät eller flöt i land på stränderna. Flera decennier senare insåg man att giftiga kemiska stridsmedel läckte ut i havet. Läckaget ökar i och med att tunnorna rostar och sannolikt påverkar de hela det marina ekosystemet.

Ett enormt arbete väntade

Redan på 1990-talet började man samla in dokument om dumpningsplatser. Trots att kartläggningsarbetet har fortsatt sedan dess känner man till bara de centralaste dumpningsplatserna i Östersjön.

De stora energiprojekt som under den senaste tiden har planerats på havsbotten har ökat företagens och staternas intresse för frågan. En gasledning kan inte dras på ett säkert sätt och ett vindkraftverk kan inte byggas i havet om krigstida eller efter kriget dumpade kemiska vapen eller giftiga föreningar som läcker ut från dem är synliga på botten eller begravda i sedimentet.

Sedimentprover från dumpningsområden analyserades för första gången redan för 15 år sedan på Verifin, Verifikationsinstitutet för konventionen mot kemiska vapen som fungerar vid Avdelningen för kemi vid Helsingfors universitet.

– Redan då kunde man bekräfta att senapsgas och fenylarsenikföreningar läcker ut från dumpad ammunition till omgivande havsekosystem, berättar Verifins direktör, professor Paula Vanninen.

Under de senaste åren har undersökningar som har gjorts på Verifin visat att arsenikhaltiga stridsämnen såsom Clark-föreningar som läcker ut i sediment också överförs till havsorganismer. Primära nedbrytningsprodukter av dessa föreningar har hittats i marina prover, till exempel i fisk och hummer, som tagits i tre olika dumpningsområden.

Den senaste undersökningen visade att 14 procent av torskproverna från Bornholmsområdet innehöll rester av fenylarsenikföreningar som härstammar från dumpade kemiska vapen.

Näytteiden valmistusta in vitro metaboliakokeissa

Framställning av prover i in vitro-metabolismexperiment. Bild: Hanna Niemikoski

I sin doktorsavhandling som förhandsgranskas hösten 2020 presenterar doktoranden Hanna Niemikoski hur nya nedbrytningsprodukter, som bildas av fenylarsenikföreningar i stridsmedlen och som tidigare inte har känts igen, går att upptäcka i havssediment. Föreningarna har sannolikt bildats som ett resultat av mikrobiell verksamhet och det finns ännu inga forskningsdata om hur dessa föreningar beter sig och hur de påverkar det marina ekosystemet. I doktorsavhandlingen undersöks också metabolismen av föreningar i laboratoriet med hjälp av s.k. in vitro-modeller och utöver primära nedbrytningsprodukter har också dessa föreningar hittats i fiskarna i dumpningsområden.

Kalan sappinäytteitä menossa kemialliseen analyysiin

Gallprover från fiskar på väg till kemisk analys. Bild: Hanna Niemikoski

Projektet Daimon ger vetenskaplig kunskap till stöd för beslutsfattandet

Stater och myndigheter måste hela tiden bedöma situationen och riskerna. Är det en större risk att bärga de skadade tunnorna än att lämna dem kvar på dumpningsplatsen tills vidare? Det finns ingen enkel lösning.

Verifin har deltagit i gemensamma projekt för stater kring Östersjön där man söker den bästa lösningen till problemet. I projektet Daimon har man utvecklat en DSS-programvara (Decision support system) som hjälper till att fatta beslut och i projektet Daimon 2 utvecklar man den vidare till instruktioner i olika situationer.

– Vi analyserar sedimentprover för kunder och vi fortsätter att utveckla metoder. Målet är att ta en ny doktorand hösten 2020, eftersom Hanna Niemikoski disputerar antingen hösten 2020 eller våren 2021, berättar Vanninen.

Mer information:

Forskningsdirektör Paula Vanninen
E-post: paula.vanninen@helsinki.fi
Telefon: +358 40 5502204

Publicerade undersökningar och länkar till forskningsprojektens webbsidor:

https://www.daimonproject.com/

http://underwatermunitions.org//wp-content/uploads/2016/08/CHEMSEA_Findings_24.01.pdf

Höher, N., Turja, R., Brenner, M., Nyholm, J. R., Östin, A., Leffler, P., Butrimavičienė, L., Baršienė, J., Halme, M., Karjalainen, M., Niemikoski, H., Vanninen, P., Broeg, K., Lehtonen, K. K., & Berglind, R. (2019). Toxic effects of chemical warfare agent mixtures on the mussel Mytilus trossulus in the Baltic Sea: A laboratory exposure study. Marine Environmental Research, 145, 112–122. https://doi.org/10.1016/j.marenvres.2019.02.001

Lastumäki, A., Turja, R., Brenner, M., Vanninen, P., Niemikoski, H., Butrimavičienė, L., Stankevičiūtė, M., & Lehtonen, K. K. (2020). Biological effects of dumped chemical weapons in the Baltic Sea: a multi-biomarker study using caged mussels at the Bornholm main dumping site. Marine Environmental Research.

Niemikoski, H., Söderström, M., & Vanninen, P. (2017). Detection of Chemical Warfare Agent-Related Phenylarsenic Compounds in Marine Biota Samples by LC-HESI/MS/MS. Analytical Chemistry, 89(20). https://doi.org/10.1021/acs.analchem.7b03429

Niemikoski, Hanna, Koske, D., Kammann, U., Lang, T., & Vanninen, P. (2020). Studying the metabolism of toxic chemical warfare agent-related phenylarsenic chemicals in vitro in cod liver. Journal of Hazardous Materials, 122221.

Niemikoski, Hanna, Soderstrom, M., Kiljunen, H., Östin, A., & Vanninen, P. (2020). Identification of novel degradation products of sea-dumped chemical warfare agent-related phenylarsenic chemicals in marine sediment. Analytical Chemistry.

Niemikoski, Hanna, Straumer, K., Ahvo, A., Turja, R., Brenner, M., Rautanen, T., Lang, T., Lehtonen, K. K., & Vanninen, P. (2020). Detection of chemical warfare agent related phenylarsenic compounds and multi-biomarker responses in cod (Gadus morhua) from munition dumpsites. Marine Environmental Research.

Vanninen, P., Östin, A., Bełdowski, J., Pedersen, E.A., Söderström, M.,Szubska, M., Grabowski, Mił., Siedlewicz, G., Czub, Michał., Popiel, Stanisł., Nawała, J., Dziedzic, D.,Jakacki, J., Pączek, Bartł. (2020). Exposure status of sea-dumped chemical warfare agents in the Baltic Sea, Marine Environmental Research (2020), doi: https://doi.org/10.1016/j.marenvres.2020.105