Havsekosystemet ansatt av arsenik

I sin avhandling påvisar Hanna Niemikoski att de fenylarsenikföreningar som använts som kemiska stridsmedel samlas i havsorganismer, t.ex. olika fiskarter, som fångats nära dumpningsområdena. Med in vitro-prov som utförs i provrör i laboratoriet utredde hon hur dessa föreningar förändras av ämnesomsättningen och bevisade att de är giftiga. Från havssedimenten som samplats på dumpingsområdena identifierade hon kemiska föreningar, som bildats från arsenikinnehållande kemiska stridsmedel och som inte rapporterats förut.

Under de senaste 15 åren har internationella, tvärvetenskapliga forskningsprojekt kunnat identifiera ammunition som sänkts i Östersjön efter det andra världskriget, samt bestämt deras exakta position och korrosionsgrad.

Resultaten som presenteras i avhandlingen är dock unika, och motsvarande forskning har inte gjorts förut.

Resultaten är ytterst viktiga vid riskbedömningen av nedsänkta kemiska vapen och vid kartläggandet av miljöpåverkningarna av vapen som läcker ut i havet.

Avhandlingens resultat påvisar att det är viktigt att regelbundet följa med hur föreningarna ackumuleras i havsorganismer, samt att i fortsättningen undersöka koncentrationen av biotransformationsprodukterna, som presenterats i avhandlingen, i sediment nära vapnen. På så sätt kan man få en helhetsbild av totalbelastningen som de kemiska vapnen på havsbottnen har på havsekosystemen.

Prov från Bornholm, Skagerrak och Måseskär

I sin avhandling undersökte Niemikoski prov av havsorganismer, huvudsakligen fiskar, från tre områden där man vet att kemiskt stridsmaterial har sänkts ner.

Det största urvalet var prov på muskelvävnad från 99 torskar fångade i Bornholm. Av dessa innehöll 14 % spår av fenylarsenikföreningar. Proven från dumpningsområdena vid Skagerrak och Måseskär gav liknande resultat. Lever-, gäl- och gallsampel från fiskarna analyserades också för att utreda var föreningarna lagras då de hamnar i organismen.  Sammanlagt analyserades över 300 prov.

Forskningen utredde fenylarsenikföreningarnas metabolism med in vitro-modeller, och dessutom undersöktes den huvudsakliga ämnesomsättningsproduktens toxicitet för fiskceller.

– Ämnesomsättningsprodukten orsakar en toxisk respons i fiskcellerna, så ämnesomsättningen kan ha en stor betydelse för föreningarnas toxicitet. De identifierade föreningarna, som bildas i metabolismen, kan i framtiden användas som målföreningar i bestämmandet av fiskars utsättning till fenylarsenikföreningar, säger Hanna Niemikoski.

Okända föreningar upptäcktes på havets botten

Förutom det ovannämnda, identifierade forskningen nya nedbrytningsprodukter av fenylarsenikföreningar i havssedimenten. En stor del av föreningarna har inte rapporterats förut, och ingen av dem har tidigare observerats i havssediment.

Forskningen specificerade inte hur föreningarna har kommit till, men man förmodar att de har formats av mikrobaktivitet i havssedimenten.

På basen av sin forskning menar Niemikoski att halten av fenylarsenikföreningar som uppstår av dessa mikrobers verksamhet i havssedimenten runt ammunitionen kan vara betydande.

Doktorandforskningen utfördes i VERIFIN, Institutet för verifikation av förbudet mot kemiska vapen, som är en del av avdelningen för kemi vid Helsingfors universitet. Idag arbetar Hanna Niemikoski som kemist vid Finlands miljöcentral.

Kontaktinformation: Hanna Niemikoski, hanna.niemikoski@syke.fi, tel. +358 29 525 2173