Marine chemical contaminants – support to the harmonization of MSFD D8 methodological standards: Matrices and threshold values/reference levels for relevant substances

According to the Article 17(2) of the Marine Strategy Framework Directive (MSFD), Member States have to review and update their marine strategies every six years. This requires updates of the MSFD Articles 8, 9 and 10 by 2018. The current report provides an overview of the substances, matrices and threshold values that Member States intend to use for the assessment of the Descriptor 8 in this MSFD reporting cycle. This compilation aims at evaluating gaps and discrepancies between Member States and identifying aspects that need further harmonization. It also helps understand which issues should be addressed to achieve consistency with the new MSFD Commission Decision (EU 2017/848). The information has been gathered from the contributions of the MSFD Expert Network on Contaminants, an informal network established to support MSFD implementation. This work is part of a process to help regulators to assess relevant contaminants in their jurisdictional area, thus aiming at EU national authorities but also at Regional Sea Conventions in the shared marine basins.JRC.D.2-Water and Marine Resource

On Toxicant-Induced Succession in Periphyton Communities: Effects of Single Chemicals and Chemical Mixtures

This thesis deals with the effects of single chemicals and chemical mixtures on biological communities. Ecosystems are exposed to complex mixtures of chemicals, and because combination effects can occur, it is necessary to assess the joint environmental risk from co-occurring contaminants. Two concepts are available to predict joint toxicity if the concentrations and toxicities of the single chemicals are known. Concentration Addition (CA) is believed to apply for mixtures of similarly acting chemicals, whereas the opposite concept of Independent Action (IA) was developed for dissimilarly acting chemicals. Most validation efforts of CA and IA have been performed under relatively simple biological conditions using single species tests. However, because the aim is to predict the risks of mixtures to complex and variable systems in nature, it is necessary to test the applicability of CA and IA on at least a community-level of biological complexity. Natural communities contain a tremendous biological diversity and thus a multitude of potential targets susceptible to toxicant exposure. In addition, species interact and a reduced ecological fitness of one species can thereby indirectly affect other species. This has the consequence that similarly acting chemicals on a biochemical/physiological level might be dissimilarly acting in a multispecies community, and ecological interactions alone are out of scope of both CA and IA. Natural marine periphyton communities were sampled from the environment on artificial substrata and incubated over a period of ecological succession together with single chemicals and chemical mixtures. Patterns and magnitude of toxicant-induced succession in the microalgal and cyanobacterial component of the biofilm were assessed by species counts using microscopy and/or chemotaxonomic analysis of pigment profiles. The resulting toxicant-induced changes were then used to assess similarity or dissimilarity between the chemicals in their ecological mode of action, and the precision with which CA and IA could predict effects from reference mixtures of similarly and dissimilarly acting chemicals. On a biochemical level similarly acting photosystem II-inhibiting herbicides acted similarly also in the periphyton communities, and CA provided an accurate prediction for their joint toxicity. CA was equally powerful for a mixture of non-congeneric PSII inhibitors assumed beforehand to have a less similar ecological mode of action. IA was slightly better than CA for predicting the joint effect from a mixture of dissimilarly acting pharmaceuticals and personal-care products. At a mixture concentration that caused a 50% reduction in biomass, IA deviated from the observed effect only by a factor of 1.1. However, lower concentrations of this mixture caused a stimulation of biomass, a phenomenon which is outside the scope of both CA and IA. The mixture studies further strengthens the evidence that joint toxicity needs to be considered in risk assessments even if the chemicals do not cause a discernible effect on their own. Furthermore, the findings show that both CA and IA are suitable to predict risks from co-occurring pollutants on community structure. The human pharmaceutical clotrimazole is regarded as a priority pollutant to the marine environment and its ecotoxicity was specifically evaluated. Clotrimazole is a fungicide that inhibits sterol synthesis at 14alpha-demethylase (14DM). Periphyton communities exposed to 50 pmol/L clotrimazole had a reduced 14DM functioning, and 500 pmol/L clotrimazole had profound effects on sterol biosynthesis which coincided with a decrease in biomass. Because up to 100 pmol/L clotrimazole has been detected in the marine environment, this indicates that the current use of clotrimazole is associated with a high environmental risk

Kartläggning av föroreningar i sediment i svenska vattendrag, sjöar och kustområden : Resultatredovisning från fältundersökningar utförda inom regeringsuppdrag om förorenade sediment

I regeringsuppdraget om förbättrad hantering av förorenade sediment undersöktes sedimenten i ett 70-tal områden i kust, sjöar och vattendrag över hela Sverige med misstänkt påverkan från lokala punktkällor. Målen var att bidra till en förbättrad nationell överblick över förorenade sediment och förbättra kunskapen om påverkan på sediment från ett urval av branscher. Prover togs av ytliga (0-5 cm) och djupare (15-20 cm) skikt av sedimenten. De kemiska analyserna omfattade ett 20-tal grupper av föroreningar med standardiserade, kommersiella analyspaket. Även läkemedelsrester analyserades, och prover från kustområdena analyserades för många flera ämnen i en screening. Utvalda prover analyserades med cellbaserade toxicitetstester för mätningar av samlad biologisk effekt. Många miljöfarliga ämnen bidrar enskilt och tillsammans till risker från förorenade sediment Tributyltenn (TBT) och koppar påträffades i halter som överstiger effektbaserade bedömningsgrunder för sediment i mer än hälften av de undersökta områdena. Ofta var de uppmätta halterna av dessa ämnen, och även av antracen, högt över bedömningsgrunderna vilket ökar risken för negativ påverkan på sedimentlevande organismer och bentiska livsmiljöer. Också kadmium, bly och fluoranten påträffades i hög utsträckning men inte lika ofta i halter som överstiger effektbaserade bedömningsgrunder. Många fler föroreningar som: polycykliska aromatiska kolväten (PAH:er) dioxiner och dioxinlika ämnen metaller klorerade bekämpningsmedea lkylfenoler TBT-ersättare och högfluorerade organiska ämnen (PFAS) påträffades i hög utsträckning och ofta i halter som indikerar att även dessa är betydelsefulla sedimentföroreningar. I screeningen av kustprover påträffades industrikemikalier, växtskyddsmedel, läkemedel och ämnen från kosmetika och hygienprodukter. Behovet av effektbaserade bedömningsgrunder för fler ämnen för att bättre kunna bedöma förknippade miljörisker är dock stort. Detta inkluderar inte minst bedömningar av risker för spridning till näringsväven och påverkan på rovdjur eller människors hälsa via konsumtion av fisk. Resultaten indikerar att läkemedel, klorparaffiner, organofosfater och siloxaner är relevanta och vanligt förekommande sedimentföroreningar men deras detektions- och rapporteringsgränser behöver bli lägre för att motivera att de regelbundet ska analyseras vid undersökningar av förorenade sediment. Resultaten stärker bilden av att förorenade sediment är vanligt förekommande, och att föroreningsbilden ofta är komplex. Med många samtidigt förekommande ämnen ökar risken för kombinationseffekter vilket skulle behöva beaktas rutinmässigt. Mätningar av den samlade biologiska effekten via cellbaserade toxicitetstester av dioxiner, PAH:er, och hormonstörande ämnen visar på effekter av fler ämnen än de som fångas upp i traditionella haltmätningar, och var generellt känsligare vilket bekräftar att de ger en mer komplett bild av möjlig påverkan från dessa ämnesgrupper. De är därför ett bra komplement till kemiska haltmätningar för att karaktärisera sedimentens föroreningsinnehåll och möjlig påverkan. Ytligt liggande föroreningar riskerar att spridas Mäktigheten av förorenade sediment var i många av områdena minst 20 cm. För flertalet ämnen sågs ingen signifikant skillnad i de sammanlagda resultaten mellan halter i djupare prover jämfört med ytprover. Att halterna i många fall var höga även i ytliga sediment där biologisk aktivitet kan förekomma ökar risken för spridning och upptag i näringsväven. Det indikerar också att nytillförsel av föroreningar till sedimenten fortfarande pågår i dessa områden. Någon större ackumulation av analyserade föroreningar från källor långt uppströms i vattensystemen i dämmen och flodmynningar tycks inte ske, då höga strömhastigheter medför att sedimentföroreningar transporteras vidare i vattendragen till sjöar och ut i havet. Flera olika verksamheter medför hög risk för förorenade sediment Belastning och risk för påverkan från branschtypiska utsläpp utvärderades för 19 branscher. Bedömningen är att: avfallshantering och deponi avloppsreningsverk hamn och småbåtshamn massa- och pappersbruk gruvor stålindustrier tätort ytbehandling och textilindustri är verksamheter som inför en inventering av förorenade sedimentområden bör klassas som medförande hög risk för förorenade sediment. Belastningen från branscherna kemisk industri, kloratindustri, garveri, glasbruk, och sågverk utan doppning var inte möjliga att bedöma på grund av ofullständiga resultat.Den här rapporten har tagits fram av Havs- och vattenmyndigheten i samverkan med Naturvårdsverket, Länsstyrelserna,Sveriges geologiska undersökning och Statens geotekniska institut. Myndigheterna ansvarar för rapportens innehåll och slutsatser.</p

Proposal for environmental mixture risk assessment in the context of the biocidal product authorization in the EU

Background The EU Council and Parliament recently agreed on a new regulation that will implement a new EU‐wide, harmonized system for the authorization for biocidal products. Such products are in most cases multi‐component mixtures of one or more active substances plus a range of co formulants that serve different purposes, e.g. as stabilizers or preservatives. They are only allowed on the European market if their intended use does not lead to unacceptable risks for the environment. Consequently, the assessment of possible combination effects is a critically important step during the regulatory environmental risk assessment of biocidal products. However, no specific guidance is at hand on how combination effects should be accounted for during the regulatory environmental risk assessment of biocidal products. Results and Conclusions A tiered approach was developed that accommodates different data situations, optimizes resource usage, limits biotesting as far as possible and ensures adequate protection of the environment. It mainly builds on using Concentration Addition as a component‐based approach for mixture toxicity prediction, complemented by whole product tests where appropriate. Concentration Addition is either approximated by summing up PEC/PNEC ratios or as sums of toxic units. The competing concept of Independent Action was assessed as not being suitable for incorporation into a tiered approach without explicit confirmatory studies, as it might otherwise lead to an underestimation of the actual environmental risk.JRC.I.1-Chemical Assessment and Testin

The European technical report on aquatic effect-based monitoring tools under the water framework directive

The Water Framework Directive (WFD), 2000/60/EC, requires an integrated approach to the monitoring and assessment of the quality of surface water bodies. The chemical status assessment is based on compliance with legally binding Environmental Quality Standards (EQSs) for selected chemical pollutants (priority substances) of EU-wide concern. In the context of the mandate for the period 2010 to 2012 of the subgroup Chemical Monitoring and Emerging Pollutants (CMEP) under the Common Implementation Strategy (CIS) for the WFD, a specific task was established for the elaboration of a technical report on aquatic effect-based monitoring tools. The activity was chaired by Sweden and co-chaired by Italy and progressively involved several Member States and stakeholders in an EU-wide drafting group. The main aim of this technical report was to identify potential effect-based tools (e.g. biomarkers and bioassays) that could be used in the context of the different monitoring programmes (surveillance, operational and investigative) linking chemical and ecological status assessment. The present paper summarizes the major technical contents and findings of the report

God havsmiljö 2020 : Marin strategi för Nordsjön och Östersjön Del 3: Övervakningsprogram

Havsmiljöförordningens övergripande mål är att upprätthålla eller uppnå en god miljöstatus i de svenska förvaltningsområdena Nordsjön och Östersjön till år 2020. En av uppgifterna i den första förvaltningsperioden är att fastställa övervakningsprogram. God miljöstatus baseras på ett ramverk av så kallade deskriptorer som anges i havsmiljödirektivet, det vill säga det EU-direktiv som i Sverige genomförs genom havsmiljöförordningen. Deskriptorerna beskriver god miljöstatus på en övergripande nivå för elva temaområden. Till varje deskriptor hör en rad kriterier som anger vad som ska ingå i en bedömning av miljöstatus. Utifrån de elva deskriptorerna har Sverige fastställt 13 övervakningsprogram. Sex program utgår ifrån olika biodiversitetsteman som berörs av en upp till tre deskriptorer, medan de övriga sju programmen utgår ifrån de deskriptorer som är mer inriktade mot belastning och miljöförändring. För varje program har ett antal underprogram föreslagits baserat på den nuvarande övervakningen och/eller planerad övervakning. Övervakning som ingår i programmen ska vara pågående och data ska vara tillgängliga. I programmen ingår nationell och regional miljöövervakning inklusive verksamhetsutövares recipientkontroll. Dessutom ingår annan typ av datainsamling som till exempel inventeringar av tumlare och uppgifter om omfattningen av mänskliga aktiviteter som orsakar belastning och miljöförändringar. Enligt havsmiljödirektivet ska övervakningen fånga upp tillstånd och miljöförändringar, belastning och omfattning av aktiviteterna som orsakar belastningen samt effekter av åtgärder. Eftersom nästa steg i havsförvaltningscykeln är att fastställa åtgärdsprogram kommer övervakning för att följa upp åtgärder att läggas till övervakningsprogrammen först under nästa förvaltningscykel. I beskrivningarna av programmen framgår hur den nuvarande övervakningen motsvarar de krav som ställs på dataunderlag genom havsmiljödirektivets bilaga III samt genom deskriptorer, kriterier, indikatorer och beslutade miljökvalitetsnormer. I dagens övervakning saknas bland annat tillräcklig övervakning för uppföljning av livsmiljöers tillstånd och utbredning. För marint avfall, buller och främmande arter saknas nationellt samordnad övervakning, men det görs regionala insatser och ett antal projekt har genomförts eller påbörjats för att öka kunskapen om hur övervakning bäst ska utformas. För de program som har pågående övervakning beskrivs utvecklingsbehoven för att förbättra underlaget för de återkommande tillståndsbedömningarna. Övervakningsprogrammet som fastställs under 2014 utgör således inte ett fast program för kunskapsinhämtning. Bristerna kommer att beaktas i det fortsatta genomförandet av havsmiljöförordningen där utveckling av indikatorer och övervakning kommer att ske kontinuerligt