Toxikologi/ ekotoxikologi

1. Toxikologi/ekotoxikologi Uno Wennergren Ekolog/matematiker

2. Om kursenknappt halvfart • Ekotoxikologi – • Ekologi • Föreläsningar, seminarie, räknestuga • Professionellametoder • Laboration, dafnier, räknestuga • Miljöövervakning (undervisas av yrkesverksamma) • Koppling till ekotoxikologi • Föreläsningar –Calluna, mfl • Professionellametoder • Fält:Vattendrag -Calluna • Labmätning • Fält: Skog

3. Om kursenexamination • Ekotoxikologi – • Lab rapport + seminarie • 2 seminarier • hemtenta • Miljöövervakning • Lab rapport • 2 fält dagar • 1 dugga • hemtenta

4. Toxikologi kontra ekotoxikologi • Toxikologi – • Hur påverkar en substans en individ, • på vilket sätt (fysiologiskt) • vad blir effekten (överlevnad o dyl) • Ekotoxikologi – • Hur påverkas de i naturen förekommande populationerna • På vilket sätt (minskar populationen/erna?) • Vad blir effekten (för populationerna och ekosystemet och även för ekosystemfunktioner som ämnestransport o dyl eller störningskänslighet)

5. Grundfunktion - relation • Någon typ av effekt på cellulär nivå • Oftast binder påverkar någon molekyl som ingår i cellfysiologin • Ekotoxikologi – • Från effekt på cellfysiologi dra slutsatser om effekter på ekosystem nivå!!!!!

6. Kapitel 6Dos och konc respons(toxikologi i första hand) • Vad är effekten hos en individ? • Dos respons relation: • Mäts på olika sätt • Överlevnad • Tillväxt • Utveckling • Reproduktion • Morfologiska förändringar • Vävnadsförändringar • Beteende • Vanligast är överlevnad • Akut test (kortare tid) • Kroniskt test (helst hela livslängden)

7. Akut test(fig 6.1 och 6.2) • Vad testas:Essentiellt ämne eller icke essentiellt ämne/miljögift (obs: alla ämnen är gifter i tillräcklgt höga konc) • Essentiell: Överlevnad som bäst vid ’medium’ koncentration • Icke essentiell: överlevnad som bäst vid konc 0 • Se fig 6.1 • Hur testas: • Oftast överlevnad i 4-5 dagar • se fig 6.2 • Oftast testgrupper om 10 individer

8. Dos respons kurvaöverlevnad - LD50 • Sigmoid kurva, dvs • ingen effekt vid låga konc • Därefter ökar effekten nästan linjärt med dos • Avslutningsvis har alla dött och därmed planar kurvan ut • Vid vilken koncentration har hälften av gruppen dött vid slut av test? – LD50 • Vad är den lägsta koncentration då man får statistiskt säkra effekter ?- LOEC • Vad är den högsta koncentration då man inte har statistiskt säkra effekter? - NOEC

9. termer • LD50, dos då 50% dör • LC50 koncentration då 50% dör • IC50 koncentration då effekten på tillväxten är 50% • EC50 koncentration då 50% av förväntad effekt sker (dvs annat än tillväxt eller överlevndastest) • EC50 och IC50 skall vara lägre än LD50/LC50

10. Hur kan dos respons kurvorna skilja sig åt?(framför allt överlevnad) • Respons alltid från 0-100% • Kan luta olika mycket i ’mellanfasen’ • Mer tröskeleffekt om kraftig lutning, mer riskfullt, snabb övergång från ingen till alla döda

11. Komplikationer • Kroniska test • Vad händer om utsatt hela livslängden? • Variation i koncentration • Vad händer om koncentrationen, som den oftast gör, varierar kraftigt? • Flera gifter på en gång? • Påverkar de varandra: • Synergi – förstärker varandra • Antagonister – försvagar effekterna • Additativa – summan är lika med delarna (neutralt) (är vanligast)

12. Vilka organismer gör man tester på? • Kortlivade • Lätta att ha på lab • Lätta att föröka (gärna jungfrufödande) • Gärna akvatiska • Eftersom giftet kommer via vatten (andning) till skillnad från föda på terrestra. Vet hur mycket föda de får. • Gärna finnas i recipient (utsläppsmiljön) • Daphnia, daggmaskar, hoppstjärtar m fl • Se även sid 108-109

13. Att göra tester på lab • Kontrollera att inget annat varierar: temperatur, pH, syre, ljus mm • Vad skall du mäta (beroende variabel)? Välj någon av de gängse, dvs överlevnad, tillväxt, reproduktion el dyl. • Kontrollgrupper: • Negativ kontroll dvs inget ämne men i övrigt samma • Lösningskontroll, dvs med lösningsämnet (dock utan ’gift’) • Positiv kontroll, använd substans med känd effekt (’kalibrering’) • Negativ och lösningskontroll skall ha mindre än 10% mortalitet annars dålig inställning av t ex temperatur o dyl (punkt 1)

14. Hur tolka resultaten? • Betyder LD50 att halva populationen kommer dö? • Betyder det att en art som har högre LD50 än en annan att den kommer påverkas mindre i naturen? • Betyder lågt LD50 att det blir kraftiga effekter på ekosystem nivå? • Nästa föreläsning kommer ta upp ekotoxikologi, dvs effekter på populationer och ekosystem (så gått det går)

15. Hur man räknar ut dos-responsmål: via en rät linje bestämma 50% effekt • Omvandla data till den variabel du skall mäta. T ex räkna om antal döda till andel döda av ursprungspopulationen. • Korrigera din nollnivå. T ex tag bort ’naturlig’ mortalitet, dvs den mortalitet som är kvar skall fördelas över 100%. • Rita en sigmoid graf, enbart punkter. Avsätt dos eller koncentration på x-axeln och kumulativ respons, % av maxeffekt, på y-axeln. • Omvandla dina mätvärden, som är i procent av maxutfallet, till nya värden som skall kunna ge en rät linje istället för sigmoid. Använd Probit tabell. • Avsätt log konc på x axeln och dina nya probitvärden på y-axeln. • Gör en linjär regression på log konc och probitvärden. Använd Excel eller annat statistikprogram. Du kan även använda miniräknare och kvadratsummor, se formel i bifogat material. • Använd din ekvationen för din räta linje och bestäm koncentrationen då effekten är 50%. I probit tabellen kan du se att probitvärdet för 50% är 5.00. • Klart!

16. Hur man räknar ut dos-respons • Omvandla data till den variabel du skall mäta. T ex räkna om antal döda till andel döda av ursprungspopulationen.

17. Hur man räknar ut dos-respons • Korrigera din nollnivå. T ex tag bort ’naturlig’ mortalitet, dvs den mortalitet som är kvar skall fördelas över 100%. Ekvation: ursprungliga består av 5% för mycket, dvs hela intervallet är 100-5. Och det skall börja på 0, dvs 5 skall bort på alla värden.

18. Hur man räknar ut dos-respons • Rita en sigmoid graf. Avsätt dos eller koncentration på x-axeln och kumulativ respons, % av maxeffekt, på y-axeln. ????? Dos vid 50% mortalitet Lättare om det vore en rät linje istället för en otrevlig sigmoid sak

19. Hur man räknar ut dos-respons • Omvandla dina mätvärden, som är i procent av maxutfallet, till nya värden som skall kunna ge en rät linje. Använd Probit tabell. Omvandla dos till log conc. Probit tabell Exempel: probitvärdet för 47 är 4.92.

20. Hur man räknar ut dos-respons • Plotta probit respons mot log conc. Gör linjär regression. Beräkna concentration vid 50% mortalitet dvs då probit är 5! Add trendline i excel Dos vid 50% mortalitet Linjär ekvation y=6,5128x+6,2874 Sätt in probit 5. Bestäm x 5=6,5128x+6,2874 x=(5-6,2874 )/6,5128=-0,19767227 Log konc=-0,2 ger konc =10-0,2=0,63435 Svar LC50= 0,63 mg/l avrunda först vid svaret. Kontrollera ditt svar mot figur och tabell

21. Och lite exempel • Lite extra under föreläsningen, finns ej på power point