Akkumulering av miljøgift – modellar

Stoff som samlar seg opp i kroppen, og som er tungt nedbrytbare og/eller skadelege for organismar og økosystem, blir rekna som miljøgifter. Det er eit stort spekter av ulike stoff som blir rekna som miljøgifter, og som vi kan ta opp gjennom mat, drikke eller luft. Via lenkjene nedst på sida finn du ein meir utfyllande definisjon og ei oversikt over døme på miljøgifter.

Gjennom evolusjonen er det utvikla system for å reinse kroppen for desse skadelege stoffa Hovudsakleg blir dei brotne ned av levra og transporterte ut av kroppen via nyrene. Det finst tusenvis av stoff som kan reknast som miljøgifter. Kor skadelege dei enkelte stoffa er, kjem mellom anna an på

• kor effektivt vi klarer å skilje dei ut

• kva funksjonar i kroppen som blir påverka

• kor tungt nedbrytbar sambindinga er

• kvar i kroppen stoffet blir lagra

Forsking på dyr i ulike ledd av ei næringskjede har vist at dyr høgt oppe, på øvste trofiske nivå, er spesielt utsette for miljøgifter som blir lagra i feitt. Desse stoffa blir brotne langsamt ned. Eit rovdyr som et eit byttedyr, "tek over" miljøgiftene som er lagra i feittet til byttedyret. Sidan rovdyr stadig et nye byttedyr, vil dei jamleg få påfyll av miljøgifter i kroppen. Om nivået av gift aukar, kjem an på om førre dose miljøgift er reinsa ut av kroppen eller ikkje. Ofte er ikkje det tilfellet, og då aukar giftnivået i rovdyret stadig (blir akkumulert).

Sidan det finst så mange ulike giftstoff og giftkjelder, må vi velje oss eit fokusområde når vi no skal lage program som simulerer denne akkumuleringa. Her vel vi metylkvikksølv i matfisk som døme. Metylkvikksølv er den vanlegaste kvikksølv-sambindinga i næringskjedene, og fisken vi et, er oftast høgt opp i næringskjeda. Mengda 0,0013 mg/kg metylkvikksølv i veka blir rekna som potensielt skadeleg.

Vi lagar eit enkelt program for å simulere akkumuleringa:

• Vi bruker hugseregelen som seier at eit dyr må ete 10 kg for å leggje på seg 1 kg.

• Vi legg òg til grunn at det i dette tilfellet er ein konsentrasjon av metylkvikksølv på 0,0015 mg/kg i planteplanktonet.

I programmet over vil du sjå at mengda mat du kan ete, går drastisk ned jo lenger opp i næringskjeda du vel mat. Heldigvis er ikkje modellen vår heilt ferdig enno. Som tidlegare nemnt har kroppen eigne system for å reinse ut gift. Det gjeld ikkje berre menneske, men også alle andre dyr.

For metylkvikksølv er den biologiske halveringstida på omtrent 10 veker. Det betyr at 10 veker etter inntak av metylkvikksølv har kroppen klart å kvitte seg med halvparten. Matematisk ser det slik ut for eitt måltid:

$$ B = B_0·{\mathrm{0,5}}^{\frac{t}{ht}}$$

der $$ B$$ er miljøgifta som er igjen når tida $$ t$$ har gått sidan siste måltid. $$ B_0$$ er gifta i kroppen frå måltidet, og $$ ht$$ er tida kroppen bruker på å bryte ned og skilje ut halvparten av gifta (biologisk halveringstid, som her er 10 veker).

Kvart måltid vil ha eit tilsvarande uttrykk som det over, der tida $$ t$$ vil variere etter kor lenge det er sidan måltidet. Alle desse uttrykka må summerast for å finne den totale giftmengda i kroppen.

Vi lagar eit program som viser korleis kvikksølvet over tid blir teke opp i dyreplankton:

Juster verdiar og tolk kurva

I ein forenkla modell kan vi seie at jo meir gift som er i kroppen, jo meir gift vil òg brytast ned og skiljast ut. På eit visst stadium vil kroppen reinse akkurat like mykje som han tek opp frå ny mat, og då vil kurva bli flat. (Reinsekapasiteten aukar ikkje i det uendelege.)

No set vi saman dei to programma vi har laga, til eit større program som reknar ut kor mykje matfisk ein person kan ete. Denne modellen korrigerer nivået av miljøgift ved å inkludere biologisk halveringstid. Kan du sjå det i kodane?

1. Klarer du å utvide programmet slik at brukaren òg kan velje kva for eit ledd i næringskjeda han eller ho ønskjer å ete mat frå?

2. Er tala realistiske? Søk på nettet etter metylkvikksølv i matfisk, og sjå om du finn forskingsdata som viser ekte verdiar.

3. Oppdrettsfisk er ikkje i næringskjeda på same måte som villfisk. Kva har det å seie for metylkvikksølvnivået? Kva har det å seie for nivået av andre stoff i fisken, både skadelege og sunne? Kan du finne opplysningar om miljøgifter i fiskefôr?

4. Tenk at du vel å donere ei av nyrene dine til ein familiemedlem. Korleis vil dette påverke mengda miljøgifter som kroppen kan din kan skilje ut?

5. Du et ein fisk med metylkvikksølv. Følg reisa til metylkvikksølvet gjennom kroppen din, og beskriv kva som skjer i ulike delar av kroppen. Bruk gjerne illustrasjonen av stoffskiftet som utgangspunkt.