Handleiding en achtergronden OMEGA 6.0

Transcriptie

1 Handleiding en achtergronden OMEGA 6.0 Auteur: A.M. Durand-Huiting, Witteveen+Bos, versie 5.0, augustus 2004, RIZA werkdocument X gewijzigd, versie 6.0, juli 2006, F.P. van den Ende, RWS RIZA 1

2 Inhoudsopgave 1 Inleiding Toepassingen van het programma Leeswijzer Aanpassingen versie Aanpassingen versie Werking van de programma s OMEGA Systeemomgeving en software Installatie Starten, opslaan en afsluiten De programma s starten Opslaan en afsluiten Omgaan met meldingen en andere problemen Meldingen bij het openen van de bestanden Meldingen en problemen bij het rekenen met OMEGA Werking OMEGA Indeling OMEGA Hoofdmenu Toetsen van meerdere stoffen Toetsen van één stof Sorteren t.b.v. de invoer in OMEGA Achtergronden van het programma Inleiding Stapsgewijze beoordeling Risico s en normen Gevoeligheidsverdeling van soorten voor stoffen Theoretische achtergrond Basisgegevens Extrapolatie Stoffen met onvoldoende toxiciteitsgegevens PCB s Combinatietoxiciteit...18 Literatuur

3 1 Inleiding 1.1. Toepassingen van het programma Het programma OMEGA is ontwikkeld om meer informatie te verschaffen over de gevolgen voor planten en dieren die blootgesteld worden aan toxische stoffen. Dit geldt bijvoorbeeld voor vragen bij natuurontwikkeling, bodemsanering en bescherming van gevoelige soorten. Met OMEGA kunnen de effecten van toxische stoffen op planten en dieren worden geschat, door: - berekening van de fractie bedreigde soorten; - identificatie van de meest bedreigde soortgroepen Leeswijzer Dit werkdocument gaat allereerst, in hoofdstuk 2, in op de werking van het programma. Belangrijke achtergronden van het programma zijn genoemd in hoofdstuk Aanpassingen versie 5.0 Met ingang van versie 5.0 is het normtoetsingsgedeelte verwijderd. Voor een actueel overzicht van normen wordt verwezen naar de website kies thema Normen voor het waterbeheer. De soortgevoeligheidsverdelingen worden vanaf nu beschreven met een log-normale verdeling in plaats van de log-logistische verdeling. Er is een update van de toxiciteitsdatabase en parameters uitgevoerd. Berekende PAF waarden zullen daardoor af kunnen wijken van die berekend met oudere versies van OMEGA. 1.4 Aanpassingen versie 6.0 In de methodiek voor het bepalen van het saneringscriterium voor verontreinigde waterbodems zoals beschreven in de handleiding bij de circulaire waterbodems onder de gewijzigde wet bodembescherming worden mspaf berekeningen met OMEGA gebruikt als selectiestap. De belangrijkste aanpassing in OMEGA versie 6.0 is het mogelijk maken van deze berekeningen ten behoeve van de wet bodembescherming. Daartoe zijn invoerschermen toegevoegd voor het invoeren van gemeten beschikbare gehalten stoffen in sediment. Daarnaast is aan de hand van reacties van gebruikers van OMEGA de oorzaak van een aantal instellingsconflicten weggenomen. Voor PAK s zijn nieuwe soortgevoeligheidsverdelingen toegevoegd. De gebruikte risicoberekening voor PCB s bleek niet aan te sluiten bij de wensen en verwachtingen van gebruikers en is buiten werking gesteld. 3

4 2 Werking van de programma s OMEGA 2.1. Systeemomgeving en software Omega is ontwikkeld in Microsoft Excel 2000 binnen een WindowsXP-omgeving. Hieronder werkt het programma het meest optimaal. Bij het gebruik van andere versies van Excel en Windows kunnen foutmeldingen of andere afwijkingen optreden Installatie OMEGA kan, inclusief deze handleiding, gedownload worden van In totaal omvat OMEGA drie bestanden, namelijk: voor OMEGA: 1. OMEGA.xls; 2. PARABASE.xls; 3. EC01.xls; De bestanden voor OMEGA dienen in ieder geval bij elkaar in één directory te staan Starten, opslaan en afsluiten De programma s starten OMEGA.xls is een normale Excel werkmap (workbook), die u het beste kunt openen via het menu Bestand-Openen in Excel. Wanneer het bestand wordt geopend via de Verkenner kan dit foutmeldingen opleveren. De bestanden PARABASE en EC01 zijn Excel invoegmacro s. De Excel werkmap OMEGA.xls zal zelf de benodigde invoegmacro s openen en aanroepen. Het is dus niet nodig om de invoegmacro s apart te openen. U krijgt overigens niet te zien dat de invoegmacro s worden geladen Opslaan en afsluiten De bestanden voor beide programma s zijn beveiligd. U kunt daardoor geen van de bestanden overschrijven. Bij het afsluiten van Excel kunt u eventueel een andere naam opgeven om omega.xls onder een andere naam op te slaan. U dient deze bestanden in dezelfde directory te plaatsen, of een kopie van de benodigde invoegmacro s in de directory op te slaan waar u omega onder een andere naam heeft opgeslagen. Indien u de optie "Automatisch opslaan" aan heeft staan, zal Excel ook regelmatig vragen of u uw werk op wilt slaan. Dit kan dus alleen onder een andere naam Omgaan met meldingen en andere problemen Meldingen bij het openen van de bestanden Afhankelijk van de versie van Excel die u gebruikt krijgt u verschillende meldingen na het openen van de programma s. Het bleek bij de ontwikkeling van de programma s dat het niet mogelijk was om deze ongewenste mededelingen te voorkomen. Onderstaand wordt toegelicht wat u bij de mogelijke meldingen het beste kan doen. 4

5 Melding: Wachtwoord Het opslaan van wijzigingen in OMEGA is beveiligd met een wachtwoord. Als gebruiker kunt u het bestand openen als alleen-lezen. Figuur 2.1. Afbeelding van de mededeling over het wachtwoord voor de schrijfbeveiliging. Melding: De werkmap die u opent, bevat macro s. (..) De in OMEGA gebruikte macro s bevatten geen virussen. Het is dus veilig om ze te activeren. Het programma heeft de macro s nodig, anders werkt het niet zoals in deze handleiding is omschreven. U kunt gerust antwoorden dat de macro s geactiveerd kunnen worden. Figuur 2.2. Afbeelding van de mededeling over macro s in de werkmap die wordt geopend. Melding: Het document dat u geopend hebt bevat koppelingen... U kunt deze vraag het beste beantwoorden met nee. Bij het openen van OMEGA ontstaat reeds een koppeling met de benodigde bestanden. Deze zijn in tussentijd niet bijgewerkt waardoor het ook niet nodig is om de bestaande koppelingen bij te werken. 5

6 Figuur 2.3. Afbeelding van de melding over automatische koppelingen. Melding: Visual Basic-macromodules worden nu in de Visual Basic-editor bewerkt, niet in de werkmap. (...) Mogelijk krijgt u ook een mededeling over de Visual Basic editor. Dit is verder voor het gebruikt van OMEGA niet van belang: u kunt OK antwoorden. Figuur 2.4. Afbeelding van de melding over waar Visual Basic-macromodules worden bewerkt. Melding: Fout 1004 tijdens uitvoering: Parabase.xla kan niet worden gevonden. (..) Het is mogelijk dat deze melding optreedt bij het openen van OMEGA via de Verkenner. Als deze foutmelding optreedt zal het programma niet goed functioneren, omdat daarvoor essentiële gegevens ontbreken. Dit kan als volgt worden opgelost: - Sluit OMEGA af; - Sluit Excel af; - Start Excel opnieuw op; - Open OMEGA in Excel via het menu Bestand-Openen. Figuur 2.5. Afbeelding van de melding dat het bestand Parabase.xla niet kan worden 6

7 geopend Meldingen en problemen bij het rekenen met OMEGA Ook bij het rekenen met OMEGA kunnen zich problemen voordoen. Bekende problemen worden in deze paragraaf behandeld. Melding: De formule bevat een ongeldige externe verwijzing(..) Bij de update van OMEGA 4.0 naar OMEGA 5.0 zijn diverse formules in OMEGA aangepast. Hoewel alle onderdelen bij het uittesten van OMEGA 5.0 naar behoren werden berekend blijkt deze foutmelding regelmatig voor te komen. Klik op OK. Gezien de testresultaten met OMEGA 5.0 zullen de berekeningen correct en volledig zijn. Figuur 2.6. Afbeelding van de melding over een ongeldige externe verwijzing. Melding: Negatieve waarden of nulwaarden kunnen niet correct in logaritmische grafieken worden getekend. (...). Het programma gebruikt, mogelijk tijdens het laden van het werkblad, een negatieve of een nulwaarde voor de concentratie, waarmee de grafiekbij de toetsing van één stof mogelijk niet op een juiste manier weergegeven kunnen worden. Klik op OK. Misschien is het noodzakelijk om een andere concentratie in te voeren. Figuur 2.7. Afbeelding van de melding over het weergegeven van negatieve of nulwaarden in logaritmische grafieken. Probleem: OMEGA rekent niet Excel 2000 kent de mogelijkheid om het beveiligingsniveau voor macro s in te stellen. Als dit op het hoogste beveiligingsniveau is ingesteld rekent OMEGA niet. Het beveiligingsniveau is via het menu Extra>Macro>Beveiliging in te stellen. Bij het gemiddelde beveiligingsniveau rekent OMEGA bij de meeste gebruikers wel. Enkele gebruikers meldden dat OMEGA alleen rekent als het beschermingsniveau laag is. 7

8 Figuur 2.8. Afbeelding van de instelling van het beveiligingsniveau voor macro s Melding: Fout <nr.> (...). Tijdens de testfase van OMEGA is het voorgekomen dat er foutmeldingen van deze soort voorkwamen. Daar waar de oorzaak te achterhalen was, zijn de fouten die deze foutmeldingen veroorzaakten verholpen. Het is echter mogelijk dat een deel van dergelijke foutmeldingen te wijten is aan persoonlijke instellingen, en dat ze dus weer zullen optreden. In de testfase bleek het programma overigens goed te werken na het aanklikken van de knop OK Werking OMEGA Indeling OMEGA123 OMEGA omvat drie werkbladen, genaamd Hoofdmenu, Doorrekenen voor meerdere stoffen en Doorrekenen voor één stof. Bij het openen van het programma verschijnt automatisch het werkblad Hoofdmenu. Via de selecties op dit werkblad kunt u aangeven wat u met het programma wilt doen. Zie daarvoor de beschrijving bij de paragraaf Hoofdmenu. U kunt ook van het ene werkblad naar het andere werkblad verplaatsen door in de werkmap de betreffende tab aan te klikken van het werkblad waar u naar toe wilt Hoofdmenu In het blad hoofdmenu kunt u onder het kopje Invoer van toetsingsgegevens aangeven in welk compartiment de concentraties die u wilt invoeren, zijn gemeten. Daarnaast kunt u aangeven voor welk beschermingsdoel u het risico wilt berekenen. De keuzes kunt u maken middels het aanklikken van een item in de keuzelijsten. Een wijziging van de selectie resulteert in het verwijderen van eventuele invoer en uitvoer. Wanneer u eventuele resultaten wilt bewaren, moet u dit eerst opslaan voordat u het compartiment of het te toetsen beschermingsdoel wijzigt. Onder het kopje Menu kunt u vervolgens aangeven of u voor één stof, of dat u voor 8

9 meerdere stoffen een concentratie wilt toetsen. Ook hier kunt u een keuze maken middels een keuzelijst. Concentraties in gemeten in water dienen in µg/l ingevoerd te worden. Gehalten in vaste stof (bodem, sediment, zwevend stof) moeten in mg/kg droge stof, omgerekend naar de desbetreffende standaardsamenstelling met betrekking tot organisch stof en lutumgehalte, ingevoerd worden. Bij de ingevoerde getallen dient een komma als decimaal teken gebruikt te worden. Voor de invoer van beschikbare gehalten t.b.v. toetsing van waterbodems voor de wet bodembescherming zijn aparte knoppen toegevoegd voor de gescheiden invoer van metalen en organische contaminanten. Voor metalen wordt de opgeloste concentratie ingevoerd (µg/l). Voor organische stoffen wordt het snel uitwisselbare gehalte, omgerekend naar standaard sedimentsamenstelling (mg/kg ds), ingevoerd. Bij de laatste tests is gebleken dat het vakje met de aanduiding van de meeteenheid niet bij alle gebruikers mee veranderd bij wijziging van het meetcompartiment. De berekening wordt wèl met de juiste eenheid uitgevoerd Toetsen van meerdere stoffen Allereerst wordt op dit werkblad onder het kopje Ingevoerde gegevens herhaald welk milieucompartiment en beschermingsdoel u heeft geselecteerd op het werkblad hoofdmenu. Als dit klopt, kunt u verder gaan met het invoeren van concentraties. Is de informatie hier toch (nog) niet juist, dan kunt u door het aanklikken van het tabje Hoofdmenu, onderaan het werkblad, weer terug naar het hoofdmenu. Door het aanklikken van de knop Concentraties invoeren onder het kopje Invoeren van concentraties vindt u een uitgebreid formulier waar u voor diverse stoffen tegelijk concentraties kunt invoeren. Het is ook mogelijk een lijst met concentraties naar de kolom concentratie te kopiëren, bijvoorbeeld vanuit een ander Excel-bestand. Het is dan natuurlijk wel van belang dat de volgorde van de stoffen hetzelfde is als in het invulformulier van OMEGA. Zie hiervoor de beschrijving in paragraaf 2.6. De lijst met stoffen (en de gebruikte volgorde) zijn gebaseerd op de stoffen lijst uit de normenbijlage bij de vierde nota waterhuishouding. Parameters voor het berekenen van PAF waarden zijn niet voor alle stoffen uit de lijst beschikbaar. Prioritaire stoffen uit de kaderrichtlijn water zullen later in 2006 nog worden toegevoegd. Wanneer er in dit blad concentraties worden ingevoerd, wordt de eventuele uitvoer verwijderd. Dit werkt helaas niet wanneer u een concentratie verwijdert met de knop delete. Door een beperking van Excel kan de uitvoer wel worden verwijderd bij een verandering van de inhoud een cel, maar niet als de inhoud van de cel wordt verwijderd middels de knop delete. Na het invoeren van de concentraties kunt u onder het kopje Uitvoer via de knop Berekenen de uitvoer genereren voor de stoffen waarvoor u een concentratie heeft ingevoerd. Na het aanklikken van de knop Berekenen worden, voor zover mogelijk, voor alle door u ingevoerde concentraties PAF-waarden berekend. Dit duurt enkele seconden en is gereed als het zandlopertje uit beeld is verdwenen. In de kolom PAF verschijnt voor elke stof waarbij dat mogelijk is, de berekende fractie bedreigde soorten op basis van chronische blootstelling. In de kolom PAF_acuut is de fractie bedreigde soorten op basis van acute blootstelling weergegeven. Boven het formulier waar de concentraties zijn ingevoerd en de resultaten per stof zijn vermeld, is een samenvatting opgenomen van de resultaten die in het formulier zijn gepresenteerd. Voor alle stoffen waarvoor een PAF is berekend, is het gecombineerde 9

10 percentage onbeschermde soorten (mspaf) berekend (zie voor de methode paragraaf 3.5). Daarbij wordt aangegeven op hoeveel PAF-waarden deze waarde is berekend. Hierbij is ook weergegeven wat het maximum percentage onbeschermde soorten is. Voor welke stof deze waarde is berekend kan in het formulier worden nagegaan. De mspaf-waarde en het maximum percentage onbeschermde soorten voor een enkele stof worden zowel voor chronische als acute blootstelling weergegeven. Middels de knop Kopieer formulier in- en uitvoer kunt u het formulier waarin de concentraties per stof zijn ingevuld en de uitvoer per stof zijn opgenomen kopiëren naar het werkblad. Op de voor Microsoft-applicaties gebruikelijke wijze kunt u dit formulier kopiëren naar een ander Excel-bestand of naar een Word-bestand. Wenst u meer informatie over één stof met betrekking tot de gevoeligheidsverdeling van soorten voor een stof, of wilt u voor één van de stoffen ook nagaan wat de risico s voor bepaalde organismen zijn, dan kunt u dit doen op het werkblad Toetsen voor één stof. Dit werkblad kunt u via het hoofdmenu benaderen, of door de tab van dit werkblad aan te klikken Toetsen van één stof In het werkblad Eén stof kunt u voor één stof een uitgebreide uitvoer genereren. Onder het kopje Ingevoerde gegevens wordt herhaald wat u in het hoofdmenu heeft ingevoerd. Is dit niet correct, dan kunt u dit op het werkblad Hoofdmenu wijzigen. Onder het kopje Invoeren van gegevens kunt u middels een keuzelijst selecteren voor welke stof u met OMEGA wilt toetsen. Als voor deze stof op het werkblad Meerdere stoffen reeds een concentratie is ingevoerd, verschijnt deze concentratie in het desbetreffende vakje. Is dit niet het geval, of is deze concentratie niet correct, dan kunt u zelf in dat vakje een concentratie invoeren. De uitvoer kunt u genereren door de knop Berekenen onder het kopje Uitvoer aan te klikken. Het doorrekenen van de stappen duurt enkele seconden, en verschijnt na het verdwijnen van het zandlopertje. Onder het kopje Percentage bedreigde soorten is dit percentage aangegeven in de gevoeligheidsverdeling van soorten voor de geselecteerde stof. Deze gevoeligheidsverdeling kan zowel op chronische (NOEC s) als op acute toxiciteitsgegevens (L(E)C50-waarden) zijn gebaseerd. Er worden altijd twee curves weergegeven. De donkerste curve (zwart) is de curve op basis van chronische blootstelling. Als de curve voor chronische blootstelling is gebaseerd op chronische toxiciteitsgegevens wordt een doorgetrokken lijn weergegeven en als deze curve op basis van acute toxiciteitsgegevens is geëxtrapoleerd wordt een onderbroken lijn weergegeven. De curve met een lichtere kleur (grijs) is gebaseerd op acute toxiciteitsgegevens (doorgetrokken lijn) of geëxtrapoleerd op basis van chronische toxiciteitsgegevens (onderbroken lijn) en geeft dus de curve weer van de gevoeligheid op basis van acute blootstelling. Bij extrapolatie van chronische naar acute blootstelling, of andersom, is uitgegaan van een factor 10 verschil tussen chronische en acute toxiciteit (zie paragraaf voor een toelichting). Als er alleen curves met een doorgetrokken lijnen zijn weergegeven, dan is zowel de curve voor chronische als de curve voor acute blootstelling gebaseerd op toxiciteitsgegevens. Door de variatie in toxiciteitsgegevens Onder het kopje Risico s voor organismen zijn de beschikbare chronische en acute toxiciteitsgegevens voor de geselecteerde stof in aparte tabellen weergegeven. Met deze informatie is na te gaan welke soorten bij de ingevoerde concentratie bedreigd worden en welke niet. 10

11 De grafiek op dit werkblad kunt u kopiëren naar het klembord van Windows, en in andere toepassingen gebruiken. Het beste kunt u daartoe in de desbetreffende toepassing kiezen voor Plakken Speciaal en vervolgens voor de optie plakken als figuur. U verliest dan weliswaar achterliggende Excel-functionaliteit om de lay-out van het plaatje eventueel te veranderen, maar gebruikt eveneens een kleiner deel van het geheugen van uw computer. Koppeling plakken is niet verstandig als u de koppeling laat bestaan, omdat dan de figuur verandert op het moment dat dat in Excel ook gebeurt. De uitleg van de legenda onder de grafiek wordt niet meegekopieerd. Wanneer u dit eveneens wenst te kopiëren kunt u dit zelf selecteren en kopiëren. Let op: de eenheid op de X-as bij de grafieken van gevoeligheidsverdelingen voor doorvergiftiging is altijd mg/kg natgewicht in het voedsel, ook als de berekeningen zijn uitgevoerd met water, sediment of bodemconcentraties als invoer. 2.6 Sorteren t.b.v. de invoer in OMEGA Wanneer op een locatie de concentraties van meerdere stoffen met OMEGA getoetst moeten worden, is het handig om dit zoveel mogelijk te automatiseren. Hiervoor moeten de gemeten concentraties van de verschillende stoffen in de juiste volgorde worden gezet om ze in één keer in het programma te kunnen kopiëren. Om de meetwaarden in de juiste volgorde te zetten is het van belang om een koppeling te maken tussen de stofnamen/ codes in het bestand met de meetwaarden en de stofnamen in OMEGA. Figuur 2.7 Voorbeeldquery om via Access meetwaarden in de juiste volgorde te zetten voor gebruik in OMEGA In figuur 2.7 is een voorbeeld opgenomen waarbij in Access een koppeling is gemaakt tussen meetwaarden uit DONAR en de lijst met stoffen van het blad Meerdere stoffen uit OMEGA. Met de query (zie figuur 2.7) in deze database worden de meetwaarden in de juiste volgorde gezet. De stoffen die niet zijn gemeten maar wel in OMEGA staan zijn er in de lijst wel bijgezet, zonder meetwaarde erachter. De query moet vervolgens als Excel-bestand worden geëxporteerd. Vanuit dit Excel-bestand kunnen de meetwaarden worden geselecteerd en vervolgens naar de betreffende kolom van het blad Meerdere stoffen of Beschikbare concentraties van OMEGA gekopieerd. De data dienen kolom voor kolom gekopieerd te worden. Het is in de huidige versie van 11

12 OMEGA niet mogelijk metingen van meerdere locaties als batch in te voeren. Het is de bedoelingcdat in de toekomst wel mogelijk te maken. De tabel met de koppeling tussen de stofnamen van OMEGA en de aanduiding van de stoffen in DONAR is vrij eenvoudig aan te passen voor andere bestanden met meetwaarden. De codes die nu in de tabel Koppeling namen OMEGA met codes DONAR (zie tabel??) zijn opgenomen, moeten dan worden vervangen door de codes die in het bestand met meetwaarden worden gebruikt. Komen er voor een bepaalde stofnaam meerdere codes voor, dan moeten deze hetzelfde OMEGA-stofnummer krijgen. Dit geldt ook voor somparameters, waarbij de meetwaarden van verschillende stoffen opgeteld moeten worden. Tabel 2.1 Voorbeeldtabel voor koppeling van stofnamen in OMEGA aan codes in een bestand met meetwaarden. stofnaam stofnummer code cadmium 1 Cd kwik anorg. 2 Hg kwik org. 3 - koper 4 Cu nikkel 5 Ni lood 6 Pb zink 7 Zn chroom III 8 Cr chroom VI 9 Cr arseen 10 As ( ) tussenliggende stoffen uit lijst aldrin 47 Ald dieldrin 48 Dld aldrin+dieldrin 49 Ald aldrin+dieldrin 49 Dld endrin 50 End som drins 51 Ald som drins som drins 51 Dld 51 End ( ) overige stoffen uit lijst 12

13 3 Achtergronden van het programma 3.1. Inleiding Het programma OMEGA is grotendeels gebaseerd op het RIZA rapport Ecotoxicologische risico s van stoffen voor watersystemen (Beek & Knoben, 1997) en het Project Ecotoxicologische Toetsing van Stoffen (PETS). De voor het programma belangrijke onderdelen van dit rapport zijn overgenomen in dit rapport en zo nodig aangepast en aangevuld. Voor mogelijke toepassingen van het programma wordt verwezen naar de cases in het rapport van Beek en Knoben (1997). Sinds de update van versie 4.0 van OMEGA naar versie 5.0 is normtoetsing met OMEGA echter niet meer mogelijk. Sinds het uitkomen van het rapport is het programma OMEGA ontwikkeld en zijn de bijbehorende gegevensbestanden geupdate en uitgebreid. Deze komen dus niet meer overeen met de in Beek en Knoben opgenomen gegevens. De relevante gegevens worden in het programma gepresenteerd Stapsgewijze beoordeling Het programma OMEGA past binnen een stapsgewijze aanpak om de milieukwaliteit van watersystemen te beoordelen, waarbij de aanpak specifiek is gericht op de risico s voor ecosystemen. De beoordeling van risico s zoals deze in het programma wordt gehanteerd valt onder de noemer generieke beoordeling. Dit in tegenstelling tot een locatiespecifieke beoordeling. Onder generiek wordt in dit geval verstaan dat gebruik is gemaakt van gegevens die algemeen geldend zijn voor de verontreiniging, maar wellicht afwijkend kunnen zijn op een specifieke locatie. Voor de toxiciteit is daartoe bijvoorbeeld gebruik gemaakt van beperkte verzameling enkelsoortstesten. Gebruik van OMEGA kan dus niets anders zijn, dan een onderdeel van een uitgebreide totaalbeoordeling van verontreinigingen. Hierbij is de inzet van andere methoden en technieken binnen de ecotoxicologie (bijvoorbeeld bioassays) eveneens van groot belang. OMEGA heeft vooral een signalerende en prioriterende functie. Voor een specifieke locatie kan de aandacht juist op ter plekke voorkomende soorten gericht zijn. De stapsgewijze aanpak is schematisch weergegeven in figuur 3.1. Generieke beoordeling Mate van verontreiniging landelijke normen Ecotoxicologische risico s van veronreiniging ecotoxicologische risicobenadering/ risicogrenzen Risico s van verontreinigingen voor individuele soorten/ groepen organismen effectgegevens individuele soorten Figuur 3.1. Schematische weergave van stapsgewijze beoordeling van de milieukwaliteit gericht op ecotoxicologische risico s. 13

14 De eerste stap betreft de toetsing van de milieukwaliteit aan de huidige landelijke normen, waarmee een beleidsmatige uitspraak wordt gedaan over de mate van de verontreiniging. Deze stap is uit OMEGA gelaten omdat er voor diverse stoffen een discrepantie bestaat tussen de landelijke normen en in OMEGA gepresenteerde risicogrenzen. Stap twee betreft de ecotoxicologische toetsing waarbij de milieukwaliteit direct kan worden uitgedrukt in een risico maat voor het ecosysteem. In stap drie wordt ingezoomd op de vraag hoe de milieukwaliteit zicht verhoudt tot effectgegevens voor individuele soorten of groepen organismen Risico s en normen Op de relatie tussen risicogrenzen en normen wordt in het rapport van Beek en Knoben (1997) uitgebreid ingegaan. Met het verschijnen van de Vierde Nota Waterhuishouding is deze relatie directer geworden dan bij het verschijnen van dat rapport het geval was. Het maximaal toelaatbaar risiconiveau, zoals deze door INS is afgeleid, heeft grotendeels de plaats ingenomen van de grenswaarde. Voor waterbodems zijn in deze beleidsnota voor zowel de grenswaarde als de MTR waarden genoemd. In figuur 3.2 wordt de relatie tussen risicogrenzen en normen (ui de Vierde Nota) nog eens samengevat. Risiconiveaus Normen water sediment Signaleringswaarde Ernstig Risiconiveau Interventiewaarde Maximum Toelaatbaar Risiconiveau MTR Toetsingswaarde Grenswaarde Verwaarloosbaar Risiconiveau Streefwaarde Streefwaarde Figuur 3.2. Schematisch weergave van de relatie tussen risicogrenzen en normen voor water en sediment. In versie 5.0 van het programma OMEGA is aangesloten bij de methode en gegevens die zijn gebruikt voor de afleiding van Ernstig Risiconiveaus voor bodem, sediment en grondwater (Verbruggen et al., 2001). Door het gebruik van andere gegevens en het hanteren van afwijkende uitgangspunten (zie paragraaf 3.4) kunnen in het programma afwijkingen optreden met normen die een directe relatie hebben met risiconiveaus Gevoeligheidsverdeling van soorten voor stoffen Voor de ecotoxicologische risicobeoordeling van de milieukwaliteit is gebruik gemaakt van de berekeningsmethode die gangbaar was voor de afleiding van Ernstig Risiconiveaus (Verbruggen et al., 2001). de methode Aldenberg en Jaworska (2000). Met deze methode is het mogelijk om de verdeling van de gevoeligheden van soorten voor een stof te berekenen. De route, die voor chronische toxiciteitsgegevens gevolgd is voor het construeren van de gevoeligheidsverdelingen voor afzonderlijke beschermingsdoelen die in het programma zijn gebruikt, is schematisch weergegeven in figuur 3.3. In onderstaande subparagrafen volgt 14

15 een toelichting op de verschillende onderdelen van het schema en hoe dit op acute toxiciteitsgegevens is toegepast. basisgegevens NOEC s aquatisch NOEC s bodemprocessen NOEC s bodemorganismen NOEC s hogere organismen bewerkingen *Kd * energetische factoren sediment viseters mosseleters wormeters bewerkingen ETX ETX ETX ETX ETX ETX ETX verdelingen bewerkingen normen water sediment bodem bodem *BCFv *BCFm *BCFw water sediment (/Kd) water sediment (/Kd) bodem Figuur 3.3. Bewerkingsstappen voor het construeren van gevoeligheidsverdelingen Theoretische achtergrond Een toxische stof heeft voor de hoogste concentratie waarop in het laboratorium geen effecten worden waargenomen (= No Observed Effect Concentration; NOEC) voor elke soort een verschillende waarde. In verhouding tot het totaal aantal voorkomende soorten in een ecosysteem, is doorgaans slechts voor een beperkt aantal soorten de NOEC bekend. Er dient dus een aanname gemaakt te worden voor de verdeling van de NOEC s voor alle potentieel aanwezige soorten in een ecosysteem. Deze statistische aanname is dat voor een zeker aantal beschikbare NOEC s de verdeling van alle soorten gekarakteriseerd kan worden door een log-normale kansverdelingscurve. In dit kader is het aantal NOEC s op tenminste 4 gesteld. De curve, op basis van log-getransformeerde NOEC s kent een gemiddelde waarde (µ) en een standaardafwijking. De cumulatieve verdeling kan door middel van integratie worden berekend (zie Beek en Knoben, 1997). Met deze cumulatieve verdeling is het onder andere mogelijk om uit de concentratie van stoffen in het milieu de fractie of percentage van het aantal soorten dat potentieel effect ondervindt te bepalen. Deze methode is bekend als de inverse methode van Straalen of de PAF-methode. De laatstgenoemde term wordt gehanteerd bij RIVM en wordt ook in het programma toegepast. De theoretische onderbouwing van de gevoeligheidsverdeling en extrapolatie is uitgebreider beschreven in Aldenberg en Jaworska (2000). Voor diverse stoffen is er niet op basis van NOEC s een gevoeligheidsverdeling af te leiden. Het is voor een aantal stoffen echter wel mogelijk om hiervoor acute toxiciteitsgegevens te gebruiken. Als voor een zeker aantal beschikbare NOEC s de verdeling van alle soorten gekarakteriseerd kan worden door een log-normale scurve (zie paragraaf 3.4.1) dan is dezelfde aanname ook te gebruiken voor acute toxiciteitsgegevens (L(E)C50 s). Deze curve karakteriseert dan de verdeling van de acute toxiciteit voor alle soorten Basisgegevens De stoffen waarvoor gevoeligheidsverdelingen zijn opgesteld, zijn geselecteerd op de 15

16 aanwezigheid van voldoende ecotoxicologische gegevens. Voor het toepassen van de hierboven beschreven extrapolatiemethode is voor tenminste 4 taxonomische groepen één toxiciteitsgegeven (4 NOEC s of 4 L(E)C50 s) nodig. Deze toxiciteitsgegevens betreffen alleen de effectparameters sterfte, groei en reproductie. In gevallen waarbij voor meerdere effectparameters van een soort en stof een toxiciteitsgegeven beschikbaar was, is de meest gevoelige parameter (= laagste NOEC of L(E)C50) betrokken. De basisgegevens zijn in eerste instantie overgenomen uit diverse RIVM-rapporten, die in het kader van het VROM/RIVM-project Internationale Normstelling Stoffen zijn opgesteld (RIVM, 1999 a t/m c). Bij de update naar OMEGA 5.0 heeft een update en uitbreiding plaatsgevonden op basis van Verbruggen et al. (2001). Het basismateriaal voor elke stof bestaat uit een set toxiciteitsgegevens voor een aantal soorten of, in het geval van terrestrische toetsen, ook voor microbiële bodemprocessen. Alle stoffen waarvoor òf voldoende NOEC s òf voldoende L(E)C50 s beschikbaar zijn om een of meerdere gevoeligheidscurven op te stellen zijn met de stofspecifieke mediaan en standaardafwijking weergegeven in bijlage I. Hoewel veel toxiciteitsgegevens verkregen zijn met de soorten proeforganismen die niet in de Nederlandse wateren voorkomen, geven deze gegevens toch een indicatie voor de gevoeligheid van een soort(groep) voor een stof. Sommige van deze soorten kunnen beschouwd worden als indicatorsoort voor de toxiciteit. De stofspecifieke parameters zijn per stof in bijlage I weergegeven. Details over de verwerking van basisgegevens per compartiment zijn opgenomen in Beek en Knoben, Extrapolatie De basisgegevens per stof en compartiment zijn gefit of geëxtrapoleerd op een log-normale verdeling met behulp van het programma ETX-temporary (versie 1.2) en uitgezet als een cumulatieve verdeling. De extrapolatie resulteert in twee coëfficiënten die de vorm en ligging van de cumulatieve, log-normale curve bepalen (zie paragraaf 3.4.1). De mediaan legt het 50-percentiel (het midden) van de verdeling vast en de standaardafwijking is een maat voor de spreiding. Bij een gevoeligheidsverdeling gebaseerd op chronische toxiciteitsgegevens is op de y-as het percentage van het aantal soorten af te lezen waarvan de NOEC wordt overschreden. Waar mogelijk is, naast een verdeling op basis van chronische toxiciteitsgegevens, ook een verdeling op basis van acute toxiciteitsgegevens afgeleid. Voor stoffen waarvoor onvoldoende chronische toxiciteits gegevens zijn, maar wel voldoende acute toxiciteitsgegevens, is alleen een verdeling afgeleid op basis van acute toxiciteitsgegevens. Deze curves op basis van acute toxiciteitsgegevens worden in OMEGA geëxtrapoleerd naar een chronische curve. Daarbij wordt er van uitgegaan dat het effectniveau voor chronische blootstelling gemiddeld een factor 10 lager ligt dan het effectniveau voor acute blootstelling (Chapman et al., 1998). De curve op basis van NOEC s ligt dan een factor 10 lager dan de curve voor L(E)C50 s. De mediaan ligt dus een factor 10 lager dan de mediaan die op basis van acute toxiciteitsgegevens wordt berekend (MEDIAAN_acuut). De maat voor de spreiding van de cumulatieve curve, de standaardafwijking, blijft hetzelfde als een curve op basis van acute toxiciteitsgegevens wordt geëxtrapoleerd naar een curve op basis van chronische toxiciteitsgegevens. Voor de stoffen waarvoor op basis van acute toxiciteitsgegevens een gevoeligheidsverdeling is afgeleid is in bijlage I een MEDIAAN_acuut en een SD_acuut opgenomen. De MEDIAAN voor de geëxtrapoleerde curve voor NOEC s is gelijk aan MEDIAAN_acuut-1: MEDIAAN chronische blootstelling ( extrapolatie) = MEDIAANacute blootstelling Bij OMEGA 5.0 wordt voor zoveel mogelijk stoffen een curve weergegeven waar dat binnen 1 16

17 de uitgangspunten en statistische eisen van de methode Aldenberg en Jaworska mogelijk was. Dit is ook gedaan voor stoffen waarvoor door INS (RIVM, 1999 a t/m c) of Verbruggen et al. (2001) gekozen is om de risiconiveaus niet op basis van de gevoeligheidsverdeling af te leiden. Zo zijn bijvoorbeeld door Verbruggen experimentele toxiciteitsgegevens en QSARs (Quantitative Structure-Activity Relationships: middels modellen berekende toxiciteit voor narcotiserende werking van een stof) apart in beschouwing genomen, terwijl ze voor OMEGA waar mogelijk zijn samengevoegd om een curve af te leiden. Voor die stoffen waarbij het maximaal toelaatbare risiconiveau (MTR) en ernstig risiconiveau (ER) zijn afgeleid op basis van dezelfde gegevensset, zijn deze niveaus direct in de gevoeligheidsverdeling af te lezen als die concentraties waarbij het percentage onbeschermde soorten respectievelijk 5 en 50% is. Het verwaarloosbaar risiconiveau (VR) is dan indirect uit het MTR te berekenen als MTR/ Stoffen met onvoldoende toxiciteitsgegevens Voor een groot aantal stoffen zijn zowel onvoldoende NOEC s als onvoldoende L(E)C50- waarden beschikbaar om de gevoeligheid van soorten voor stoffen met een verdeling te kunnen weergeven. Voor deze stoffen zijn echter wel, op basis van de beperkte toxiciteitsgegevens, risiconiveau s afgeleid (RIVM, 1999 a t/m c; Verbruggen et al., 2001). Bij het ontbreken van de parameters voor een gevoeligheidsverdeling zijn in OMEGA 4.0 deze risicogrenzen overgenomen in het gegevensbestand. Zonodig zijn de risicogrenzen afgeleid volgens de in deze rapporten gehanteerde methodiek. Deze risicogrenzen worden niet gebruikt voor PAF berekeningen en zijn in OMEGA 6.0 niet meer zichtbaar. Voor geïnteresseerden is het gegevensbestand wel op aanvraag beschikbaar PCB s Er zijn veel vragen gesteld over de berekening van risico s van PCB s in OMEGA 5.0. Gebleken is dat de keuze om alleen de risico s van enkele congeneren te berekenen niet aansluit bij de wensen van gebruikers, die een indicatie willen hebben van het risico van het totale mengsel van PCB s. Kwalificaties varieerden van verwarrend tot misleidend. Daarom is in OMEGA 6.0 de berekening voor PCB s buiten werking gesteld. Het is wel de bedoeling in een volgende versie een inschatting van niet alleen gemeten congeneren, maar het totale risico van PCB s op te nemen. Voor de risicobeoordeling als beschreven in de handleiding bij de waterbodemcirculaire onder de herziene Wet bodembescherming betekent dit dat PCB s niet worden meegenomen in de PAF berekening en dat daarom getoetst moet worden aan 10 x MTR overschrijding. De MTR s voor PCB s zijn binnen het INS-project met een andere methode afgeleid dan voor de overige stoffen is gehanteerd (van Wezel et al., 1999). De beschikbare toxiciteitsgegevens voor de in beschouwing genomen PCB s zijn omgerekend naar sediment, waarbij is uitgegaan van de aquatische voedselketen (inclusief doorvergiftiging) en de gevoeligheid in de omrekeningsfactoren is meegenomen. Het gebruik van parameters die voor dergelijke hydrofobe verbindingen moeilijk te bepalen zijn (zoals BCF en sediment/water partitiecoefficient) is zoveel mogelijk vermeden. De omrekening naar sediment heeft geresulteerd in een serie gevoeligheidsverdelingen per PCB-congeneer waarmee het risico op bepaalde type effecten zijn te berekenen, afhankelijk van het type toxiciteitsgegeven waarop de verdeling is gebaseerd. Ondanks dat de afgeleide risiconiveaus zijn afgewezen door de Gezondheidsraad, zijn de resultaten wel gebruikt voor implementatie van PCB s in OMEGA 5.0. Omdat er voor PCB s een afwijkende methode is gehanteerd, zijn deze stoffen niet op dezelfde manier in OMEGA123 op te nemen als de andere stoffen. Daarom zijn in OMEGA 5.0 van de PCB congeneren die in van Wezel et al. (1999) in beschouwing worden genomen, alleen de kenmerken overgenomen van de gevoeligheidsverdelingen van deze 17

18 congeneren in sediment. Het weergeven van toxiciteitsgegevens per beschermingsdoel is voor deze stofgroep niet mogelijk Combinatietoxiciteit Op basis van percentages onbeschermde soorten voor diverse stoffen is een indicatie te geven voor de potentiële toxische stress die het milieucompartiment middels het berekenen van de combinatietoxiciteit (ms-paf) (Hamers et al., 1990; Klepper en van de Meent, 1997). Hierbij wordt ervan uitgegaan dat de fractie beschermde soorten gelijk is aan het product van de fracties die beschermd zijn bij blootstelling aan de individuele stoffen. De berekening hiervan is als volgt: mspaf = 1 n i= 1 (1 PAF) Wanneer bijvoorbeeld stof A een PAF heeft van 20% en stof B een PAF van 30%, dan is met een combinatie van stof A en B: 100% - ((100%-20%) x (100%-30%)) = 1 (0,8 x 0,7) = 44% van de soorten potentieel onbeschermd. Deze benadering gaat uit van een onafhankelijk effect op soorten door de stoffen waarmee de ms-paf is berekend. In de realiteit is het heel goed mogelijk dat de gecombineerde effecten door een gelijktijdige blootstelling aan verschillende stoffen meer of minder dan additief is. In feite is dit een benadering van het gemiddelde. Er is echter slechts weinig bekend over de interactie van effecten in de praktijk (ms-paf hoger dan berekend) of de correlatie tussen gevoeligheden voor stoffen (ms-paf lager dan verwacht) (Klepper en van de Meent, 1997). In het programma wordt de ms-paf berekend voor de combinatie van alle stoffen waarvoor een PAF berekend kan worden. Afhankelijk van de beschikbaarheid van toxiciteitsgegevens voor een stof is de PAF direct (bij voldoende NOEC s) of middels extrapolatie (bij voldoende L(E)C50 s) gebaseerd op de verdeling van chronische toxiciteit voor die stof. 18

19 Literatuur Aldenberg, T. en J.S. Jaworska, 2000 Uncertainty of the hazardous concentration and fraction affected for normal species sensitivity distributions. Ecotoxicol. Environ. Saf. 46(1):1-18 Beek, M.A. en R.A.E. Knoben, Ecotoxicologische risico s van stoffen voor watersystemen. RIZA rapportnr , Lelystad. Chapman, P.M., A. Fairbrother, D. Brown, 1998 A critical evaluation of safety (uncertainty) factors for ecological risk assessment. Env. Tox. and Chem., 17, no.1, p Hamers, T., T. Aldenberg en D. van de Meent, Definition report Indicator Effects Toxic Substances (I tox ) RIVM report no , Bilthoven Klepper, O. en D. van de Meent, Mapping the potentially affected fraction (PAF) of species as an indicator of generic toxic stress. RIVM report no , Bilthoven Ministerie van Verkeer en Waterstaat, Vierde Nota Waterhuishouding. Regeringsbeslissing. Den Haag. RIVM, 1999a Environmental Risk Limits in The Netherlands. Part I. Procedure. Part II. Risk Limits. RIVM reportnr , Bilthoven. RIVM, 1999b Environmental Risk Limits in The Netherlands. Part III. Data. RIVM reportnr , Bilthoven. RIVM, 1999c Environmental Risk Limits in The Netherlands. RIVM report. RIVM reportnr , Bilthoven. van Wezel, A.P., T. Traas, M. Polder, R. Posthumus, P. van Vlaardingen, T. Crommentuijn en E.J. van de Plassche, Maximum Permissible Concentration for polychlorinated biphenyls. RIVM report , Bilthoven Verbruggen, E.M. J., R. Posthumus, A.P. van Wezel, Ecotoxicological Serious Risk Concentrations for soil, sediment and (ground)water: updated proposals for first series of compounds. Concept. RIVM report , Bilthoven. 19

20