In dit rapport wordt een methode beschreven waarmee de Potentieel Aangetaste Fractie (PAF) voor doelsoorten (vogels en zoogdieren) behorende bij de natuurdoeltypen van de ecologische hoofdstructuur in Nederland kan worden berekend. De PAF is de fractie van de doelsoorten die blootgesteld is aan concentraties die hoger zijn dan de No Effect Concentratie (NEC) van de doelsoorten. De methode wordt verduidelijkt aan de hand van drie zware metalen: cadmium, koper en zink. De PAF's voor het achtergrondgehalte van cadmium zijn tamelijk hoog (>0.1) in West- en Noord-Nederland en relatief laag in de zandstreken in het oosten, midden en zuiden van Nederland. Uitgaande van het totale gehalte van cadmium in de bodem blijkt dat het grootste deel van Nederland PAF's heeft van meer dan 10%, met uitzondering van de duinen in Noord-Holland en de Waddenzee, de Waddenzee zelf en sommige delen van Drenthe. De anthropogene bijdrage is met name hoog in de zandgebieden en speciaal in de Kempen (PAF-waarden van meer dan 50%). De PAF's voor het achtergrondgehalte van koper zijn relatief hoog in de duinen en langs de grote rivieren. De PAF's voor het totale gehalte aan koper zijn bijna even hoog als die voor het achtergrondgehalte. Hierdoor worden dan ook geen hoge PAF-waarden gevonden voor de anthropogene bijdrage (alle PAF's kleiner dan 10% en de meeste kleiner dan 1%). De PAF's voor het achtergrondgehalte van zink zijn relatief hoog in the veengebieden van West- en Noord-Nederland en langs de grote rivieren. De PAF's voor het totale gehalte zijn gemiddeld iets hoger dan die voor het achtergrondgehalte in de veengebieden in West Nederland en hetzelfde in de overige gebieden van Nederland. Hierdoor worden slechts in de westelijke veengebieden hogere PAF's gevonden (tussen 10 en 25%) voor de anthropogene bijdrage. Ondanks een aantal tekortkomingen in het toegepaste model kan niet worden uitgesloten dat significante stress optreedt bij de hoogste PAF-waarden. Validatie van de resultaten wordt wenselijk geacht.<br>

In 1979 zijn op initiatief van de Economische Commissie voor Europa van de Verenigde Naties (UN-ECE) in de "Convention on Long-range Transboundary Air Pollution" (CLTAP) afspraken gemaakt met betrekking tot het voorkomen en bestrijden van grootschalige luchtverontreiniging. Dit leidde tot een overleg- en onderzoekskader dat o.a. het opstellen van protocollen ondersteunt. Dit kader bestaat uit een Executive Body dat verschillende expert-, coordinatie- en werkgroepen in het leven heeft geroepen, o.a. de "Working Group on Effects". Deze omvat een aantal "International Co-operative Programmes" (ICP's) gericht op: bossen (ICP Forests), zoetwater (ICP Freshwaters), materialen en gewassen (ICP Materials, ICP Crops), alsmede het "Programme on Integrated Monitoring on Air Pollution Effects on Ecosystems" (ICP/IM) dat na intensief overleg over indicatoren en variabelen van start ging. Ook maken deel uit het "Coordination Centre for Effects" (RIVM-CCE) en de "Task Force Mapping". Het ICP/IM is een programma dat zowel biologische als fysisch-chemische indicatoren meet in een gebied. Een van de belangrijkste doelen van dit effectgerichte programma is de ondersteuning van de mathematische analyse ter bepaling van kritische niveau's en emissies (critical levels and loads) en om inzicht te verwerven in de mogelijke effecten van luchtverontreiniging op ecosystemen. Het programma ging in 1988 van start. In het ICP/IM zijn in Europa (en Canada) een 40-tal meetstations voor dit doel ingericht. De centrale opslag en verwerking van gegevens vindt plaats in het "Environment Data Centre" (EDC, National Board of Waters and the Environment, Helsinki, Finland). Jaarlijks brengt het EDC rapport(en) uit met de gegevens van alle deelnemende landen welke ook informatie kan bevatten over specifieke studies. In 1989 is een start gemaakt met het opzetten van een Nederlands meetpunt, gelegen in het "Lheebroekerzand", provincie Drenthe. Het gebied voldoet niet aan alle eisen die door ICP/IM aan monitoring gebieden worden gesteld. Het Lheebroekerzand is geclassificeerd als een B-site (biomonitoring site). De coordinatie van de monitoring activiteiten geschiedt door RIVM-ECO, dat binnen het programma als National Focal Point (NFP) voor Nederland functioneert. Op basis van de ICP/IM handleiding (Manual for Integrated Monitoring, ProgrammePhase 1993-1996) is een programma opgesteld. Daarnaast worden een aantal parameters gemeten die voor Nederland van belang zijn (aanvullend programma). Het Nederlandse monitoring programma uitgevoerd in het Lheebroekerzand bestaat uit regelmatige inventarisatie van vogels, vlinders, bladmineerders, nematoden, macrofauna van het ven Kliplo en de vegetatie ; meteorologische variabelen ; chemische analyse van lucht, neerslag, mossen, bladeren, naalden, water van het ven Kliplo, bodem en grondwater ; verschillende variabelen betreffende bosvitaliteit en decompositie-processen. Dit rapport bevat alle beschikbare resultaten van 1990, 1991 en 1992. Het is niet goed mogelijk om de meetgegevens te bespreken omdat de periode van drie jaar daarvoor te kort is. Nog niet alle indicatoren van de programma's, die gestart zijn 1993, zijn gemeten. Dit rapport bevat bovendien een aantal aanbevelingen om het programma en de communicatie met ICP/IM en het EDC te verbeteren. Het programma in Lheebroekerzand, zoals het wordt uitgevoerd vanaf begin 1993, is een omvangrijk en arbeidsintensief programma waarbij een groot aantal biologische en fysisch-chemische parameters worden gemeten. Dankzij de medewerking van vele instanties en vrijwilligers lijkt het een compleet programma dat eventueel nog wel uitgebreid kan worden. Het programma biedt, dankzij het netwerk van meetpunten, in ieder geval de mogelijkheid om massa balansen en integrale effecten van luchtverontreiniging te meten zowel op lokale schaal als op internationale schaal.<br>

Dit onderzoek maakt deel uit van het RIVM-project 'Kartering Ecotoxicologisch Effect Stoffen' (KEES). Dit rapport geeft een gedetailleerd overzicht van een serie methoden die zijn ontworpen om de toxiciteit van oppervlaktewater experimenteel te schatten. Het onbekende mengsel van organische verontreinigingscomponenten dat mogelijk aanwezig is in een monster oppervlaktewater wordt geconcentreerd en vervolgens ecotoxicologisch getoetst. Het aantal keren dat een watermonster moet worden geconcentreerd om waarneembare effecten teweeg te brengen wordt gebruikt als maat voor de toxische potentie. Het resultaat wordt uitgedrukt in termen van de fractie soorten die blootgesteld wordt aan concentraties boven hun respectievelijke 'No Observed Effect Concentratie' (NOEC). Deze fractie is gedefinieerd als de Potentieel Aangetaste Fractie soorten (PAF). De ontwikkelde methoden zijn in 1996 getest door 2-maandelijks de toxische potentie te bepalen van een 15-tal meetlocaties in de Rijn, de Maas en de Schelde.<br>

Stoffen zijn in het milieu verdeeld over de compartimenten bodem, lucht, water en biota. Planten kunnen stoffen accumuleren na opname uit de bodem en de lucht. Planten vormen een belangrijk onderdeel van het dieet van zowel mensen als van vee en kunnen een substantiele bijdrage leveren aan de totale dagelijkse inname van een stof door de mens. Deze studie is uitgevoerd ter onderbouwing van de implementatie van twee modellen in USES 1.0 en de Europese versie EUSES, die in 1997 beschikbaar wordt. Het Uniform Beoordelingssysteem Stoffen, USES 1.0 is ontwikkeld om het levenslang risico te schatten van indirecte blootstelling van de mens en van toppredatoren. Een van de in USES 1.0 ingebouwde blootstellingsroutes van planten is de overdracht van gasvormige stoffen uit de lucht aan bladeren van planten. Daartoe is het model van Riederer geimplementeerd. De meer uitgewerkte benadering van Trapp en Matthies houdt rekening met de dynamiek van opnameprocessen, en zal in de nieuwe Europese versie EUSES, worden opgenomen. In deze literatuurstudie zijn de modellen van Riederer en Trapp en Matthies geevalueerd door hun uitkomsten te vergelijken met experimenteel bepaalde blad-lucht partitiecoefficienten (K l/a) die in de literatuur gevonden zijn. De gevonden experimentele gegevensset is beperkt, zodat conclusies alleen met de nodige voorzichtigheid getrokken mogen worden. Voor kruidachtige planten geven beide modellen goede schattingen van de blad-lucht partitiecoefficienten tot een niveau van 1.0 E+7, met afwijkingen voor de meeste stoffen tot een factor 5. Voor stoffen waarvoor Riederer een K l/a hoger dan 1.0 E+7 voorspelt, geeft de methode van Trapp en Matthies wellicht een realistischer schatting.<br>

UBS, het Uniforme Beoordelingssysteem Stoffen (in het engels: USES), is een beslissings-ondersteunend gereedschap voor een snelle, kwantitatieve risico-analyse van een chemische stof gedurende zijn levenscyclus. Risico-analyse is een inherent onzeker proces door de beperkte beschikbaarheid van invoergegevens, en gebrek aan kennis. Verder vertonen veel modelparameters natuurlijke variatie (zoals bijvoorbeeld de stroomsnelheid van een rivier). Een grondige modelanalyse is daarom aan te bevelen. Onzekerheidsanalyse toont de gebruiker van een model de onzekerheidsmarge van het eindresultaat (de risico-quotienten of PEC/NEC ratio's). Zo kan de onzekerheid worden meegenomen in de te nemen beslissing door de kans op een verkeerde beslissing aan te geven. Een bijkomend voordeel is de mogelijkheid tot sturing van verder onderzoek door de grootste bronnen van onzekerheid in het eindresultaat te identificeren. Dit kan effectief gebruikt worden om een risico-analyse te verfijnen. Versie 1.0 van UBS bevatte reeds een beperkte onzekerheidsanalyse voor de aquatische organismen en de micro-organismen in de rioolwaterzuivering. In dit rapport wordt de onzekerheidsanalyse uitgebreid naar de andere beschermingsdoelen (mensen, terrestrische organismen, vis- en wormetende vogels en zoogdieren). Alleen het lokale blootstellingsmodel is onderzocht. Door het technische karakter is dit rapport met name bedoeld ten behoeve van de verdere ontwikkeling van UBS. De beschreven simpele analytische methode is beperkt tot multiplicatieve modellen met lognormale onzekerheden. Het voordeel van deze methode is dat een exact antwoord op een snelle manier berekend kan worden. Niet alle berekeningen zijn echter multiplicatief. Daarom moeten voor verscheidene delen van het systeem Monte Carlo methoden worden toegepast. Een eenmalige onzekerheidsanalyse van UBS is niet mogelijk omdat de onzekerheid in het eindresultaat anders zal zijn bij verschillende stofeigenschappen. De analyse moet dus door de gebruiker van UBS gedaan kunnen worden bij elke stof die doorgerekend wordt. Dit stelt natuurlijk beperkingen aan de computertijd die nodig is voor de onzekerheidsberekeningen. Elke berekening of model van UBS 1.0 wordt apart besproken voor wat betreft de onzekerheden. Verder worden de onzekerheden gekwantificeerd. In veel gevallen is dit door een nauwkeurige gegevensanalyse gebeurd, in een aantal gevallen werd gebruik gemaakt van expert judgement. Niet alle bronnen van onzekerheid kunnen worden gekwantificeerd. Alleen de onzekerheid en/of variabiliteit in modelparameters is meegenomen. De onzekerheid ten gevolge van het blootstellingsscenario kan bijvoorbeeld niet worden gekwantificeerd. Verder dienen de onzekerheden in de extrapolatie van No-Effect Concentrations (NEC's) voor ecosystemen nader onderzocht te worden. Daarom moet de absolute waarde van de onzekerheid in het eindresultaat niet overschat worden. Bij de interpretatie van de risicoquotienten met hun onzekerheidsmarge dienen de genoemde beperkingen in overweging te worden genomen. Grondig testen van de voorgestelde onzekerheidsanalyse is daarom aan te raden (testen kan mogelijk in 1995 plaatsvinden).<br>

Diverse veldonderzoeken suggereren een relatie tussen watervervuiling en enkele ziekten (b.v. huidzweren, vin-rot, lymphocystis infectie en levertumoren) bij vissen. Onderzoeken met de bot (Platichthys flesus), gehouden onder semi-veld (mesocosmos) condities, wijzen op een mogelijk causaal verband tussen watervervuiling, de inductie van lever tumoren en lymphocystis virus infectie. Onderzoek onder gecontroleerde laboratorium omstandigheden blijft echter noodzakelijk om een causaal verband tussen vervuiling met specifieke xenobiotische stoffen en de inductie van deze ziekten aan te tonen. Voor gebruik in laboratorium onderzoek is de bot gedurende anderhalf jaar zonder grote problemen gehouden en opgekweekt. Er wordt een korte beschijving gegeven van de huisvesting en verzorging van de botten onder laboratoriumomstandigheden. De botten worden in een multi-stress project (chemische- en microbiologische stress) gebruikt om de carcinogene- en immunotoxische effecten van polyclisch aromatische koolwaterstoffen te evalueren. In dit rapport wordt de normale histologie van de bot beschreven om pathologische veranderingen te kunnen interpreteren waarbij de nadruk wordt gelegd op de organen die betrokken zijn bij de immunologische afweer (thymus, nier, milt, melanomacrofagen-centra en het bloed), de lever, huid en kieuwen. Verschillen in anatomie en histologie tussen de bot, andere teleosta en zoogdieren worden beschreven aan de hand van literatuurgegevens en eigen waarnemingen.<br>

De Potentieel Aangetaste Fractie (PAF) is het deel van de soorten blootgesteld boven de geen-effect concentratie (NOEC). De PAF is een maat die het mogelijk maakt toxische stress tussen stoffen en gebieden onderling te vergelijken. In het rapport wordt de PAF uitgerekend voor 4 zware metalen (cadmium, koper, lood en zink) en een selectie van landbouwbestrijdingsmiddelen. PAF waarden liggen in grote delen van Nederland in de range 5-50%, met als belangrijkste probleemgebieden de hoge zandgronden van Brabant en Utrecht en belangrijkste probleemstoffen koper en zink.<br>

Van nature aanwezige stoffen kunnen voorkomen in concentraties die hoger liggen dan de huidige risiconiveau's. Dit was aanleiding voor een inventariserend onderzoek met als vraagstelling: "Hoe kan op wetenschappelijk verantwoorde wijze bij het afleiden van milieukwaliteitsdoelstellingen voor zware metalen rekening gehouden worden met de achtergrondgehaltes van deze van nature voorkomende stoffen en met verschillen in beschikbaarheid van deze verbindingen voor opname door organismen?". Om deze vraag te beantwoorden zijn experts geconsulteerd op de vakgebieden (hydro-)geochemie, aquatische en terrestrische chemie en (eco-)toxicologie. Deze consultaties hebben geleid tot een voorstel voor een methode om natuurlijke achtergrondgehaltes en verschillen in beschikbaarheid in de normstelling van van nature voorkomende stoffen te incorporeren: de methode van effect-limitatie. Deze methode gaat ervan uit dat voor wat betreft natuurlijk voorkomende verbindingen, er een onderscheid gemaakt kan worden tussen een biobeschikbare en een niet-beschikbare fractie. De biobeschikbare fractie zal leiden tot een achtergrondeffect. Dit achtergrondeffect is gedefinieerd als die fractie van de species in een ecosysteem die niet wordt beschermd als gevolg van de biobeschikbare fractie van het achtergrondgehalte. Door vervolgens het beleidsmatig vastgestelde beschermingsniveau op te tellen bij het achtergrondeffect kan aan de hand van de cumulutatieve dosis-effect curve het maximaal toelaatbare (biobeschikbare) risiconiveau worden berekend.<br>

Ten representatives of the EU Member States and the chemical industry were interviewed to find out their views on applying uncertainty analysis to risk assessment of industrial chemicals. Although there was an interest expressed in this matter, uncertainty analysis was thought not to receive a high priority. This is mainly due to the concern that an uncertainty analysis would lead to more work without necessarily providing more information. Several examples of probabilistic risk assessment would be useful if the way it affects decisions could be demonstrated. For uncertainty analysis to be accepted by all parties, it is important to keep it simple and transparent, and for the time being to restrict it to the exposure assessment.

This interim report describes the updated risk assessment system for agricultural and non-agricultural pesticides. It will be integrated with the European Union System for the Evaluation of Substances, EUSES 1.0, into USES 2.0, the second version of the Uniform System for the Evaluation of Substances. The report is primarily made as preparation to the programming and testing of USES 2.0.