Kui palju on Läänemeres ohtlikke aineid? Eesti teadlased annavad ülevaate

Naftatanker Front Ull sildumas Sillamäe sadamas Foto: Rey2/Wikimedia Commons

Kuna Läänemere veevahetus käib üksnes kitsukese Taani väina kaudu ning ümbruskonna riikidest ja meretranspordist tulenev reostuskoormus on suur, peetakse Läänemerd üheks enim reostunud mereks. Samas on Läänemeri paljude asjaolude kokkusattumise tõttu väga erandlik ja tundlik meri.

Inimtegevus on suurel määral kiirendanud Läänemere eutrofeerumist, kuid inimene vastutab otseselt ohtlike ainete sattumise eest merre. Kemikaalid hakkasid Läänemerd reostama 19. sajandil, kui edenes raske- ja keemiatööstus ning võeti kasutusele mineraalväetised ja taimekaitsevahendid. Hiljem on merd üha enam reostanud farmaatsiatööstus ja sellega seotud ravimireostus ning olmekeemia laialdane tarvitamine.

Aastal 2010 avaldatud Läänemere merekeskkonna kaitse komisjoni ehk Helsingi komisjoni (HELCOM) ülevaate järgi oli Läänemeri ajavahemikuks 1999–2007 ohtlike ainetega tugevalt reostunud mereala. Kogu Läänemere avaosa, kui Lääne-Kattegat välja arvata, hinnati ohtlike ainetega reostatuks. 144 uuritavast piirkonnast oli ainult seitse ohtlike ainetega reostumata.

Läänemere seisundit mõjutavad tegurid ja nende omavahelised seosed Foto: Horisont

Ohtlikke aineid seiratakse

Pinnaveekogude seisundit hinnates on tänapäeval Euroopa Liidus vaatluse all ühtekokku 76 ainet või ainerühma, neist 45 jälgitakse ühtemoodi kogu Euroopas ja 31 on Eestis olulised vesikonnaspetsiifilised saasteained. Nii pinna- kui ka põhjavees ei tohi ohtlike ainete sisaldus ületada piirväärtusi. Kui selgub, et mingit ohtlikku ainet leidub üle piirmäära, tuleb teha kindlaks saasteallikas ning välistada edasine reostamine. Et saada ülevaade ohtlike ainete olemasolust ja levikust, on välja töötatud seireprogrammid, mida täiendavad spetsiaalsed uurimisprojektid.

Siiani on niisuguste uuringute korraldamist takistanud rahanappus: ohtlike ainete analüüsimine on väga kulukas tegevus, sest nõuab kalleid seadmeid ja oskuslikku kaadrit. Paljudel Läänemere-äärsetel riikidel, sh Eestil, pole tänini tehnilist suutlikkust tuvastada keskkonnaproovidest väikseid ohtlike ainete kontsentratsioone.

Muu hulgas kuuluvad ohtlike ainete hulka raskmetallid: elavhõbe (Hg), kaadmium (Cd), koobalt (Co), kroom (Cr), tina (Sn), tsink (Zn), nikkel (Ni), plii (Pb) ja vask (Cu). Neist kõige ohtlikumad on elavhõbe, kaadmium, nikkel ja tina, kuna neil metallidel ei ole organismides otstarvet. Keemias ja tok- sikoloogias on sõnal raskmetall veidi erinev tähendus. Toksikoloogias nimetatakse raskmetallideks elule ohtlikke metalle, mistõttu on sellesse rühma arvatud ka kaalult kerge alumiinium (Al) ja poolmetall arseen (As).

Metallid on algupäraselt looduslikud, seetõttu leidub neid ka meres, kuigi väga väikestes nn foonikontsentratsioonides. Ent inimtegevuse mõjul on nende sisaldus suurenenud. Metallide puhul on võtmekoht organismi sisenemine, mida soodustab seos orgaanilise molekulijupiga, näiteks on orgaanilised tinaühendid (nt tributüültina, TBT) ja metüleeritud elavhõbe tunduvalt mürgisemad.

Raskmetallide reostus pärineb eelkõige rasketööstusest ja kaevandustest, ent arseeni kasutatakse ka näriliste tõrjes ning pestitsiidide, puidukaitsevahendite ja varem ka värvide koostises. Tinaühendeid, mille põhiallikad on kaevandused ja metallitööstus, on laialdaselt tarvitatud ka laeva- ja paadivärvide koostises, et takistada vee-elustiku (vetikad, käsnad, karbid, teod) pealekasvu. Kuna metallid ei lagune keskkonnas ega organismides, kuhjuvad nad suuremal või vähemal määral setetes ja põhjaelustikus. Kalades, kes toituvad põhja selgrootutest, kogunevad toiduga kaasnevad metallid põhiliselt lihaskoesse ja maksa.

Ohtlikud on kõik tsüklilise molekuliga halogeenitud orgaanilised kemikaalid, mis on rasvlahustuvad ja püsivad ning kumuleeruvad seetõttu organismide lipiidirikastes kudedes, aga ka emapiimas (meres tähendab see ohtu hülgepoegadele). Selliste ainete kontsentratsioon suureneb toiduahelas sadu tuhandeid, isegi miljoneid kordi ja võib toiduahela viimaseks lüliks olevates tippkiskjates jõuda mürgiste tasemeteni. Kumuleeruvad mürgid toimivad varjatult, sest nad ei ole esmasele vastuvõtjale tapvad ning väikese sisalduse tõttu ei saa neid veest ega setetest kohe avastada.

Kui esmased vastuvõtjad häviksid mürgi toimel, ei saaks kahjulik aine toiduahelas edasi kanduda. Sellised ained on tööstuslikud polüaromaatsed süsivesikud (PAH-id) ja polüklooritud bifenüülid (PCB-d), põletamisel tekkivad dioksiinid, jäätmetest leostuvad ftalaadid, põllumajanduses kasutatavad pestitsiidid ja reoveega merre juhitavad steroidsete ravimite jäägid.

Kurikuulus DDT setetes

Looduse mitmekesisuse ja liikide säilimise seisukohalt on kõige ohtlikumad hormonaal- ehk endokriinsüsteemi kahjustavad kemikaalid, kuna need võivad põhjustada viljatust, mille tõttu võib liik välja surra. See on mitmekesine sünteetiliste ainete rühm, kuhu kuulub nii pestitsiide, tööstuses kasutatavaid kemikaale kui ka ravimeid.

Selle kohta andis õppetunni näiliselt ohutu kloororgaanilise putukamürgi DDT kasutuselevõtt eelmise sajandi keskel. Suur DDT-vaimustus sai tagasilöögi üsna pea, kui ilmnes selle looduskeskkonnas püsiva kemikaali kumuleeruvus ja endokriinsüsteemi kahjustav toime. Laialdase DDT-tarvituse tõttu põllumajanduses oleks Lääne-mere merikotkas (Haliaeetus albicilla) peaaegu välja surnud, kuna selle ühendi toimel ei arenenud välja munade lubikoor. Kuigi 1972. aastal keelati DDT tootmine ja tarvitus, leidub seda kemikaali ja tema laguprodukte meresetetes siiani.

Ajendatuna halvast kogemusest DDT-ga, hakati 1990. aastatel üha rohkem tegema uuringuid endokriinseid häiringuid põhjustavate kemikaalide (ingl endocrine disrupters) tervisemõjude kohta. Selle tulemusel võttis Euroopa Komisjon 1999. aastal Euroopa inimeste tervise ja elukeskkonna kaitseks vastu strateegia endokriinsüsteemi kahjustavate ainete kohta. Kahjuks on Eestis sellest äärmiselt olulisest strateegiast laiemalt väga vähe räägitud.

Ravimireostus

Et koordineerida Läänemere kaitset ja koondada teave mereseisundi kohta, asutatigi 1974. aastal HELCOM. Nüüdseks on sellele kaitsekonventsioonile alla kirjutanud Euroopa Liit ning üheksa Läänemere-äärset riiki: Taani, Rootsi, Soome, Saksamaa, Eesti, Läti, Leedu, Poola ja Venemaa.

HELCOM-i töö tulemusel on Läänemere otsene reostuskoormus tunduvalt vähenenud. Välja on töötatud ja riigid on allkirjastanud mitu olulist dokumenti, nagu merestrateegia raamdirektiiv, Euroopa Liidu Läänemere-strateegia ja HELCOM-i Läänemere-tegevuskava. Need kõik peaksid kaasa aitama sellele, et meie kodumere ökosüsteemid oleksid liigirikkad ja tasakaalus ning veekvaliteet hea.

Mõned näited tehtu kohta. 1989. aastal hakati piirama väga mürgiste tinaorgaaniliste ühendite tarvitust laevavärvides; lõplikult keelas Euroopa Liit nende kasutamise biotsiidina 2006. aastal. 1985. aastal keelati mürgiste PCB-de tootmine ja tarvitus ning 2010. aasta lõpuks pidid olema kõrvaldatud ka kõik jäätmeks muutunud seadmed, mis sisaldasid PCB-sid. Keelu tingis PCB-de kantserogeensus ja mutageensus ning nende ühendite sisalduse kasv Läänemere kalades ja hüljestes. Praeguseks on olukord paranenud, aga neid kemikaale leidub ikka veel nii põhjasetetes kui ka kalades.

Ravimireostusega on olukord keeruline. Raviained, millest olulisemad on valuvaigistid, põletikuvastased ravimid, antibiootikumid ja sünteetilised hormoonid, avastati merekeskkonnas üsna hiljuti. Ehkki nende sisaldus merevees on väga väike, avaldavad nad suurt mõju. Osa ravimite toimeaineid, näiteks steroidsed hormoonid, on keskkonnas püsivad (nagu PAH-id ja PCB-d) ning toimivad seetõttu meres edasi.

Rootsi mereteadlased juhtisid juba 1990. aastatel tähelepanu sellele, et linnade reoveepuhastusjaamade merelaskude piirkonna merevees leidub mõõdetavas koguses sünteetilist östrogeeni, mis pärineb rasestumisvastastest vahenditest. Merre sattunud naissuguhormoonid mõjutavad nii mereselgrootuid kui ka kalu. Näiteks hakkavad östrogeeni toimel mereselgrootute populatsioonides domineerima emased, kaladel ilmnevad väärarengud ning liitsugulisus (niisas leidub nii spermatosoidide algeid kui ka munarakke) ja sellega kaasnev viljatus. Väga oluline osa ravimijääkidest satub keskkonda karjakasvatusest ja kalakasvandustest.

Ohtlikkust hinnatakse toksikoloogiliste uuringute järgi, mis näitavad, millisest kontsentratsioonist alates hakkab aine organismi kahjustama. Kuna uuringud on aeganõudvad, ent uusi kemikaale ja muid sünteetilisi ühendeid tehakse pidevalt juurde, ei ole ohuteave kunagi täielik.

Ohtlikud ained kalades

Eestis on kehtestatud ohtlike ainete sisalduse siht- ja piirmäärad vees, vee-elustikus ning üksikute ainete poolest ka meresetetes. Kehtivad piirnormid meresettes leiduva plii (53,4 mg/kg), antratseeni (16 µg/kg), benso(k)fluoranteeni (1743 µg/kg) ja tributüültina kontsentratsiooni kohta (TBT; 0,02 µg/kg). Need piirnormid erinevad riigiti. Soome süvendamis- ja kaadamisjuhendis on näiteks TBT ohutaseme piirväärtus 3 µg/kg.

Eesti rannikumere vees, kalades ja hüljestes on ohtlike ainete sisaldust uuritud alates 1996. aastast riikliku seire raames. 1996. aasta uuringute põhjal oli raskmetallide (Pb, Cd) sisaldus suurim Tallinna ümbruses, Ihasalu ja Narva lahes. Liivi lahe ja Väinamere viigrite ja hallhülge organismis ei ületanud PCB-de sisaldus 50–70 ppm, mida peetakse kriitiliseks piiriks hüljeste sigivusele.

1997. aasta uuringuandmetel oli Cu-, Pb-, ja Cd-sisaldus põhjaloomades ja räimes väiksem kui varasematel aastatel, kõige saastunumaks osutus üllatuslikult Tallinna lahe Kakumäe piirkond. 1998. aastal seirati PCB-de hulka räimes, merikilgis ja balti lamekarbis ning tõdeti, et analüüsitud ohtlike ainete sisaldused Eesti rannikult kogutud organismides ei erinenud oluliselt kogu Läänemere keskmistest väärtustest.

2003. aastal analüüsiti ohtlike ainete (raskmetallide, orgaaniliste saaste-ainete) sisaldust Liivi ja Soome lahest kogutud organismides. Selgus, et Liivi lahes oli raskmetallide sisaldus organismides mõnevõrra väiksem kui Soome lahes ning võrreldes 1990. aastatega vähenenud. Räimes oli vähenenud ka orgaaniliste saasteainete DDT- ja PCB-sisaldus.

2007. aasta keskkonnaseire raames analüüsiti raskmetallide Cd, Hg, Pb, Cu ja Zn ning orgaaniliste saasteainete (PCB, DDT jt) sisaldust räimes ja ahvenas. Proovid koguti Soome ja Liivi lahest. Cd-, Hg-, Cu- ja Zn-sisaldus oli Eesti rannikumere kalades võrreldav keskmiste sisaldustega Rootsi räimes ja ahvenas. Orgaaniliste saasteainete sisaldus räimes ja ahvenas oli väiksem kui varasematel aastatel.

Ohtlike ainete sisaldust Eesti rannikumere vees, elustikus ning põhjasetetes on põhjalikumalt analüüsitud veel 2010. aastal põllumajanduspiirkondade veekogude ja rannikumere ohtlike ainete inventuuri ja uuringuprojekti BaltActHaz raames ning 2011. aastal, et täita Euroopa Liidu nõudeid.

Värskematest uuringutest on olulisemad 2015. aastal valminud «Saasteainete uuring Läänemere kalas» ning 2020. aastal avaldatud ülevaade «Saasteainete sisaldus Eestis töönduslikult püütavates Läänemere kalades». Kontrolliti saasteainete sisaldust inimtoiduks tarbitavas räimes, kilus, lestas, ahvenas, kohas, lõhes ja jõesilmus.

2020. aasta uuringu aruandes järeldatakse, et kuna Eesti inimene sööb keskmiselt vaid 136 g kala nädalas, ei kujuta selliste koguste söömine raskmetallide poolest ohtu. Kõige vähem kala võiks süüa elavhõbedasisalduse tõttu, näiteks 325 g ahvenat või kuni 3033 g kilu nädalas. Kaadmiumisisaldust arvestades jääb nädalane soovitatav kogus vahemikku 2612 g (jõesilm) kuni 25 000 g (ahven, koha). Kõige rohkem dioksiine leiti jõesilmus ja looduslikus lõhes.

Mõlema uuringu lõpus on mainitud, et kalu, sealhulgas rasvaseid kalu, süües saadavad asendamatud aminohapped on hädavalikud südameveresoonkonna haiguste vältimiseks, mis kaalub üles näiteks dioksiinide suurenenud sisaldusest rasvasemates ja vanemates kalades tuleneda võivad ohud. Eestis, kus kala süüakse niigi väga vähe, tuleb olla äärmiselt ettevaatlik, et inimesi ei hirmutataks ega liialdataks dioksiinidest või mõnest muust saasteainest tuleneva ohuga.

Uuringud Väinameres ning Liivi ja Soome lahes

Varem on lähtutud eelkõige inimese toidulauast ja selle ohutusest, kuid viimastel aastatel on hakatud rohkem tähelepanu pöörama Läänemere ökosüsteemi tervisele. Otsene reostus on küll vähenenud, aga oluliseks on saanud põhjasetetest pärinev reostus. Setetesse on sadenenud kõik see, mis on keemiliselt püsiv ja mikrobioloogiliselt raskesti lagunev. Tänavu jaanuaris lõppes Tallinna tehnikaülikooli (TTÜ) meresüsteemide instituudil uuring, mis keskendus ohtlike ainete jaotusele pindmistes setetes.

Selle käigus analüüsiti 2020. aastal Väinameres ja Liivi lahe setetes ohtlikest ainetest Cd, Cr, Cu, Pb, Hg, Ni, Zn, arseeni, polüaromaatseid süsivesikuid, polüklooritud bifenüüle ja polübroomitud difenüüleetreid (PBDE). PBDE-d on olnud kasutusel põhiliselt plastmaterjalides ja polüuretaanvahtudes leegiaeglustitena, kuid mürgisuse, püsivuse ja bioakumuleeruvuse tõttu keelati nende tarvitus Euroopa Liidus 2004. aastal.

Proovivõtupaikade hulka olid arvatud nii settimisalad, mudane põhi, laevateed kui ka tulevaste rajatiste (sillad, tuulepargid) lähialad. Väinamere ja Liivi lahe setetes oli metallide kontsentratsioon väikseim setete pinnakihis (0–10 cm). Suurim, kuid alla piirmäära, oli metallide sisaldus Pärnust algava laevaliikluse trajektooril Liivi lahe keskosas (sügavus üle 40 m). Virtsu sadamaala pindmises settes ületas TBT hulk ohutu piirväärtuse (2,8-kordne piirnorm), Virtsu ja Kuivastu vahelisel laevateel leidus ohutust piirmäärast rohkem antratseeni (2,1-kordne piirnorm). PBDE-de sisaldus oli kõigis setteproovides alla avastamispiiri.

Aastail 2019–2023 viiakse ellu Eesti-Vene piiriülese koostööprogrammi projekt «Ohtlikud ained Soome lahe idaosas – sisaldused ja mõjuhinnang (HAZLESS)» (rahastab Euroopa Liit, Eesti ja Venemaa föderatsioon). Projektis osalevad TTÜ meresüsteemide instituut, Venemaa teaduste akadeemia uuringute ja ökoloogilise kaitse keskuse ning zooloogia instituudi ja Soome keskkonnainstituudi (SYKE) teadlased.

Soome lahe idaosas asuvad olulise ökoloogilise mõjuga saasteallikad, näiteks Peterburi linn, ja suured Soome lahte suubuvad jõed, nagu Neeva ja Luga, ning mitu suurt kauba- ja naftasadamat (Ust-Luga, Primorsk). Uuringud peavad andma uut teavet ohtlike ainete hulga ja leviku kohta selles piirkonnas ning aitama kindlaks määrata nende piirmäärasid Läänemere setetes ja põhjaloomastikus.

Ühistöö käigus ühtlustatakse uurimismeetodeid, valitakse välja sobilikud ohtlike ainete bioloogilise mõju indikaatororganismid ja biomarkerid ning püütakse välja töötada mereseisundi ühtsed hindamiskriteeriumid. 2019–2020 koguti keemilisteks analüüsideks sette- ja veeproove ning hulganisti bioloogilist materjali mitmest potentsiaalsest reostuskoldest.

Peterburi teadlased kasutavad ohtlike ainete mõju uurimiseks biomarkeritena merekarpide füsioloogilisi reaktsioone, mõõtes aeroobse ainevahetuse näitajaid, südametegevuse aktiivsust ja südamerütmi taastumise kiirust. Kõik need parameetrid hälbivad saasteainete mõjul normaalsest. Katsed tehakse looduslikku keskkonda jäljendavates kontrollitud laborioludes ja merre paigutatud korvides.

Projekti HAZLESS raames mõõdetakse Balti lamekarbi (Limecola balthica) südametegevuse aktiivsust Foto: TTÜ Meresüsteemide instituut

Eesti teadlased on seni teinud katseid kirpvähkidega, uurimaks TBT toksilisust, ning kogunud bioloogilist materjali ensümaatiliste markertestide ja geneetilise mõju uuringute tarbeks. Setete toksilisuse tuvastamiseks on võimalik kasutada Läänemeres elavat endeemset kirpvähki Monoporeia affinis. See liik elutseb sügavamas vees ja on tähtis toiduallikas paljudele kaladele (kilu, räim, emakala, lest, tursk). Botnia lahes on M. affinis olnud bioindikaatorina kasutusel juba üle 20 aasta ja kuulub Rootsi riiklikku seireprogrammi. Seejuures uuritakse isendite paljunemisvõimet ja kõrvalekalletega embrüote osakaalu. TTÜ teadlased on neid loomakesi kasutanud setete saastatuse uuringutes alates 2016. aastast.

Ohtlike ainete geneetilise mõju bioindikaator kirpvähk Monoporeia affins koos kõhu all nähtava munakurnaga (vasakpoolne ülemine foto); arenemisjärgus normaalolekus loodetega munad (parempoolne ülemine foto) ja loodete väärarendid, näidatud sinise noolega (alumised fotod) Foto: TTÜ Meresüsteemide instituut

Projekti HAZLESS raames analüüsiti 2019. aastal peale teiste saasteainete ka eriti toksiliste tinaorgaaniliste ühendite sisaldust Soome lahe idapoolse Eesti rannikumere vees ja setetes. Suurim TBT-sisaldus merevees oli 0,002 µg/l. See on võrdlemisi väike sisaldus, kuid ületab siiski 10 korda aasta keskmist piirmäära 0,0002 µg/l. Ehkki alates 2008. aastast on TBT tarvitus keelatud kogu maailmas, leidub seda intensiivse meretranspordi piirkonnas Neeva suudmelahes sadu kordi üle HELCOM-i kehtestatud hea keskkonna seisundi piirnormi (1,6 μg/kg).

Horisont Foto: Horisont / MTÜ Loodusajakiri

Artikkel ilmus märtsi-aprilli Horisondis.

Kai Künnis-Beres (1961) on mikrobioloog-ökoloog, Tallinna tehnikaülikooli meresüsteemide instituudi teadur, Eesti toksikoloogia seltsi asutajaliige; põhitegevusala on Läänemere mikroorganismide koosluste uurimine ja ökotoksikoloogia.

Ivan Kuprijanov (1986) on bioloog-zooloog, Tallinna tehnikaülikooli meresüsteemide instituudi teadur; uurinud põhiliselt Läänemere seisundit ja põhjaelustikku.