Publications
Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Environmental and Health Risk Assessment of Perfluoroalkylated and Polyfluoroalkylated Substances (PFASs) in Sweden
Executive, Universitet, Karolinska institutet, Karolinska institutet, institutet för miljömedicin, IMM.
Executive, Universitet, Karolinska institutet, Karolinska institutet, institutet för miljömedicin, IMM.
Responsible organisation
2012 (English)Report (Other academic)
Abstract [sv]

Denna rapport sammanfattar resultatet av ett projekt för att ta fram information och ny kunskap gällande möjliga miljö- och hälsorisker av perfluoralkylerade och polyfluoralkylerade ämnen (PFAS) i Sverige. Projektet har utförts i form av en riskbedömning, bestående av en exponeringsbedömning med svenska monitoringdata för 23 utvalda PFAS i människor, däggdjur, fågel och fisk,en farobedömning med toxikologiska data på däggdjur, fågel och fisk för deutvalda ämnena och en riskkaraktärisering för människa, däggdjur, fågel ochfisk. Detta är den första hälso- och miljöriskbedömningen som undersöker ett stort antal PFAS, individuellt och i kombination. I den hälsorelaterade exponeringsbedömningen valdes två populationer ut– människor exponerade indirekt via miljön (dvs. allmänbefolkningen) och enyrkesexponerad grupp – professionella skidvallare. Exponeringsdata i form avPFAS-halter i blod och serum användes. Resultatet visade att de undersökta PFAS-kongenerna förekom i serum i låga ppb-halter (ng/ml) i allmänbefolkningen. I en liten subpopulation av allmänbefolkningen som ätit kontaminerad fisk kunde högre ppb-halter av PFOS uppmätas. I den yrkesexponerade gruppen förekom avsevärt högre koncentrationer av vissa kongener, t exPFNA och PFOA som uppmätts i höga ppb- eller låga ppm- halter (μg/ml),ca 125 och 200 gånger högre än i den allmänna befolkningen. Tidstrendstudieri den allmänna befolkningen visade att halterna av PFOS, PFDS, PFOSA ochPFOA i serum förefaller minska, medan halterna av PFBS, PFHxS, PFNA,PFDA och PFUnDA istället förefaller öka. I den hälsorelaterade farobedömningen användes främst data och slutsatser från redan existerande faro- eller riskbedömningar, som kompletterades med nytillkomna eller andra relevanta data. Två toxikologiska endpoints somidentifierades som gemensamma för PFAS användes: 1) levertoxicitet, och 2)reproduktions/utvecklingstoxicitet. För kongener som saknade toxikologiska data eller interndoser gjordes en ”read-across”, dvs. extrapolering av data, tillden närmaste mest potenta kongenern för respektive endpoint. Andra toxikologiskaendpoints som uppvisade lägre effektnivåer än lever- eller reproduktionstoxicitet beaktades också. Resultatet av farobedömningen visade att deolika PFAS-kongenerna var relativt lika avseende deras potens för lever- ochreproduktionstoxicitet, med utgångspunkter (på engelska ”point-of-departure”)på 4–89 μg/ml serum respektive 4–> 60 μg/ml serum. Användbara toxikologiskadata med interndoser fanns tillgängliga för 4 av 15 kongener i allmänbefolkningen och 5 av 17 kongener för de yrkesexponerade. För några kongenerkunde ytterligare toxikologiska endpoints identifieras (immuntoxicitet, påverkanpå bröstkörtelutveckling, fetma) vid väldigt låga effektnivåer – vid eller undernuvarande exponeringsnivåer för allmänbefolkningen. Epidemiologiska studiervisade motstridiga resultat.Riskkaraktäriseringen visade inte på någon risk1 för lever- eller reproduktionstoxiciteti allmänbefolkningen, vare sig för enskilda kongener eller i kombination. I den subpopulation som ätit kontaminerad fisk kunde däremot enrisk för levertoxicitet påvisas baserat på uppmätta PFOS-halter. För de yrkesexponeradeskidvallarna kunde en risk för levertoxicitet identifieras, baserat på enskilda kongener och i kombination, samt för reproduktionstoxicitet baserat på den samlade PFAS-exponeringen. Det bör dock understrykas attdenna grupp omfattar ett mycket begränsat antal människor i Sverige.I den miljörelaterade exponeringsbedömningen valdes 5 arter/grupper utmed följande vävnadsmatriser: 1) säl (lever), 2) utter (lever), 3) fågel (ägg),4) marin fisk (lever) och 5) högexponerad sötvattensfisk (muskel), baserat påförekomsten av PFAS i dessa arter. Alla dessa finns i, eller är kopplade till, denakvatiska miljön och visar på hur PFAS sprids till miljön. I de terrestra artersom granskades var halterna av PFAS signifikant lägre. PFOS var den dominerande kongenern i alla arter och kunde uppmätas i låga ppm-nivåer eller högappb-nivåer i säl och utter, fågelägg och högexponerad sötvattensfisk, och i lågappb-nivåer i marin fisk. I säl och utter kunde en nedåtgående trend för halterav sulfonater och en ökande trend för halter av karboxylater urskiljas. I äggfrån pilgrimsfalk var alla uppmätta kongener långkedjiga och en tidstrendstudievisade att nivåer av sulfonater var oförändrade eller nedåtgående, och att karboxylater med en kedjelängd av 11–15 kol minskar, men att PFNA ochPFDA ökar. I marin fisk innehåll alla detekterade kongener sex eller fler kolför sulfonater, och nio eller fler kol för karboxylater, vilket troligen återspeglar den högre biokoncentrationsfaktorn (BCF) för långkedjiga kongener. PFAShalterna var betydligt högre i högexponerad sötvattensfisk än i marin fisk. I den miljörelaterade farobedömningen användes för säl och utter samma toxikologiska endpoints och utgångspunkter som i den hälsorelaterade farobedömningen,baserat på deras gemensamma toxikologiska dataunderlag, menmed skillnad i de specifika kongener som undersökts samt att halter i leveranvändes som interdos istället för serum. Användbara toxikologiska data medinterndoser i lever var tillgängliga för 4 av 17 kongener, varav data för övrigakongener behövde extrapoleras. För fågel togs enbart data från reproduktionstoxicitetsstudiermed interndoser uppmätta i ägg i beaktande, vilka fannstillgängliga för 5 av 15 kongener, varav de övriga behövde extrapoleras. Få relevanta studier på reproduktionstoxicitet av PFAS i fågel fanns tillgängliga, och i dessa kunde endast effekter påvisas för PFOS. Dataunderlaget på PFAS i fågel kan därför anses osäkert med avseende på toxiska effekter, effektnivåeroch de extrapoleringar som gjorts. För fisk så fanns data tillgängliga för 5 av17 kongener och toxiska effektnivåer och utgångspunkter bör betraktas som högst osäkra beroende på att olika typer av studier, arter, och endpoints har använts, vilket gör dem väldigt svåra att jämföra mellan olika kongener. Dessa extrapoleringar är därför högst osäkra.Resultatet av riskkaraktäriseringen för säl och utter visade på risk för levertoxicitetoch reproduktionstoxicitet för enskilda kongener och/eller i kombination.Det bör poängteras att slutsatser gällande säl och utter är baserade pågenomsnittsnivåer av PFAS vid den sista tidpunkten i tidstrendstudier, och att nivåerna kan vara högre på individnivå, vilket skulle resultera i lägre säkerhetsmarginaler.För reproduktionstoxicitet i fågel kunde en risk påvisas, där de högsta halterna i pilgrimsfalksägg (provtagna 2006) översteg de halter iägg där en studie visat toxiska effekter, och där den genomsnittliga halten varnära de toxiska effektnivåerna. Det kan därför inte uteslutas att halterna av PFOS i dessa ägg kan ge upphov skadliga effekter. För marin och högexponerad sötvattensfisk indikerar tillgängliga data ingen risk för skadliga effekter. Det bör dock tydliggöras att data för fisk, monitoring såväl som toxicitetsdata och dess extrapoleringar är förknippade med en hög grad av osäkerhet p.g.a.brister i dataunderlaget.

Abstract [en]

This report summarizes the outcome of a project to present new information and knowledge about possible environmental- and health risks of perfluoroalkylated and polyfluoroalkylated substances (PFASs) in the Swedish population and in Swedish biota. The project was carried out as a risk assessment, consisting of an exposure assessment with Swedish biomonitoring data for 23 PFASs measured in humans, mammals, birds and fish, a hazard assessment with toxicological data from studies on mammals, birds and fish for the selected compounds and a risk characterization for humans, mammals, birds and fish. This is the first environmental and health risk assessment investigating a large number of PFASs, individually and in combination.

In the human exposure assessment, two populations were identified and selected – individuals exposed indirectly via the environment (i.e. the general population) and an occupationally exposed subpopulation – professional ski waxers. The exposure data used consisted of PFASs levels in blood and serum. The result showed that PFAS congeners were found at low ppb (ng/ml) concentrations in serum in the general population. In a small subpopulation eating contaminated fish, PFOS was found at higher ppb concentrations.

In the occupationally exposed, the levels of some congeners were significantly higher than in the average population, i.e. PFNA and PFOA reaching high ppb and low ppm (μg/ml) levels in serum, being approximately 125 and 200 times higher than in the general population. Temporal trend studies in the general population showed that the levels of PFOS, PFDS, PFOSA and PFOA seem to decrease, whereas, the levels of PFBS, PFHxS, PFNA, PFDA and PFUnDA in serum seem to increase.

In the human hazard assessment, toxicity data and conclusions were primarily based on already existing hazard- and/or risk assessments and supplemented with additional published toxicological data of relevance. Two toxicological endpoints common for PFASs were identified and selected: 1) hepatotoxicity and 2) reproductive toxicity. For congeners lacking toxicological data or internal dose measurements a read-across was performed to the closest most potent congener for the respective endpoint. In addition, other endpoints showing lower effect levels were also considered. The result showed that the PFAS congeners were relatively similar with regard to their hepatotoxic and reproductive toxic properties, with points of departure (PODs) ranging from 4–89 μg/ml serum and 4–> 60 μg/ml, respectively. However, relevant toxicological data with internal doses were available for 4 of 15 congeners in the general population and for 5 of 17 in the occupationally exposed. For some congeners, other endpoints were identified at very low doses (e.g. immunotoxicity, impaired mammary gland development, obesity), similar to or below current human exposure levels. Epidemiological studies on PFASs showed inconsistent results.

The risk characterization did not indicated any cause for concern 2 for hepatotoxicity or reproductive toxicity in the general population, neither for congeners assessed individually nor in combination. PFOS levels in the subpopulation that consumed contaminated fish were, or were close to, being of concern. For the occupationally exposed ski waxers a cause for concern was identified for hepatotoxicity based on single and combined PFAS exposure, as well as for reproductive toxicity based on combined PFAS exposure. It should be noted, that this group comprises a very limited number of people in Sweden.

In the environmental exposure assessment, five species/subgroups with corresponding tissues were identified and selected: 1) seals (liver), 2) otters (liver), 3) birds (eggs), 4) marine fish (liver), and 5) highly exposed freshwater fish (muscle) based on the presence of PFASs in these species. All of these are present in or connected to the aquatic environment, demonstrating how PFASs enter the food chain via this route. In contrast, PFASs-levels were significantly lower in the terrestrial species examined. PFOS was the dominant congener in all species, often present at levels one to three orders of magnitude higher than the other congeners, and found at low ppm (μg/g) or high ppb (ng/g) levels in seals and otters, bird’s eggs and highly exposed freshwater fish, and at low ppb levels in marine fish. In seals and otters, there was a tendency for levels of sulfonates to decrease and carboxylates to increase. In peregrine falcon eggs, all PFASs detected were long chain congeners and temporal trends showed that the levels of sulfonates were either unchanged or decreasing. For carboxylates, the levels of congeners with 11–15 carbons were decreasing, but increasing for PFNA and PFDA. In marine fish, all congeners detected contained six or more carbons for sulfonates and nine or more for carboxylates, likely reflecting the higher bioconcentration factor (BCF) for the long chain congeners. In highly exposed freshwater fish, PFASs levels were significantly higher than in marine fish. In the environmental hazard assessment, hepatotoxicity and reproductive toxicity were assessed for seals and otters, and the PODs were derived from the same toxicological database as for the human hazard assessment but with hepatic concentrations used as internal dose. Toxicological data with hepatic PFASs-levels were available for 4 of 17 congeners assessed; thus data for the other congeners had to be extrapolated. For birds, only data from reproductive toxicity studies with PFASs-levels in eggs were considered, which was available for 5 of 15 congeners, and data for the other congeners had to be extrapolated. Few relevant studies on the reproductive toxicity of PFASs in birds were available, with effects being shown only for PFOS, hence the data can be considered uncertain with regard to effects and effect levels, and consequently, the extrapolations were uncertain. For fish, toxicological data were available for 5 of 17 congeners but are highly uncertain due to different species, study durations and endpoints used in the different studies.

The result of the environmental risk characterization indicated a cause for concern for seals and otters for hepatotoxicity and reproductive toxicity, for either individual congeners and/or all congeners combined. It should be noted that the conclusions regarding seals and otters are based on the average PFASslevels at the latest time-point in temporal studies, and that the levels can be higher on an individual basis, which would result in lower safety margins than presented herein. For reproductive toxicity in birds, a cause for concern was indicated for PFOS where the highest level in peregrine falcons eggs (sampled in 2006) exceeded the toxic effect level identified in one study and where the average PFOS level is close to the toxic effect level. Thus, it cannot be excluded that these levels of PFOS in the eggs could give rise to adverse effects. For marine as well as freshwater fish, the available data do not indicate any cause for concern, even in waters contaminated by PFOS. However, it should be noted that the data for fish, monitoring as well as toxicity data, were subject to highly uncertain extrapolations.

Place, publisher, year, edition, pages
2012. , 139 p.
Series
Rapport/Naturvårdsverket, ISSN 0282-7298 ; 6513
National Category
Environmental Sciences
Research subject
Finance, National; Miljöövervakningens programområden, Health
Identifiers
URN: urn:nbn:se:naturvardsverket:diva-2178ISBN: ISBN 978-91-620-6513-3 OAI: oai:DiVA.org:naturvardsverket-2178DiVA: diva2:770762
Available from: 2014-12-11 Created: 2014-12-11 Last updated: 2014-12-11

Open Access in DiVA

fulltext(4078 kB)133 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 4078 kBChecksum SHA-512
1b508c1bc605f5e27e534dc3fda99d32e4574d488e8fb7c23ca91757010b2d11894fcd0fc31f50a65a3a4d2a9c0d708804363d6c3b41177fcac135cede0d4201
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Karolinska institutet, institutet för miljömedicin, IMM
Environmental Sciences

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 133 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

Total: 368 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf