Ruwe olie is een zeer complex mengsel van alifatische en aromatische koolwaterstoffen. Ruwe olie zal, doordat het lichter is dan water en zich nauwelijks mengt met water, na lozing op het wateroppervlak gaan drijven.
Zo’n drijvende olielaag kan grote vogelsterfte veroorzaken, doordat de olie de vetlaag van de veren oplost, waardoor de isolerende luchtlaag uit het verenkleed verdwijnt. Het drijfvermogen van de vogels neemt daardoor sterk af, terwijl het warmteverlies sterk toeneemt. De in het water levende organismen hebben van drijvende olie echter weinig last. De uit de olie in het water opgeloste componenten, vnl. de aromatische verbindingen, zijn voor de onderliggende waterkolom en de daarin levende organismen wel van belang. Deze aromaten behoren tot de biologisch slecht afbreekbare en meest toxische componenten van olie. Mariene organismen accumuleren de opgeloste oliecomponenten tot lichaamsgehalten van meer dan duizendmaal de concentratie in het omringende zeewater.
In verschillende dieren is echter ook een snelle eliminatie uit het lichaam van deze componenten aangetoond. De grootste hoeveelheden olie komen via rivieren in zee terecht (tabel 4). De grootste schadelijke effecten echter treden op na calamiteiten, waarbij grote hoeveelheden ineens over een klein oppervlak geloosd worden. De schade aan organismen en ecosysteem hangt af van de samenstelling van de olie die in het water terechtkomt, het oplossen van bepaalde componenten uit de olie, van fotochemische omzetting, van microbiologische processen (afbraak door micro-organismen, bacteriën), maar ook van klimatologische omstandigheden (wind, stroming, temperatuur, verdamping). Het gebruik van dispergeermiddelen om een olielaag te breken door de olie in kleine deeltjes met water te mengen, verhoogt de hoeveelheid olie in de waterkolom en — na bezinking — in het sediment en daarmee de giftigheid.Vooral de op en in de bodem levende organismen zullen hiervan de nadelige gevolgen ondervinden. Naast sterfte op grote schaal door verstikking of het ingrijpen van oliecomponenten op levensprocessen in de cellen van organismen (letale effecten), treedt beïnvloeding van fysiologische functies of gedragsfuncties op, die niet of pas na lange tijd de dood tot gevolg hebben (subletale effecten). Oliecomponenten, of de bestrijdingsmiddelen ervoor, kunnen abnormale ontwikkeling van eieren, embryo’s en larven veroorzaken, en beïnvloeden het vermogen voedsel te vinden, zich voort te planten of prooidieren te ontlopen. Verschillende organismen reageren verschillend en individuen binnen een soort vertonen sterk verschillende gevoeligheden. In het algemeen zijn de jongere ontwikkelingsstadia aanzienlijk gevoeliger dan de volwassen dieren.
Tabel 4. Olieverontreiniging in zee.
bron hoeveelheid
1975 1980
ton/jaar ton/jaar natuurlijke lekken uit de zeebodem 600 000 600 000 offshoreproduktie 100 000 200 000 raffinaderijen (kustnabij) 200 000 20 000 rivier en stedelijk afvoer 1 900 000 1 900 000 kustnabije afvoer van industrieën en steden 600 000 450 000 atmosferische uitregening 600 000 600 000 transport en gebruik op zee (tankers, olie-overslag enz.) 2 100 000 800 000 totaal 6 100 000 4 570 000 Bron: Oceanographic Commission, Unesco, Global Marine Pollution: An Overview (1977). C. E. van’t Woud, Olieverontreiniging door zeetransport. In: Olieverontreiniging op Zee (1979)
Bij een kreeftachtige (Pontoporeia affinis) en bij zeeëgels (Psammechinus miliaris in de Noordzee en Paracentrotus lividus in de Middellandse Zee) vindt verstoring plaats van de eideling en de differentiatie van het embryo en remming van de skeletvorming. Reabsorptie van gameten (geslachtscellen) treedt op onder invloed van oliecomponenten bij b.v. het nonnetje (Macoma balthica). Bij een groot aantal diersoorten is verstoring van de normale celopbouw waargenomen (b.v. bij kieuwepitheel, het oogvlies en de lens van een zalmsoort, Salmo clarki), afname van de groei of abnormale ontwikkeling van de larven (b.v. ruggegraatvergroeiing bij de haring, Clupea harengus). Een ander soort subletaal effect van olie is het verminderen van het oriëntatievermogen van zeedieren. Zo kunnen jonge vissen bepaalde ongunstige milieuomstandigheden niet meer ontvluchten (b.v. de haring). Zeedieren (b.v. zeesterren) die op grond van zintuiglijke prikkels (reuk) hun voedsel en partner voor de voortplanting vinden, ondervinden hierbij storende effecten van bepaalde geurstoffen uit de olie.
Tot de effecten van olie in zee behoren verder het verloren gaan van economische belangen (toerisme en visserij) en de bedreiging van de menselijke gezondheid door verontreiniging van voedsel uit zee met giftige stoffen uit olie (b.v. smaakbederf door oliecomponenten en opname van kankerverwekkende polycyclische aromatische koolwaterstoffen bij het consumeren van vis).
Zeeverontreiniging door cyclische organische halogeenverbindingen Deze groep stoffen, waartoe insekticiden (DDT, diëldrin, lindaan) en polychloorbifenylen (PCB’S) behoren, zijn slecht in water oplosbaar en goed oplosbaar in vetachtige stoffen. De bioaccumulatie en verspreiding van deze stoffen over verschillende weefsels en organen van een organisme hangen af van het vetgehalte ervan. Alle organismen bevatten vetten in hun celmembranen; hogere dieren bezitten ook nog echte vetopslagplaatsen (b.v. de blubber van zeezoogdieren). De ene groep van vissen (b.v. haring, makreel, paling) slaat het reservevet op in de spieren, terwijl een andere groep vissen de lever als vetopslagplaats gebruikt. Zeer hoge gehalten aan PCB’S werden gevonden in het vet van zeehonden uit de Waddenzee en de Oostzee, waarbij ook bleek dat het aantal met succes ter wereld gebrachte jongen in deze populaties laag is. Bij zeehondenmannetjes is in sommige gevallen een stijging van het PCB-gehalte met de leeftijd vastgesteld, dit in tegenstelling tot de situatie bij vrouwtjes.
Het lichaamsgehalte bij vrouwtjes kan afnemen als gevolg van de overdracht van de PCB’S via de placenta op de zich ontwikkelende foetus. Na de geboorte vindt de overdracht van schadelijke stoffen plaats via de moedermelk.
Insekticiden worden in het aquatische milieu na langere tijd omgezet in andere verbindingen, zoals het zenuwgif DDT in DDD en DDE, die de toxische werking van DDT niet hebben. Een andere groep van pesticiden, de cyclodieeninsekticiden aldrin, diëldrin, endrin en telodrin zijn ook zenuwgiffen, maar worden in de lever van een organisme langzaam geoxideerd tot vaak giftiger metabolieten. In de jaren zestig trad in de Waddenzee als gevolg van telodrin- en diëldrinverontreiniging een grote sterfte op onder zeevogels (grote stern, Sterna sandvicensis, en eidereend, Somateria mollissimd), die daarbij een typische volgorde van gedragingen vertoonden: eerst zeer opgewonden, dan allerlei verkrampingen gevolgd door een coma en tenslotte de dood door hartstilstand. De populaties hebben zich enigszins hersteld, lange tijd nadat er een einde was gemaakt aan de lozing van de desbetreffende giftige stoffen. Het intensieve gebruik van persistente pesticiden heeft aanleiding gegeven tot schade aan populaties van vogels die aan het einde van de voedselketen staan. Kleine hoeveelheden hebben reeds grote effecten: ijsduiker, zeearend, grote stern, buizerd, havik, albatros, jan van gent zijn ernstig bedreigde vogelsoorten.
De oorzaak van de afname van populaties ligt in een drastische vermindering van de voortplanting: minder eieren, dunnere eischalen (windeieren), slecht broeden en hoge sterfte onder embryo’s. De chloorkoolwaterstoffen veroorzaken een scala van effecten. Reeds in zeer lage concentraties (1 mg/m3 zeewater of 1/1000 mg/1) treedt bij garnalen, schaaldieren en vissen binnen enkele uren tot 24 uur de dood in. Dergelijke concentraties zijn reeds karakteristiek voor veel kustwateren. In nog lagere concentraties veroorzaken deze milieuvreemde stoffen uiteenlopende subletale effecten. DDT, diëldrin, aldrin en PCB’S remmen het fotosynthetische proces, en dus de zuurstofproduktie in eencellige planten (fytoplankton).
Dezelfde verbindingen veroorzaken bij een groot aantal soorten mariene organismen (wormen, geleedpotigen, vissen) een afname van de reproduktie en verstoringen van de embryonale en larvale ontwikkeling en groei. Bij vissen komen afwijkingen in de samenstelling van het bloed voor: vervorming en verlaging van het aantal rode bloedcellen en een afname van de bloedpigmentconcentratie. Onder invloed van DDT neemt de ademhalingssnelheid (in- en uitademen) toe, maar de hartslag neemt af.
Een ander, heel belangrijk fysiologisch mechanisme van zeedieren, nl. de mogelijkheid de concentratie van zouten in de lichaamsvloeistof en het bloed te regelen (osmoregulatie) wordt door een aantal chloorkoolwaterstoffen ontregeld.
Bij krabben en vissen is een abnormaal en hyperactief gedrag bij de voortbeweging waargenomen onder invloed van insekticiden. Ook kan een totale kleurverandering (b.v. bij wenkkrabben, Uca pugilator) optreden. Dit soort effecten kunnen o.a. tot gevolg hebben dat organismen in de populatie of in het ecosysteem niet goed funtioneren.
Bij zeehonden zijn pathologische veranderingen van de baarmoeder aangetoond, als gevolg van PCB-vergiftiging. Door vergroeiing van de baarmoederwanden kon geen bevruchting plaatsvinden of werd de foetus voortijdig afgestoten. Ook bij zeeleeuwen zijn als gevolg van DDT- en PCB-vergiftiging vroegtijdige geboortes geconstateerd.
Stoffen die het erfelijk materiaal veranderen (mutagene stoffen), die de ontwikkeling van ei en foetus beïnvloeden en misvormingen veroorzaken (teratogene stoffen) en die kankerverwekkend zijn (carcinogene stoffen) kunnen zeer verstrekkende gevolgen hebben voor plant, dier en mens. Tot deze stoffen behoren o.a. PCB’S, 2,3,7,8,-TCDD (dioxine), benzidine, N-hydroxy-1 -nafthylamine.
Zeeverontreiniging door metalen De meeste metalen komen van nature in het zeewater in zeer kleine hoeveelheden voor (b.v. 0,01 mg/1 zink, 0,003 mg/1 koper, 0,00011 mg/1 cadmium, 0,00005 mg/1 chroom, 0,00003 mg/1 lood, 0,00003 mg/1 kwik). Een aantal van deze metalen zijn voor het biologische leven noodzakelijk, o.a. koper en ijzer. Verreweg de meeste metalen zijn echter in zodanige hoeveelheden of concentraties in de verschillende compartimenten van het milieu aanwezig, dat sprake is van verregaande overschrijding van de natuurlijke niveaus. M.n. de zgn. zware metalen vormen een bedreiging voor het biologisch evenwicht en het normaal functioneren van ecosystemen. Sommige metalen zijn biologisch actief in ionvorm, (b.v. Cu2+, Zn2+, Cr3+, Cr6+, andere metalen in gemethyleerde vorm (b.v. methylkwik, CH3Hg).
Afgezien van de vorm waarin het metaal wordt opgenomen door het organisme, speelt de verdeling van het metaal in het organisme een rol. Blijft het koper of lood in ionvorm in het bloed of wordt het in speciale daartoe gevormde blaasjes in niet-actieve vorm ingekapseld in darmwand of niercellen.
Zware metalen hebben op vrijwel alle levensprocessen invloed. In subletale concentraties verstoren metalen de osmotische balans, de ademhalingsfuncties van het bloed, de opname en vertering van voedingsstoffen en de uitscheiding van afbraakprodukten, de pigmentvorming, en de voortplanting, ontwikkeling en groei, bij vrijwel alle soorten mariene organismen. Onder invloed van koper vindt een osmotische opzwelling, gevolgd door inkrimping van het celvolume van een mariene flagellaat (het eencellige zweepdiertje Dunaliella marina) plaats. Cadmium veroorzaakt o.a. een volumeverkleining van de eieren van de Atlantische haring (Clupea pallasi). De opname van zuurstof uit het water naar het bloed wordt bij vissen (b.v. regenboogforel, Salmo gairdneri) bemoeilijkt, doordat o.a. chroom en kwik slijmvorming op de kieuwen bevorderen. De zuurstofbindende eigenschappen van het bloedpigment van de wadworm (Arenicola marina) wordt beïnvloed door koper, zink en cadmium, waardoor het zuurstoftransport van het ademhalingsoppervlak naar de weefsels bemoeilijkt wordt.
Bij de mossel (Mytilus edulis) vindt, onder invloed van koper, zink en kwik een afname van de mate van zeewaterfiltratie plaats, waardoor de voedselopname en de ademhaling verminderen. Lood veroorzaakt een onherstelbare schade aan het kleurpatroon in de zebravis (Brachydanio rerió). Veel zware metalen veroorzaken een afname van het voortplantingssucces van organismen, verstoren de embryonale- en larvale ontwikkeling (b.v. misvormingen bij haring- en kabeljauwlarven door cadmium) en remmen de groei. Langs de Ned. kust trad in 1965 massale vissterfte op, die werd veroorzaakt door het storten van kopersulfaat aan het strand bij Noordwijk.
In een aantal gevallen is de mens slachtoffer geworden van het onzorgvuldig introduceren in het milieu van verontreinigende stoffen, waarvan de gevolgen niet voldoende bekend waren. In Japan veroorzaakte met methylkwik besmette vis tientallen doden (Minamata-ziekte).
De invloed en werking van verontreinigende stoffen vinden hun weerslag op moleculair en cellulair niveau, op de levensprocessen van planten en dieren, op het gedrag van organismen als uiting van het hoogste coördinatieniveau van levensprocessen, op populaties van dieren en tenslotte op totale ecosystemen. Als gevolg van het niet goed functioneren van één of meer van deze fysiologische processen zullen organismen in samenhang met hun omgeving niet optimaal functioneren. Het mariene milieu is één samenhangend geheel, bestaande uit onderdelen die zeer sterk van elkaar afhankelijk zijn. Schommelingen in natuurlijke evenwichten worden veroorzaakt door biologische en nietbiologische veranderingen van de afzonderlijke factoren van een ecosysteem.
Voor het instandhouden van soorten (dieren of planten) is de mogelijkheid zich op korte termijn aan te passen van essentieel belang. De meeste schakels in het dynamische natuurlijke evenwicht zijn zeer gevoelig en gebaseerd op natuurlijke veranderingen. Verontreiniging van het milieu door introductie van natuurvreemde stoffen en een toename van de hoeveelheid van nature voorkomende verbindingen, verhogen het risico van het niet optimaal functioneren van alle natuurlijke processen. Door de grote hoeveelheden en de vele soorten giftige stoffen die zich in het mariene milieu bevinden, zal in de toekomst steeds meer rekening moeten worden gehouden met het niet weer kunnen terugkeren tot een situatie in de natuur waarbij biologische en niet-biologische processen zélf zorgdragen voor het natuurlijk evenwicht en goed functioneren van ecosystemen.
De zeewatervervuiling wordt bestreden door een stelsel van internationale verdragen, zoals de Conventies van Londen, Parijs en Oslo die het lozen of dumpen van bepaalde, zeer gevaarlijke stoffen verbieden en voor het in zee brengen van andere stoffen regels stellen. De nationale wetgevingen, o.a. de Ned. Wet verontreiniging zeewater, werken deze verdragen nader uit. In België zijn vnl. de volgende wetten ter uitvoering van de internationale verdragen van belang: wet van 29.3.1957, wet van 4.7.1962, wet van 20.7.1976, wet van 8.2.1978 en wet van 6.8.1982. [dr.J.M.Everaarts]
