Ρύπανση υδάτινων παραγωγικών οικοσυστημάτων με πολυβρωμιωμένους διαφαινυλαιθέρες (PBDEs)

Abstract

This work aimed at studying the presence of PBDEs in the marine productive ecosystem of Thermaikos gulf. In order to achieve this, nine sampling sites were selected throughout the gulf area. Samplings were seasonal and lasted two years. Sample analyses were carried out in sediments, mussels (Mytilus galloprovincialis) and two species of benthic fish, goby (Gobius spp.) and sole (Solea spp.). Sample analysis procedure was carried out according to Jensen method, modified to apply to sediments and aiming at the detection of 13 PBDE congeners by GC-MS chromatographical analysis. Results showed that all 13 congeners were present in all sediment samples of Thermaikos gulf, in low concentrations in comparison with other studies. BDE-209 was dominant among other congeners, attesting to the fact that higher brominated congeners bind strongly to sediments. There were no differences between samples taken during the two year sampling period. The highest sum of PBDEs (ΣPBDEs) concentrations was measured in Thessaloniki bay sediments, suggesting an influence of local sources of pollution (urban, industrial). Mussel sample analyses for PBDEs showed an equal pollution distribution in all of Thermaikos gulf area, with slightly elevated concentrations in the mussel cultures of Aggelohori-N. Mihaniona area, which were attributed to the presence of the nearby wastewater treatment plant and its diffusion pipe. All 13 congeners were detected in all samples. Pollution levels of mussels classified Thermaikos gulf as a low polluted area, when compared to other studies. Samples from pole/stake mussel cultures demonstrated significantly higher concentrations of PBDEs, opposed to modern long-line cultures, due to the fact that pole/stake cultures are placed in semi-closed areas along the shoreline with small depth. PBDE concentrations in mussels along the same bunch (upper-lower section) had an even distribution, while PBDE concentrations measured in mussel cultures had no significant difference between them and the ones measured in natural populations. Fish sample analyses detected all PBDE congeners, with a few exceptions, in all samples PBDE concentration levels in fish were comparable or lower to other studies, concerning similar benthic species. There were significant differences between PBDE concentrations during the two year sampling period and an increasing trend was confirmed. Detection of highly brominated PBDE congeners suggested that the benthic features of species like goby and sole contribute significantly to congener profile concentrations. There were no significant differences in PBDEs concentrations between the two fish species (goby and sole). Estimation of bioaccumulation factors for every congener led to the conclusion that an increase in the degree of bromination for a congener leads to a decrease in bioaccumulation capacity. PBDE concentrations measured in all edible species of the current study showed that consumption of these species poses no threat to Public Health.

Σκοπός της διατριβής ήταν η μελέτη της παρουσίας των πολυβρωμιωμένων διφαινυλαιθέρων (PBDEs) στο υδάτινο παραγωγικό οικοσύστημα του Θερμαϊκού κόλπου. Για την επίτευξη του σκοπού, επιλέχθηκαν εννέα σημεία δειγματοληψίας που κάλυπταν όλο το γεωγραφικό εύρος του κόλπου. Οι δειγματοληψίες διήρκεσαν δύο έτη και ήταν εποχιακές. Οι αναλύσεις διενεργήθηκαν σε ιζήματα του πυθμένα, σε μύδια (Mytilus galloprovincialis) και σε βενθικά ψάρια γωβιός (Gobius spp.) και γλώσσα (Solea spp.) και έγιναν σύμφωνα με τη μέθοδο Jensen, η οποία τροποποιήθηκε για να εφαρμοστεί και για την περίπτωση των ιζημάτων. Στόχος ήταν η ανίχνευση 13 ομοειδών PBDEs με χρωματογραφική ανάλυση GC-MS. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι όλα τα υπό μελέτη ομοειδή ανιχνεύθηκαν στα ιζήματα του Θερμαϊκού κόλπου, σε χαμηλές ωστόσο συγκεντρώσεις σε σύγκριση με αυτές άλλων ερευνών. Η παρουσία του BDE-209 ήταν έντονη, επιβεβαιώνοντας την ιδιότητα των υψηλής βρωμίωσης ομοειδών να συνδέονται με τα ιζήματα. Δεν παρουσιάστηκαν διαφορές μεταξύ των δειγματοληψιών για το ΣΡBDEs κατά το χρονικό διάστημα των 2 ετών. Οι υψηλότερες συγκεντρώσεις ΣΡBDEs μετρήθηκαν στα ιζήματα του όρμου της Θεσσαλονίκης, δείχνοντας την επίδραση τοπικών πηγών ρύπανσης (βιομηχανικών, αστικών). Οι αναλύσεις των δειγμάτων μυδιών για PBDEs έδειξαν ότι υπάρχει ομοιόμορφη κατανομή της ρύπανσης σε όλο το Θερμαϊκό κόλπο, με ελαφρά αυξημένες συγκεντρώσεις στις μυδοκαλλιέργειες της περιοχής Αγγελοχωρίου-Ν. Μηχανιώνας, που αποδόθηκαν στην εγγύτητα της μονάδας επεξεργασίας λυμάτων και του αποχετευτικού αγωγού της. Ανιχνεύθηκαν όλα τα υπό ανάλυση ομοειδή. Τα επίπεδα ρύπανσης των μυδιών κατέταξαν το Θερμαϊκό κόλπο στις περιοχές με χαμηλή ρύπανση σε σύγκριση με αυτές άλλων ερευνών. Σύγκριση μεταξύ των τύπων των μυδοκαλλιεργειών έδειξε ότι οι πασσαλωτές είναι σημαντικά πιο επιβαρυμένες με PBDEs σε σχέση με τις νεότερου πλωτού τύπουμυδοκαλλιέργειες, γεγονός που αποδόθηκε στην τοποθέτησή τους σε κλειστές συνήθως περιοχές, κοντά στην ακτή και σε μικρό βάθος. Οι συγκεντρώσεις των PBDEs στα μύδια κατά μήκος μιας αρμαθιάς είχαν ομοιόμορφη κατανομή, ενώ οι συγκεντρώσεις σε μύδια από μυδοκαλλιέργειες δεν είχαν σημαντική διάφορα από αυτές σε μύδια φυσικών πληθυσμών. Τα αποτελέσματα αναλύσεων των δειγμάτων ψαριών έδειξαν ότι όλα τα υπό μελέτη ομοειδή PBDEs, εκτός ελάχιστων εξαιρέσεων, ήταν παρόντα στα δείγματα. Τα επίπεδα των PBDEs στα ψάρια ήταν παρόμοια ή χαμηλότερα σε σύγκριση με άλλες έρευνες για παρόμοια βενθικά είδη. Διαπιστώθηκε ότι υπήρχαν σημαντικές διαφορές μεταξύ των συγκεντρώσεων των PBDEs κατά τη διάρκεια των δύο ετών που διήρκεσαν οι δειγματοληψίες. Οι συγκεντρώσεις παρουσίασαν αυξητική τάση. Σημαντικό ρόλο έπαιξε η βενθικήδιαβίωση των υπό μελέτη ψαριών, καθώς ανιχνεύθηκαν και υψηλής βρωμίωσης ομοειδή. Μεταξύ των δύο ειδών δεν διαπιστώθηκαν σημαντικές διαφορές. Οι υπολογισμοί των συντελεστών βιοσυσσώρευσης απέδειξαν ότι η αύξηση του βαθμού βρωμίωσης των ομοειδών οδηγεί στη μείωση της ικανότητας βιοσυσσώρευσής τους. Οι συγκεντρώσεις που μετρήθηκαν στα εδώδιμα είδη της έρευνας απέδειξαν ότι η κατανάλωση τους δεν αποτελεί κίνδυνο για τη Δημοσία Υγεία.