Marine metal pollution monitoring using anchovy (Engraulis encrasicolus) and sardine(Sardina pilchardus) as bioindicators, public health risks and benefits assessment and investigation of metal bioaccumulation factors

 
Το τεκμήριο παρέχεται από τον φορέα :
Πανεπιστήμιο Κρήτης
Αποθετήριο :
E-Locus Ιδρυματικό Καταθετήριο
δείτε την πρωτότυπη σελίδα τεκμηρίου
στον ιστότοπο του αποθετηρίου του φορέα για περισσότερες πληροφορίες και για να δείτε όλα τα ψηφιακά αρχεία του τεκμηρίου*
κοινοποιήστε το τεκμήριο




2018 (EL)
Εκτίμηση της ρύπανσης του θαλάσσιου περιβάλλοντος από μέταλλα με τη χρήση γαύρου (Engraulis encrasicolus) και σαρδέλας (Sardina pilchardus) ως βιοδεικτών, εκτίμηση κινδύνων και οφελών στη δημόσια υγεία και διερεύνηση παραγόντων που επηρεάζουν τη βιοσυσσώρευση μετάλλων
Marine metal pollution monitoring using anchovy (Engraulis encrasicolus) and sardine(Sardina pilchardus) as bioindicators, public health risks and benefits assessment and investigation of metal bioaccumulation factors

Σοφουλάκη, Κατερίνα Α.

Μήλιος, Κωνσταντίνος
Τσαπάκης, Μανώλης
Περγαντής, Σπύρος

Η ρύπανση των υδάτινων οικοσυστημάτων από μέταλλα μπορεί να οδηγήσει σε υποβάθμιση τους, σε επιβλαβείς επιπτώσεις στους θαλάσσιους οργανισμούς και πιθανούς κινδύνους για τη δημόσια υγεία. Οι βιοδείκτες είναι οργανισμοί που χρησιμοποιούνται για την εκτίμηση της ρύπανσης και των συνεπειών της σε ένα οικοσύστημα. Τα ψάρια μπορούν να συσσωρεύσουν μέταλλα οπότε αφενός μεν είναι δυνατό να χρησιμοποιηθούν ως βιοδείκτες, αφετέρου δε είναι αναγκαία η συνεκτίμηση των κινδύνων και των οφελών που προκύπτουν από την κατανάλωση τους. Η βιοσυσσώρευση μετάλλων στους ιστούς των ψαριών εξαρτάται από πλήθος παραγόντων που χρήζουν διερεύνησης. Στην παρούσα εργασία, η παρουσία πλήθους μετάλλων και στοιχείων (Li, Na, Mg, P, Ca, V, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, As, Se, Rb, Sr, Mo, Pd, Cd, Cs, Ba, Hg, Tl, Pb, U) μελετάται στο γαύρο (Engraulis encrasicolus) και τη σαρδέλα (Sardina pilchardus) με σκοπό 1) να διερευνηθεί εάν μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως βιοδείκτες για την εκτίμηση της θαλάσσιας ρύπανσης, 2) να διεξαχθεί εκτίμηση κινδύνων και οφελών για την δημόσια υγεία και 3) να διερευνηθεί η επίδραση του περιβάλλοντος, του είδους, της σύστασης και του μεγέθους των ψαριών στη βιοσυσσώρευση μετάλλων στους ιστούς τους. Η δειγματοληψία έγινε από 6 παράκτιες περιοχές του Ελλαδικού χώρου: Θερμαϊκό Κόλπο, Αμβρακικό Κόλπο, Εσωτερικό Σαρωνικό (Ελευσίνα), Στρυμονικό Κόλπο, Θρακικό Πέλαγος, Στενό Αρτεμισίου. Οι μετρήσεις των συγκεντρώσεων των μετάλλων στους ιστούς γαύρου και σαρδέλας προσέφεραν ολοκληρωμένη απεικόνιση του ρυπαντικού φορτίου κάθε περιοχής από μέταλλα που συνάδει με τις τοπικές πηγές ρύπανσης, αποτύπωσαν με σαφήνεια τις διαφορές ανάμεσα σε περιοχές, είχαν θετικές συσχετίσεις με τις μετρήσεις συγκεντρώσεων μετάλλων στο θαλασσινό νερό και ικανοποίησαν μια σειρά από επιπλέον κριτήρια αξιολόγησης. Συνεπώς, μπορούν να θεωρηθούν κατάλληλοι, αξιόπιστοι και εξαιρετικά χρήσιμοι βιοδείκτες με δυνατότητα να συνεισφέρουν στην ποσοτικοποίηση της θαλάσσιας ρύπανσης από μέταλλα, στην ένδειξη των πηγών της, στη διεξαγωγή χωρικών συγκρίσεων και στην εκτίμηση των κινδύνων και οφελών για τη δημόσια υγεία. Τα οφέλη φαίνεται να υπερτερούν των κινδύνων από την κατανάλωση σαρδέλας και γαύρου όσον αφορά την περιεκτικότητα τους σε μέταλλα καθώς οι τιμές μιας πληθώρας παραμέτρων παρείχαν κατά κύριο λόγο ενδείξεις ασφαλούς κατανάλωσης. Εβδομαδιαία κατανάλωση 480,76 g σαρδέλας και γαύρου από τις υπό μελέτη περιοχές επιφέρουν ελάχιστους κινδύνους (λόγω των αυξημένων επιπέδων απαραίτητων μετάλλων όπως ο Fe και ο Zn σε κάποιες περιπτώσεις) αλλά μεγάλα οφέλη όσον αφορά την πρόσληψη των θρεπτικών συστατικών Mg, Fe, Cu, Zn, Mo, Ca, P, Se. Εν δυνάμει τοξικό ανόργανο αρσενικό βρέθηκε μόνο σε ίχνη στο Στενό Αρτεμισίου και ήταν εντός όλων των ορίων ασφαλείας. Δεν είναι πιθανή η ύπαρξη συμπτωμάτων τοξικότητας του Hg και τα οφέλη που προσφέρει το Se στον οργανισμό πιθανά δεν διακυβεύονται. Όσον αφορά την εκτίμηση της ρύπανσης των περιοχών, παρατηρήθηκε ότι παρά τα στατιστικά σημαντικά διαφορετικά ρυπαντικά φορτία, υψηλότερες συγκεντρώσεις σε όλες τις περιοχές έχουν τα απαραίτητα θρεπτικά συστατικά Na, P, Ca, Mg, Fe και Zn. Το ευρύ φάσμα πιέσεων (αστικό περιβάλλον, βιομηχανικές, λιμενικές, γεωργικές δραστηριότητες) στον Εσωτερικό Σαρωνικό και στον Θερμαϊκό Κόλπο αποτυπώνεται στα στοιχεία που παρουσίασαν μέγιστα επίπεδα εκεί καθώς και στο μεγάλο πλήθος αυτών των στοιχείων. Αντίθετα, στις υπόλοιπες περιοχές σημειώθηκαν λίγα ή πολύ λίγα μέγιστα σε μέταλλα είτε επειδή οι ασκούμενες πιέσεις είναι μικρές ή αφορούν κυρίως γεωργικές δραστηριότητες, είτε λόγω μορφολογίας της περιοχής, κυκλοφορίας του νερού ή αραίωσης. Σε αρκετές περιπτώσεις τα μέγιστα αυτά οφείλονται σε υψηλά φυσικά επίπεδα μετάλλων. Η βιοσυσσώρευση μετάλλων καθορίζεται τόσο από το είδος όσο και από το περιβάλλον διαβίωσης των ψαριών. Οι επιδράσεις αυτές συνυπάρχουν χωρίς να επισκιάζουν ή να εξηγούν η μία την άλλη. Στην πλειονότητα των εξεταζόμενων μετάλλων παρατηρήθηκε σαφής τάση μεγαλύτερης συσσώρευσης στο γαύρο συγκριτικά με τη σαρδέλα. Οι διαφορές στη βιοσυσσώρευση μεταξύ των δύο ειδών οφείλονται κυρίως στη σύσταση των ιστών, το μέγεθος και τη διατροφή. Η επίδραση της σύστασης (λίπος, πρωτεΐνες, τέφρα, υγρασία) και του μεγέθους (βάρος, μήκος) στη βιοσυσσώρευση δεν είναι δεδομένη αλλά ισχυρά καθοριζόμενη από το εξεταζόμενο είδος και το εξεταζόμενο μέταλλο. Οι πρωτεΐνες και η τέφρα παρουσιάζουν για τα περισσότερα μέταλλα μια τάση θετικής συσχέτισης, το μέγεθος μια τάση αρνητικής συσχέτισης, ενώ η υγρασία και το λίπος παρουσιάζουν κυρίως αρνητική συσχέτιση ή απουσία συσχέτισης αναλόγως το είδος. (EL)
Marine metal pollution may lead to ecosystem degradation, toxic effects on sealife and potential public health risks. Bioindicators are species used to assess ecosystem pollution and its consequences. Fish can serve as bioindicators since they accumulate metals. However, this trait of theirs is also the reason why assessment of risks and benefits from their consumption becomes essential. Fish bioaccumulation depends on various factors that ought to be investigated. In the current study, the presence of several metals and elements (Li, Na, Mg, P, Ca, V, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, As, Se, Rb, Sr, Mo, Pd, Cd, Cs, Ba, Hg, Tl, Pb, U) in the tissues of sardine (Sardina pilchardus) and anchovy (Engraulis encrasicolus) is investigated with a view to 1) assessing whether they can be used as bioindicator species of marine metal pollution, 2) conducting public health risk and benefits assessment and finally, 3) investigating sitespecific, species-specific, size-specific impact and proximate composition influence on metal bioaccumulation. Sampling took place in 6 areas along the Greek coastline: Thermaikos Gulf, Amvrakikos Gulf, Inner Saronikos Gulf (Elefsina), Strymonian Gulf, Thracian Sea and Artemisium Straits. Sardine and anchovy provided a thorough view of marine metal load in accordance with local pollution sources in each site investigated. They accurately depicted site-specific differences, showed positive correlation to metal concentrations measured in seawater and met several other assessment criteria. Thus, sardine and anchovy can be evaluated as appropriate, reliable and particularly useful bioindicator species that can contribute to the quantification of marine metal pollution, to identifying its sources, to conducting spatial comparisons and public health risk-benefits assessment. Health benefits arising from fish metal content seem to outweigh the risks, since various parameters assessed indicated safe consumption of the studied species. Weekly consumption of 480,76 g of sardine and anchovy poses minor risks (due to increased levels of essential elements like Fe and Zn in some cases) but great benefits regarding intake of essential elements like Mg, Fe, Cu, Zn, Mo, Ca, P, Se. Traces of potentially toxic inorganic As were detected in Artemisium Straits but were well below all safety limits. Hg toxicity symptoms are not likely to appear and Se benefits are not likely to be compromised. Despite the statistically significant differences in metal pollution among the studied sites, it was the essential elements Na, P, Ca, Mg, Fe and Zn that were found in higher concentrations in all cases. The wide range of pressures (urban, industrial, port and agricultural) applied in Inner Saronikos Gulf and Thermaikos Gulf is depicted not only in the kind of elements found in maximum levels but also in the large number of these elements reaching maximum concentrations among sites. On the contrary, in the rest of the sites, only a few or very few elements were found in maximum levels, either due to the fact that pressures applied were low or arising from agricultural activities, or due to local morphology, water circulation or dilution. In several cases maximum concentrations resulted from high background metal levels. Statistical analysis revealed both species- and site-specific metal bioaccumulation. The impact of both of these factors on metal accumulation can be seen at the same time without overshadowing or explaining each other. A clear trend towards larger bioaccumulation in anchovy compared to sardine was observed for most of the metals studied. The main drivers of the species-specific differences in metal bioaccumulation seem to be proximate composition, size, diet and trophic level. Proximate composition (lipids, proteins, ash, moisture) and size (length, weight) influence on bioaccumulation is not standard but strongly dependent on the species and the metal studied. General trends towards positive correlation to most metals were observed for proteins and ash, a general trend towards negative correlation was observed for size, while negative correlations or absence of correlation prevail for lipids and moisture, depending on the species. (EN)

text
Τύπος Εργασίας--Μεταπτυχιακές εργασίες ειδίκευσης

Κίνδυνοι και οφέλη στην υγεία
Επίδραση είδους ψαριού περιβάλλοντος, σύστασης, μεγέθους
E.encrasicolus
S.pilchardus
Βιοδείκτες
Species - site - size specific variations
Proximate composition influence.

Πανεπιστήμιο Κρήτης (EL)
University of Crete (EN)

Ελληνική γλώσσα

2018-03-23


Σχολή/Τμήμα--Σχολή Θετικών και Τεχνολογικών Επιστημών--Τμήμα Χημείας--Μεταπτυχιακές εργασίες ειδίκευσης



*Η εύρυθμη και αδιάλειπτη λειτουργία των διαδικτυακών διευθύνσεων των συλλογών (ψηφιακό αρχείο, καρτέλα τεκμηρίου στο αποθετήριο) είναι αποκλειστική ευθύνη των αντίστοιχων Φορέων περιεχομένου.