Nghiên cứu điển hình và phân tích tổng hợp sự thay đổi theo mùa trong nồng độ thủy ngân ở cá

Ecotoxicology - Tập 27 - Trang 641-649 - 2018
Nathan Mills1, Darcy Cashatt2, Michael J. Weber1, Clay L. Pierce1,3
1Department of Natural Resource Ecology and Management, 339 Science Hall II, Iowa State University, Ames, USA
2Iowa Department of Natural Resources, Moravia, USA
3U.S. Geological Survey, Iowa Cooperative Fish and Wildlife Research Unit, Iowa State University, Ames, USA

Tóm tắt

Sự ô nhiễm thủy ngân trong các hệ sinh thái thủy sinh đang trở thành mối lo ngại do rủi ro về sức khỏe khi tiêu thụ cá. Nồng độ thủy ngân trong cá rất khác nhau và bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố môi trường. Tuy nhiên, sự biến đổi theo mùa trong nồng độ thủy ngân thường bị bỏ qua khi theo dõi nồng độ thủy ngân trong cá, thiết lập các khuyến cáo tiêu thụ hoặc xây dựng các mô hình tích lũy. Sự biến động theo thời gian trong việc lấy mẫu có thể khiến ước tính nồng độ thủy ngân bị sai lệch trong ước tính tiềm năng tích lũy. Do đó, mục tiêu của nghiên cứu này là đầu tiên đánh giá sự biến đổi theo mùa của nồng độ thủy ngân trong cơ bắp trục của cá bass lớn (Micropterus salmoides) từ hai hồ chứa ở Iowa, Hoa Kỳ. Thứ hai, chúng tôi tiến hành phân tích tổng hợp để đánh giá liệu sự biến đổi theo mùa trong nồng độ thủy ngân có phụ thuộc vào nồng độ thủy ngân trung bình, loại chứa nước, hoặc mức độ sinh thái của cá hoặc chiều dài trung bình hay không. Cá bass lớn được thu thập bốn lần giữa tháng 5 và tháng 10 (24–36 con cá mỗi tháng) từ hồ Twelve Mile (2013) và hồ Red Haw (2014). Nồng độ thủy ngân trong cơ bắp trục của cá bass lớn biến động trong và giữa các hồ, dao động từ không detectable (< 0.05 mg/kg) đến 0.54 mg/kg. Nồng độ thủy ngân của cá bass lớn tương tự giữa các tháng ở hồ Twelve Mile nhưng lại thay đổi theo thời gian ở hồ Red Haw, cao nhất vào tháng 7, trung bình vào tháng 5 và tháng 9, và thấp nhất vào tháng 10. Kết quả của phân tích tổng hợp cho thấy rằng sự biến đổi theo mùa trong nồng độ thủy ngân có khả năng xảy ra nhiều hơn khi nồng độ thủy ngân trung bình của quần thể gia tăng, nhưng không liên quan đến loại chứa nước, trạng thái dinh dưỡng, và kích thước cá. Hiểu biết về sự biến đổi theo mùa trong nồng độ thủy ngân của cá sẽ hỗ trợ trong việc phát triển các chương trình lấy mẫu chuẩn hóa cho các chương trình giám sát lâu dài và khuyến cáo tiêu thụ cá.

Từ khóa


Tài liệu tham khảo

Bae JH, Lim SY (2012) Effect of season on heavy metal contents and chemical compositions of chub mackerel (Scomber japonicus) muscle. J Food Sci 77:52–57 Bratten HFV, Fjeld E, Rognerud S, Lund E, Larssen T (2014) Seasonal and year-to-year variation of mercury concentration in perch (Perca fluviatilis) in Boreal lakes. Envir Tox Chem 33:2661–2670 Burger J, Gochfeld M (2011) Mercury and selenium levels in 19 species of saltwater fish from New Jersey as a function of species, size, and season. Sci Total Envir 409:1418–1429 Cochran PA, Adelman IR (1982) Seasonal aspects of daily ration of largemouth bass (Micropterus salmoides), with an evaluation of gastric evacuation rate. Envir Bio Fish 7:265–275 Costa MF, Barbosa SCT, Barletta M, Dantas DV, Kehrig HA, Seixas TG, Malm O (2009) Differences in mercury accumulation in Trichiurus lepturus (Cutlassfish) in relation to length, weight and season. Envir Sci Poll Res 16:423–430 Farkas A, Salanki J, Varanka I (2000) Heavy metal concentrations in fish of Lake Balaton. Lakes Reserv: Res Manag 5:271–279 Farkas A, Salanki J, Specziar A (2003) Age- and size-specific patterns of heavy metals in the organs of freshwater fish Abramis brama L. populating a low-contaminated site. Water Res 37:959–964 Foster EP, Drake DL, DiDomenico G (2000) Seasonal changes and tissue distribution of mercury in largemouth bass (Micropterus salmoides) from Dorena Reservoir, Oregon. Arch Envir Contam Tox 38:78–82 Fowlie AR, Hodson PV, Hickey MBC (2008) Spatial and seasonal patterns of mercury concentrations in fish from the St. Lawrence River at Cornwall, Ontario: Implications for monitoring. J Gt Lakes Res 34:72–85 Gochfield M, Burger J, Jeitner C, Donio M, Pittfield T (2012) Seasonal, locational and size variations in mercury and selenium levels in striped bass (Morone saxatilis) from New Jersey. Envir Res 112:8–19 Greenfield BK, Melwani AR, Allen RM, Slotton DG, Ayers SM, Harrold KM, Ridolfi K, Jahn A, Grenier JL, Sandheinrich MB (2013) Seasonal and annual trends in forage fish mercury concentrations, San Francisco Bay. Sci Tot Envir 444:591–601 Griffiths D, Kirkwood RC (1995) Seasonal variation in growth, mortality and fat stores of roach and perch in Lough Neagh, Northern Ireland. J Fish Bio 47:537–554 Hylander LD, Pinto FN, Guimarães JRD, de Castro e Silva E (2000) Fish mercury concentration in the Alto Pantanal Brazil: Influence of season and water parameters. Sci Total Envir 261:9–20 Kailasam S, Jeyasantha KI, Giftson H, Patterson J (2015) Sexual maturity linked variations in proximate composition and mineral content of female Scomberomorus commerson (Narrow Banded Mackerel) in south east coast of India. Sky J Food Sci 4:108–115 Kenney LA, Eagles-Smith CA, Ackerman JT, von Hippel FA (2014) Temporal variation in fish mercury concentrations within lakes from the Western Aleutian Archipelago, Alaska. PLoS ONE 9:e102244. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0102244 Laarman PW, Willford WA, Olson JR (1976) Retention of mercury in the muscle of yellow perch (Perca flavescens) and rock bass (Ambloplities rupestris). Trans Am Fish Soc 105:296–300 Lange TR, Royals HE, Connor LL (1993) Influence of water chemistry on mercury contamination in largemouth bass from Florida lakes. Trans Am Fish Soc 122:74–84 Leu S, Jhaveri SN, Karakoltsidis PA, Constantinides SW (1981) Atlantic mackerel (Scomber scombrus, L): seasonal variation in proximate composition and distribution of chemical nutrients. J Food Sci 46:1635–1638 Madenjian CP, Blanchfield PJ, Hrenchuk LE, Van Walleghem JLA (2014) Mercury elimination rates for adult northern pike Esox lucius: evidence for a sex effect. Bull Environ Contam Tox 93:144–148 Marrugo-Negrete J, Navarro-Frómeta A, Ruiz-Guzmán J (2010) Total mercury concentrations in fish from Urrá reservoir (Sinú river, Columbia). Six years of monitoring. Rev MVZ Córboda 20:4754–4765 Meili M (1991) Mercury in forest lake ecosystems – bioavailability, bioaccumulation and biomagnification. Water, Air, Soil Poll 55:131–157 Moreno CE, Fjeld E, Deshar MK, Lydersen E (2015) Seasonal variation of mercury and δ15N in fish from Lake Heddalsvatn, southern Norway. J Limn 74:21–30 Murphy GW, Newcomb TJ, Orth DJ (2007) Sexual and seasonal variations of mercury in smallmouth bass. J Fresh Ecol 22:135–143 Özden Ö,(2010) Micro, macro mineral and proximate composition of Atlantic bonito and horse mackerel: a monthly differentiation Inter J Food Sci Tech 45:578–586 Saei-Dehkordi SS, Fallah AA, Nematollahi A (2010) Arsenic and mercury in commercially valuable fish species from the Persian Gulf: Influence of season and habitat. Food Chem Toxicol 48:2945–2950 Selch TM, Hoagstrom CW, Weimer EJ, Duehr JP, Chipps SR (2007) Influence of fluctuating water level on mercury concentrations in adult walleye. Bull Environ Contam Toxicol 79:26–40 Tremain DM, Adams DH (2012) Mercury in groupers and sea basses from the Gulf of Mexico: relationships with size, age, and feeding ecology. Trans Am Fish Soc 141:1274–1286 Tugrul S, Salihoglu I, Balkas TI, Audogdu T (1980) Seasonal variation of mercury concentrations in organisms of the Cilician Basin. Envir Inter 4:281–287 [USEPA] United States Environmental Protection Agency (1998) Method 6020A inductively coupled plasma–mass spectrometry. https://www.epa.gov/sites/production/files/2015-07/documents/epa-6020a.pdf. [USEPA] United States Environmental Protection Agency (2000) Guidance for assessing chemical contaminant data for use in fish advisories. Fish Sampling and Analysis, 3rd edn, vol 1. Office of Science and Technology and Office of Water, Washington, D.C [USEPA] United States Environmental Protection Agency (2003) Technical standard operating procedure non-lethal fish tissue plug collection. SOP #EH-07, East Helena Site, Montana [USEPA] United States Environmental Protection Agency (2010) Guidance for implementing the January 2001methylmercury water quality criterion. Office of Water, Washington, DC, EPA 823-R-10-001 Van Walleghem JLA, Blanchfield PJ, Hintelmann H (2007) Elimination of mercury by yellow perch. Envir Sci Tech 41:5895–5901 Ward SM, Neumann RM (1999) Seasonal variations in concentrations of mercury in axial muscle tissue of largemouth bass. N Am J Fish Manag 19:89–96 Weatherly AH, Gill HS (1987) The biology of fish growth. Academic Press, Orlando, Florida Wiener JG, Spry DJ (1996) Toxicological significance of mercury in freshwater fish. In: Beyer W, Heinz GH, Norwood AW (eds) Environmental contaminants in wildlife: Interpreting tissue concentrations. Lewis Publishers, Boca Raton, pp. 297–339 Weis P, Weis JS, Bogden J (1986) Effects of environmental factors on release of mercury from Berry’s Creek (New Jersey). Sediments and its uptake by killifish Fundulus heteroclitus. Envir Poll 40:303–315