kertyminen Itämeren kaloihin Juha Karjalainen skylän yliopisto ristötieteidentieteiden laitos

Transkriptio

1 PCB- ja PCDD/F-yhdisteiden kertyminen Itämeren kaloihin Juha Karjalainen Jyväskyl skylän yliopisto bio- ja ympärist ristötieteidentieteiden laitos

2 DIOXMODE-hanke Itämeren tutkimusohjelmassa Juha Karjalainen, Mikko Kiljunen,, Roger Jones Jyväskyl skylän yliopisto Heikki Peltonen, Matti Verta SYKE Hannu Kiviranta KTL, Pekka Vuorinen RKTL Mari Vanhatalo, Samu Mäntyniemi,, Sakari Kuikka HY Jouni J.Tuomisto KTL Raimo Parmanne, Jukka Pönni RKTL Anja Hallikainen Evira

3 PCB- ja PCDD/F-yhdisteiden pitoisuuksien trendit Guillemot eggs TEQ, pg g -1 (lipid weight) Coplanar PCB PCDD/F Salmon muscle HELCOM 24 (4) (4) (14) (1) (1) Year Vuorinen et al. 1997

4 Tavoitteena - Tutkia miksi silakan ja lohen kalayksilöiden iden väliset PCB- ja PCDD/F-yhdisteiden pitoisuuksien erot ovat suuret - Tutkia PCB- ja PCDD/F-yhdisteiden bioakkumulaatiota selkärangattomista kaloihin ja ihmiseen - Arvioida voidaanko kalastuksen säätelyllä vaikuttaa ihmisravinnoksi käytettävän silakan PCB- ja PCDD/F-yhdisteiden pitoisuuksiin

5 Näytteenotto ja analysointi Näytteet: Eläinplankton, katkat, mysidit Silakka, kilohaili, piikkikalat lohi Europe SWEDEN 6 2 RISSANEN 25 Analyysit Organoklooriyhdisteet (PCDD/Fs Fs, PCBs) Rasvat Energiatiheys Stabiilit isotoopit (δ( 15 N, δ 13 C) Bothnian Sea northern Baltic Proper FINLAND Gulf of Finland ESTONIA N

6 Bioenergeettinen akkumulaatiomalli Physiological parameters Respiration (R) Consumption (C) Excretion (E) Feaces (F) Salmon growth data Back calculated growths Environmental data Temperatures Diet proportions Predation window Species specific estimation of prey age Bioenergetics C=G+R+E+F How much needed to consume in order to fulfill observed growth Consumption Used in OC calculations DAILY LOOP bioenergeettinen malli silakalle ja lohelle 17 PCDD/F and 12 PCB congeners WHO TEQ WHO total -TEQ Contaminants Assimilation factors Prey organochlorine concentrations OC calculations Congener and species specific functions to calculate prey O C concentration RESULTS Congener specific bioaccumulation

7 Miksi silakkayksilöiden iden OC-pitoisuudet eroavat toisistaan? WHO-TEQ (pg/g) Age Observed 2.5 % 5 % 97.5 % EU limit (8pg/g)

8 Miksi silakkayksilöiden iden OC-pitoisuudet eroavat toisistaan? Alueelliset erot ympärist ristöpitoisuuksissa ei merkittävi viä? Silakan OCt kasvaa eteläst stä pohjoiseen Silakan kasvu vähenee eteläst stä pohjoiseen alue-erot erot johtuvat kasvueroista???? HELCOM 24 WEIGHT Have to eat more in order attain same weight more OC intake Energy loss for maintenance AGE

9 Miksi silakkayksilöiden iden OC-pitoisuudet eroavat toisistaan? -1 Log (pg WHO total -TEQ g) y = x r =.86, p < Log (growth rate) kokoomanäytett ytettä 3 merialueelta OC-pitoisuus määräytyy kasvunopeuden perusteella

10 Miksi silakkayksilöiden iden OC-pitoisuudet eroavat toisistaan? pg WHOtotal-TEq g Bothnian sea Baltic Proper Gulf of Finland 95% Weight (g) 63% Alue-erot erot OC-pitoisuuksissa iän suhteen suuret 95% pitoisuuseroista Selkämeren ja Suomenlahden välillä selittyy kasvulla 63% eroista Selkämeren ja Pääaltaan välillä Kasvuerot voivat selittää alue-eroja eroja

11 -1 pg WHO total -TEq g -1 pg WHO total -TEq g Miksi silakkayksilöiden iden OC pitoisuudet a) b) Baltic Proper Average weight Bothnian Sea Average weight eroavat toisistaan? 4g 35g 25g 15g 1g g 35g 25g 15g 1g Weight (g) Weight (g) Silakan alentunut kasvunopeus näyttää kumoavan odotetun pitoisuuksien vähenemisen Ei huomioitu saaliseläinten inten pitoisuuden vähenemistä Ei kuvaa todellista silakan pitoisuuden kehitystä

12 Miksi lohiyksilöiden iden OC-pitoisuudet eroavat toisistaan? -1 pg WHO total-teq g (a) (a) (b) Samanikäisill isillä lohilla alue-erot erot selvät Lipidi-normalisointi ei vaikuttanut tulokseen 8 n=9 n=5 n=4 N. Baltic Proper Bothnian Sea Gulf of Finland

13 -1 pg WHO total -TEq g (WW) -1 pg WHO total -TEq g (WW) Miksi lohiyksilöiden iden OC-pitoisuudet (a) herring Bothnian Sea N. Baltic Proper Gulf of Finland (b) sprat Prey fish length (mm) eroavat toisistaan? Percentage Percentage Suomenlahdella saaliskalojen energiapitoisuus 22 % alempi lisää kulutusta, lisää OCta ravinnosta Prey fish c ontribution in salmon WHO total - TEq Herring Sprat Stickleback N. Baltic Proper Bothnian Sea Gulf of Finland

14 Miksi lohiyksilöiden iden OC-pitoisuudet eroavat toisistaan? Lipid adjusted log WHO total -TEq H H H H H W W W W W TP cla W W W W W Lohien OC-pitoisuus ja niiden asema ravintoverkkossa (TP) korreloivat Lohien OC- pitoisuudet johtuvat ravinnosta ja asemasta ravintoverkossa

15 Voidaanko ihmisiin tulevaan kuormaan vaikuttaa kalastamalla?

16 Voidaanko ihmisiin tulevaan kuormaan vaikuttaa kalastamalla? Selkämeren silakoiden yksilöllisiä PCB- ja PCDD/Fyhdisteiden pitoisuuksia WHO-TEQ (pg/g) Age Observed 2.5 % 5 % 97.5 % EU limit (8pg/g)

17 Voidaanko ihmisiin tulevaan kuormaan vaikuttaa kalastamalla? Risk to exceed 8 pg/g Silakan OC-pitoisuudet kalansaaliissa Relative probability density Year 22 1) 1 F 2) 1.5 F 3) 2 F pg WHO-TEq g pg WHO-TEq g -1 Year 1) 1 F 2) 1.5 F 3) 2 F 22 Fishing scenarios

18 Voidaanko ihmisiin tulevaan kuormaan vaikuttaa kalastamalla? Montako silakka-annosta voi syödä kuukaudessa? P(D>275) Status quo 1 F 1.5 F 2 F Number of portions/month

19 Voidaanko pitoisuuksiin vaikuttaa kalastamalla? Kalastuksen vaikutus kasvuun ja biomassaan

20 Yhteenveto Biologisilla tekijöill illä kuten kasvulla, ravinnolla ja eliön asemalla ravintoverkossa on suuri merkitys PCB- ja PCDD/F- yhdisteiden kertymisprosesseihin Kalastuksen säätely ei vaikuta tehokkaalta tavalta vaikuttaa ihmiseen tulevaan kuormaan Kalayksilöiden iden välisen suuren vaihtelun merkitys riskin arvioinnissa aliarvioitu

21 I Kiljunen, M., Peltonen,, H., Vuorinen,, P.J., Kiviranta,, H., Verta, M. & Karjalainen, J. 27., M. & Karjalainen, J. 27. Reduced growth rate offsets expected decline in organochlorine concentrations tions in the Baltic Sea herring ( (ClupeaClupea harengus L.). Sci.) L.). Manuscript (under review for ICES J. Mar. II Kiljunen,, M., Peltonen,, H., Jones, R. I., Kiviranta,, H., Vuorinen,, P. J., Verta,, M. & Karjalainen, J. 27. II III Coupling stable isotopes with bioenergetics to evaluate sources of variation in organochlorine concentrations in Baltic salmon ( (Salmo salar L.). Manuscript (under review for Can. J. Fish. Aquat.. Sci.) III Peltonen,, H., Kiljunen, M., Kiviranta,, H., Vuorinen,, P.J., Verta, M. & Karjalainen, J. 27., M. & Karjalainen, J. 27. Predicting effects of exploitation rate on weight-at at-age, age, population dynamics and bioaccumulation of PCDD/Fs and PCBs in herring ( (ClupeaClupea harengus L.) in the northern Baltic Sea. Environ. Sci. Technol. 41: IV Kiljunen,, M., Vanhatalo,, M., Mäntyniemi,, S., Peltonen,, H., Kuikka,, S., Kiviranta,, H., Parmanne,, R., Tuomisto, J.T., Vuorinen,, P.J., Hallikainen,, A., Verta,, M., Pönni,, J., Jones, R.I. & Karjalainen, J. 27. Human dietary intake of organochlorines from Baltic herring: Implications of individual fish variability and fisheries management. Ambio 36: V Kiljunen,, M., 27. Accumulation of Studies in Biological and Environmental Science 184: Accumulation of organochlorines from Baltic herring. Jyv Jyväskylä