Jarenlang professor Kenneth Leung Mei Yee van de HKU School of Biological Sciences en het Swire Institute of Marine Science en zijn onderzoeksteam, zijn gewijd aan de monitoring van giftige stoffen tribuyltin (TBT) en trifenyltin (TPT) verbindingen in ons mariene milieu.

wereldwijd, organotinverbindingen zoals tribuyltin (TBT) en trifenyltin (TPT) zijn de afgelopen decennia op grote schaal gebruikt als aangroeiwerende middelen op scheepsrompen en ondergedompelde maricultuurfaciliteiten. Vandaar, ze worden vaak aangetroffen in zeewater, sediment- en biotamonsters verzameld in mariene kustomgevingen van verstedelijkte kuststeden over de hele wereld. Bij zeer lage concentraties, deze verbindingen kunnen hormoonontregeling of zelfs de dood veroorzaken bij mariene organismen. De Internationale Maritieme Organisatie (IMO) van de Verenigde Naties heeft sinds 2008 een wereldwijd verbod ingevoerd op het gebruik van organische tinverbindingen op de romp van zeeschepen.

Samen met hun medewerkers, Het onderzoeksteam van professor Leung ontdekte dat ondanks een afname van de TBT-concentratie in ons mariene milieu in de afgelopen jaren, de niveaus van TPT-besmetting bleven ernstig met een stijgende trend. Naast TPT-besmetting in zeevruchten, het recente onderzoek van het team heeft ook het optreden van biomagnificatie van TPT-verbindingen langs de mariene voedselketen bevestigd, resulterend in zeer hoge concentraties TPT in twee toppredatoren, de Chinese witte dolfijn en de onvinnige bruinvissen.

Dit is de eerste studie die de trofische vergroting van TPT in voedselwebben van walvisachtigen bevestigt, en de bevindingen zijn onlangs gepubliceerd in Milieu Internationaal .

Achtergrond

TBT en TPT zijn zeer giftige biociden die bij 1-50 μg/L groeiremming van zeealgen en sterfte bij veel ongewervelde zeedieren en vissen kunnen veroorzaken. Bij zeer lage concentraties (1-10 ng/L), deze verbindingen kunnen bij mariene organismen hormoonontregeling veroorzaken, zoals groeivertraging en schelpverdikking bij oesters, en abnormale ontwikkeling van mannelijke geslachtsorganen op vrouwtjes van gastropoden. TBT en TPT accumuleren langs de voedselketen in grotere organismen zoals vissen, en kan een nadelig effect hebben op de gezondheid wanneer het door mensen wordt geconsumeerd.

Professor Kenneth Leung en zijn onderzoeksteam volgen sinds 2004 de vervuiling door organotin in het mariene milieu van Hong Kong. Ze ontdekten dat TPT-besmetting ernstig bleef met een toenemende trend. TPT was gevonden in onze zeevruchten en in sommige gevallen hun concentraties (bijvoorbeeld die in tongvissen) overschreden de voedselveiligheidslimiet voor menselijke consumptie. in 2017, de regering van de Speciale Administratieve Regio Hong Kong heeft uiteindelijk een nieuwe wetgeving vastgesteld (Cap. 413, sectie 3) ter ondersteuning van het wereldwijde verbod van de IMO op het gebruik van organische tinverbindingen op schepen, en de controle over hun vrijlating te verbeteren.

Methodologie

Om de omvang van de verontreiniging volledig te begrijpen, Professor Leung en zijn team hebben onlangs een vervolgonderzoek afgerond in samenwerking met de Universiteit van Xiamen en het State Key Laboratory of Marine Pollution, om de omvang van TPT-besmetting in mariene voedselwebben in Hong Kong te onderzoeken, en controleer of TPT en zijn afbraakproducten (d.w.z. mono- en di-fenyltin; MPT en DPT) kunnen biomagnificeerd worden via de voedselketen, wat leidt tot zeer hoge concentraties bij lokale Chinese witte dolfijnen (Sousa chinensis) en bruinvissen (Neophocaena phocaenoides).

De Chinese witte dolfijnen geven de voorkeur aan het binnenste estuarium van de Pearl River Delta, terwijl de bruinvissen een groter leefgebied hebben van de zuidwestelijke tot de zuidoostelijke wateren van Hong Kong. Tussen 2015 en 2017, het onderzoeksteam nam monsters van gestrande dolfijnen en bruinvissen van het Ocean Park Conservation Fund Hong Kong en verzamelde monsters van mariene weekdieren, schaaldieren en vissen uit de wateren in het noordwesten (d.w.z. binnenste estuarium) en zuidwesten (d.w.z. buitenste estuarium) van het eiland Lantau, respectievelijk. Spierweefsels van alle biotamonsters werden geanalyseerd op MPT, DPT en TPT met behulp van gaschromatografie-massaspectrometrie, en gebruikt voor de bepaling van trofische niveaus met behulp van een massaspectrometer met stabiele isotopenverhouding.

Onderzoeks resultaten

Onderzoeksresultaten toonden aan dat TPT de belangrijkste fenyltinverbinding was in zeezoogdieren, waaruit blijkt dat verontreiniging een voortdurend probleem is. Hoge concentraties TPT werden geregistreerd in het spierweefsel van de Chinese witte dolfijnen en de vinloze bruinvissen, met een gemiddelde van 1, 893,8 ng/g w. w. en 1, 477,6 ng/g w. w. respectievelijk opgenomen, zelfs hoger dan de hoogste concentratie TPT die ooit is gerapporteerd bij zeezoogdieren, de valse orka wereldwijd (de valse orka in Japan met 649 ng/g w.w.). De hoogste concentratie TPT die in deze studie werd gedetecteerd in een volwassen Chinese witte dolfijn (3, 476,6 ng/g w. w.) was vijf keer hoger dan die van de valse orka. Bij verhoogde concentraties, TPT kan leiden tot subletale bijwerkingen op het immuunsysteem, zenuwachtig, cardiovasculaire en reproductieve systemen van zoogdieren, wat een negatief effect heeft op de populatiefitness van deze lokale dolfijnen en bruinvissen in de Pearl River Delta.

alarmerend, deze studie vond ook dat de hoogste TPT-concentratie in een juveniele bruinvis (3, 455,6 ng/g w. w.) was tien keer hoger dan de hoogste waarde (310 ng/g w.w.) die in 2003 in dezelfde soort werd geregistreerd in Hong Kong, wijzend op een verslechterende situatie van TPT-besmetting.

Op basis van de resultaten van stabiele isotoop- en chemische analyses, weefselconcentraties van zowel DPT als TPT namen significant toe met een toenemend trofisch niveau van mariene organismen in het voedselweb van de Chinese witte dolfijnen (d.w.z. binnenste estuarium) terwijl alleen de TPT-weefselconcentratie een positieve relatie vertoonde met het trofische niveau van de biota in het voedselweb van de onvinnige bruinvissen. Voor de Chinese witte dolfijnen, trofische vergrotingsfactoren (TMF) van DPT en TPT bleken 6,03-11,48 en 2,45-3,39 te zijn, respectievelijk. Voor de onvindbare bruinvissen, de TMF van TPT bleek 2,51-3,47 te zijn. Wanneer een TMF groter is dan 1, het geeft aan dat de chemische verbinding biomagnified kan worden via de mariene voedselketen.

De resultaten van het onderzoek suggereren dat hoogtrofische organismen, waaronder mensen, waarschijnlijk kwetsbaar zijn voor blootstelling aan DPT- en TPT-verbindingen via de voeding vanwege het hoge trofische vergrotingspotentieel van deze chemicaliën. Daarom, de milieu- en gezondheidsrisico's van deze verbindingen moeten worden beoordeeld met inachtneming van hun biomagnificatiepotentieel in de voedselketen.

Wat betreft manieren om het gezondheidsrisico van TPT-blootstelling te verminderen, Professor Leung zei:"Het publiek moet de consumptie van zeer grote vissen zoals haaien en Reeve's croakers vermijden en minimaliseren, en ook bodemvissoorten zoals de platkop en tong tong vissen, omdat ze waarschijnlijk hoge concentraties TPT en andere persistente organische verontreinigende stoffen in hun weefsels bevatten. In plaats daarvan, ze kunnen schaaldieren eten (bijv. garnalen en krabben), schaaldieren (bijv. mosselen, mosselen en oesters), en kleine vissen als een effectieve manier om de inname van TPT en andere chemische verontreinigingen te verminderen."

Dr. James Lam Chung Wah, een milieutoxicoloog en assistent-professor aan de afdeling Wetenschap en Milieustudies van de Onderwijsuniversiteit van Hong Kong, die niet bij het onderzoek betrokken was, commentaar, "Deze interessante en impactvolle studie onder leiding van HKU leverde solide bewijs van zo'n significante biomagnificatie van TPT langs de mariene voedselketen van zeezoogdieren. Hun resultaten benadrukken ook de grotere impact van TPT op toproofdieren in de zee en bij mensen door middel van zeevruchtenconsumptie. " Hij voegde er ook aan toe, "Om de huidige situatie van organotinverontreiniging te verbeteren, we moeten het gebruik ervan verminderen en vrijkomen bij de bron. Rond de wereld, elke overheid moet een rol spelen bij het versterken van de regulering en controle van het gebruik van giftige chemicaliën (zoals TPT-verbindingen) om hun uitstoot in het milieu te minimaliseren."