Bioaccumulation of organochlorine pesticides in the trophic chain alga-freshwater fish

• Autorzy: Kiziewicz B , Czeczuga B.
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The study was carried out on the alga Chlorella vulgaris and young specimens of crucian carp Carassius carassius. The algae and fish were exposed to a pesticide gamametox powder containing 0.6% of lindane and 3% of methoxychlor. Gas chromatography method was used to determine the content of these two active substances in the material. Based on the mean lindane and methoxychlor contents it was revealed that they were bioaccumulated at different levels of the trophic chain. Their accumulation was higher in fish than in algae, which were the source of their food. Their concentration in the muscles of crucian carp was higher when absorbed from food (i.e. Chlorella vulgaris cells), than directly from water. A similar situation was observed in relation to lindane content in the liver. In the brain, however, the concentration of both pesticides was diversioned or similar. The highest concentrations were revealed in the brain of crucian carp, slightly lower in the liver and the lowest in the muscles, i.e. edible parts of fish, irrespective of the way of absorption.

PL

Badania zostały wykonane na glonie, zielenicy Chlorella vulgaris oraz na osobnikach młodocianych karasia Carassius carassius. Glony i ryby poddano ekspozycji pestycydem gamametoxem pylistym zawierającym 0.6% lindanu i 3% metoksychloru. Metodą chromatografii gazowej oznaczono w badanym materiale zawartość obu substancji czynnych wchodzących w skład tego pestycydu. Na podstawie średniej zawartości lindanu i metoksychloru w badanych organizmach stwierdzono, że pestycydy te uległy biokumulacji na różnych poziomach łańcucha troficznego. Kumulacja pestycydów - lindanu i metoksychloru była wyższa w rybach niż w glonach, które stanowiły ich źródło pokarmu. Zwrócono uwagę również na to, iż stężenie pestycydów: lindanu i metoxchloru w mięśniach karasia było wyższe wtedy, gdy ryby pobrały je razem z pokarmem w postaci komórek Chlorella vulgaris niż bezpośrednio z wody. Podobnie było z zawartością lindanu w wątrobie. Zauważono, że w przypadku koncentracji obu pestycydów w mózgu było odwrotnie lub poziom był podobny. Najwyższe stężenia pestycydów stwierdzone zostały w mózgu karasia, nieco niższe w wątrobie, najniższe natomiast w mięśniach - jadalnych częściach ryb niezależnie od sposobu wchłaniania.

Słowa kluczowe

EN

fish; trophic chain alga-freshwater fish; alga; organochlorine pesticide; toxic compound; pesticide; Chlorella vulgaris; Carassius carassius; animal physiology; environment pollution; bioaccumulation; toxicology; freshwater fish; crucian carp

• Wydawca: -
• Czasopismo: Acta Ichthyologica et Piscatoria
• Rocznik: 2002
• Tom: 32
• Numer: 1
• Opis fizyczny: p.41-51,ref.

Twórcy

autor

Kiziewicz B

• Medical University, Kilinskiego 1, 15-230 Bialystok, Poland

autor

Czeczuga B.

Bibliografia

• Albaiges J., A. Farran, M. Soler, A. Gallifa, P. Marten, 1987: Accumulation and distribution of biogenic and pollutant hydrocarbons, PCB and DDT in tissues of Western Mediterranean fishes. Mar. Environ. Res., 22: 1: 1-18.
• Amarowicz R., S. Smoczyński, Z. Borejsza, 1986: Szybka metoda wyodrębniania chlorowanych węglowodorów z tłuszczu [A quick method to isolate chlorinated carbohydrates from fat].Rocz. PZH., 37: 542-545.(In Polish).
• Barruffaldi A., C. Cucchi, 1989: Structural and ultrastructural changes induced by DDT in Ictalurus species and Carassuis carassius. Cytobiol, 60: 197-204.
• Ben-Jonathan N., R.L. Cooper, P. Foster, C.L. Hughes, P.B. Hoyer, D. Klotz, M. Kohn,J.D. Lamb, G.M. Stancel, 1999: An approach to the development of quantitative models to assess the effects of exposure to environmentally relevant levels of endocrine disruptors on homeostasis in adults. Environ. Health Perspect, 4: 605-611.
• Chmielnicka J., G. Piątkowska G, 1972: Oznaczanie w grzybach jadalnych pozostałości pestycydów - węglowodorów chlorowanych stosowanych w ochronie lasów [Determination of pesticide residues—chlorinated carbohydrates, used in forest protection—in edible mushrooms].Brom. Chem. Toksykol., 5: 311-315. (In Polish).
• Czeczuga B., E. Bobiatyńska, 1977: The effect of DDT on the carotenoids in unicellur algae.Rocz. Akad. Med. Białystok, 22: 57-63.
• Czeczuga B., M. Gierasimow, 1977: Wpływ DDT na zawartość aminokwasów w hodowli zielenic jednokomórkowych [Effect of DDT on the content of amino acids in the culture of unicellular green algae]. Brorn. Chem.. Toksykol., 10: 332-337. (In Polish).
• Dogheim S.M., el Z. Mohamed, S.A. Gad-Alla, el S. Sajed, S.Y. Emel, A.M. Mohsen,S.M. Fahmy, 1996: Monitoring of pesticides residues in human milk, soil, water and ford samples collected from Kafr El-Zayad Governorate. J. O. A. C. Int., 79: 111-116.
• Dojlido J.R., 1995: Chemia wód powierzchniowych [Chemistry of surface waters]. Wyd. Ekonomia i Środowisko, Białystok. (In Polish).
• Falandysz J., L. Strand berg, T. Mizera, E. Kalisińska, 2000: Skażenie bielików związkami chloroorganicznymi w Polsce [Contamination of white-tailed eagles with organochlorine compounds in Poland]. Roczn. PZH., 1: 7-13. (In Polish).
• Falandysz J., L. Strandberg, B. Strandberg, P.A. Bergqvist, C. Rappe, 1999: DDT i jego metabolity w rybach w Zatoce Gdańskiej [DDT and it's metabolites in fish in the gulf of Gdansk]. Rocz. PZH., 50: 345-351. (In Polish).
• Feeley M.M., S.A Jordan, 1998: Dietary and tissue residue analysis and contaminant intake estimations in rats consuming diets composed of Great Lakes salmon: a multigeneration study.Regul. Toxicol. Pharmacol., 27: 8-17.
• Góralczyk K., P. Struciński, 1996: Kumulacja persystentnych związków chloroorganicznych na poszczególnych poziomach piramidy troficznej [Accumulation of persistent organochlorine compounds on the respective levels of trophic pyramid]. Ekol. Techn., 4: 14-16. (In Polish).
• Haines T.A., 1983: Organochlorine residues in brook trout from remote lakes in Northeastern United States. Water Air Soil Pollut, 20: 47-54.
• Hansen P.D., 1980: Uptake and transfer of the chlorinated hydrocarbon lindane (γ-BHC) in laboratory freshwater food chain. Environ. Pollut, 21: 97-108.
• Kiziewicz B., 1993: The accumulation of chlorinated hydrocarbons in selected organs of freshwater fish after exposure to Gamametox powder. Pol. J. Environ. Stud., 2: 23-25.
• Kiziewicz B., R. Amarowicz, B. Czeczuga, 1991: Kumulacja lindanu wmięśniach i mózgu karasia po intoksykacji preparatem gamakarbatox [Accumulation of lindane in muscles and the brain of crucian carp following the intoxication with gamacarbatoxj. Brom. Chem. Toksykol.,24: 53-55. (In Polish).
• Łomnicki A., 1995: Wprowadzenie do statystyki dla przyrodników [Introduction to statistics for naturalists]. PWN, Warszawa, (in Polish).
• Łuczak J., A. Maniowska, M. Borowik, H. Wieczorek, J. Starzyk, K. Korzeniowski,H. Smolarek, W. Sobczak-Brudkiewicz, 1982: Występowanie pestycydów persystentnych w latach 1971-1973 w wodach użytkowych dla potrzeb komunalnych na terenie miasta Wrocławia oraz niektórych województw [Occurrence of persistent pesticides in the years 1971-1973 in the waters for municipal use in the town of Wrocław and certain provinces]. Rocz.PZH., 4: 291-295. (In Polish).
• Macek K.J., S. Korn, 1970: Significance of the food chain in DDT accumulation by fish. J. Fish Res. Bd Canada., 27: 1496-1498.
• Mazur H., J. Zadrozińska, J. Kłosińska, 1987: Pozostałości niektórych pestycydów w środkach spożywczych badane w latach 1980-1985. Cz. I. Insektycydy chloroorganiczne w niektórych produktach pochodzenia zwierzęcego [Residues of some pesticides in food products examined in the years 1980-1985. I. Organochlorine insecticides in some products of animal origin].Rocz. PZH., 38: 368-374. (In Polish).
• Mostafa I.Y., A.E. El-Arab, S.M.A.D. Zayed, 1987: Fate of 14C lindane in rice-fish model ecosystem.J. Environ. Sei. Health. B., 22: 235-243.
• Nemcsok J., A. Nenreth, Z. Buzas, L. Boross, 1984: Effects of copper zinc and paraquat on acetylocholinesterase activity in carp (Cyprinus carpio L.). Aquat. Toxicol., 5: 23-31.
• Nemcsok J., L. Orban, B. Asztalos, E. Vig, 1987: Accumulation of pesticides in organs of carp,Cyprinus carpio L. at 4°C and 20°C. Bull. Environ. Contam. Toxicol., 39: 370-378.
• Nimno D.R., 1982: Fundamentals of aquatic toxicology. Methods and applications of pesticides In hemosphere. Publishing Corporation Washington, New York, London.
• Novickij V.F., 1986: Gazochromatografićeskij metod opredielenija insekticida metoksichlore v vode i rastitielnych tkanjach [Method of gas chromatography for deterrmination of methoxychlor in water and vegetables]. Gigiena Sanit, 7.45-46.(In Russian).
• Pain S., 1989: Pesticide causes cataracts in salmon. New. Sci., 1679: 30-31.
• Pietrzak-Fiećko R, S. Smoczyński, 2001: Insektycydy chloroorganiczne w mleku kobiecym z Olsztyna w latach 1976, 1986, 1996 [Organochlorine insecticides in human milk in Olsztyn in the years 1976, 1986, 1996]. Rocz. PZH., 52: 55-59.(In Polish).
• Ridal J.J., A. Mazumder, D.R. Lean, 2001: Effect of nutrient loading and planktivory on the accumulation of organochlorine pesticides in aquatic food chains. Environ. Toxicol. Chem., 20:1312-1319.
• Sabharval A.K., D.K. Belsare, 1986: Persistence of methyloparation in carp rearing pond. Bull.Environ. Contam. Toxicol., 37: 705-709.
• Salanki J., K,V. Balogh, E. Berta, 1982: Heavy metals in animals of lake Balaton. Water Res.,16: 1147-1152.
• Schlenk D., D.M. Stresser, J.C McCants, A.C Nimrod, W.H Benson, 1997: Influence of betanaphthoflavone and methoxychlor in channel catfish (Ichtalurus punctatus). Toxicol. Appl. Pharmacol., 145: 349-356.
• Schinas V., M. Leotsinidis, A. Alexopoulos, V. Tsapanos, X.G. Kondakis, 2000: Organochlorine pesticide residues in human breast milk from southwest Greece: associations with weekly food consumption patterns of mothers. Arch. Environ. Health., 55: 411-417.
• Senthilkumar K., K. Kannan, A. Subramanian, S. Tanabe, 2001: Accumulation of organochlorine pesticides and polychlorinated biphenyls in sediments, aquatic organisms, birds, bird eggs and bat collected from south India. Environ. Sei Pollut. Res. Int., 8: 35-47.
• Seńczuk W., 1999: Toksykologia [Toxicology]. PZWL, Warszawa. (In Polish).Stec J., T. Juszkiewicz, 1972: Oznaczanie pozostałości insektycydów polichlorowych w produktach zwierzęcych z zastosowaniem metody Wooda [Determination of nolychlorine insecticide residues in animal products by Wood method]. Med. Wet., 10: 634-637. (In Polish).
• Struciński P., J.K. Ludwicki, K. Góralczyk, K. Czają, 2000: Wybrane aspekty działania ksenoestrogenów z grupy persystentnych związków chloroorganicznych [Endocrine disrupting action of persistent organochlorine compounds-an overview]. Rocz. PZH., 51: 211-228. (In Polish).
• Subba-Rao R.W., M. Alexander, 1980: Effect of DDT metabolites on soil respiration and on aquatic algae. Environ. Contam. Toxicol., 25: 215-220.
• Vavrova M., A. Mikulik, M. Dobes, 1976: Zastosowanie metod chromatograficznych do analizy żywności i surowców zwierzęcego pochodzenia [The use of Chromatographie methods for the analysis of food and raw materials of animal origin]. Med. Wet, 9: 551-554. (In Polish).
• Verma S.R., R. Chand, A.K. Sharma, D.D Shakar, 1987: Structural alterations in blood cell of Clarias batrachus exposed to aldrin and swascofix. CD-38. Z. Mikrosk. Anat. Forsch., 104:714-718.
• Zadrozińska J., M. Kwast, J. Ludwicki, G. Matraszek-Skonieczna, 1983: Oznaczanie pozostałości pestycydów w owocach cytrusowych [Determination of pesticide residues in citrus fruit]. Rocz. PZH., 34: 189-195. (In Polish).
• Zakrzewski S.F., 1997: Podstawy toksykologii środowiska [Fundamentals of environmental toxicology].PWN, Warszawa. (In Polish).
• Zapata-Perez O., R. Sima-Alvarez, Norena-Barroso E., J. Guemes, G. Gold-Bouchot, A. Ortega,A. Albores-Medina, 2000: Toxicity of sediments from Bahia de Chetumal, Mexico, as assessed by hepatic EROD induction and histology in nile tilapia Oreochromis niloticus. Mar. Environ. Res., 50: 385-391.