Vliv nejvýznamnějších zdrojů znečištění českého úseku řeky Labe na ryby T. Randák1, V. Žlábek1, J. Kolářová1, Z. Široká2, Z. Svobodová1,2, J. Pulkrabová3 and M. Tomaniová3
University of South Bohemia, České Budějovice, RIFCH, Czech Republic 2 University of Veterinary and Pharmaceutical Sciences, Brno, Czech Republic, 3 Institute of Chemical Technology, Prague, Czech Republic 1
Ovlivňují koncentrace cizorodých látek, které jsou zjišťovány ve složkách vodního prostředí řeky Labe, vodní organismy (ryby)? Jak v této souvislosti působí hlavní známé zdroje znečištění řeky Labe? Jsou ve vodním prostředí sledovány skutečně ty látky, které mají nejvýznamnější biologické účinky?
Biochemické markery kontaminace: • Biochemické markery kontaminace jsou vybrané biochemické parametry, jejichž měřitelné změny jsou odpovědí na expozici organismu cizorodými látkami. • Tyto markery obvykle reagují na skupiny látek se stejným mechanismem toxického působení. Nejsou tedy až na výjimky specifické pro jednotlivé xenobiotické látky. • Předností biochemických markerů je jejich schopnost vypovídat o vlivu znečištění komplexně, tzn. podchytit celkové účinky jednotlivých komponent, podílejících se na znečištění. • Významně doplňují výsledky chemického monitoringu
Sledované biochemické ukazatele a cizorodé látky Indikátorový druh - jelec tloušť (Leuciscus cephalus L.) VTG, 11-KT, GSI - markery kontaminace vodního prostředí endokrinními disruptory (steroidní léčiva a jejich metabolity, alkylfenoly, syntetické analogy pižma, Hg, PAH, některé POPs, atd.). CYP1A, EROD, GSH, GST – jaterní markery signalizující kontaminaci vodního prostředí PAH, NPAH, PCB, dioxiny a některými pesticidy. V organismu se účastní 1. fáze metabolismu xenobiotik (cizorodých látek). sledované cizorodé látky: Hg, Cd, Pb, As, POPs (PCB, HCH, HCB, DDT, OCS) alkylfenoly (4-terc-oktylfenol a 4-terc-nonylfenoly) syntetické analogy pižma („musk“ sloučeniny) steroidní léčiva
Teoretická charakteristika parametrů zjištěných u indikátorových organismů v nezatížené lokalitě samec – minimální (nulový) obsah VTG a vysoký obsah 11-KT v krevní plazmě, vysoký GSI, minimální hodnoty CYP1A, EROD, GSH a GST. Obsah sledovaných polutantů pod mezí detekce analytických metod. samice - vysoký obsah VTG a nízký obsah 11-KT v krevní plazmě, vysoký GSI, minimální hodnoty CYP1A, EROD, GSH a GST. Obsah sledovaných polutantů pod mezí detekce analytických metod.
Lokality sledované v roce 2003
Obsah PCB v tuku jelce tlouště
m g .k g -1
PCB 180 PCB 153
12 10 8 6 4 2 0
PCB 138 PCB 118 PCB 101 PCB 52 Bl an
i ce
Po
do l
Ze í
l čí
n
Ve
rd e
k
Ně
m
či c e
Va
ly
Ly
sá
Ob
ř ís
tv
Dě í
čí n
Hř en
PCB 28 sk o
Lokality sledované v roce 2004 1200
EROD (pmol/mg proteinu/min)
1100 1000 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0
11
12
21
22
31
32
99
Lokalita 2800 2600
11-ketotestosteron (pg/ml)
2400 2200 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 0 11
12
21
22
Lokalita
31
32
99
Median 25%-75% 10%-90%
11 12 21 22 31 32 99
Labe pod Spolchemií Bílina nad Spolchemií Labe pod Spolanou Labe nad Spolanou Labe pod Synthesií Labe nad Synthesií Vltava – kontrola
Median 25%-75% 10%-90%
Lokality sledované v roce 2004 11 12 21 22 31 32 99
2,0 1,8
Hg (mg/kg sval.)
1,6 1,4 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0 11
12
21
22
31
32
99
Lokalita
Labe pod Spolchemií Bílina nad Spolchemií Labe pod Spolanou Labe nad Spolanou Labe pod Synthesií Labe nad Synthesií Vltava – kontrola
Medián 25%-75% 10%-90%
9000
14000 13000
8000
12000 7000
10000
DDT (μg/kg tuku)
PCB (μg/kg tuku)
11000 9000 8000 7000 6000 5000 4000
6000 5000 4000 3000 2000
3000 2000
1000
1000 0
11
12
21
22
Lokalita
31
32
99
Median 25%-75% 10%-90%
0 11
12
21
22
Lokalita
31
32
99
Medián 25%-75% 10%-90%
Lokality sledované v roce 2005 240
EROD (nmol/mg proteinu/min)
220 200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0
Vodňany
Podolí
Podbaba
Vraňany
Median 25%-75% 10%-90%
240 140
220
120
180 160
suma DDT (μg/kg sval.)
suma ind. PCB (μg/kg sval)
200
140 120 100 80 60
100 80 60 40
40 20
20 0 Vodňany
Podolí
Podbaba
Vraňany
Median 25%-75% 10%-90%
0
Vodňany
Podolí
Podbaba
Vraňany
Median 25%-75% 10%-90%
7
140 120
5
suma Musk (μg/kg sval.)
suma alkylfenoly (μg/kg sval.)
6
4 3 2
100 80 60 40 20
1 0
Vodňany
Podolí
Podbaba
Median 25%-75% 10%-90%
Vraňany
Median 25%-75% 10%-90%
0 Vodňany
Podolí
Podbaba
Vraňany
Obsah estrogeních látek v sedimentech řeky Vltavy (mg.kg-1 sušiny) zkratka
DES
DIE
E2
E1
EE2
název
Diethylstilbestrol
Dienestrol
17β-estradiol
Estron
Ethinyl estradiol
LOD
1
1
1
1
0,5
Podolí
2,6
Podbaba
2,6
Klecany
10,8
1,8
LOD = mez detekce
LOD = mez detekce
Příklady patologických změn na gonádách indikátorových ryb
Poměr pohlaví odlovených indikátorových ryb (jelec tloušť) ve sledovaných lokalitách ČR (2006) Lokalita
samci (n) : samice (n)
poměr (m/f)
Blanice - kontolní lokalita
10
9
1,1 : 1
Vltava
10
23
1 : 2,3
Orlice
6
19
1 : 3,2
Chrudimka
10
11
1 : 1,1
Cidlina
9
23
1 : 2,6
Ohře
13
31
1 : 2,4
Bílina
10
3
3,3 : 1
Jizera
3
22
1 : 7,3
Labe - Obříství
12
21
1 : 1,75
Labe - Děčín
10
23
1 : 2,3
Ohře
13
31
1 : 2,4
Otava
10
20
1:2
Sázava
12
27
1 : 2,25
Lužnice
12
26
1 : 2,2
Berounka
12
33
1 : 2,75
Svratka
12
30
1 : 2,5
Dyje
3
18
1:6
Odra
10
22
1 : 2,2
Morava
8
17
1 : 2,1
Závěry: • Pomocí analýz biochemických markerů kontaminace a porovnáním s kontrolními lokalitami bylo zjištěno, že úroveň zatížení sledovaných profilů cizorodými látkami negativně ovlivňuje organismus ryb. Nejvýznamnější reakce rybího organismu na znečištění byly pozorovány pod velkými chemičkami a aglomeracemi. Zvýšené hodnoty biochemických markerů ve většině případů korespondovaly se zvýšenými hodnotami sledovaných polutantů. • Nejvýznamnějším kontaminantem z řady klasicky sledovaných byla jednoznačně rtuť. Hodnoty obsahu tohoto kovu ve svalovině nedravých ryb velmi často překračovaly hygienický limit. Nejvyšší koncentrace tohoto kovu v rybách byly nalézány v lokalitách Lysá a Obříství. Ve všech sledovaných profilech na Labi a dolní Vltavě byly zjišťovány významně vyšší koncentrace POPs ve svalovině ryb v porovnání s kontrolními lokalitami.
Závěry: • Analýzami svaloviny ryb a sedimentu byl prokázán výskyt biologicky aktivních látek - alkylfenolů, „musk“ sloučenin a steroidních léčiv ve vodním prostředí. Tyto látky vstupují do vodního prostředí především komunálními odpadními vodami. •
Působení různých dosud nesledovaných biologicky účinných skupin látek vstupujících do vodního prostředí prostřednictvím běžných komunálních odpadních vod je ve světě v současnosti předmětem intenzivního výzkumu. Je pravděpodobné, že právě tyto dosud opomíjené skupiny látek působí na vodní organismy významněji než neustále se snižující koncentrace běžně sledovaných průmyslových polutantů.
