I åratal professor Kenneth Leung Mei Yee från HKU School of Biological Sciences och Swire Institute of Marine Science och hans forskargrupp, har ägnat sig åt övervakning av giftiga ämnen tribuyltin (TBT) och trifenyltin (TPT) föreningar i vår marina miljö.

Globalt sett organiska tennföreningar som tribuyltin (TBT) och trifenyltin (TPT) har använts i stor utsträckning som antifoulingmedel på fartygsskrov och mariculture -anläggningar under vatten de senaste decennierna. Därav, de upptäcks ofta i havsvatten, sediment- och biotaprover som samlats in från kustmiljöer i urbaniserade kuststäder över hela världen. Vid mycket låga koncentrationer, dessa föreningar kan orsaka hormonstörning eller till och med död hos marina organismer. FN:s Internationella sjöfartsorganisation (IMO) har sedan 2008 infört ett globalt förbud mot användning av organiska tennföreningar på skrovet på sjögående fartyg.

Tillsammans med sina medarbetare, Professor Leungs forskargrupp upptäckte att trots en minskning av TBT -koncentrationen i vår marina miljö under de senaste åren, nivåerna av TPT -kontaminering förblev allvarliga med en ökande trend. Förutom TPT -kontaminering i skaldjur, teamets senaste forskning har också bekräftat förekomsten av biomagnifiering av TPT -föreningar längs den marina näringskedjan, resulterar i mycket höga koncentrationer av TPT i två bästa rovdjur, den kinesiska vita delfinen och de finfria tummarna.

Detta är den första studien som bekräftar den trofiska förstoringen av TPT i livsmedelsbanor av valarter, och resultaten publicerades nyligen i Miljö International .

Bakgrund

TBT och TPT är mycket giftiga biocider som kan orsaka tillväxthämning av marina alger och dödlighet för många marina ryggradslösa djur och fiskar vid 1-50 μg/L. Vid mycket låga koncentrationer (1-10 ng/L), dessa föreningar kan orsaka hormonstörning hos marina organismer, såsom tillväxthämning och skalförtjockning i ostron, och onormal utveckling av manliga könsorgan på honor hos snäckor. TBT och TPT ackumuleras längs näringskedjan i större organismer som fisk, och kan ha en negativ inverkan på hälsan när den konsumeras av människor.

Professor Kenneth Leung och hans forskargrupp har övervakat organiska föroreningar av tenn i den marina miljön i Hongkong sedan 2004. De upptäckte att TPT -kontaminering förblev allvarlig med en ökande trend. TPT hade hittats i våra skaldjur och i vissa fall, deras koncentrationer (t.ex. de i tungfiskar) överskred livsmedelssäkerhetsgränsen som livsmedel. År 2017, regeringen i Hongkongs särskilda administrativa region fastställde äntligen en ny lagstiftning (kap. 413, avsnitt 3) för att stödja IMO:s globala förbud mot att använda organiska tennföreningar på fartyg, och förbättra kontrollen över deras frigivning.

Metodik

För att helt förstå omfattningen av kontaminationen, Professor Leung och hans team har nyligen genomfört en uppföljningsforskning i samarbete med Xiamen University och State Key Laboratory of Marine Pollution, att undersöka omfattningen av TPT -kontaminering i marina livsmedelsbanor i Hong Kong, och verifiera om TPT och dess nedbrytningsprodukter (dvs. mono- och di-fenyltin; MPT och DPT) kan biomagnifieras genom näringskedjan, vilket leder till mycket höga koncentrationer i lokala kinesiska vita delfiner (Sousa chinensis) och finfria tumlare (Neophocaena phocaenoides).

De kinesiska vita delfinerna föredrar Pearl River Deltas inre mynning, medan tumlare har ett större hemintervall från sydväst till sydöstra vattnet i Hong Kong. Mellan 2015 och 2017, studieteamet tog prover av strandade delfiner och tumlare från Ocean Park Conservation Fund Hong Kong och samlade prover av marina blötdjur, kräftdjur och fiskar från vatten i nordväst (dvs. inre mynning) och sydväst (dvs. yttre mynning) på ön Lantau, respektive. Muskelvävnader från alla biotaprover analyserades för MPT, DPT och TPT med hjälp av gaskromatografi-masspektrometri, och används för bestämning av trofiska nivåer med användning av en stabil isotopförhållande masspektrometer.

Forskningsresultat

Forskningsresultat visade att TPT var den dominerande fenyltinföreningen i marina däggdjur, indikerar att kontaminering är ett pågående problem. Höga koncentrationer av TPT registrerades i muskelvävnaden hos de kinesiska vita delfinerna och de finfria tummarna, med i genomsnitt 1, 893,8 ng/g v. w. och 1, 477,6 ng/g v. w. spelade in respektive ännu högre än den högsta koncentrationen av TPT som någonsin rapporterats hos marina däggdjur den falska späckhuggaren i hela världen (den falska späckhuggaren i Japan med 649 ng/g vikt/vikt). Den högsta koncentrationen av TPT som detekterats hos en vuxen kinesisk vit delfin i denna studie (3, 476,6 ng/g v. w.) var fem gånger högre än den för den falska späckhuggaren. Vid förhöjda koncentrationer, TPT kan leda till sublethala negativa effekter på immunförsvaret, nervös, hjärt- och reproduktionssystem hos däggdjur, vilket resulterar i en negativ inverkan på befolkningsformen hos dessa lokala delfiner och tumlare i Pearl River Delta.

Alarmerande, denna studie fann också att den högsta TPT -koncentrationen i en ung finlös tumlare (3, 455,6 ng/g v. var.) var tio gånger högre än det högsta värdet (310 ng/g vikt) som registrerades i samma art som samlats in från Hong Kong 2003, indikerar en förvärrad situation av TPT -kontaminering.

Baserat på resultaten av stabila isotoper och kemiska analyser, vävnadskoncentrationer av både DPT och TPT ökade signifikant med ökande trofiska nivåer av marina organismer i de kinesiska vita delfinernas matväv (dvs. inre mynning) medan endast TPT -vävnadskoncentration visade ett positivt samband med den trofiska halten av biota i matfältet hos de finfria tummarna. För de kinesiska vita delfinerna, trofiska förstoringsfaktorer (TMF) för DPT och TPT befanns vara 6,03-11,48 och 2,45-3,39, respektive. För de finfria tummarna, TMF för TPT befanns vara 2,51-3,47. När en TMF är större än 1, det indikerar att den kemiska föreningen kan biomagnifieras genom den marina näringskedjan.

Resultaten av studien tyder på att höga trofiska organismer inklusive människor sannolikt kommer att vara sårbara för exponering av DPT- och TPT -föreningar via dietintag på grund av den höga trofiska förstoringspotentialen för dessa kemikalier. Därför, miljö- och människors hälsorisker för dessa föreningar bör bedömas med hänsyn till deras biomagnifieringspotentialer längs näringskedjan.

När det gäller sätt att minska hälsorisken för TPT -exponering, Professor Leung sa, "Allmänheten bör undvika och minimera konsumtionen av mycket stora fiskar som hajar och Reeve's croakers, och även bentiska fiskarter, såsom fiskar med platta tungor och tungor, eftersom de förmodligen innehåller höga koncentrationer av TPT och andra ihållande organiska föroreningar i deras vävnader. Istället, de kan konsumera kräftdjur (t.ex. räkor och krabbor), skaldjur (t.ex. musslor, musslor och ostron), och små fiskar som ett effektivt sätt att minska intaget av TPT och andra kemiska föroreningar. "

Dr James Lam Chung Wah, en miljötoxolog och biträdande professor vid Institutionen för vetenskap och miljöstudier vid Education University of Hong Kong, som inte var inblandad i studien, kommenterade, "Denna intressanta och effektfulla studie som leddes av HKU gav solida bevis på en så betydande biomagnifiering av TPT längs marina däggdjurs marina näringskedja. Deras resultat belyser också den större effekten av TPT på de bästa rovdjuren i havet och hos människor genom konsumtion av skaldjur. " Han tillade också, "För att förbättra den nuvarande situationen för organotinkontaminering, vi måste minska deras användning och släppa vid källan. Runt världen, varje regering måste spela en roll för att stärka regleringen och kontrollen av användningen av giftiga kemikalier (som TPT -föreningar) för att minimera utsläpp till miljön. "