JE R Z Y F A L A N D Y S Z \ H ID E K IIC H IH A SH I2, TAD EU SZ M IZ E R A 3, SH1N-ICHI YAM ASAKI4
S K Ł A D M I N E R A L N Y W Y B R A N Y C H T K A N E K I N A R Z Ą D Ó W B IE L IK A
M IN ER A L CO M PO SITIO N O F SELECTED TISSUES AND O RG A N S O F W H ITE-TA ILED SEA EA GLE
1 Zakład Chemii Środowiska i Ekotoksykologii, Uniwersytet Gdański,
80-952 Gdańsk, ul. Sobieskiego 18, Kierownik: prof. dr hab. J. Falandysz 2 The Institute of Cetacean Research, Toyomi 4-18, Chuo-ku, Tokyo 104-0055, Japonia
3 K atedra Zoologii, Akademia Rolnicza, 60-625 Poznań, al. Wojska Polskiego 71c,
Kierownik: prof, dr hab. A. Bereszyński
4 Faculty of Agriculture, Tohoku University, Sendai, Japonia
Spośród 42 pierwiastków: К, S, P, Mg, Na, Ca, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, As, Rb, Sr, Y, Ag, Cd, In, Cs, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, Hg, Tl, Pb, Bi, Th i U, których stężenie oznaczano w mięśniach piersiowych, wątrobie i nerkach 12 bielików padlych w Polsce w latach 1991-1995 tylko dwa metale wnosiły realne ryzyko dla zdrowia i życia tych ptaków. Ostre zatrucie ołowiem wykazano u 2 orłów, a u 4 kolejnych ptaków w względnie dużym stężeniu wykazano nagromadzoną w tkankach i narządach rtęć.
W sp ó łza leż n o śc i p o m ię d zy o rg a n iz m a m i żywymi a w ielkościam i przep ły w u s u b s ta n cji i czynników szkodliw ych w b io sfe rz e m o ż n a w sp o só b praw idłow y z in te rp re to w a ć tylko w ted y k ie d y sto so w n e b a d a n ia an a lity cz n e o b e jm u ją p ra k ty c z n ie w szystkie p ie r w iastki, łą c z n ie z o zn a cz en iem k o n k re tn y c h toksycznych fo rm chem iczn y ch m e tali, ró ż n e sy n te ty c zn e tru cizn y środ o w isk o w e, a ta k ż e u w zg lę d n ia jąc k ry te ria specyficzne d la o k reślo n y c h g atu n k ó w . D o czynników ch em icznych e k s te rm in a c ji bielik ó w g n ie ż dżących się n a d M o rz e m B ałtyckim o ra z w części śró d ląd o w e j P olski są z a lic za n e syntetyczne zw iązki h a lo g e n o o rg a n ic z n e - trw ałe w śro d o w isk u , toksyczne i z d o ln e d o b io k u m u lac ji, ta k ż e ołów zaw arty w połykanym z p ożyw ieniem śru c ie m yśliw skim o ra z silnie b io k u m u lo w a n a i p o d le g a ją c a bio m ag n ifik acji w ła ń c u c h u za le żn o śc i troficznych tych p ta k ó w rtę ć [4, 5, 7, 8]. W n ie k tó ry ch k raja ch bieliki gin ą c o ro c z n ie ta k ż e w w yniku
* Praca wykonana w ramach projektów: No 32 (NJ-3) List of Join Projects of the First Japan-Poland Intergovernm ental Consultation on Cooperation in the Field of Science and Technology oraz Komitetu Badań Naukowych nr Z/38/3/98.
2 J. Falandysz i in. N r 1
spożycia przynęty na wilki, lisy polarn e lub ptaki krukow ate, którą zatru to np. strychniną, lum inalem albo fosforem .
W tej pracy przedstaw iono wyniki badań składu m ineralnego m ięśni piersiowych, w ątroby i nerek orłów bielików padłych ostatnio z różnych przyczyn w Polsce.
M A TERIA Ł I M ETODYKA
M ateriał badany obejmował mięśnie piersiowe, wątrobę i nerki 10-12 bielików padłych w części zachodniej i północno-zachodniej kraju w latach 1991-1995. Wysuszone i sproszkowane próbki o masie od —100 do —200 mg naważano bezpośrednio do naczyń teflonowych i roztwa rzano z 5 ml roztworu stężonego kwasu azotowego (Kanto Chemical Co., Inc, E L grade 1.38). Naczynie teflonowe zamykano i umieszczano w kuchence mikrofalowej w celu roztworzenia próbek. Po roztworzeniu otrzymany mineralizat rozcieńczano wodą dwukrotnie destylowaną do objętości 50 ml (50,6 g wagowo). Siedem pierwiastków (K, S, P, Na, Mg, Ca i Fe), które występują w mięśniach piersiowych, wątrobie i nerkach bielików we wzgędnie dużym stężeniu, oznaczono techniką emisyjnej spektroskopii atomowej z indukcyjnie sprzężoną plazmą (ICP- AES; Maxim-III, Applied Research Laboratories, Szwajcaria).
Pozostałe 35 pierwiastków (tab. I) oznaczono techniką podwójnie zogniskowanej, wysokoroz dzielczej spektrom etrii mas z indukcyjnie sprzężoną plazmą (HR-ICP-M S; PlasmaTrace, VG Elem ental, W ielka Brytania) z nebulizerem ultradźwiękowym (USN, Applied Research L abora tories, Szwajcaria). W celu oznaczenia wymienionych 35 pierwiastków m ineralizat rozcieńczano dziesięciokrotnie wodą podwójnie destylowaną, a jako wzorzec wewnętrzny dodawano roztwór indu (100 pg In/ml). Analizę prowadzono w superczystym środowisku (laboratorium klasa 100, czysta kabina klasa 1000). Wszystkie naczynia i pojemniki laboratoryjne przetrzymywano w 1% roztworze kwasu azotowego przez okres ponad 1 miesiąca, a przed użyciem dokładnie płukano w wodzie podwójnie destylowanej. W arunki pracy aparatów ICP-AES i HR-ICP-M S dokładnie przedstawiono w innej pracy [3]. Rzetelność metody sprawdzano analizując szereg biologicznych materiałów odniesienia: liście jabłoni (1515) OK, liście brzoskwini (1547), liście cytryny (1572); liście pom idora (1573); igły sosny (1575), trawę ryżową (281); mąkę ryżową - niepolerowaną o małej zawartości kadmu (10a) i mąkę ryżową - niepolerowaną o dużej zawartości kadmu (10b), a także inne matryce o certyfikowanej zawartości pierwiastków [9-11].
W YNIKI I ICH O M Ó W IEN IE
W yniki badań składu m ineralnego mięśni piersiowych, wątroby i n erek bielików zestaw iono w tab. I. Potas, siarka, fosfor, sód, m agnez, w apń i żelazo są typowymi m akroskładnikam i, a we frakcji m ineralnej tkanek i narządów zbadanych bielików pierw iastki te występowały w największym stężeniu. Pozostałe z oznaczanych p ie r wiastków wykrywano w znacznie mniejszym stężeniu, tj. < 400 (ig/g masy suchej. Stężenia cynku, m anganu, miedzi, niklu i chrom u wykazane w tkankach zbadanych bielików zasadniczo nie odbiegają od wielkości zanotow anych u kilku okazów padłych w pierwszej połowie lat 1980-tych [1, 2, 4, 6], a w przypadku pozostałych pierw iastków b rak jest jakichkolw iek danych w dostępnym piśm iennictw ie naukowym.
Spośród typowych m etali toksycznych w tkankach i narządach dwóch okazów orła bielika w dużym stężeniu wykryto ołów, a u czterech innych także rtęć (tab. I). Berylu, baru, selenu i antym onu nie oznaczano, a zanotow ane stężenia arsenu, srebra i kadm u w m ięśniach piersiowych, w ątrobie i nerkach wszystkich zbadanych orłów m ożna o k reś
lić jak o m ałe. Dwa bieliki, które padły w wyniku ostrego zatrucia ołowiem na teren ie woj. gorzow skiego zim ą 1986/1987, zawierały ten m etal w m ięśniach piersiowych,
T a b e l a I. Pierwiastki w mięśniach piersiowych, wątrobie i nerkach bielików (ng/g masy suchej)
Elem ents in breast muscles, liver and kidneys of white-tailed sea eagles (ng/g dry weight)
4 J. Falandysz i in. N r 1
T a b e la I cd.
(-) nie oznaczano
w ą tro b ie i n e rk a c h w stę ż e n iu , o d p o w ied n io : 0 ,9 1 -1 ,2 , 18 -2 8 i 9 ,7 -1 3 ^ g /g m asy m o k rej [4]. S p o śró d zb a d a n y c h 12 b ielików u dw óch o k azó w s tę ż e n ie o łow iu w m ię śn ia ch piersiow ych w yniosło 2,4 i 3,9 (ig/g m .s., tj. 0,5 i 0,8 jag/g m .m . Z kolei w w ą tro b ie i n e rk a c h je d n e g o z bielik ó w stę ż e n ie ołow iu w yniosło o d p o w ie d n io , 40 i 48 jag/g m .s., tj. 8 i 10 (ig/g m .m . W y m ie n io n e w ielkości w skazują, że dw a sp o śró d 12 zb a d a n y c h b ielik ó w p ad ły w w yniku o stre g o z a tru c ia ołow iem . Ź ró d łe m dużych d a w e k ołow iu d la o rłó w je s t zazw yczaj ś ru t m yśliwski lub je g o fra g m e n ty z a w a rte w p o s trz e lo n e j lub z a b ite j p rz e z m yśliw ych zw ierzynie - w P o lsce g łów nie łyskach, łow nych p ta k a c h w o d n y ch , k tó r e są po d staw o w y m sk ła d n ik ie m poży w ien ia bielik ó w w tej g ru p ie zw ie rząt. P a d ła lu b p o s trz e lo n a zw ierzyna, k tó ra w y m k n ęła się myśliwym, je s t d la b ie lik a łatw ym łu p e m . D la b ielików am ery k ań sk ich H aliaeetus leucocephalus k rytyczne stę ż e n ie ołow iu w sk az u ją ce n a o s tre z a tru c ie tym m e ta le m o k re ślo n o n a 10 n g /g m .m . w w ą tr o b ie i 5 n g /g m .m . w n e rk a c h [4].
W w ą tro b ie p ięciu n a osiem z b a d an y c h bielik ó w w e w zg lę d n ie du ży m stę ż e n iu w ykryto rtę ć , tj. o d p o w ie d n io : 3,5, 4,1, 4,1, 9,6 i 21 (ig/g m.s. Z kolei w n e rk a c h sie d m iu sp o śró d d ziesięciu o k azó w rtę ć w ykryto w stę że n iu 4,9, 7,3, 22, 23, 48, 190 i 220 (.ig/g m .s., a w m ię śn ia ch piersiow ych u trze ch sp o śró d sie d m iu p ta k ó w było 1,9, 3,3 i 5,6 fig H g/g m.s. P rz y to c z o n e w ielkości s tę ż e n ia rtęci w tk a n k a c h i n a rz ą d a c h b ie lik ó w są m n ie jsz e an iżeli w ykryw ano u p adłych orłó w w Szwecji czy N iem cz ec h w o k re sie sto so w a n ia w ro ln ic tw ie alkilo rtęcio w y ch z a p raw n asien n y c h [7]. B ieliki z n a d M o rz a B ałtyckiego, k tó r e dożyły sędziw ego w ieku ( > 10 -2 0 la t), m o g ą n a g ro m a d z a ć rtę ć w ciele d o dużych stę ż e ń gdyż ich p o k a rm e m są n ajczęściej w zg lęd n ie s k a ż o n e tym m e ta le m p ta k i m o rsk ie , a ta k ż e relaty w n ie zn a cz n ie m n ie j sk a ż o n e rtę c ią ryby b ałty ck ie. B ieliki g n ie ż d ż ą c e się n a śró d lą d z iu k raju są z n a cz n ie m niej sk a ż o n e rtę c ią niż okazy g n ie ż d ż ą c e się n a d m o rz e m [4].
J . F a l a n d y s z , H . I c h i h a s h i , T . M i z e r a , S. Y a m a s a k i M IN ER A L CO M PO SITIO N O F SELECTED TISSUES AN D O RGANS O F
W H ITE-TA ILED SEA EA GLE
Summary
The analysis of the concentrations of K, S, P, Mg, Na, Ca, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, As, Rb, Sr, Y, Ag, Cd, In, Cs, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, Hg, Tl, Pb, Bi, Th and U in tissues and organs of white-tailed sea eagle collected dead in Poland has revealed that the metal of risk is lead, and to a somewhat degree also mercury. An intoxication of white-tailed sea eagles with lead is due to ingestion of lead pellets from the waterfowl injuried or killed by the hunters, which than become recaptured by the birds. In the case of mercury a source of elevated concentrations of that elem ent in tissues and organs of some white-tailed sea eagles examined is their food (waterfowl and fish) originating from a coast of the Baltic Sea and the Firth of Szczecin.
PIŚM IENNICTW O
1. Falandysz J.: Metals and organochlorines in adult and immature males of white-tailed eagle. Environ. Conserv. 1986, 13, 69.
2. Falandysz J.\ Metals and organochlorines in a female white-tailed eagle from Uznam Island, southwestern Baltic Sea. Environ. Conserv. 1984, 11, 262
3. Falandysz J., Ichihashi H., Piszczek М., Yamasaki S. : Pierwiastki w poroście pustułka pęche- rzykowata Hypogymnia physodes porastajacym różne forofity. Bromat. Chem. Toksykol. 1998. 4. Falandysz J., Jakuczun B., Mizera Т.: Metals and organochlorines in four female white-tailed
eagles. Mar. Pollut. Bull. 1988, 19, 521.
5. Falandysz J., Mizera Т.: Trace elem ent concentrations in feathers of white-tailed sea eagles Haliaeetus albicilla collected recently in Poland, w R aptor Conservation Today. B.-U. Mey- burg, R.D. Chancellor (red.). WW GBP/The Pica Press, Berlin-Paris-London, 1994, 717. 6. Falandysz J., Szefer P.: Metals and organochlorines in a specimen of white-tailed eagle.
Environ. Conserv. 1983, 10, 256.
7. Falandysz J., Włodarczyk J, Ichihashi II., Mizera Т.: Stężenie rtęci ogółem w wybranych tkankach i narządach bielików Haliaeetus albicilla gnieżdżących się w Polsce. Bromat. Chem. Toksykol. 1997, 30, 267.
8. Oelime G.: Zur Quecksilberruckstandsbelastung tot aufgefunder Seeadler, Haliaeetus albi cilla, in den Jahren 1967-1978. Hercynia N.F. Leipzig. 1991, 4, 353.
9. Shimamura Т., Iwashita М ., Takaku Y., Akabane /., Tsumura A., Yamasaki S. : D eterm ination of the trace elem ents in a Mizuho ice core sample by a combination of conventional and high resolution inductively coupled plasma mass spectrometry. Proc. N IPR Symposium on Polar Meteorology and Glaciology 1995, 9, 33.
10. Yamasaki S., Tsumura A., Cai D .\ Microwave dissolution and ICP-MS for the determ ination of trace and ultra-trace elements in plant tissue. W\ Applications of plasma source mass spectrometry. G. Holland, A. M. Eaton (red.). The Royal Society of Chemistry, Cambridge,
1991, 110.
11. Yoshida Т., Yamasaki S., Tsumura A .: Determ ination of trace and ultra-trace elem ents in 32 international geostandards by ICP-MS. Jour. Min. Pet. Econ. Geol. 1992, 87, 107.
