Dieldryna, aldryna, endryna, izodryna, endosulfan 1 i 2 w rybach w Zatoce Gdańskiej

ROCZN. PZH, 1999, 50, NR 2, 131-138

** Badania finansowane przez Statens Naturvardsverk, Sztokholm i K omitet Badań Naukowych (DS nr 8250-4-0092-8).

Insektycydy cyklodienowe w rybach 133

tom w k ą p ie la c h dezynfekcyjnych ow iec o ra z w p rzem y śle teksty ln y m i drzew nym [15]. Z uw agi n a w yw ołane p ro b le m y e k o to k sy k o lo g ic zn e w U S A w 1974 ro k u z a k a z a n o sto so w an ia aldryny i dield ry n y w za b ie g ac h ag ro te ch n ic zn y c h , a p o z o sta w io n o m o ż li­ wość ich sto so w a n ia przeciw m ró w k o m i te rm ito m . W szelkich za sto so w a ń aldryny i d ieldryny z a k a z a n o w U S A w 1987 r. [22J. W U S A w la ta c h 1981-1985 ro c z n ie zużyw ano 4 6 0 -6 8 0 to n aldryny, a w A m e ry c e Ś ro d k o w ej i P o łu d n io w ej w 1988 r. zużyto 925 to n (zużycie en d ry n y w yniosło 1377 to n ) [1]. A ld ry n a i d ie ld ry n a w dalszym ciągu są sto so w a n e w k ra ja c h strefy tro p ik u i s u b tro p ik u [1]. O b a w y m ie n io n e insektycydy sto so w an o w dużych ilościach w o c h ro n ie ro ślin w A u stra lii w la ta c h 1960-tych, a d o dzisiaj a ld ry n ę i d ie ld ry n ę sto s u je się tam w zw alczaniu te rm itó w i m ró w ek p o d b u ­ dynkam i [7]. Iz o d ry n ę sto so w a n o w ro lnictw ie w m ałym sto p n iu , a je s t o n a s u b s tra te m dla syntezy en d ry n y [13]. E n d ry n ę sto so w a n o ta k ż e ja k o ś ro d e k g ryzoniobójczy (ro d e n - tycyd) w sa d a c h [16]. A ld ry n a w ciele zw ierząt, ro ślin a ch i g le b ie (o rg a n izm y g leb o w e) je st ła tw o m e ta b o liz o w a n a do b a rd z o trw ałej dieldryny, a izo d ry n a d o en d ry n y [14]. E n d ry n a je s t iz o m e re m p rz e strz e n n y m dieldryny. W z g lę d n ie ła tw a p rz e m ia n a w p rzy ­ ro d zie ald ry n y w d ie ld ry n ę , a izodryny w en d ry n ę su g e ru je , że m ożliw ość w ykrycia p o zo stało ści ald ry n y i izodryny w su ro w cach żyw nościow ych i żyw ności je s t zn ik o m a . Z a te m d o d a tn ie w yniki o z n a c z e ń p o zo stało ści aldryny i izodryny u zy sk an e z z a s to s o ­ w an iem d e te k to r a w ychw ytu e le k tro n ó w ( E C D ) są w ątp liw e - w celu p o tw ie rd z e n ia , k o n ie cz n e je s t za sto so w a n ie n isk o -lu b w ysokorozdzielczej sp e k tro m e trii m as. W polsko języ czn y m p iśm ien n ictw ie naukow ym p ra k ty c z n ie nie m a d o n ie sie ń 0 w y stę p o w a n iu dield ry n y czy innych sp o śró d w ym ienionych insektycydów c y k lo d ien o - wych w żyw ności d o s tę p n e j n a ry n k u krajow ym .

C e le m tej p rac y je s t p rz e d sta w ie n ie w yników b a d a ń p o zo stało ści dieldryny, aldryny, endryny, izodryny, e n d o s u lfa n u 1 i 2 w ja d a ln y c h g a tu n k a c h ryb z Z a to k i G d a ń sk ie j.

M A TER IA Ł I M ETODYKA

Ryby (tab. I) do badań złowiono w sieci stawne lub żaki w Zatoce Gdańskiej pod Gdańskiem, Gdynią i Mikoszewem w 1992 r. Tok postępowania analitycznego obejmujący homogenizację 1 ekstrakcję próbek oraz oczyszczanie ekstraktu na drodze dializy przez półprzepuszczalną m em branę polietylenową dokładnie opisano w innej pracy [11, 18, 19]. Przed ekstrakcją (otwarta kolumna szklana długości 1,0-1,5 m i o średnicy wewnętrznej 4 cm), na szczyt upakowanej w kolumnie próbki - mieszaniny odwodnionej i zhomogenizowanej z bezwodnym siarczanem sodowym, dozowano wzorzec wewnętrzny nr 1, zawierający po 500 ng znakowanych izotopowo (13C i2) p,/?’-D D T i dieldryny. W stępnie oczyszczony dializat (zawierający jeszcze od 0,9 do 8,1% lipidów oryginalnie obecnych w próbce), doczyszczano i frakcjonowano na złożu wypełnio­ nym żelem Florisil (Merck, Darm stad, Niemcy; przemytym dwukrotnie, kolejno metanolem i chlorkiem metylenu). U wylotu kolumny, zaopatrzonej w kurek teflonowy, pakowato zwitek waty szklanej, następnie żel Florisil, a na szczyt bezwodny siarczan sodowy, kolejno wysuszony w 530°C przez 2 godz., i prażony w 550°C przez 50 godz. Tak przygotowany bezwodny siarczan sodowy do czasu analizy przechowywano zamknięty w słoju szklanym w suszarce elektrycznej w tem peraturze 120°C. Kurek teflonowy, przed zamontowaniem w kolumnie, moczono w zlewce z chlorkiem metylenu przez 5-10 godz. Kolumna szklana miała długość całkowitą 35 cm - dolna część kolumny miała długość 25 cm i średnicę 1 cm, a górna 10 cm i średnicę 3 cm. Przed wprowadzeniem ekstraktu do kolumny, w celu zmoczenia żelu, złoże zalewano л -heksanem do poziomu powyżej warstwy bezwodnego siarczanu sodowego. Ewentualny nadm iar rozpuszczal­ nika odprowadzano kurkiem, pozostawiając cienką warstwę nad siarczanem. Ekstrakt dozowano

do kolumny pipetą Pasteura (jednorazowego użytku), zużywając czterokrotnie po 1 ml n-heksanu. Analit wymywano z kolumny w czterech frakcjach stosując szereg rozpuszczalników o wzras­ tającej polarności. Frakcję pierwszą wymywano 28 ml n-heksanu (łącznie 4 + 28 ml), frakcję drugą 38 ml mieszaniny chlorku metylenu z и -heksanem (15:85; obj./obj.), frakcję trzecią 56 ml mieszaniny chlorku metylenu z л -heksanem (50:50; obj./obj.), a frakcję czwartą 66 ml metanolu. Frakcję pierwszą i drugą łączono. Większość spośród badanych pestycydów jest wymywanych ze złoża z żelem Florisil we frakcji pierwszej i drugiej, a dieldryna w trzeciej [23]. Wyciek z kolumny zbierano do fiolek szklanych (poj. 100 ml), do których wcześniej dodano tetradekan (30 ц1). Tetradekan spełnia rolę tzw. trzymacza - substancja ta uniemożliwia ucieczkę do atmosfery oznaczanych związków chloroorganicznych, które są mniej lub bardziej lotne, w tych etapach toku postępowania analitycznego, które są związane z odparowywaniem rozpuszczalnika do sucha, nawet kiedy jest to proces prowadzony w tem peraturze pokojowej. Wszystkie frakcje wycieku z kolumny z żelem Florisil pozostawiano w tem peraturze pokojowej w celu swobodnego odparowania rozpuszczalników do objętości kilku ml. Kolejno, ekstrakty przenoszono ilościowo do fiolek o poj. 10,5 ml i tak pozostawiano do swobodnego, całkowitego odparow ania roz­ puszczalników. Następnie ekstrakty przenoszono do specjalnych fiolek (autofiolki), które umieszczano w karuzeli zautomatyzowanego dozownika (autosam pler) układu GC/MS. Bezpoś­ rednio przed przeniesieniem podwielokrotności ekstraktu do autofiolki dozowano do niej wzo­ rzec wewnętrzny n r 2, zawierający 100 ng znakowanego izotopowo ( 13C n ) 2,2’,4,5,5’-pentachlo- robifenylu (PCB nr 101).

Analizę składników chlordanu prowadzono techniką kapilarnej chromatografii gazowej (chro­ m atograf Hewlett-Packard 5890; kolumna Supleco PTE-5 - o długości 60 m i o średnicy wewnętrznej 0,32 mm; Bellafonte, PA, USA; zautomatyzowany dozownik próbek model Hewlett- Packard 7676A), w połączeniu z niskorozdzielczą spektrom etrią mas z jonizacją wiązką elek­ tronów i selektywną rejestracją jonów (SIR) (spektrom etr masowy VG Analytical 11-250; Altricham, Anglia). Kolumnę chromatografu utrzymywano w tem peraturze 180°C przez 2 min, następnie tem peraturę podwyższano z prędkością 15°C/min - do osiągnięcia 205°C, i kolejno dalej podwyższano z prędkością 2°C/min. - aż do osiągnięcia 300°C. Separator pomiędzy chrom atografem i spektrom etrem mas utrzymywano w tem peraturze 270°C, a źródło jonów w 250°C. Wzorcem obliczeniowym była mieszanina zawierająca te same ilości znakowanych izoto­ powo ( 13C i2) p ,p ’-DDT, dieldryny i PCB nr 101 (w autofiolce ale bez ekstraktu) jak dodano do próbki, a także naturalne ( I3C n ) wzorce aldryny, dieldryny, izodryny, endryny, endosulfanu 1 i 2 [11, 18, 19]. D odatek znakowanych izotopowo ( 13C i2) wzorcówp ,p ’-D D T, dieldryny i PCB nr 101 (tzw. wzorzec wielkości odzysku) do próbki na początku (p,p’-DDT, dieldryna) i końcu (PCB nr 101 ) toku postępowania analitycznego oraz użycie tych samych substancji w tzw. wzorcu obliczeniowym (autofiolka bez ekstraktu - p ,p ’-DDT, dieldryna i PCB nr 101 obecne w takim samym stosunku mas jak dodano do próbki), pozwala na dokładną kontrolę wielkości odzysku oznaczanych związków w każdej badanej próbce, a zatem na skorygowanie wyników oznaczeń składników chlordanu do wielkości 100% odzysku.

WYNIKI I ICH O M Ó W IEN IE

S p o śró d b a d a n y c h p estycydów cyklodienow ych w rybach z Z a to k i G d a ń sk ie j w y k a­ z a n o tylko o b e c n o ść p o zo stało ści dieldryny, a p o z o s ta łe pestycydy były n ie o b e c n e w stę ż e n iu pow yżej gran icy w ykryw alności z a sto so w a n ej m e to d y (ta b . I). Ś led z ie i m i­ nogi, g a tu n k i ryb o w zg lę d n ie w iększej za w arto śc i lipidów w ciele w p o ró w n a n iu z p o zo stały m i z b a d an y m i, c e ch o w a ło w iększe sk a ż e n ie d ie ld ry n ą. P o p rz e lic z e n iu s tę ż e ­ n ia d ie ld ry n y n a m a sę lip id ó w (tłuszcz tk an k o w y ) w zg lęd n ie w iększym sk a ż e n ie m cechow ały się śled zie (70 ng/g) i d o rsz e (51 ng/g), a ro z stę p stę ż e ń d la p o z o stały ch g a tu n k ó w ryb w yniósł 1 5 -4 2 ng/g m asy lipidów . D ie ld ry n a je s t zw iązkiem w yjątk o w o

T a b e l a I . Zawartość dieldryny, aldryny, endryny, izodryny oraz endosulfanu 1 i 2 w rybach z Z atoki Gdańskiej (ng/g masy m okrej) Dieldrin, aldrin, endrin, isodrin, and endosulfan 1 and 2 content o f fish in the G ulf o f Gdańsk (ng/g wet weight)

* Liczba próbek i liczba ryb (w nawiasie)

j^ r 2 In se k ty cy d y cyk lo d ie n o we w ry b a c h

trw ałym w śro d o w isk u , a p o n a d to je s t to n ajsilniej toksyczna su b sta n c ja sp o ś ró d p esty ­ cydów ch lo ro o rg a n ic z n y c h . O d w ielu la t d ie ld ry n a sk aża tra n y b ałty ck ie (za n o to w an y ro z stę p stę ż e ń w ynosi 160-410 ng/g) [9, 12], a z a te m pestycyd te n je s t ta k ż e o b e c n y w ja d a ln y c h w ą tro b a c h dorszow ych. W p rz e tw o ra c h z w ątro b y d o rszy bałty ck ich takich ja k „ W ą tró b k a ry b n a p o k a u k a s k u ” (1990) d ie ld ry n ę w ykryw ano w s tę ż e n iu o d 50 do 60 ng/g p r o d u k tu [10]. W sa d le szereg u g a tu n k ó w zw ie rząt rzeźnych w P o lsce d ie ld ry n a w y stę p u je w z n a c z n ie m niejszym stę ż e n iu niż w tra n a c h czy rybach bałty ck ich - o d < 1 d o 6,1 ng/g m .l., a nie w ykryto dield ry n y ( < 1 ng/g m .l.) w sa d le zw ierzyny ło w n ej - s a rn a c h je le n ia c h i d zik ac h [8]. W y m ien io n e d a n e w skazują, ż e d ie ld ry n a , ja k k o lw iek w m ałym stę ż e n iu , p o z o s ta je ja k d o tą d stałym sk ła d n ik ie m p o ży w ien ia P o lak ó w . D ie l­ d ry n ę, o b o k w ielu innych pestycydów c h lo ro o rg an icz n y ch [20], w ykryto w m ałym s tę ż e ­ niu ta k ż e w tk a n c e tłuszczow ej P o lak ó w ( d a n e n ie o p u b lik o w a n e ).

T ru d n o byłoby p rzypuszczać, że w ażnym ź ró d łe m p o z o sta ło śc i d ie ld ry n y o b ec n ej w m ałym stę ż e n iu w tk a n c e tłuszczow ej zw ie rząt rzeźnych, a w n ie c o w iększym w ry­ b ac h w P o lsce je s t m in io n a i z a ra z e m b a rd z o o d le g ła w czasie h isto ria s to s o w a n ia na n ie w ielk ą sk a lę ta k dield ry n y ja k i aldryny w k raju . P o z a ry b am i z Z a to k i G d a ń sk ie j o b e c n o ść dield ry n y o s ta tn io w y k az an o ta k ż e w p o d p o w ierz ch n io w y ch p ró b k a c h p la n ­ k to n u p o b ra n e g o w k rań c o w o odległych o d sie b ie m iejscach n a o b rz e ż u P olsk iej S trefy W yłączności E k o n o m ic z n e j n a M o rzu B ałtyckim [11], co w yraźnie w sk a z u je n a fakt n a n o s z e n ia w sp ó łc ze śn ie dield ry n y d o B ałtyku d ro g ą atm o sfe ry c z n ą . Ja k k o lw ie k ź ró d łe m d ie ld ry n y w a tm o sfe rz e , p o za tym i p rz y p a d k a m i kiedy d ie ld ry n a lub a ld ry n a są je szc ze sto so w a n e w za b ie g a c h a g ro te ch n ic zn y c h , m o ż e być zan ie cz y szc zo n a g le b a głów ny m agazyn pestycydów c h lo ro o rg an icz n y ch w e k o sy stem ac h lądow ych. G le b a byw a z a ra z e m ok reso w y m m a g az y n em pestycydów c h lo ro o rg a n ic z n y c h i w z a le żn o śc i o d w aru n k ó w k lim atycznych czynnym je szc ze p rz e z w iele lat o d o s ta tn ie g o p rz y p a d k u z a sto so w a n ia o k re ślo n e j su b stan cji w a g ro te c h n ic e - od g azo w y w an ie d o a tm o sfe ry o ra z w m niejszym s to p n iu w ym yw anie z h u m u se m i d ro b in a m i gleby d o spływ ających w ód p o w ierzchniow ych.

T o le ra n c ję d la p o zo stało ści dield ry n y (p lu s aldryny) w rybach i p rz e tw o ra c h rybnych w Szw ecji u sta lo n o n a 100 ng/g p r o d u k tu [17]. W tym św ietle - przy p rz e c ię tn ie w iększym spożyciu ryb i p rze tw o ró w rybnych w Szw ecji niż w P o lsce, s tę ż e n ia d ie ld ry n y z a n o to w a n e w rybach w Z a to c e G d a ń sk ie j w tej p racy nie b u d z ą sp ecjaln y ch z a s tr z e ­ żeń . S tę ż e n ia dield ry n y p rz e k ra c z a ją c e w y m ie n io n ą w ielkość to le ra n c ji o d n o to w y w a n o w e w szystkich p rz y p a d k a c h w tra n a c h b ałtyckich p ro d u k o w a n y c h w P o lsce w la tac h 1971-1989, a ta k ż e w tra n a c h z N orw egii (190 ng/g), z A nglii (130 ng/g) i Islan d ii (9 0 -1 3 0 ng/g) sp ro w ad za n y ch d o P olski [9, 12]. T rw a łe zw iązki h a lo g e n o o rg a n ic z n e sk a ża jąc e śro d o w isk o n a tu ra ln e i m ig ru ją ce d o żyw ności o ra z leków h o m e o p a ty c z n y c h to tru cizn y śro d o w isk o w e, któ ry m p rzypisuje się d z ia ła n ie ra k o tw ó rc z e (n ie k tó ry m z nich ta k ie d z ia ła n ie u d o w o d n io n o ) o ra z w pływ za k łó cający w y d zie la n e w e w n ę trz n e (e g z o e stro g e n y ). I m p o rto w a n e tra n y lecznicze w inny być w o ln e o d trw ałych i to k sy ­ cznych k se n o b io ty k ó w h a lo g en o o rg an ic zn y c h (sp e c ja ln ie oczy szczo n e), a ich ja k o ś ć p o d k ą te m p o zo stało ści su b stan cji skażających śro d o w isk o m o rsk ie k o n tro lo w a n a i g w a ra n ­ to w an a .

Insektycydy cyklodienowe w rybach 137

j . F a l a n d y s z , B . S t r a n d b e r g , L . S t r a n d b e r g , P . - А . B e r g q v i s t , С. R a p p e

D IELD R IN , ALDR IN , E N D R IN , ISOD RIN, EN D O SULFA N 1 AN D 2 ON FISH IN T H E G U LF O F GDAŃSK

Summary

The residues o f dieldrin, aldrin, endrin, isodrin, endosulfan 1 and 2 has been determ ined in a several species of fish caught in the G ulf of Gdańsk in 1992. The m ethod of m easurem ent was capillary gas chrom atograph and low resolution mass spectrometry (HR G C/LRM S) after a nondestructive extraction and clean-up step with a further fractionation of the extract on Florisil column. A part from dieldrin no other cyclodiene pesticides studied were found in fishes in detectable amounts, and for dieldrin concentrations ranged from 0.84 to 6.6 ng/g wet weight.

PIŚM IENNICTW O

1. Barrie L A ., Gregor D., Hargrave B., Lake R., Muir D., Shearer R., Tracey B., Bidleman T.F.: Arctic contaminants: sources, occurrence and pathways. Sci. Total Environ. 1992, 122, 1. 2. Bidleman T.F., Patton G.W., Hinckley D.A., Walla M.D., Cothan W.E., Hargrave B.T.:

C hlorinated pesticides and polychlorinated biphenyls in the atm osphere of the Canadian Arctic. W Long range transport of pesticides. D A . Kurtz (red.). Lewis Publ., Chelsea, Michigan. 1990, 347.

3. Byrdy S., Górecki К , Łaszcz Е л Pestycydy, PWRiL, Warszawa, 1976.

4. Chlordane, heptachlor, aldrin and dieldrin. Technical support docum ent. U.S. Environm en­ tal Protection Agency, Office o f Pesticide Programs, Washington, DC, 1987.

5. CEC, C riteria (dose/effect relationships) for organochlorine pesticides. Commission of the E uropean Communities. Pergam on Press, Oxford, 1981.

6. Dąbrowski J., Silowiecki A ., Heinisch E., Wenzel-KIein S.: Anwendung chlororganischer Pestizide in Polen und hieraus entstehende okologisch-chemische und okotoxikologische Folgen. W Schadstoffatlas O steuropa. Okologisch-chemische und okotoxikologische Fal- lstudien uber organische Spurenstoffe und Schwermetalle in O st-M itteleuropa. E. Heinisch, A. Kettrup, S. Wenzel-KIein (red.). Ecomed, Landsberg am Lech, 1994.

7. Duggin G . Cyclodiene use in Australia. R eport of the Chairman of the National Health and Medical Research Council Working Party. National Health and Medical Research Council, Canberra, 1992.

8. Falandysz J., Kannan K : Organochlorine pesticide and polychlorinated biphenyl residues in slaughtered and game animal fats from the northern part of Poland. Z. Lebensm. U nters. Forsch. 1992, 195, 17.

9. Falandysz J., Kannan K , Tanabe S., Tatsukawa R.: Organochlorine pesticides and polychlo­ rinated biphenyls in cod-liver oils: North Atlantic, Norwegian Sea, North Sea and Baltic Sea. Ambio, 1994, 23, 288.

10. Falandysz J., Kannan K , Tanabe S., Tatsukawa R.: Persistent organochlorine residues in canned cod-livers of the southern Baltic origin. Bull. Environ. Contam. Toxicol., 1993, 50, 929.

U . Falandysz J., Strandberg B., Strandberg L., Bergqvist P.-А., Rappe C.: Concentrations and spatial distribution of chlordanes and some other cyclodiene pesticides in Baltic plankton. Sci. Total Environ. 1998, 215, 253.

12. Kannan K , Falandysz J., Yamashita N., Tanabe S., Tatsukawa R.: Tem poral trends of organochlorine concentrations in cod-liver oil from the southern Baltic proper, 1971-1989. Mar. Pollut. Bull. 1992, 24, 358.

138 J. Falandysz i in.

14. Menzie C.M.: Metabolism of pesticides. Bureau of Sport Fisheries and Wildlife. Special Scientific Report-W ildlife No. 127, W ashington, D.C., July 1969.

15. Newton I., Asher A..: Long-term trends in organochlorine and mercury residues in some predatory birds in Britain. Environ. Pollut. 1993, 79, 143.

16. Schmitt C.J., Zajicek J.L., Ribick, M.A.: National Pesticide M onitoring Program: Residues of organochlorine chemicals in freshwater fish, 1980-81. Arch. Environ. Contam. Toxicol. 1985, 14, 225.

17. Swedish food regulations: Foreign substances in food. Swedish National Food A dm inistra­ tion. SLV PS 1983.

18. Strandberg B., Strandberg L., van Bavel B., Bergqvist P.-А., Broman D., Falandysz J., N a f C., Papakosta O., R olff C., Rappe C.: Concentrations and spatial variations of cyclodienes and other organochlorines in herring and perch from the Baltic Sea. Sci. Total Environ. 1998, 215, 69.

19. Strandberg B, Bergqvist P-А, Rappe C.: Dialysis with sem iperm eable m em branes as an efficient lipid removal m ethod in the analysis of bioaccumulative chemicals. Anal. Chem. 1998, 70, 526.

20. Tanabe S., Falandysz J., Higaki Т., Kannan K., Tatsukawa R.: Polychlorinated biphenyl and organochlorine insecticide residues in hum an adipose tissue in Poland. Environ. Pollut. 1993, 79, 45.

21. White-Stevens R. \ Pestycydy w środowisku. PWRiL, Warszawa, 1977.

22. Wallance J.C., Brzuzy L.P., Simonich S.L., Vtsscher S.M., Hites R.A.: Case study of organo­ chlorine pesticides in the indoor air of a home. Environ. Sci. Technol. 1996, 30, 2715. 23. Z ook DR, Buser H R, Bergqvist P-А, Rappe C, Olsson M.\ Detection o f tris(chlorophenyl)

m ethane and tris(4-chloropnenyl) m ethanol in ringed seal (Phoca hispida) from the Baltic Sea. Ambio, 1992, 21, 55.