R O CZN . PZ H , 2000, 51, N R 1, 7-13
JE R Z Y F A L A N D Y S Z L I D I A ST RA N D B E R G 1, TAD EU SZ M IZ E R A 2, E LŻ B IE T A K A LISIŃ SK A 3
S K A Ż E N IE B IE L IK Ó W Z W IĄ Z K A M I C H L O R O O R G A N I C Z N Y M I W P O L S C E *
T H E CO N TA M INATION O F W H ITE-TA ILED SEA EA GLES W ITH O R G A N O C H LO R IN ES IN POLAND
Zakład Chemii Środowiska i Ekotoksykologii, Uniwersytet Gdański,
80-952 Gdańsk, ul. Sobieskiego 18, Kierownik: prof. dr hab. J. Falandysz 2^ K atedra Zoologii, Akademia Rolnicza, 60-625 Poznań, al. Wojska Polskiego 71c
Kierownik: prof, dr hab. A. Bereszyński 3) K atedra Zoologii, Akademia Rolnicza,
71-466 Szczecin, ul. D oktora Judyma 20 Kierownik: dr hab. E. Kalisińska
Przedstawiono wyniki oznaczeń stężenia pozostałości trwałych, lipofilnych i toksycznych związków chloroorganicznych (PCBs, DDTs, HCHs, HCBz, PCBz, CHLs, aldryna, dieldryna, endryna, izodryna, endosulfan I i 2, mireks, TCPM-H i TCPM-OH) w tkance mięśniowej bielików padłych na terenie Polski w latach 1991-1996 oraz w obumarłym jaju bielika z 1995 r.
W P olsce ta k ja k i w innych k raja ch n ad b a łty c k ic h w la ta c h 1950-1970 m ia ł m iejsce m ały su k ces gniazdow y, a je d n o c z e śn ie zm n iejsze n ie się liczebności p o p u la c ji bielików gnieżdżących się w re jo n ie w ybrzeża B ałtyku. W k ra ju sto p n io w e p o w ięk sza n ie się liczebności b ielików o d n o to w a n o n a p rz e ło m ie la t 1970/1980. U p ro g u lat 90-tych sz ac u n k o w a liczba p a r w yniosła 21 0 -2 4 0 , a w ro k u 1998 d o lic z o n o się n ie m a l 500 p a r b ielików [13, 14]. P o m im o d o b re g o sukcesu gn iazd o w eg o i p o w ięk sza n ia się p o p u la cji b ielików w k ra ju w o sta tn ic h la ta c h , to sp o śró d p a r g nieżdżących się n ad Z a le w e m Szczecińskim sz ereg ju ż od w ielu lat nie m a sukcesu g n iazd o w eg o . W Szwecji i N o r wegii u kilku „ sta ry c h ” p a r b ielików gnieżdżących się n a d B ałtykiem i M o rze m P ó łn o c nym ta k ż e ju ż o d w ielu lat nie o d n o to w a n o su k cesu g n ia zd o w eg o [11, 12, 16]. O b s e r w ow ane z a b u rz e n ia w re p ro d u k c ji i o k reso w e z m n iejsze n ie się liczebności b ielików w re jo n ie w ybrzeży B ałtyku i M o rz a P ó łn o c n e g o m. in. w y tłu m a cz o n o sk a ż e n ie m ś ro d ow iska D D T i je g o m e ta b o lita m i ( p ,p ’- D D T , o ,p '-D D T , p , p ’-D D D , o ,/;’-D D D , p , p ’- D D E , o ,p ’- D D E i /?,/?’-D D M U ; D D T s ), polich lo ro w an y m i bifen y lam i (P C B s), a p o
8 J. Falandysz i in. N r 1
części ta k ż e innym i k se n o b io ty k a m i h a lo g en o o rg an ic zn y m i w p ro w a d zo n y m i p rz e z cz ło w iek a d o śro d o w isk a n a tu ra ln e g o .
W tej p rac y p rz e d sta w io n o w yniki b a d a ń sto p n ia sk a ż e n ia p o z o s ta ło śc ia m i ksen o - b io ty k ó w c h lo ro o rg a n ic z n y c h bielików , k tó re p ad ły w części p ó łn o c n o -z a c h o d n ie j i z a c h o d n ie j P olski w la ta c h 1991-1996 o ra z w niew yklutym ja ju b ielika.
M A TERIA Ł I M ETODYKA
Tusze bielików otrzymane do badania pochodziły z wyspy Wolin i jej okolic, Puszczy Wkrzań- skiej oraz woj. pilskiego, zielonogórskiego i wrocławskiego (tab. I). Matrycą wyselekcjonowaną do analizy były mięśnie piersiowe. Zakres oznaczeń obejmował takie syntetyczne związki chlo- roorganiczne jak: DDTs (p,p’- DDT, o ,p’-D D T, p ,p ’-DDD, o,p’-DD D , p ,p ’-D D E, o ,p ’-D D E i p,/?’-D D M U ); PCBs; izomer a , p i у heksachlorocykloheksanu (HCH; HCHs); HCBz (heksa- chlorobenzen); PCBz (pentachlorobenzen); związki z grupy chlordanu (CHLs; cis-i trans-chlor dan, си -i fra/u-nonachlor, oksychlordan, heptachlor, epoksyd heptachloru, MC-5, MC-6 i U82); dieldryna; aldryna; endryna; izodryna; endosulfan 1; endosulfan 2; mireks; fm (4-chloro- fenylojmetan (TCPM -H) i fm(4-chlorofenylo)m etanol (TCPM -OH).
Sposób przygotowania próbek łącznie z opisem metody ekstrakcji, oczyszczania i frakcjono wania wyciągu, rozdziału oznaczanych związków w kolumnie kapilarnej chrom atografu gazowego (H R G C ) oraz ich detekcji, identyfikacji i interpretacji ilościowej chrom atogram u z zastosowa niem niskorozdzielczej spektrom etrii mas (LRM S) przedstawiono w innych pracach [3, 7, 17, 18]. Informacje o składzie i stężeniu polichlorowanych naftalenów (PCNs), dioksyn (PC DD s), furanów (PCDFs) i CHLs w tkankach i narządach kilku bielików spośród okazów omawianych w tej pracy przedstawiono w innych opracowaniach [3, 7, 17].
WYNIKI I ICH O M Ó W IEN IE
W m ię śn ia ch piersiow ych bielików o ra z w ja ju w ykryto w iększość sp o śró d o z n a c z a nych zw iązków . W ż a d n e j z p ró b e k nie w yk azan o p o zo stało ści aldryny, en d ry n y , izodryny, e n d o s u lfa n u 1 i e n d o s u la fa n u 2 (tab . I). Z w iąz k am i d o m in u jąc y m i w ciele bielik ó w były P C B s i D D T s. B ieliki ż e ru ją c e w re jo n ie w ybrzeża B ałtyku i Z alew u S zczeciń sk ieg o w p o ró w n a n iu z o k az am i ze śró d ląd o w y c h te re n ó w lęgow ych c e c h u je w zg lę d n ie w iększe sk a ż e n ie P C B s niż D D T s. W y m ie n io n a ró żn ica w ynika z w ięk sze g o sk a ż e n ia P C B s niż D D T s śro d o w isk a B ałtyku w la tac h 1980-1990 z je d n e j stro n y , a d o m in a cji D D T s w sło d k o w o d n y ch ła ń c u c h a c h zależn o ści troficznych w P o lsc e z d r u giej. D u ż a ró żn ic a w w ielkości ilo razu P C B s/D D T s p o m ię d zy b ie lik a m i gn ieżd żący m i się n a d B ałtykiem i Z a le w e m S zczecińskim (P C B s/D D T s o d 1,0 d o 7,5), a tym i z głębi lą d u (P C B s/D D T s < 1,0), p ozw ala n a ro z ró ż n ie n ie o b u p o p u la cji z w y k o rz y sta n iem tych dw u su b stan cji ja k o zn aczn ik ó w chem icznych. W zależn o ści o d su ro w o ści zim y w iększość lub p ra k ty c z n ie w szystkie p o lsk ie bieliki zim u ją w re jo n ie u jścia O d ry , W a rty o ra z W isły. Z a te m , okreso w y p o b y t n a d m o rze m bielików p o ch o d z ąc y ch z e ś r ó d lą d o wych m iejsc g n ia z d o w a n ia w k raju m o że n ie co z m ie n ia ć w ielkość ilo ra zu ze stę ż e ń P C B s/D D T s w ciele tych ptaków .
H C H s, H C B z, P C B z, C H L s, d ie ld ry n a, m irek s, T C P M -H i T C P M - O H są o b e c n e w ciele b ielików w P olsce w z n a cz n ie m niejszym stę ż e n iu niż P C B s czy D D T s. B a d a ją c bieliki w tej p rac y p o raz pierw szy w yk azan o sk a ż e n ie m atrycy środ o w isk o w ej z o b sz a ru Polski p o zo sta ło śc ia m i m ire k su . P o lic h lo ro w a n e bifenyle i D D T s w b a r d z o dużym stę ż e n iu w y k az an o w m ię śn ia ch piersiow ych kilku sp o śró d z b a d an y c h bielik ó w o ra z w jed y n y m zb a d a n y m niew yklutym ja ju (tab . I). W ta b e li II z e sta w io n o d o s tę p n e d a n e
10 J. Falandysz i in. N r 1
T a b e l a I I . Stężenia pozostałości DDTs i PCBs w mięśniach piersiowych pojedynczych okazów bielików z rejonu Zatoki Pomorskiej i Zalewu Szczecińskiego padtych w latach 1981-1995 oraz w jajach bielika
Residue concentrations o f DDTs and PCBs in breast muscles of the single specimens of white-tailed sea eagles from the area of the Pom eranian Bay and Firth of Szczecin found dead in 1981-1995 and in eggs of white-tailed sea eagles
Z a to k i P o m o rsk ie j i Z alew u S zczecińskiego z lat 1981-1995 [1, 2, 4 -6 , 8 -1 0 ].
S p o śró d d o ro sły ch b ielików zn a d Z a to k i P o m o rsk iej i Z alew u S zczeciń sk ieg o p a d - fych w la ta c h 1981-1995 kilka cech o w a ło b a rd z o d u ż e sk a ż e n ie P C B s i D D T s. N a g ro m a d z a n ie m .in. P C B s i D D T s d o dużych stę ż e ń w ciele sam ic b ie lik a d e te rm in u je o b e c n o ść tych zw iązków w dużym stę że n iu w ja ja c h i b e z p o ś re d n io p ro w a d zi d o o b n i ż e n ia lub z a h a m o w a n ia re p ro d u k c ji (m ały sukces gniazdow y lub je g o b ra k ) f 12, 15, 16]. S tę ż e n ia ta k P C B s ja k i D D T s w tk a n c e m ięśniow ej n ie k tó ry ch sp o śró d zb a d a n y c h b ielików (tab . II) były ta k d u że , że m ogły w yw ołać z a tru c ie n e u ro to k sy c z n e w m ia rę sp a la n ia d e p o z y tu lipidów u stro ju . W p rzy p a d k u w pływu n eu ro to k sy c z n e g o D D T s i P C B s synergizm m o ż e w ykazyw ać c o n a jm n iej d ie ld ry n a, a p rzy p u sz cz aln ie ta k ż e i in n e c h lo ro o rg a n ic z n e pestycydy cyklo d ien o w e o ra z p o z o s ta łe trw ałe zw iązki h a lo g e n o o r- g an ic z n e sk a ża jąc e śro d o w isk o . B rak lub m ały su k ces gniazdow y w śró d n ie k tó ry c h „ sta ry c h ” p a r bielik ó w gnieżd żący ch się n a d Z a le w e m S zczecińskim m o ż n a tłu m aczy ć dużym sk a ż e n ie m tych p ta k ó w c o n a jm n iej P C B s i D D T s. S tę ż e n ie krytyczne p ,p - D D E
Skażenie bielików związkami chloroorganicznymi 11
w jajach bielików określono na 25 jj.g/g masy m okrej, a w przypadku bielików am ery kańskich na 12 (j.g/g m. m., cyt. za [16]. W zbadanych jajach (tab. II) stężenie D D T s jest zbliżone lub większe niż sugerow ane krytyczne stężenie p ,p -D D E . N a podstaw ie wykazanego, dużego skażenia D D T s, PCBs i innymi związkami chloroorganicznym i jaj i m ięśni piersiowych oraz przytoczonym i wielkościami krytycznymi stężenia D D E m oż na sugerować, że wym ienione ksenobiotyki są odpow iedzialne za obserw ow any jeszcze mały sukces gniazdowy u niektórych p ar bielików. Niem niej, duży w zrost liczebności bielików w Polsce w ciągu ostatnich 20 lat wskazuje, że związki takie jak PCBs i D D T s nie m ają obecnie wpływu na zdolność reprodukcyjną tych ptaków na poziom ie całej populacji bielików w Polsce.
M łode bieliki, pochodzące z teren u M azur lub z niektórych innych śródlądowych obszarów lęgowych w kraju bez problem u zajm ują opuszczone rewiry i zastępują „stare”, pojedyncze okazy lub pary ptaków z rejonu Z atoki Pom orskiej i Zalew u Szczecińskiego - padłe m. in. w wyniku skażenia PCBs czy D D Ts. Z danych zestaw io nych w tabeli II m ożna wnosić, że dorosłe bieliki znad Z atoki Pom orskiej i Zalew u Szczecińskiego na przestrzeni lat 1981-1995 (tab. II) wykazują coraz m niejsze skażenie pozostałościam i tak PCBs jak i D D Ts.
W ydaje się, że w latach 90-tych D D T nie był już produkow any i stosowany w ja kimkolwiek kraju europejskim (np. w R um uni był produkow any i stosowany co najm niej do 1985; w niektórych republikach byłego Z S R R co najm niej do roku 1986, a w U zbekistanie zużyto > 70000 ton w latach 1970-1983), cyt. za [8]. Z atem , naw et w przypadku okresow ego stosow ania D D T gdzieniegdzie na półkuli północnej, ale daleko poza E uropą, i w konsekwencji nieuniknonego nanoszenia i deponow ania D D T s drogą atm osferyczną na pow ierzchni lądu i wód powierzchniowych m. in. w Pol sce oraz w M orzu Bałtyckim, to skażenie D D T s i oddziaływanie tych związków w n a szym rejonie św iata silnie zm alało w ciągu ostatnich 20-30 lat.
Podziękow anie: A utorzy dziękują inż. Bogdanowi Jakuczynowi z Dyrekcji W olińskie go P arku N arodow ego oraz członkom K om itetu O chrony O rłów (K O O ) za w ieloletnią pom oc i dostarczany m ateriał do badań.
J . F a l a n d y s z , L. S t r a n d b e r g , T . M i z e r a , E . K a l i s i ń s k a T H E CO N TA M IN A TIO N O F W H ITE-TA ILED SEA EAGLES W ITH
O R G A N O C H LO R IN ES IN POLAND
Summary
The residues of PCBs, DDTs, HCHs, HCBz, PCBz, CHLs, aldrin, dieldrin, endrin, isodrin, endosulfan 1, endosulfan 2, mirex, TCPM -H and TCPM -OH were determ ined in breast muscles and an egg of white-tailed sea eagles collected in Poland in 1991-1995. The m ethod of m easurem ent was capillary gas chromatography and low resolution mass spectrom etry (HRGC/LRM S) after a non-destructive extraction, clean-up and fractionation of the sample. Only aldrin, endrin, endosulfan 1 and endosulfan 2 were absent in birds and egg examined. Some of the adult white-tailed sea eagles collected dead from the coastal area of the Baltic Sea still remain relatively high contam inated with organochlorines, and the concentrations of PCBs and D DTs in those birds ranged between 2300-2600 and 490-2000 jag/g lipids, respectively. In dead egg concentration of PCBs was 390 |ig/g lipids (25 ng/g wet weight), while of DD Ts 270 Hg/g lipids (18 |ig/g w.w.).
12 J. Falandysz i in. N r 1
PIŚM IENNICTW O
1. Falandysz J.: Metals and organochlorines in adult and imm ature males of white-tailed eagle. Environm. Conserv. 1986, 13, 69.
2. Falandysz].-. M etals and organochlorones in a female white-tailed eagle from Uznam Island, southwestern Baltic Sea. Environm. Conserv. 1984, 11, 262.
3. Falandysz J., Florek A., Bergqvist P-А., Kulp SE., Strandberg B.} Strandbcrg L., Rappe C., Mizera Т.: PCDDs i PCDFs w tkance mięśniowej i wątrobie bielików. Bromat. Chem. Toksykol. 1996, 26, 407.
4. Falandysz Jakuczun B.: Związki polichlorowe i pierwiastki śladowe w tkankach i na rządach dwóch okazów orła bielika. Bromat. Chem. Toksykol. 1986, 19, 131.
5. Falandysz J., Jakuczun B., Mizera Т.: Metals and organochlorines in four female white-tailed eagles. Mar. Pollut. Bull. 1988, 19, 521.
6. Falandysz J., Król W., Jakuczun B.\ Metale i związki polichlorowe w tkankach i jajach bielika {Haliaeetus albicilla) (L.) oraz w jajach orlika krzykliwego (Aquila pom ańna) (Brem). Bromat. Chem. Toksykol. 1987, 20, 233.
7. Falandysz J., Strandberg L., Kulp SE., Strandberg B., Bergqvist P-А., Rappe C.: C ongener-spe cific analysis of chloronaphthalenes in white-tailed sea eagles Haliaeetus albicilla breeding in Poland. Chem osphere 1996, 33, 51.
8. Falandysz J., Strandberg B., Strandberg L., Rappe C .: Environ. Sci. Technol. 1999, w druku. 9. Falandysz J., Szefer P.: Metals and organochlorines in a specimen of white-tailed eagle.
Environm. Conserv. 1983, 10, 256.
10. Falandysz J., Yamashita N., Tanabe S., Tatsukawa R., Rucińska L., Mizera Т., Jakuczun В.: Congener-specific analysis of polychlorinated biphenyls in white-tailed sea eagles Haliaeetus albicilla collected in Poland. Arch. Environm. Contam. Toxicol. 1994, 26, 13.
11. Falandysz J., Yamashita N., Tanabe S., Tatsukawa R., Mizera Т., Jakuczun B. \ Highly toxic non-ortho-chlorine substituted coplanar PCBs in white-tailed sea eagles Haliaeetus albicilla from Poland. W R aptor Conservation Today. B-U Meyburg, RD Chancellor (red.). W W GBP/The Pica Press, 1994, Berlin-Paris-London, 1994, 725.
12. Helander B.: Mortality and causes of death in Swedish sea-eagles. Sea-eagle Symposium, R unde, W estern Norway 14lh-17lh March, 1996.
13. Helander B., Olsson A., Bignert A., Litzen K , Asplund L, Bergman A .: Abnorm al dehydration in eggs of the white-tailed sea eagle (Haliaeetus albicilla) in Sweden - a persisting effect from high exposure to organochlorines? Organohalogen Compd. 1998, 39, 423.
14. Mizera Т., Szymkiewicz М.: Trends, status and managem ent of the white-tailed sea eagle Haliaeetus albicilla in Poland. Birds of Prey Bulletin 1991, 4, 1.
15. Mizera Т.: The present status of the white-tailed eagle in Poland. W W F W orkshop: „Population development of white-tailed eagle and the situation of environm ental contam i nation on the Baltic coast”. Stolpe, Niemcy, Nov. 22, 1998.
16. Olsson A., Helander B., Bignert A., Litzen K , Asplund L., Bergman A.: Is PCB responsible for embryo toxicity in white-tailed sea eagle (Haliaeetus albicilla) from the Swedish Baltic coast? Organohalogen Compd. 1998, 39, 17.
17. Nygard Т., Skaare J.U.: O rganochlorines and mercury in eggs of white-tailed sea eagles Haliaeetus albicilla in Norway 1974-1994. W Holoarctic Birds of Prey. R.D.Chancellor., B.-U. Meyburg., J.J. F errero (red.). ADENEX-W W GBP, 1998, 501. Berlin, Paris, London. 18. Strandberg L., Falandysz J., Strandberg B., Bergqvist P-А., Florek A., Rappe C., Mizera 71:
Związki z grupy chlordanu w bielikach (Haliaeetus albicilla) z terenu Polski. Bromat. Chem. Toksykol. 1996, 29, 191.
Skażenie bielików związkami chloroorganicznymi 13
19. Strandberg B.} Strandberg L., van Bavel., Bergqvist P.-А., Broman D., Falandysz J., N a f C., Papakosta O., R o lff 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.
