Bioaccumulation of lead and zinc in fishes from Kairiai landfill aquatic ecosystems

Abstract

Heavy metals (HM) present in landfill leachate are the most dangerous pollutants, because they are stable, non-biodegradable and they can migrate from one biological system to another and accumulate in aquatic organisms. Fish are unique organisms capable to uptake and accumulate heavy metals. The aim of this study was to determine lead (Pb) and zinc (Zn) accumulation in body tissues of bentophagous and predatory fishes from Kairiai landfill regional aquatic ecosystem (Švedė Creek and Ginkūnai Pond). The amount of HM in fish organs was established by atomic absorption spectrophotometry. Investigated Pb concentrations in the tissues of fish ranged from 0.725 to 0.173 mg/kg of RM, and Zn concentrations ranged from 92.758 to 5,984 mg/kg of RM. Quantitatively Pb accumulates in the body tissues of bentophagous and predatory fishes by the following sequence: muscle>gills>liver, while Zn accumulates in the body tissues of fishes in this way: gills>liver>muscle. Most of Pb was detected in muscle of bentophagous and predatory fishes from 1 sampling station and muscle of bentophagous fish from 0 sampling station (an average 0.713 mg/kg of RM) and at least in gills of bentophagous fish from 6 sampling station (0.173 mg/kg of RM). Most of Zn was detected in gills of bentophagous fish from 1 sampling station and gills of predatory fish from 0 sampling station (an average 92.475 mg/kg of RM) and at least in muscle of bentophagous and predatory fishes from 4 sampling station. Detected Pb concentrations in muscle were 2.5 times higher than maximum allowable amounts (MAA) in fish and fish products while in gills and liver – 1.7 times higher. Detected Zn concentrations in gills were 1.2 times higher than MAA. Correlation analysis showed a statistically significant negative correlation between Pb and Zn concentration in the tissues of fish and distance to the landfill.

Article in Lithuanian.

Švino ir cinko kaupimasis žuvyse, gyvenančiose Kairių sąvartyno vandens ekosistemose

Santrauka 

Sąvartyno filtrate esantys sunkieji metalai (SM) – pavojingiausi teršalai, nes yra stabilūs, ilgai nesuyra, todėl migruoja ekosistemose ir kaupiasi organizmuose. Žuvys pasižymi geromis sunkiųjų metalų akumuliacinėmis savybėmis, šie jų organizme sugeba išlikti ilgam. Tyrimo tikslas – nustatyti švino (Pb) ir cinko (Zn) kaupimąsi plėšriųjų ir bentofaginių žuvų, gyvenančių vandens ekosistemose šalia Šiaulių regiono Kairių sąvartyno (Švedės upelyje ir Ginkūnų tvenkinyje), audiniuose. SM kiekis žuvų audiniuose nustatytas atominės absorbcijos spektrofotometriniu būdu. Tirtų žuvų audiniuose Pb koncentracijos svyravo nuo 0,725 iki 0,173 mg/kg ž. m., o Zn nuo 92,758 iki 5,984 mg/kg ž. m. Kiekybiškai Pb bentofaginių ir plėšriųjų žuvų audiniuose kaupiasi tokia seka: raumenys > žiaunos > kepenys, o Zn žuvų audiniuose akumuliuojasi tokia tvarka: žiaunos > kepenys > raumenys. Daugiausiai Pb buvo aptikta 1-os stoties bentofaginių ir plėšriųjų žuvų raumenyse bei 0-ės stoties bentofaginių žuvų raumenyse (vidutiniškai 0,713 mg/kg ž. m.), o mažiausiai 6-os stoties bentofaginių žuvų žiaunose (0,173 mg/kg ž. m.). Didžiausias Zn kiekis nustatytas 1-os st. bentofaginių žuvų žiaunose ir 0-ės stoties plėšriųjų žuvų žiaunose (vidutiniškai 92,475 mg/kg ž. m.), o mažiausias Zn kiekis nustatytas 4-os stoties bentofaginių ir plėšriųjų žuvų raumenyse. Pb kiekis raumenyse vidutiniškai 2,5 karto viršijo didžiausią leidžiamąją koncentraciją (DLK) žuvyse ir žuvies produktuose, o žiaunose ir kepenyse – 1,7 karto. Žuvų žiaunose nustatyta Zn koncentracija vidutiniškai 1,2 karto viršijo DLK. Atlikus koreliacinę analizę nustatytas statistiškai patikimas neigiamas ryšys tarp Pb ir Zn kiekio žuvų audiniuose ir atstumo iki Kairių sąvartyno.

Reikšminiai žodžiai: švinas, cinkas, žuvys, sąvartyno filtratas, bioakumuliacija, hidroekosistemos.

Keyword : lead, zinc, fish, landfill leachate, bioaccumulation, hydroecosystems