Undersökning av abborre i havsfjärdar vid SSAB Tunnplåt AB, Luleå, år 2008

Transkript

1 BILAGA 1 Undersökning av abborre i havsfjärdar vid SSAB Tunnplåt AB, Luleå, år 28 Kil och Uppsala den 3 mars 29 Olof Sangfors Jan Härdig

2 INNEHÅLLSFÖRTECKNING Sammanfattning... 2 Inledning... 3 Omfattning och metodik... 4 Resultat och jämförelser med tidigare studier... 7 Allmänt hälsotillstånd och yttre skador... 7 Morfometriska variabler... 8 Syreupptagningsförmåga Röda blodceller... 9 Immunförsvar Vita blodceller... 9 Leverstruktur och -funktion PAH i galla Tillväxt Könsmognad Metaller Diskussion Slutsatser Referenser

3 Sammanfattning Under hösten år 28 genomfördes en undersökning av abborre i havsfjärdar angränsande till Svartöns industriområde, där SSAB Tunnplåt AB Luleå bedriver sin verksamhet, samt vid ett referensområde i Rånefjärden. Syftet med studien var att belysa eventuell påverkan på fisksamhället från nuvarande utsläpp, hur påverkan förändrats sedan tidigare undersökningar, samt i vilken grad som den förhöjda temperaturen i kylvattnet inverkar på fisken. I närområdet undersöktes fisk från tre stationer: Inre och Yttre Hertsöfjärden samt Svartöviken. Kyl- och avloppsvatten från SSAB avbördas till Inre Hertsöfjärden, som är avskild från Yttre Hertsöfjärden med en fördämning vid mynningen. Sommartid sker ett tillflöde av varmvatten från värmekraftverket LUKAB till Svartöviken, vilken även den är uppdämd i mynningen mot Inre Hertsöfjärden. Undersökningen omfattade en fysiologisk del, där bland annat fiskens hälsotillstånd som kondition, syreupptagningsförmåga, immunförsvar och leverfunktion studerades. En morfologisk del var inriktad på fiskens tillväxt och fortplantning, som könsmognad och gonadtillväxt. Vidare analyserades PAH i gallvätska samt metaller i fiskens vävnader. Resultaten av undersökningen visade bland annat att abborre från Yttre Hertsöfjärden hade ett gott hälsotillstånd och inga nämnvärda skillnader mot referensen Rånefjärden kunde påvisas bland de variabler som studerades. Hos abborren från Inre Hertsöfjärden kunde dock s k fenerosion noteras hos den fisk som förvarats i sump, men ej hos övrig abborre. Samtidigt noterades här viss påverkan på röda blodceller, en ökad förekomst av nekrotiska celler i levern, lägre och möjligen hämmad aktivitet av avgiftningsenzymet EROD samt förhöjda halter av vissa PAH-föreningar i galla. Liknande påverkan har konstaterats vid tidigare undersökningar. Abborren i Svartöviken och Inre Hertsöfjärden hade en högre tillväxt samt en tidigare könsmognad jämfört med Yttre Hertsöfjärden och Rånefjärden. Detta är sannolikt beroende på den uppvärmning som utsläppen av kylvatten ger upphov till. Samtidigt kan det instängda läget i de båda förstnämnda vikarna bidra till olika stressfaktorer för fisken, som har svårt att fly om vattenkvaliteten försämras, liksom att tillgången till lämpliga födoorganismer kan bli begränsad. Möjligen kan detta vara en orsak till varför abborren i Svartöviken och Inre Hertsöfjärden hade relativt mindre gonader (romsäckar) än de från de andra två stationerna. Analyserna av gallvätska visade att halterna av PAH har minskat markant sedan tidigare studier åren 1999 och 22. Vad gäller metaller i abborrlever så indikerade haltnivåerna förekomst av punktkällor för koppar, bly och vanadin i närområdet till Svartöns industriområde. Däremot var kvicksilverhalterna i abborrmuskel högre vid Rånefjärden. Slutsatserna av undersökningen är att fisken i Yttre Hertsöfjärden har ett gott hälsotillstånd och ingen nämnvärd påverkan kunde konstateras. De lägre halterna av PAH i galla tyder på att exponeringen för dessa föroreningar minskat markant de senaste tio åren. De påvisade effekterna i Inre Hertsöfjärden är sannolikt inte enbart beroende på uppvärmning från kylvatten utan bidragande orsaker är troligen tidvis ogynnsam vattenkvalitet. 2

4 Inledning I samband med planerad tillståndsansökan utfördes under hösten år 28 en undersökning av abborre i havsfjärdar angränsande till Svartöns industriområde, där SSAB Tunnplåt AB Luleå bedriver sin verksamhet, samt vid ett referensområde i Rånefjärden. Syftena med undersökningen var: att påvisa eventuell påverkan från nuvarande utsläpp på fisksamhället utanför Gräsörenbron (Yttre Hertsöfjärden). att bedöma om påverkan på fisksamhällena i närliggande vattenområden har förändrats sedan tidigare studier. att belysa i vilken grad tillflöden av varmvatten kan påverka fisken. Abborre används ofta som modellart vid studier av eventuella effekter från industriella utsläpp. Något som komplicerar undersökningar av fisk är dock att denna är kallblodig och fysiologin varierar naturligt beroende på en rad faktorer som klimat, årstid och livscykel. Av denna anledning finns sällan några normalvärden för fysiologiska variabler, som det gör för varmblodiga djur och till exempel för människor vid läkarundersökning. Studier av fisk brukar därför vara inriktade på avvikelser mellan aktuellt område och ett referensområde, där undersökning sker samtidigt på likartad sätt. Genom dessa förhållanden är det också svårt att jämföra resultat i absoluta tal mellan undersökningar utförda under olika år. I föreliggande utredning undersöktes fiskens fysiologiska hälsotillstånd samt tillväxt och könsmognad. Vidare bestämdes aktivitet av avgiftningsenzymet EROD, samt halter av PAH (polyaromatiska kolväten) och metaller i fiskens vävnader. Tidigare har liknande undersökningar utförts i de aktuella områdena, de senaste år 22 (Grotell 23; Nilsson et al. 23; Perä & Nilsson 23). 3

5 Omfattning och metodik Fältarbetet genomfördes från 25 augusti till 6 september år 28 vid totalt fyra stationer: Svartöviken, Inre Hertsöfjärden, Yttre Hertsöfjärden och Rånefjärden (figur 1). Kyl- och processavloppsvatten från SSAB Tunnplåt AB avbördas till Inre Hertsöfjärden, som är avskild från Yttre Hertsöfjärden med en fördämning vid mynningen. Vattenflödet uppgår till storleksordningen 6-7 m 3 /timme och vattenomsättningen i Inre Hertsöfjärden är till största delen beroende av detta, då större naturliga tillflöden saknas. Sommartid sker även från värmekraftverket LUKAB ett tillflöde av varmvatten på upp till 75 m 3 /timme, som avbördas till Svartöviken, vilken även den är uppdämd i mynningen. Provtagningen i Yttre Hertsöfjärden avsåg att klarlägga om fisksamhället utanför Gräsörenbron påverkas av nuvarande utsläpp av kyl- och avloppsvatten från SSAB. I Inre Hertsöfjärden har påverkan på fisk konstaterats vid tidigare undersökningar och föreliggande provtagning utfördes för att påvisa om sådan påverkan fortfarande föreligger. Provtagningen i Svartöviken avsåg att belysa effekter av varmvattenutsläpp. För jämförelser eller referens provtogs även fisk från Rånefjärden, som även utgjort referens vid andra regionala och nationella undersökningar. Abborrfisket utfördes med mjärdar och nät, omväxlande vid de fyra lokalerna, av Olof Sangfors (arbetsledning) och Dag Hjelte (yrkesfiskare), med assistans av Peter Johansson och Lasse Nordström (SSAB). 4

6 Svartöviken Inre Hertsöfjärden Yttre Hertsöfjärden Rånefjärden Figur 1. Fyra provtagningsstationer för abborre vid undersökningen år 28. 5

7 För den fysiologiska undersökningen insamlades ett 5-tal abborrar från vartdera området. Dessa fiskar förvarades levande i sumpar fram till provtagningen, omkring fyra dygn senare, så att tillräckligt med galla skulle bildas i fiskarnas gallblåsa. Provtagningen av abborrarna utfördes under perioden 3/9-6/9 28 av Jan Härdig. Målsättningen var att undersöka 25 abborrhonor i storleksklassen cm från respektive område, men från Svartöviken erhölls endast 15 godkända fiskar. Den fysiologiska provtagningen genomfördes enligt standardiserad metodik (Larsson et al. 2, Naturvårdsverkets Allmänna Råd 94:2 och Rapport 4695). Analyserna utfördes av Jan Härdig, förutom de där annat nämns nedan. Blodprover uttogs för räkning av röda och vita blodceller samt hemoglobinanalys. Gallvätska från omkring fem fiskar uttogs och slogs samman till ett samlingsprov för analys av PAH (Polyaromatiska kolväten). Proverna med galla frystes på kolsyrais och fem samlingsprov analyserades senare per station av Firma Sebastian von Schoultz, Åbo. Prover av lever togs ut och frystes direkt i flytande kväve (-196 C) för senare analys av ERODaktivitet, som utfördes av Zoofysiologiska avdelningen, Göteborgs universitet. Ytterligare en bit av levern fixerades i 4 % fosfatbuffrad formalin för senare snittning och mikroskopisk undersökning av levervävnad. Vidare utfördes en rad morfologiska mätningar av längd och vikt av olika organ. Energilagringen indikerades genom beräkning av konditionsfaktor (Cf; (vikt i g) x 1/(totallängd i cm) 3 ), leversomatiskt index (LSI; leverns vikt i % av somatisk vikt) samt graden av vakuolisering av levern. Slutligen gjordes även en okulärbesiktning av abborren, där framför allt hud, gälar, fenor och inre organ kontrollerades med avseende på förekomst av makroskopiska parasiter samt kliniska symptom på sjukdomar. I samband med besiktningen uttogs även prover från fem abborrfenor från Inre Hertsöfjärden för bakteriologisk odling och typning av specifika sjukdomsalstrande bakterier. Odlingen gjordes på standardmedium vid Statens Veterinärmedicinska Anstalt (SVA). Från samma lokal utfördes även en histologisk undersökning av gälar från tre slumpvis valda fiskar. En centimeter stor del av andra gälbågen klipptes ut och fixerades i formalin. De fixerade gälbågarna snittades och färgades med haematoxylin/eosin enligt standard metodik vid SVA. För den morfologiska studien, som avsåg att belysa reproduktionsförmåga och tillväxt, insamlades ett större antal abborrar vid tre av de fyra stationerna (ej Svartöviken). Abborrarna frystes direkt efter fångst och behölls i detta tillstånd framtill dissekeringen av fisken i laboratoriet. Målsättningen var att insamla ett 8-tal abborrar i de fem olika längdklasserna: 14 (12,6 15, cm), 16 (15,1 17,5 cm), 19 (17,6 2, cm), 21 (2,1 22,5 cm) och 24 (22,6 25, cm), för att därmed erhålla omkring 4 honor i respektive längdklass och station. Detta lyckades inte helt för samtliga storleksklasser och stationer, vilket redovisas nedan. Vid genomgången av fisken på laboratoriet, som utfördes av Jan Härdig, 6

8 halvtinades abborren innan längd och totalvikt bestämdes, varefter den öppnades och levern plockades ur och vägdes. Därefter avlägsnades magoch tarmpaketet, varefter könet registrerades och gonaden (könsorganet) plockades ur och vägdes. Slutligen när alla inälvor avlägsnats bestämdes den somatiska vikten (muskelvikten). Vidare dissekerades hörselstenen (otoliten) fram för bestämning av ålder genom att räkna antalet årsringar under mikroskop (Thoresson 1996). Tillväxten beräknades som relationen mellan längd och ålder vid fångsten. För kontroll av fortplantningsfunktionen beräknades andelen könsmogna fiskar i olika längdklasser och ålder samt gonadsomatiskt index (GSI; könsorganens vikt i % av somatisk vikt), vilket ger en uppfattning om eventuell försenad könsmognad hos fisken. Slutligen insamlades lever för bestämning av metaller samt ryggmuskelprover för bestämning av kvicksilver från tio abborrhonor per station, och där analyserna utfördes av Meana Konsult AB, Uppsala. Resultat och jämförelser med tidigare studier Sammanlagt studerades över 7 abborrar vid undersökningen. Samtliga rådata redovisas i Bilaga 1 (excel-format). Allmänt hälsotillstånd och yttre skador De flesta fiskarna var tillsynes vid god hälsa utan några nämnvärda skador eller sjukdomssymptom. Förekomsten av parasiter (som Trianopholus sp.) var normal vid samtliga stationer. Emellertid konstaterades att många av de abborrar vid Inre Hertsöfjärden som förvarats i sump uppvisade skador eller s k erosion på framförallt stjärt- och bröstfenor. Den bakteriologiska odlingen visade att det endast förekom normala bakterier, som dock kan ge fenerosion då fiskar stressas. Ingen fenerosion kunde påvisas hos de fiskar som frystes direkt efter fångsten, och ej heller hos abborrar som undersöktes levande vid extra fisken i Inre Hertsöfjärden. Tydligen medförde hanteringen av abborren i sump en extra stressfaktor som, tillsammans med övriga påverkande faktorer vid Inre Hertsöfjärden, utlöste denna fenerosion, vilken kan uppträda relativt snabbt (dygn) efter påverkan. Vid provtagningen konstaterades att sumpen hade öppnats och utsatts för viss åverkan, vilket kan ha förvärrat stressen. Den mikroskopiska undersökningen av gälar från Inre Hertsöfjärden kunde inte påvisa några skador, som förtjockning av epitelet eller strukturförändringar i sekundärlamellerna, vilket leder till försämrat syreupptag till blodet. Denna typ av påverkan noterades vid den tidigare undersökningen år 22. 7

9 Morfometriska variabler De undersökta abborrhonorna från Svartöviken var av något mindre storlek än de från övriga stationer, men dessa skillnader var ej signifikanta (tabell 1). Konditionsfaktorn visade att fisken hade normal kroppsbeskaffenhet vid samtliga stationer, men att något lägre värden noterades vid Svartöviken och Inre Hertsöfjärden, jämfört med referensen Rånefjärden, och dessa skillnader var statistiskt signifikanta (t-test av logaritmerade data). Vad gäller leverns relativa storlek (LSI) registrerades signifikant högre värden vid Yttre Hertsöfjärden, jämfört med Rånefjärden, medan lägre LSI noterades i Svartöviken, jämfört med referensen. Gonadernas (romsäckarnas) relativa storlek (GSI) var statistiskt signifikant lägre i Svartöviken jämfört med övriga stationer. Tabell 1. Morfometriska variabler hos abborrhonor från fjärdarna vid SSAB, Luleå samt från referensområdet Rånefjärden år 28 (medelvärden ± 95 %-konfidensintervall). Station Svartöviken Inre Yttre Rånefjärden Hertsöfjärden Hertsöfjärden Antal undersökta fiskar Längd (cm) 24,2 ± 2,5 24,5 ± 1,7 25,3 ± 1,1 25, ±,6 Vikt (g) 162 ± ± ± ± 16 Somatisk vikt (g) 151 ± ± ± ± 14 Konditionsfaktor CF 1, ±,4 1, ±,5 1,1 ±,4 1,1 ±,2 Leversomatiskt index LSI 1, ±,1 1,5 ±,1 1,8 ±,1 1,6 ±,1 Gonadsomatiskt index GSI 1,4 ±,5 3,4 ±,6 4,2 ±,4 4,1 ±,5 8

10 Syreupptagningsförmåga Röda blodceller De röda blodcellerna reflekterar förmågan att transportera syre. Låga värden av dessa variabler kan indikera blodbrist (anemi) eller gälskador medan höga värden kan tyda på ökat syrebehov, stress eller störd osmosreglering. Av de variabler som beskriver syreupptagningsförmågan noterades något högre hematokrit och antal omogna röda blodceller samt något lägre halt hemoglobin i Svartöviken samt Inre och Yttre Hertsöfjärden, jämfört med Rånefjärden (figur 2). Vad gäller mogna röda blodceller registrerades signifikant lägre antal i fisk från Inre Hertsöfjärden jämfört med övriga stationer. År 22 noterades tvärtom högre antal röda blodceller på denna station, jämfört med Yttre Hertsöfjärden och Rånefjärden, medan inga skillnader påvisades för de övriga variablerna. Immunförsvar Vita blodceller Låga antal av vita blodceller kan indikera stress och/eller att immunförsvaret är försvagat. Höga cellantal kan tyda på att immunförsvaret är aktiverat av exempelvis skador, infektioner eller stor förekomst av bakterier i omgivande vatten. För de tre specifika typer av vita blodceller som undersöktes, liksom för totalantalet vita blodceller noterades en likartad bild, nämligen lägre värden vid Inre Hertsöfjärden och Svartöviken, jämfört med de båda andra stationerna (figur 3). Detta kan tyda på viss påverkan av stress vid de båda förstnämnda stationerna men kan även ha orsakats av naturliga faktorer. Då ett omvänt resultat registrerades år 22, där antalet vita blodceller var högre vid Inre och Yttre Hertsöfjärden jämfört med referensen, bedöms de observerade skillnaderna inte påvisa någon påverkan. 9

11 Hematokrit Hemoglobin % mm 2 1,8 1,6 1,4 1,2 1,8,6,4,2 Röda blodceller Omogna röda blodceller antal/ul (*1^6) 2 1,8 1,6 1,4 1,2 1,8,6,4,2 antal/ul (*1^6) 4, 3,5 3, 2,5 2, 1,5 1,,5, Figur 2. Hematokrit, hemoglobin samt mogna och omogna röda blodceller hos abborre från fjärdarna vid SSAB, Luleå samt från referensområdet Rånefjärden år 28 (medelvärden ± 95 %-konfidensintervall). Vita blodceller Lymfocyter 12, 6, 1, 5, antal/ul (*1^8) 8, 6, 4, 2, antal/ul (*1^8) 4, 3, 2, 1,,, Granulocyter Trombocyter 2,5 4, antal/ul (*1^8) 2, 1,5 1,,5 antal/ul (*1^8) 3,5 3, 2,5 2, 1,5 1,,5,, Figur 3. Vita blodceller hos abborre från fjärdarna vid SSAB, Luleå samt från referensområdet Rånefjärden år 28 (medelvärden ± 95 %- konfidensintervall). 1

12 Leverstruktur och -funktion Vid den histopatologiska studien noterades signifikant högre andel av nekrotiserade (döda-döende) leverceller hos abborre från Inre Hertsöfjärden, jämfört med övriga stationer (figur 4). Levrarna från Inre Hertsöfjärden uppvisade även en något diffusare struktur än de från övriga stationer, även om dessa skillnader inte var signifikanta. Graden av vakuolisering var något högre i levrar från Yttre Hertsöfjärden, jämfört med övriga stationer, vilket tolkas som en högre näringsupplagring hos abborren här (figur 4). Näring i form av glykogen och fett lagras i vakuoler i levern. Detta stöds även av den relativt större leverstorleken (LSI) i Yttre Hertsöfjärden, som tidigare redovisats, och indikerar att näringstillgången är god för fisken i denna fjärd. År 22 påvisades liknande resultat vid undersökningen av abborrlevrar från Inre Hertsöfjärden. 11

13 Nekrotiserade leverceller % Vakuoliseringsgrad Figur 4. Andel nekrotiserade (% döda-döende) celler samt vakuoliseringsgrad (skala 1-5, liten-hög vakuoliseringsgrad) i lever hos abborre från fjärdarna vid SSAB, Luleå samt från referensområdet Rånefjärden år 28 (medelvärden ± 95 %-konfidensintervall). 12

14 Ett sätt för fisken att göra sig av med oönskade fettlösliga organiska substanser är att göra dessa mera vattenlösliga så de kan utsöndras från levern via gallan. Ett av enzymerna som är inblandad i denna process är EROD (7-etoxy-resorufin-O-deetylas). Exponeras fisk för vissa organiska substanser kan detta ge en ökad aktivitet av EROD i levern. Å andra sidan kan vissa toxiska/hormonstörande ämnen även ge en hämning av ERODaktiviteten. År 28, liksom år 22, noterades den lägsta aktiviteten av EROD i abborrlever från Inre Hertsöfjärden, medan skillnaderna mellan övriga stationer inte var signifikanta (figur 5). Detta kan möjligen indikera att EROD-aktiviteten är störd eller inhiberad på denna station. EROD nmol/(mg*min),5,4,3,2,1, Svartöv. Inre Hertsöfj. Yttre Hertsöfj. Rånefj. Figur 5. Aktivitet av enzymet EROD i lever hos abborre från fjärdarna vid SSAB, Luleå samt från referensområdet Rånefjärden år 28 (medelvärden ± 95 %-konfidensintervall). 13

15 PAH i galla Polyaromatiska kolväteföreningar (PAH) analyseras i gallvätska då det är via denna väg som dessa substanser kan avsöndras från fisken som ovan beskrivits. Halten i gallvätska ger ett mått på graden av exponering för PAH som fisken är utsatt för, men är inte direkt kopplad till toxiska effekter. Den högsta totalhalten av PAH registrerades i Rånefjärden. Som medelvärde för fem samlingsprov var totalhalten något högre vid Inre Hertsöfjärden men skillnaden var ej signifikant mot Rånefjärden (figur 6). De mängdmässigt mest betydande enskilda substanserna i Inre Hertsöfjärden var fluoranten, fenantren samt benso- och indenopyren (tabell 2). Vid föreliggande undersökning användes lägre detektionsnivåer för PAH (,1-,5 ng/g ts) än vid tidigare studier (år 22:1-5 ng/g ts; år 1999:1-5 ng/g ts). Detta är sannolikt orsaken till varför PAH även kunde detekteras i abborrgalla från Rånefjärden, vilket inte varit fallet tidigare. För vissa substanser uppmättes till och med högre halter (t ex bensoperylen, chrysen, bensoperylen) i Rånefjärden än vid övriga stationer (tabell 2). Källorna till PAH kan vara många och diffusa samt såväl lokalt som fjärran belägna. Totalt PAH 25 2 ng/g ts Figur 6. Totala halter av PAH i abborrgallvätska från fjärdarna vid SSAB, Luleå samt från referensområdet Rånefjärden år 28 (medelvärden ± maxoch minvärden; n=5 samlingsprov). 14

16 Tabell 2. Medelhalter av olika PAH i gallvätska (n=5 samlingsprov; ng/g ts). Inre Yttre PAH ng/g ts Svartöv. Hertsöfj. Hertsöfj. Råneåfj. naphthalene methylnaphthalene 8, methylnaphthalene 3,6 7,1 7,2 4,7 acenapthylene 2,6 2,5 1,6 - acenapthene - 4,1,6 - Fluorene 4,5 15 4, 3,7 phenanthrene anthracene 1,9 2,3,8 2,3 fluoranthene 4,8 8,7 5, 7,3 Pyrene 4,9 5,4 4,9 7,1 benzo [a] anthracene 1,3 1,2 1,2 5,5 Chrysene 2,2 1,5 1,1 6, benzo [b] fluoranthene 6, benzo [k] fluoranthene 5, ,4 benzo [a] pyrene 4,6 17-6,7 indeno[1,2,3-cd] pyrene 8,5 27 2,3 4,8 dibenz [a,h] anthracene benzo [ghi] perylene 4, TOTALT PAH under detektionsgräns (,1-,5 ng/g ts) På grund av skillnader i metodik och detektionsgränser är det svårt att jämföra med tidigare studier vad gäller de totala PAH-halterna. Ser man däremot till de tre specifika substanser som tidigare haft de största haltskillnaderna i abborrens gallvätska (fenantren, antracen och fluoranten), så kan konstateras att betydligt lägre halter registrerades år 28 i Inre och Yttre Hertsöfjärden, jämfört med år 22 och speciellt år 1999 (figur 7). 15

17 82 Inre Hertsöfjärden Fenantren Antracen Fluoranten 25 2 ng/g ts Yttre Hertsöfjärden Fenantren Antracen Fluoranten 25 2 ng/g ts Figur 7. Medelhalter av fenantren, antracen och fluoranten i abborrgallvätska från Inre respektive Yttre Hertsöfjärden åren 1999, 22 och

18 Tillväxt Fiskens tillväxt har här bedömts från längden vid olika ålder hos abborrhonor. Även resultat från Svartöviken redovisas trots att färre fiskar här undersökts. För tvååriga abborrar registrerades den största tillväxten i Svartöviken (figur 8). Lägre tillväxt noterades i fallande ordning från Inre till Yttre Hertsöfjärden respektive till Rånefjärden där tillväxten var lägst. Skillnaderna mellan stationerna var statistiskt signifikanta. För de treåriga fiskarna noterades samma mönster frånsett att skillnaderna mellan Inre och Yttre Hertsöfjärden inte var signifikanta. För äldre fiskar var tillväxten likartad vid stationerna, förutom en högre tillväxt av fem- och sexåriga abborrar i Svartöviken. Tillväxt Svartöviken Inre Hertsöfjärden Yttre Hertsöfjärden Råneåfjärden längd cm Ålder år Figur 8. Tillväxt som längd vid olika ålder hos abborrhonor från fjärdarna vid SSAB, Luleå samt från referensområdet Rånefjärden år 28 (medelvärden ± 95 %-konfidensintervall). Vid tidigare undersökningar har endast små skillnader i tillväxt noterats mellan Yttre Hertsöfjärden och Rånefjärden, vilket även var fallet i föreliggande undersökning. 17

19 Könsmognad Könsmognaden hos abborren har här bedömts från GSI (gonadsomatiskt index) hos honor. Ett GSI-värde på 1, sattes som gränsvärde vid fastställande om fisken var könsmogen eller inte, och värden över 1, bedöms visa att fisken har tillräckligt utvecklade gonader (romsäckar) för att leka följande vår. Resultat redovisas även för Svartöviken trots ett lägre antal undersökta fiskar här. Andelen könsmogna honor var högre i Inre Hertsöfjärden, jämfört med övriga stationer, för speciellt åldrar från två till fyra år (figur 9). Endast små skillnader noterades mellan Yttre Hertsöfjärden och Rånefjärden, förutom för tvååriga abborrhonor. Andel könsmogna 1 8 % Ålder år Figur 9. Andel könsmogna honor av abborre vid olika ålder från fjärdarna vid SSAB, Luleå samt från referensområdet Rånefjärden år 28. Med hjälp av så kallad probit-analys kan ett jämförvärde för ålder beräknas då 5% av honorna är könsmogna. Denna beräkning ger vid handen att hälften av honorna är könsmogna vid 2, år, 3,4 år respektive 3, år vid Inre och Yttre Hertsöfjärden respektive Rånefjärden. Någon tendens till försenad könsmognad framgår således inte av resultaten. För de honor som var könsmogna (dvs GSI>1) beräknades medelvärdena av GSI för respektive station. Beräkningen visade på signifikant lägre GSI vid Svartöviken och Inre Hertsöfjärden, jämfört med Yttre Hertsöfjärden och Rånefjärden, medan inga skillnader förelåg mellan de båda sistnämnda 18

20 stationerna (figur 1). Liknande resultat erhölls även för de fiskar som ingick i den fysiologiska studien (jmf tab.1). Tillsammans med resultaten ovan visar detta att abborren i Svartöviken och Inre Hertsöfjärden uppnår könsmognad vid tidig ålder men att den relativa storleken på gonaderna är lägre, jämfört med Yttre Hertsöfjärden och Rånefjärden. GSI Könsmogna honor 4,5 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1,5 Figur 1. Gonadsomatiskt index (GSI) hos könsmogna honor av abborre från fjärdarna vid SSAB, Luleå samt från referensområdet Rånefjärden år 28 (medelvärden ± 95 %-konfidensintervall). Könsmognadsgraden brukar även relateras till fiskens längd, då ålder vanligen inte brukar beräknas för all fisk. Data från föreliggande undersökning, som redovisas i tabell 3, ger vid detta beräkningssätt liknande resultat som framkom för ålder, nämligen högre andel könsmogna honor vid mindre storlekar i Inre Hertsöfjärden än vid Yttre Hertsöfjärden och Rånefjärden (figur 11). Tabell 3 Antal abborrhonor (varav könsmogna inom parantes) i fem storleksklasser från fjärdarna vid SSAB, Luleå, samt från referensområdet i Rånefjärden. Svartöviken Inre Yttre Rånefj. Hertsöfj Hertsöfj. Storleksklass Antal honor (varav könsmogna) (13) 17 (3) 17 (5) 16 3 (1) 53 (28) 36 (6) 11 (3) (4) 5 (38) 32 (19) 11 (9) 21 9 (4) 48 (43) 48 (41) 4 (3) 24 3 (2) 32 (32) 4 (36) 12 (11) 19

21 Könsmognadsgrad Inre Hertsöfj. Yttre Hertsöfj. Rånefj. % Storleksklass Figur 11. Andel könsmogna honor av abborre vid olika storleksklasser från fjärdarna vid SSAB, Luleå samt från referensområdet Rånefjärden år 28. Jämförelser med sammanställda resultat från de tidigare undersökningarna åren 1995 och 22 i Yttre Hertsöfjärden och Rånefjärden, visar att andelen könsmogna honor i olika storleksklasser kan uppvisa stor variation mellan åren vid samma station (figur 12). Detta är sannolikt beroende på klimatiska variationer som skillnader i temperatur olika år. I Svartöviken och Inre Hertsöfjärden torde dessa variationer vara mindre genom tillflödena av kylvatten. Liknande varierande resultat mellan åren framgick även vid beräkning av den teoretiska längden då hälften av honorna var könsmogna olika år (tabell 4). Även vid tidigare undersökningar i Yttre Hertsöfjärden åren 1988, 1989 och 199 har varierande grad av könsmognad registrerats i förhållande till Rånefjärden. Vissa år bedömdes andelen könsmogna honor vara lägre i Yttre Hertsöfjärden än i referensen, medan omvända resultat registrerades vid andra tillfällen. 2

22 Könsmogna, Yttre Hertsöfj % Storleksklass Könsmogna, Rånefj % Storleksklass Figur 12. Andel könsmogna honor av abborre vid olika storleksklasser från Yttre Hertsöfjärden och Rånefjärden åren 1995, 22 och 28. Tabell 4. Teoretisk längd (cm) då 5% av honorna är könsmogna i Inre och Yttre Hertsöfjärden respektive Rånefjärden vid undersökningarna åren 1995, 22 och 28. Beräkning med Probit-analys. Inre Hertsöfjärden Yttre Hertsöfjärden Råneåfjärden År 1995 År 22 År ,8 16,4 2,4 18,5 18, 18,9 17,1 21

23 Metaller Resultaten från metallanalyserna i abborrlever redovisas i figur 13. Metallhalterna i fisk är beroende, förutom förekomsten av metaller, av en rad omgivningsfaktorer och fysiologiska förhållanden. För koppar, bly och vanadin kunde en trend noteras mellan stationerna såtillvida att de högsta halterna registrerades i Svartöviken och de lägsta i Rånefjärden. Punktkällor för dessa metaller tycks således förekomma vid området kring Svartöns industriområde. Zink Koppar 16, 35, mg/kg ts 14, 12, 1, 8, 6, 4, 2, mg/kg ts 3, 25, 2, 15, 1, 5,,, Bly Kadmium 1,6 2,5 mg/kg ts 1,4 1,2 1,,8,6 mg/kg ts 2, 1,5 1,,4,2,5,, Krom Vanadin,6 8, mg/kg ts,5,4,3,2,1 mg/kg ts 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1,,, Figur 13. Halter av metaller i lever (mg/kg ts, torrvikt) hos abborre från fjärdarna vid SSAB, Luleå samt från referensområdet Rånefjärden år 28 (medelvärden ± max-min-värden). 22

24 Vad gäller kvicksilverhalterna i abborrmuskel registrerades de högsta halterna vid referensen i Rånefjärden (figur 14). Kvicksilverhalterna är vanligen beroende på fiskens vikt (eller ålder). För att minska skillnader i fiskvikt mellan stationerna redovisas även kvicksilverhalterna efter normalisering till standardvikten 1g, men detta ger dock samma bild av haltnivåerna som de ursprungliga data. Orsaken till de högre kvicksilverhalterna i Rånefjärden kan bero på att Råneälven har betydligt högre halter än Luleälven av organiska substanser som humusämnen, till vilka kvicksilver kan vara adsorberat. Kvicksilvret kan således härstamma från Råneälvens avrinningsområde. En lägre näringsstatus och därmed lägre s k bioutspädning kan även ge upphov till högre kvicksilverhalter i fisk. Kvicksilver,25,2 mg/kg vs,15,1,5, Kvicksilver "1hg abborre",5,4 mg/kg vs,3,2,1, Figur 14. Halter av kvicksilver i muskel (mg/kg vs, våtvikt) hos abborre från fjärdarna vid SSAB, Luleå samt från referensområdet Rånefjärden år 28. Undre figuren visar kvicksilverhalter som normaliserats till en fiskvikt på 1 g (medelvärden ± max-min-värden). 23

25 Diskussion Resultaten från föreliggande undersökning visade bland annat att abborren växte bättre och blev tidigare könsmogen i Svartöviken och Inre Hertsöfjärden, jämfört med Yttre Hertsöfjärden och Rånefjärden. Däremot var gonadernas (romsäckarnas) relativa storlek större vid de två senare stationerna. Både Svartöviken och Inre Hertsöfjärden har fördämningar i mynningarna. Dessa anlades på 197-talet och i vattendom från nämns att en fri vattenspegel är positivt för landskapsbilden och att funktionen som utjämningsmagasin för industrivattenutsläppen är en fördel från recipientsynpunkt. Genom fördämningarna och tillflödena av i princip enbart kyl- och varmvatten kan Svartöviken och Inre Hertsöfjärden betraktas som artificiella miljöer för fisk. Om inte fördämningarna fanns skulle vikarna snart grundas upp och växa igen, då landhöjningen är påtaglig i Luleåtrakten. Vid ett flertal andra fjärdar vid Luleå anlades fördämningar under början av 199-talet för att bromsa igenväxningen och bevara öppna vattenytor (Erixon 25a och 25b). Svartöviken och Inre Hertsöfjärden är grunda och relativt näringsrika. Detta i kombination med den uppvärmning som utsläppen av kylvatten ger är sannolikt orsaken till varför abborren växer bättre i dessa vatten och uppnår könsmognad tidigare jämfört med de båda andra stationerna. Samtidigt kan det instängda läget bidra till olika stressfaktorer för fisken. Vattenomsättningen är begränsad och om ogynnsam vattenkvalitet skulle uppträda har fisken svårt att fly på grund av fördämningarna. Samtidigt kan tillgången till lämpliga födoorganismer efterhand bli begränsad. Möjligen kan olika stressfaktorer till följd av vikarnas instängdhet vara en orsak till varför abborren i Svartöviken och Inre Hertsöfjärden hade relativt mindre gonader än de från de andra två stationerna. En viss del av den tillgängliga energin kanske åtgår för att motverka stress, i stället för att gå till fortplantning. Normalt går födoenergin först till basalmetabolism och därefter sker allokering till tillväxt och sedan fortplantning. Vid negativ påverkan sker energiallokeringen i motsatt riktning, det vill säga att fortplantningen påverkas först och därefter tillväxten. Vid undersökningen konstaterades att abborre från Svartöviken, Yttre Hertsöfjärden och Rånefjärden var vid god kondition och ingen nämnvärd påverkan kunde påvisas bland de variabler som studerades. Hos abborren från Inre Hertsöfjärden kunde dock fenerosion påvisas hos den fisk som förvarats i sump, men ej hos den som fångades och undersöktes direkt. Tydligen medförde förvaringen i sump en utlösande stressfaktor för fisken och det kan inte uteslutas att stressen förvärrats av den åverkan som kunde konstateras på sumpen vid provtagningen. Samtidigt noterades i Inre Hertsöfjärden viss påverkan på röda blodceller, en ökad förekomst av nekrotiska celler i levern, lägre och möjligen hämmad aktivitet av 24

26 avgiftningsenzymet EROD samt förhöjda halter av vissa PAH-föreningar i galla. Liknande påverkan har konstaterats vid tidigare undersökningar. Vad som orsakat de påvisade avvikelserna i Inre Hertsöfjärden är svårt att avgöra från föreliggande studie. Även om PAH kan ge påverkan på organismer är det mindre troligt att dessa substanser är den direkta orsaken till de observerade skillnaderna. Halterna av PAH var inte avsevärt högre i Inre Hertsöfjärden jämfört med de övriga stationerna. Dessutom tycks PAHhalterna i fiskgalla ha minskat ansenligt de senaste tio åren, vilket sannolikt beror på utsläppsbegränsande åtgärder vid SSAB, men påverkan på fisken uppträder tydligen trots detta. Bland tänkbara orsaker kan nämnas ogynnsam vattenkvalitet i form av ph-variationer och höga ammoniumhalter. Vad gäller metaller i abborrlever så indikerade haltnivåerna förekomst av punktkällor för koppar, bly och vanadin i närområdet till Svartöns industriområde. Inom området har en omfattande hantering av metaller förekommit under lång tid och direkta, indirekta samt historiska metallemissioner är inte helt klarlagda. I närbelägna fjärdar har också höga metallhalter noterats i fisk och vatten, vilket antogs bero på urlakning av metallrika sulfidlager i marken (s.k. svartmockajordar), som exponerats för syre i samband med landhöjning och grundvattensänkning (Byrsten & Sandberg 25; Erixon 25a). Slutsatser - Abborren i Yttre Hertsöfjärden har ett gott hälsotillstånd och ingen nämnvärd påverkan kunde konstateras vid undersökningen. - Lägre halter av PAH i galla tyder på att exponeringen för dessa substanser har minskat markant de senaste tio åren. - Fortfarande kan dock vissa effekter påvisas hos abborren i Inre Hertsöfjärden, vilket sannolikt inte enbart är beroende på uppvärmning från utsläppen av kylvatten. Bidragande orsaker är troligen tidvis ogynnsam vattenkvalitet. 25

27 Referenser Allmänna Råd 94:2. Vattenrecipient kontroll vid skogsindustrier. Rapport från Naturvårdsverket. Byrsten, S. & Sandberg A. 25. Metaller och fisk i Persöfjärden. En undersökning av metallhalter i fisk och ytvatten. Luleå Tekniska Universitet 25:3 HIP. Erixon, P. 25a. Vattenkvalitet i Luleå innerfjärdar Luleå Tekniska Universitet 25:2 Erixon, P. 25b. Igenväxning och vegetationsutbredning i Luleå innerfjärdar Luleå Tekniska Universitet 25:17. Grotell, C. 23. Abborrens fysiologiska tillstånd 22 i recipienten till SSAB Tunnplåt AB. ÅF-MFG AB, Rapport F3/15. Larsson, Å., L. Förlin, O.Grahn, L. Landner, E. Lindesjöö & O. Sandström, 2. Guidelines for interpretation and biological evaluation of biochemical, physiological and pathological alterations in fish exposed to pulp mill effluents. 4 th International conference on environmental impacts of the pulp and paper industry: McMaster, M.E., Parrot, J.L. & Hewitt, L.M. 23. A Decade of Research on the Environmental Impacts of Pulp and Paper Mill Effluents in Canada ( ) Environmental Canada Science Report, in press. Naturvårdsverket Miljöpåverkan av skogsindustriella utsläpp. En grund för framtida miljöriskbedömning. Rapport Nilsson, S., Perä, I. & Hasselborg, T. 23. Fiskeribiologiska undersökningar 22 vid Billerud Karlsborg AB, SSAB Tunnplåt AB, Luleå och SCA Packaging AB, Munksund. Fiskeriverket, Utredningskontoret i Luleå, Rapport Perä, I. & Nilsson, S. 23. Sammanfattning av fiskeribiologiska undersökningar vid Billerud Karlsborg AB, SSAB Tunnplåt AB, Luleå och SCA Packaging AB, Munksund, 22. Fiskeriverket, Utredningskontoret i Luleå, Rapport Thoresson, G Metoder för övervakning av kustfiskebestånd. Rapport 1996:3. Fiskeriverket, Kustfiskelaboratoriet i Öregrund. 26