Uppföljning av oljeutsläpp till sjöss Utredning av alternativ matris till blåmussla Nicklas Gustavsson Överenskommelse Nr 212 0957 Dnr 235-6902-09Mm Report nr 3:2010 Swedish Museum of Natural History Department of Contaminant Research P.O.Box 50 007 SE -104 05 Stockholm Sweden
Innehållsförteckning Innehållsförteckning... 2 Syfte... 3 Bakgrund... 3 Genomförande... 4 Resultat av insamling... 4 Resultat av analys... 6 Diskussion... 8 Slutsatser... 12 Referenser... 13 2
Syfte Syftet med detta projekt är att utreda och testa insamling samt analys av PAH i skorv (Saduria entomon) som ersättningsmatris för blåmussla (Mytilus edulis) i de delar av Östersjön där blåmussla inte finns tillgänglig. Uppdraget är en fortsättning och fördjupning av projektet Utredning om nationellt referensnät för insamling av blåmussla plus annan lämplig organism, överenskommelse nr 212 0852. Resultatet från analysen av PAH i skorv diskuteras och utvärderas i förhållande till tidigare studier av abborre och blåmussla. Bakgrund Naturvårdsverket har i regleringsbrevet 2006 fått i uppdrag av regeringen att utarbeta en miljöövervakningsplan för att snabbt kunna säkra data vid oljeutsläpp till sjöss och möjliggöra en kontinuerlig och långsiktig uppföljning av miljöeffekterna. Del 1 i denna plan syftar till att fastställa en form av bakgrundsnivå av PAH genom att ett nationellt referensnät utav mätningar i blåmussla upprättas. På de platser där lokaler föreslås men blåmussla inte finns tillgänglig måste en alternativ matris tas fram. Ett förslag på alternativ matris är skorv (Saduria entomon, figur 1 ). Skorven är ett kräftdjur som lever på och i varierande bottnar och djup i stora delar av Östersjön. Hanen blir upp till 8,6 cm lång och honan blir något mindre (Leonardsson, 1991). En vanlig täthet för skorv är ca 3-7 individer per m 2 botten i Bottenvikens kust och utsjö (J Albertsson, personlig kommunikation 2009-04-16) men kan uppgå till 30-40 individer per m 2 (Haahtela, 1990). Skorvens huvudsakliga föda består av vitmärlan (Monoporeia affinis) och östersjömusslan (Macoma balthica) (Ejdung&Elmgren, 2001) men den äter också andra bottenlevande organismer, as och i viss mån andra skorvar. Skorven används sedan tidigare för miljöövervakning av tungmetaller i Estland (Roose & Roots, 2005) och vissa studier har gjorts på bl.a. halter av PCB i skorv (van Bavel et al, 1996; Strandberg et al 2000). 3
Foto:Nicklas Gustavsson, NRM Figur 1. Bilder föreställande skorv. Genomförande Skorv samlades in i oktober 2009 av Umeå marina forskningscenter (UMF) från fyra olika lokaler i Norra Bottenhavet Norra Kvarken. Tre av lokalerna ligger relativt nära varandra, i närheten av UMFs laboratorium i Norrbyn, några mil söder om Umeå. Den fjärde lokalen, Malgrundskallen, ligger vid Holmöarna i Norra Kvarken, se figur 2. Insamlingen genomfördes med bottenskrapa som släpades efter fartyg. Ett skrap är en släpning med denna skrapa. En vinsch krävs då skrapan är tung att dra upp när den är full av sediment. Efter ett skrap tas skrapan upp ombord och innehållet sållas översiktligt och skorvarna tas tillvara. Skorvarna frystes efter fångst. Resultat av insamling I tabell 1 redovisas information gällande lokaler och insamling. Tidsåtgången avser bara tiden det tog att göra själva insamlingen, skrapningarna. Utöver detta tillkommer tid för transport till och från provtagningslokalerna. Positionerna och djupen är ungefärliga då det ofta genomfördes ett flertal skrap på en lokal vilket medför att skrapen inte upprepas på riktigt samma ställe. Sammantaget kunde insamlingen genomföras utan större svårigheter även om tätheterna av skorv var ganska låg. Detta beror troligen på den stora populationskraschen kring det senaste sekelskiftet av dess byte vitmärlan, vilken har återhämtat sig dåligt. Man måste alltså göra ganska många skrap per lokal, men metoden fungerar ändå relativt väl. 4
Tabell 1. Information om insamling av Skorv. Positionerna i tabellen är grader och minuter med en decimal enligt WGS 84 Lokal Fyren Malgrundskallen Husskär Baljan Datum 2009-10-14 2009-10-20 2009-10-26 2009-10-27 Position N 63 32,7 N 63 40,2 N 63 29,9 N 63 34,8 E 19 50,3 E 20 48,9 E 19 52,5 E 19 54,7 Djup (m, ca) 13-15 12 10-12 14 Sediment Mjuk gyttjelera Sand Sand och grus Sand och grus Antal skrap 15 13 5 10 Tidsåtgång (timmar) 2,5 2,5 0,75 1,5 Antal ind 130 130 58 132 Figur 2. Karta över insamlingslokalerna. 1= Malgrundskallen, 2= Baljan, 3= Fyren, 4 = Husskär 5
Resultat av analys Från totalt 450 insamlade individer vägdes och provbereddes ett poolat prov av hela individer på omkring 20g från varje lokal. Medelvikten på skorvarna som ingick i proverna skiljde sig inte signifikant mellan de fyra lokalerna (figur 3). Antalet individer som ingick i de poolade proverna var 28 (Husskär), 39 (Fyren), 40 (Baljan) samt 39 (Malgrundskallen). 1.200 1.000 0.800 Vikt (g) 0.600 0.400 0.200 0.000 0.668 0.581 0.579 0.688 Husskär Fyren Baljan Malgrundskallen Lokal Figur 3. Medelvikter för de skorvar som ingick i det poolade provet för respektive lokal 6
De poolade proverna analyserades av IVL Svenska Miljöinstitutet AB i Göteborg med avseende på PAH. De ämnen som analyserades är de som normalt analyseras i blåmussla inom den nationella miljöövervakningen. Tabell 2 listar dessa ämnen samt tillhörande kvantifieringsgränser. Tabell 2. Namn, koder samt kvantifieringsgränser (LOQ) för de analyserade ämnena. Ämne Ämneskod LOQ (ng/g ww) Naftalen NAP 0,3 Acenaften ACNE 0,03 Fluoren FLE 0,03 Fenantren PA 0,06 Antracen ANT 0,002 Fluoranten FLU 0,03 Pyren PYR 0,03 Benso(a)antracen BAA 0,01 Krysen CHR 0,01 Benso(b)fluoranten BBF 0,01 Benso(k)fluoranten BKF 0,004 Benso(a)pyren BAP 0,008 Dibenso(a,h)antracen DBAHA 0,01 Benso(g,h,i)perylen BGHIP 0,03 Indeno(1,2,3-cd)pyren ICDP 0,07 Resultatet från analysen visar att alla analyserade ämnen återfinns vid alla lokaler, förutom för Malgrundskallen där koncentrationen av Indeno(1,2,3-cd)pyren befanns vara under kvantifieringsgränsen (tabell 3). Tabell 3. Uppmätta koncentrationer av PAH i skorv (ng/g våtvikt) Lokal Ämne Husskär Fyren Baljan Malgrundskallen NAP 0.70 2.1 0.55 0.73 ACNE 0.13 0.13 0.051 0.053 FLE 0.12 0.14 0.041 0.094 PA 0.30 0.42 0.20 0.33 ANT 0.0064 0.012 0.0058 0.014 FLU 0.20 0.31 0.12 0.16 PYR 0.12 0.22 0.080 0.10 BAA 0.030 0.065 0.030 0.031 CHR 0.057 0.076 0.050 0.043 BBF 0.087 0.14 0.085 0.060 BKF 0.031 0.050 0.032 0.019 BAP 0.028 0.047 0.031 0.018 DBAHA 0.013 0.047 0.014 0.012 BGHIP 0.12 0.22 0.13 0.10 ICDP 0.081 0.11 0.085-0.066 s PAH 2.0 4.1 1.5 1.7 7
Diskussion De undersökta lokalerna ligger nära varandra geografiskt och bör därmed ha en liknande belastning. Fördelningen av PAH mellan lokalerna är också mycket jämn, med undantag för koncentrationen av Naftalen som är högre för lokalen Fyren (figur 4). I tabell 4 redovisas variationskoefficienten för de uppmätta PAH koncentrationerna. Siffran som anges talar om hur stor variationen kring medelvärdet är i procent. Man bör dock notera att dessa medelvärden endast baseras på 4 mätvärden vilket påverkar variationen. Hur mycket PAH koncentrationerna skiljer sig mellan individer går inte att bedöma i poolade prov. Individuella analyser hade bättre kunnat belysa denna parameter men kostnaden hade då ökat betydligt vilket inte ansågs motiverat i detta skede. PAH i Skorv (ng/g ww) 4.50 4.00 3.50 3.00 2.50 2.00 1.50 Husskär Fyren Baljan Malgrundskallen 1.00 0.50 0.00 NAP ACNE FLE PA ANT FLU Ämne PYR BAA CHR BBF BKF BAP DBAHA BGHIP ICDP Sum PAH Lokal Figur 4. Jämförelse av uppmätta PAH koncentrationer för de fyra analyserade proverna. 8
Tabell 4. Variationskoefficienten för de uppmätta PAH koncentrationerna. Ämne Variationskoefficient (CV %) Naftalen 71,0 Acenaften 49,5 Fluoren 43,4 Fenantren 29,0 Antracen 42,7 Fluoranten 41,4 Pyren 47,8 Benso(a)antracen 44,5 Krysen 25,1 Benso(b)fluoranten 36,2 Benso(k)fluoranten 38,7 Benso(a)pyren 38,8 Dibenso(a,h)antracen 79,2 Benso(g,h,i)perylen 37,3 Indeno(1,2,3-cd)pyren 17,1 De uppmätta halterna är genomgående låga vilket kan ha flera orsaker. En anledning till att vi inte hittar så höga halter kan vara att skorv är kapabel att bryta ned PAH vilket resulterar i lägre uppmätbara halter. Det kan också tyda på en låg exponering och/eller ett lågt upptag av dessa ämnen. Jämför man skorv och blåmussla ur exponeringssynpunkt får det anses troligt att blåmusslans filtrering av stora volymer vatten medför en större exponering. En annan förklaring kan vara att belastningen i detta område är mycket låg vilket då också rimligtvis avspeglar sig i de uppmätta halterna. Ett stöd för detta är att fartygstrafiken är avsevärt glesare i denna del av Östersjön än längre söderut (Gustavsson et al, 2009). Majoriteten av oljetransporterna på Östersjön går från oljehamnar i Finska viken och ut genom Öresund. Ett glesare trafikmönster i norra Östersjön kan ses också för passagerarfartyg och i viss mån även för fraktfartyg. En jämförelse mellan halterna av PAH i blåmusslor från Kvädöfjärden, abborrar från Holmöarna och skorv visar att koncentrationerna är avsevärt mycket lägre i skorv och abborre (figur 5). Det går dock inte att utesluta att detta beror på en eller flera utav de möjliga orsaker som beskrivs ovan varför alltför långtgående slutsatser bör undvikas. En mer rättvis jämförelse vore mellan individer av de olika arterna insamlade på samma plats vid samma tillfälle. 9
PAH i skorv, blåmussla & abborre (ng/g ww) 140.00 120.00 100.00 80.00 60.00 Skorv Blåmussla Abborre 40.00 20.00 0.00 NAP ACNE FLE PA ANT FLU PYR Ämneskod BAA CHR BBF BKF BAP DBAHA BGHIP ICDP SUM Figur 5. Jämförelse av uppmätta koncentrationer i blåmussla (Kvädöfjärden), skorv (n. Kvarken) och abborre (n. Kvarken). Data för musslorna kommer från Kvädöfjärden och är medelvärdet för uppmätta koncentrationer mellan åren 2006-2008. För abborre är data ett medelvärde från Holmöarna (n. Kvarken) för åren 2000-2005 (ej 2001). 10
Kongenmönstret för blåmussla och skorv är snarlikt medan det för abborre ser annorlunda ut (figur 6). Skorven tycks uppvisa en högre andel av de lättare PAHerna jämfört med blåmussla och en något lägre andel av de tyngre föreningarna. Då jämförbarheten är så pass god mellan skorv och mussla pekar det mot en liknande metabolism (eller avsaknad av sådan) och att skillnaden i halter istället främst beror på skillnad i exponering/upptag. 45.0 40.0 35.0 Kongenfördelning i skorv, blåmussla & abborre (% av total) 30.0 25.0 20.0 15.0 Skorv Blåmussla Abborre 10.0 5.0 0.0 NAP ACNE FLE PA ANT FLU PYR Ämneskod BAA CHR BBF BKF BAP DBAHA BGHIP ICDP Figur 6. Jämförelse mellan kongenfördelningen i blåmussla, skorv och abborre. Data för musslorna kommer från Kvädöfjärden och är medelvärdet för uppmätta koncentrationer mellan åren 2006-2008. För abborre är data ett medelvärde från Holmöarna för åren 2000-2005 (ej 2001). 11
Slutsatser Insamling av skorv som ersättning för blåmussla är möjlig och genomförs med fördel genom användande av bottenskrapa. Då tätheten för skorv i det undersökta området befanns vara relativt låg krävdes ett antal skrap för att uppnå erforderlig mängd material. Det skall dock nämnas att av de 450 insamlade individerna åtgick 147 för analyserna vilket säger att mängden material i en framtida insamling kan vara mindre. Om man å andra sidan vill göra fler analyser samt tar hänsyn till att skorv upptar en mycket liten volym vid frysförvaring så är den insamlade mängden istället högst rimlig. En alternativ metod för insamling där fällor som betas med fisk sätts ut har inte testats. Nackdelen med denna metod är att skorven då skulle äta av fisken direkt innan nedfrysning. Då analysen genomförs på helkroppshomogenat skulle betets PAH innehåll kunna påverka resultatet. Förutsatt att betesfisken fångas på samma lokal torde de uppmätta halterna ändå vara representativa för områdets PAH-belastning. Halterna av PAH i skorv från de analyserade lokalerna är lägre än i blåmussla från Kvädöfjärden. Sammansättningen av de kongener som undersökts är dock relativt snarlik. Då de två matriserna inte i första hand är tänkta att jämföras utan istället var för sig utgöra en platsspecifik referens utgör de låga halterna i sig inget hinder för användandet av skorv. Som uppföljning till denna studie vore det intressant att undersöka; - svarar matrisen som sådan på en ökad omgivningskoncentration (t.ex. oljeutsläpp) genom uppvisande av högre halter dvs. i vilken utsträckning sker upptag efter exponering? - hur ser det ut om man samlar skorv och blåmussla på samma lokal? Frågan kring i vilken mån upptag sker efter exponering ter sig som det största eventuella hindret för skorv som matris. PAH kunde dock hittas i skorv i kvantifierbara mängder vilket tyder på att ett visst upptag ändå sker. Med tanke på lokalernas geografiska läge kan man inte heller förvänta sig särskilt höga halter. Alternativen till skorv är mycket få eller obefintliga vilket gör att om skorv väljs bort som matris saknas täckning för i princip hela kusten norr om Ålands hav. 12
Referenser Ejdung G, Elmgren R (2001). Predation by the benthic isopod Saduria entomon on two Baltic sea deposit-feeders, the amphipod Monoporeia affinis and the bivalve Macoma balthica. Journal of Experimental marine Biology and Ecology 266 (2001) 165-179 Gustavsson N, Danielsson S, Nyberg E (2009). Förslag på lokaler för referensnät för insamling av blåmussla för uppföljning av oljeutsläpp till sjöss. Naturhistoriska Riksmuseet Rapport nr 2:2009 Haahtela I. (1990) What do Baltic studies tell us about the isopod Saduria entomon (L.)? Ann. Zool. Fennici 27, pp. 269 278 Leonardsson K (1991) Effects of Cannibalism and Alternative Prey on Population Dynamics of Saduria Entomon (Isopoda) Ecology, Vol. 72, No. 4 (Aug., 1991), pp. 1273-1285 Naturvårdsverket (2007) Återrapportering angående förslag till miljöövervakningsplan för att snabbt kunna säkra data vid oljeutsläpp till sjöss och möjliggöra en kontinuerlig och långsiktig uppföljning av miljöeffekterna. Skrivelse 2007-12-20, Dnr 721-385-06Mm Roose A, Roots O. (2005) Monitoring of priority hazardous substances in Estonian water bodies and in the coastal Baltic Sea. Boreal Env Res: 10: 89-102 Strandberg B, Bandh C, Van Bavel B, Bergqvist PA, Broman D, Ishaq R, Näf C, Rappe C. (2000) Organochlorine compounds in the Gulf of Bothnia: sediment and benthic species. Chemosphere 2000;40:1205 11. Van Bavel B, Näf C, Bergqvist P-A, Broman D, Lundgren K, Papakosta O, Rolff C, Strandberg B, Zebühr Y, Zook D, Rappe C (1996) Levels of PCBs in the Aquatic Environment of the Gulf of Bothnia: Benthic species and Sediments. Marine Pollution Bulletin, vol 32 No 2 pp 210-218 13