香港西北區的魚類體內微量元素的累積對於中華白海豚的威脅之初步評估

相關研究(合作學者)

香港西北區的魚類體內微量元素的累積對於中華白海豚的威脅之初步評估

A preliminary risk assessment of trace elements accumulated in fish to the Indo-Pacific Humpback dolphin (Sousa chinensis) in the Northwestern waters of Hong Kong
C.L.H. Hunga, M.K. Soa, D.W. Connella,b, C.N. Funga, M.H.W. Lama, S. Nicholsonc, B.J. Richardsona, P.K.S. Lama,*
台灣生態學會專案助理陳家諾整理報告

摘要:
分析評估中華白海豚吃下污染食物的潛在威脅,收集位於白海豚最多的兩個棲地Sha Chou及Lung Kwu Chau Marine Park(香港的西北側)內的魚類物種。利用ICP-MS分析魚體內的十三種金屬濃度,利用RfD及TRV兩個基準?評估海豚吃了污染的魚後產生的負面效應所造成的健康威脅。RQ對於個別金屬的計算,顯示吃了魚後的威脅不高,也在安全範圍內。砷,鎘及汞的威脅則有升高。砷則是最高的,但是在海洋生物體內的砷大部分是無毒的有機態,但這種無毒的砷對於海豚的威脅性較低。

前言:
The Pearl River Delta接受很多污排水流入(Richardson et al., 2000)。這些污染威脅著沿岸生態系統的永續生存及Northwester水域的海豚族群(EPD, 1999; Zheng et al., 2000, 2002)解剖死去的海豚發現體內污染物累積濃度已經到達危害健康的程度(e.g. Minh et al., 1999, 2000; Parsons, 1999a; Parsons and Jefferson, 2000)。

在香港擱淺的海豚中部分的體內有高濃度的微量金屬,特別是水銀(肝臟內乾重906 ugg-1; Parsons, 1999a)。水銀這種神經毒曾在海豚肝內發現過(Jefferson, 2000),濃度高到會損害健康。其他無機物(As, Cd, Co, Cr, Cu, Mo, Ni, Pb, Se, Sn, and Zn)則不會影響海豚的健康。其他不必要的金屬則與其他污染物結合成具有加成效果的污染物來威脅健康。香港地區機場的建構及港口設施共填海600公頃,疏濬880m3,並將330m3的疏浚土填在岸邊(Richardson et al., 2000)。大量的污染土由海洋疏濬計畫時產生,這些污染的土被有目的的丟入建構在Sha Chau島東岸的土洞(contaminated mud pits CMPS)。1992年十二月第一個土洞開始運作,最近則一些則設在Lantau以北的海上,由於海象(慢速洋流)的關係,這個地區仍然選擇為污染土的傾倒點。為了解傾倒點附近是否有被影響,一系列的環境監測及審查計畫正在進行中,另外也在調查漁業資源是否有污染累積,及海豚食物潛在威脅的評估(ERM, 2000)。

調查香港西北側海域中華白海豚的食物污染潛在威脅,最大的目標是要評估大量無機物殘留在魚的體內將如何影響海豚。

材料與方法:
白海豚主食為Engraulidae, Sciaenidae及Clupeidae等科的魚類,頭足類及甲殼類的動物則比較次要(Jefferson, 2000)。2002年十二月,研究包含六個種類的魚:Collichthys lucida(Lionhead), Pseudosciaena crocea (Croceine croaker), Johnius sp. (Croaker), Thryssa sp. (Anchovy), Mugil sp. (Mullet) and Trichiurus sp. (Hairtail)等,為North Lantau海域的主要代表。

(解剖及分析金屬等方法材料省略)

結果與討論:
由Table 3.可看出,六種魚類中不同的微量元素之平均濃度。六種魚類皆有顯著不同的微量元素累積在體內,但難以看出規律的元素組成。然而一個物種有特定最高濃度的某微量元素,但其他污染物則顯示最低。例如,mullet有最高濃度的Cu(749 ngg-1ww)及V(263 ngg-1ww),但最低濃度的Hg(6.25 ngg-1ww)及Se(380 ngg-1ww)。

北Lantau的西北方水域的魚類體內曾發現微量元素的累積(Parsons, 1999b),唯有魚種不同。Parsons(1999b)發現的As, Cd, Cr及Cu濃度與此次研究發現的相近或高出;這次研究則測得稍微高出的Co, Hg, Ni及Se。同樣的研究區內,過去和現在則都測到相同的Zn値。有可能是魚種的不同導致微量元素濃度的不同。

砷Arsenic(As) 有最高的RQ(>100),不管是以50th或95th percentile分析都一樣。鎘Cd(cadium)則有第二高的RQ(10-100)。Ag, Co及Ni則太低,可能在毒物學上沒有討論價值。As及Se的RQs在95th percentile資料顯示比其他元素來的高。As最高,Se次之。

RfD可用來評估人體健康受威脅程度(包含更多健康因子),因此有其迫切性。TRV則是取自陸棲哺乳動物,其値高於與其相關連的RfD値。因為將有關聯的測量因子應用在各種微量元素的NOAEL資料上而使TRV的值被導出(Sample et al., 1996)。所有情況,可以複製的終點(endpoint)都被利用了,除了Ag,因為它的終點(endpoint)不活躍。最近研究中,為了得到兩種評估結果,兩個毒性參考基準值都被用來計算最大容許濃度(MACRfD及MACTRV)。如果以MACRfD為基準的RQ值小於1(unity),則代表污染物確實對海豚造成威脅。對於一些元素(Cd, Cr, Cu, Mn, Hg, V, and Zn),以MACRfD為基準時的RQ值大於1,而以MACTRV為基準時的RQ值則小於1。

海豚受到砷(砒霜、arsenic)污染時有一些威脅的證據,但是必須了解As中導出的TRV是以亞砒酸鹽(arsenite、 AsⅢ)為基礎來計算,arsenite是最毒且有致癌性的準金屬(metalloid)。而arsenite在海中佔arsenic的比例在 10-20%且無機的arsenic通常佔魚組織中As的10%(Neff, 1997)。因此海豚體內通常的As都是無毒易排出體外的有機態As。在研究中或許我們高估了arsenic在海豚體內的風險性。在North Lantau地區arsenic測得較高是因為天然礦物沉澱物中有大量的arsenic(Whiteside, 2000)。因此一個地區的動植物受到的影響也許是自然的因素比人為的多。

鎘(Cadium)及硒(Selenium)各別以MACRfD及MACTRV為基礎時,RQ值皆為第二高。硒(Selenium)造成的威脅較小,鎘(Cadium)則要做更多評估。以MACRfD及MACTRV為基礎,鎘的RQ值分別為52及0.3。這麼大的不同,導因於利用的RfD及TRV值的不同。這個結果只能利用更複雜的毒物學資料解答。

水銀也有相對高的RQ(以MACRfD為基礎,RQ=4)。Hg會在水生生態體系中累積(Gray, 2002),且毒性相當高。水銀對海豚的威脅應該更進一步調查,雖然許多高層獵食者體內都累積高濃度的水銀,包含生活於未受污染的水域,而硒 (selenium)被認為是水銀的對抗劑(antagonist)(Lourdes et al., 1991)。除了對抗的交互作用,也有可能有增加(additive)或強化(synergistic)的效應。例如某些致癌金屬(如: Ni, As)可引發基因毒性(genotoxicity),包括單獨作用,或者增加或加強其他成分的效果等作用,可能由誘導氧化作用來產生上述作用。

初步結果顯示海豚進食的魚類,對其影響不大,且在安全值內。儘管如此,還是要有更多研究來支持這點,且研究該著重於砷, 鎘及汞。還有很多毒性化學物質未納入這次研究(如:butyltin, lead, methyl mercury, and trace organics),未來還要更深入這些研究,並追蹤污染物在研究區內的來源及去處。

 

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