Rovnovážné pasivní vzorkování persistentních organických látek v tkáních sladkovodních ryb

Bc. Jaromír Sobotka

Master's thesis

Equilibrium passive sampling of persistent organic compounds in freshwater fish tissues

Abstract:

Tato diplomová práce má za cíl vytvořit a zhodnotit metodu rovnovážného pasivního vzorkování v tkáních sladkovodních ryb pro polychlorované bifenyly (PCBs), organochlorované pesticidy (OCPs) a polybromované difenylethery (PBDEs). V práci se srovnává metoda rovnovážného pasivního vzorkování rybí tkáně s metodou celkové extrakce rozpouštědlem. Data z rovnovážného pasivního vzorkování rybí tkáně pěti druhů ryb z různých trofických úrovní byla srovnána s daty pasivního vzorkování vody z rybníku, ze kterého byly ryby odloveny. Pro pasivní vzorkování rybí tkáně i vody byla použita silikonová guma. Ke srovnání dat bylo nutné vypočíst koncentrace sledovaných látek vztažených na obsah lipidu, které byly přepočteny z naměřených koncentrací v pasivních vzorkovačích za použití rozdělovacích koeficientů sledovaných látek mezi silikonovou gumou a lipidy a mezi lipidy a vodou. Pro PCBs a OCPs bylo dosaženo rovnováhy mezi rybí tkání a pasivním vzorkovačem během tří dnů za použití rolovací metody. Rovnováha mezi tkání a vzorkovačem byla potvrzena téměř 100% uvolněním referenčních látek (PRCs) ze vzorku a stejnými koncentracemi PCBs a OCPs dosaženými dvěma použitými metodami - rovnovážným pasivním vzorkováním a celkovou extrakcí rozpouštědlem. Obecně lze říci, že koncentrace persistentních organických látek vztažených na obsah lipidu v tkáni narůstá se zvyšující se trofickou úrovní analyzovaného druhu a se zvyšující se hydrofobicitou sledovaných látek. Koncentrace v tkáních ryb vztažených na obsah lipidu dosahují hodnoty řádově porovnatelné s koncentracemi, které byly vypočtené z pasivního vzorkovaní vody. Nejlepší shody bylo dosaženo pro středně hydrofobní látky, avšak rozdíl se zvyšuje s narůstající hydrofobicitou sledovaných látek.

Abstract:

This thesis aims to establish and evaluate equilibrium passive sampling method in fresh water fish tissue for polychlorinated biphenyls (PCBs), organochlorinated pesticides (OCPs) and polybrominated diphenyl ethers (PBDEs). The thesis further compares the equilibrium passive sampling method of the fish tissue with solvent exhaustive extraction. Data from equilibrium passive sampling in fish tissue of five species from different trophic level were further compared with those obtained by passive sampling of water in the pond where the fishes were collected from. Silicon rubbers were used in both fish and water for passive sampling. For comparison, lipid based concentrations of target compounds were calculated by recalculation from concentrations in equilibrated passive samplers using distribution coefficients of target compounds between silicone rubber and lipid, and between lipid and water. For PCBs and OCPs the equilibrium between the fish tissue and passive sampler was achieved within three day by the rolling method. The equilibrium was confirmed by almost 100 % dissipation of performance reference compounds (PRCs) from the sampler and by equal concentrations of PCBs and OCPs from both methods used - equilibrium passive sampling and solvent exhaustive extraction. In general, the lipid based concentrations of persistent organic compounds were increasing with the increasing trophic level of the analysed species and with the increasing hydrophobicity of target compounds. Lipid based concentrations found in fish tissue were of the order of magnitude comparable to those calculated from passive sampling of water. The best matches were achieved for medium hydrophobic compounds, but the difference increases with increasing hydrophobicity of the target compounds.

Keywords

Bioakumulace, Chemický monitoring ryb, Organochlorované pesticidy, Polybromované difenylethery, Polychlorované bifenyly, Rovnovážné pasivní vzorkování, Silikonová guma, Vodní rámcová směrnice, Bioaccumulation, Chemical monitoring of fish, Equilibrium passive sampling, Fish sampling, Organochlorinated pesticides, Polybrominated diphenyl ethers, Polychlorinated biphenyls, Silicone rubber, Water Framework Directive

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 10. 5. 2017

Thesis defence

• Date of defence: 2. 6. 2017
• Supervisor: PhD. Pernilla Marianne Carlsson

Masaryk University

Faculty of Science

Master programme / field:
Chemistry / Environmental Chemistry