Antarctic fish Trematomus bernacchii as biomonitor of environmental contaminants at Terra Nova Bay Station (Ross Sea)

Abstract

Polychlorinated Biphenyls (PCBs, including three highly toxic nonortho coplanar PCBs, IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry) Ns. 77, 126 and 169), Polycyclic Aromatic Hydrocarbons (PAHs), pesticides and trace metal concentrations were determined in the Antarctic fish Trematomus bernacchii collected off the Baia Terra Nova Station (Victoria Land, Antarctica). A biomarker of exposure to xenobiotic compounds, CYP4501A dependent monooxygenase activity, was also found in the fish liver. Data on fish from the north cove (A, used as a landing place for two small research craft, operating for a few weeks each year) were compared with those of fish from the south cove (B, receiving the station waste water) and with control samples caught on the continental shelf (Gerlache Inlet). Total concentrations of PCB, HCB (Hexachloro Benzene) and DDT (Dichloro Diphenyl Trichloro ethane) residues were higher in fish muscle from cove A than in that from cove B and the control area. The contents of nonortho coplanar PCBs were extremely low in fish from all sites (less than 0.5 pg per gram dry weight). PAHs were detected in fish muscle from both coves, phenanthrene and anthracene being the most abundant. However, no significant differences were found between specimens from the two areas. Metal (Al, Cd, Cu, Fe, Hg, Mn, Pb and Zn) concentrations in fish muscle, kidney, gills and gonads did not vary between fish from the different sampling sites. A significant relationship between Hg concentration in muscle and fish length was found, showing a high accumulation rate in fish from the control area. Liver CYP4501A detoxification activity was significantly higher in fish from cove B, presumably indicating exposure to organic xenobiotics. However, the present results showed that, after ten years of activity of the Italian Antarctic station, contamination of the coastal environment is moderate or less contaminated in comparison with other ecosystems.

バイア・テラ-ノバ基地(南極ビクトリアランド)の沖合で捕獲した南極魚Trematomus bernacchiiに含まれるポリ塩化ビフェニル(PCB、IUPAC(国際純正応用化学連合)番号77、126および169の3個の強毒性非オルト・コプラナPCB異性体を含む)、多環芳香族炭化水素(PAH)、殺虫剤、および微量金属の濃度を決定した。非生物由来の物質に曝露されてきた証拠のバイオマーカである、CYP4501A依存性のモノオキシギゲナーゼ活性もこの魚の肝臓中に見出された。北の小湾(毎年数週間だけ利用される、2機の研究用小型航空機の着陸場所、A域)からの魚のデータを、南の小湾(基地からの排水を受け取る場所、B域)のデータ、および大陸棚(ゲルラッハ入江)において捕獲したコントロール試料のデータと比較した。PCB、HCB(ヘキサクロロベンゼン)、およびDDT(ジクロロ・ジフェニル・トリクロロエタン)残留化合物の全濃度はA域からの魚筋中のものがB域およびコントロール域のそれよりも高かった。非オルト・コプラナPCB異性体の含有量は、いずれの地域からの魚においても極めて低かった(乾燥重量1グラム当たり0.5pg以下)。PAHはA、B両域の魚筋中から検出され、フェナントレンおよびアントラセンが最も多く含まれていた。しかしながら、両域の試料間には有意な差異は認められなかった。魚筋、腎臓、鰓、および生殖腺に含まれる金属(Al、Cd、Cu、Fe、Hg、Mn、Pb、およびZn)の濃度にはサンプリングサイトによる差はなかった。魚筋中のHgと体長との間には有意な相関が見られ、コントロール域からの魚には高い蓄積速度を示していた。肝臓中のCYP4501A解毒活性は、B域からの魚においての値が他のサイトからのそれよりも顕著に高く、これは有機質性の非生物由来物質への曝露を示すものと予想される。しかしながら、本研究の結果は、10年に亘るイタリア南極基地の活動後においても、沿岸域の汚染は他の生態系と比較すると、中程度か、より軽度であることを示した。