Accumulation of organochlorines in Baltic Sea fishes

Abstract

Itämeri on yksi pahiten organoklooriyhdisteiden (PCB, dioksiinit, furaanit) saastuttamia merialueita. Kertyvinä ja ravintoketjuissa rikastuvina myrkkyinä ne ovat aiheuttaneet vakavia ongelmia Itämeren ravintoverkkojen huippupedoille, kuten hylkeille ja kalaa syöville petolinnuille, ja ovat myös uhka ihmisen terveydelle. Silakan myrkkypitoisuuksissa ei ole havaittu laskua 1980-luvun puolivälin jälkeen, vaikka tuntuvat päästörajoitukset ja yhdisteiden käyttökiellot ovat johtaneet taustapitoisuuksien tasaiseen laskuun Itämeressä aina 1970-luvulta saakka. Itämeren suuren silakan ja sitä syövän lohen myrkkypitoisuudet ylittävät EU:n organoklooriyhdisteille asettaman raja-arvon kaloissa ja kalatuotteissa. Pitoisuuksissa on myös havaittu suurta vaihtelua kalayksilöiden ja merialueiden välillä. Mikko Kiljusen väitöskirja selvittää näiden ilmiöiden taustoja. Kiljunen tutki, voidaanko kalastuksen säätelyllä vaikuttaa silakan myrkkypitoisuuksiin ja kuinka säätelytoimenpiteet vaikuttavat myrkkyjen kertymiseen ihmiseen.

Commercially important Baltic Sea fish species such as herring (Clupea harengus L.) suffer from high concentrations of toxic and highly bioaccumulative organochlorines (OCs). This thesis investigates accumulation of these compounds in the Baltic Sea from invertebrates through herring, sprat (Sprattus sprattus (L.)) and three-spined stickleback (Gasterosteus aculeatus L.) into salmon (Salmo salar L.) and onwards to humans. Strategies to reduce present OC concentrations in fish and therefore human intake are also tested. The thesis presents some methodological insights into application of stable isotope analysis, used in accumulation studies. Age and growth seems to explain most of the individual variation in herring OC concentrations. An accumulation model constructed for herring together with empirical data suggested that growth plays a significant role in explaining the differences in OC concentration between sea areas. Changes in herring growth during past decades are the most probable explanation for observations that herring organochlorine concentrations have levelled out. Stable isotopes combined with an accumulation model developed for salmon revealed that individual and spatial variability in salmon OC concentrations arose from the differences in the salmon diet, trophic position, as well as prey OC concentrations and lipid content. Based on the theory of density-dependence in herring growth, the accumulation model combined with age-structured simulations and a probabilistic human intake model showed that concentration in the Baltic herring could be decreased substantially by increased fishing.