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Microplastic and metal contamination in Bermuda fishes at different trophic levels
| Name: | Description: | Size: | Format: | |
|---|---|---|---|---|
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Authors
Advisor(s)
Abstract(s)
Marine pollution has attracted increasing attention from scientists and the public in
recent years due to its impacts on marine life. Studies have focussed on presence of
plastics and metal contaminants in both the water and biota. Links between
microplastics and metals in different ares of the environment are often overlooked.
Analyses have focussed on many areas of coastal waters and the open ocean but,
despite being located within the North Atlantic Gyre, Bermuda has never been studied
for plastic presence. Therefore a sequence of impacts of marine pollution were
analysed in the water and fishes of Bermuda to provide an overview of the country’s
marine pollution situation. Surface trawls were used to determine plastic density in
the ocean. This ocean plastic was then evaluated for its bioavailability of metal
contaminants. Eight species of fish across three trophic levels were analysed for
microplastics present in their guts. Two of these species were selected to investigate
the level of metal contaminants in fish tissue. All species and 32% of individual fish
contained plastic in their guts. Evidence of biomagnification of microplastics by
trophic levels and length was found. Microplastics were confirmed as a vector for
metals into fish as they are biovailable on injested microplastic particles. Illegal levels
of Cd were found in all fish as well as some containing dangerous Pb and Cr levels.
Cd showed a positive correlation with fish length whereas Pb showed a negative one.
The presence of plastic and metals across species and trophic levels may pose a threat
to their health and consumption of these fish and their predators causes concern of
potential impacts on humans. These risks should be evaluated in future studies,
focusing on higher trophic levels to improve understanding of the affects of marine
pollution on ecosystems and humans.
A poluição marinha tem atraído uma atenção crescente de cientistas e do público nos últimos anos devido ao seu impacto ambiental cada vez mais percetível. Um dos exemplos é o plástico é omnipresente no ambiente marinho, onde a sua introduçãotem vindo a aumentar continuamente nos últimos anos. Isso significa que a quantidade de plástico que chega ao oceano e, portanto, a incidência do impacto na vida marinha também está a aumentar, na forma de macro como de microplásticos levando à ingestão de plástico. Os estudos têm-se concentrado sobre a quantificação da presença de plásticos e contaminantes dissolvidos, incluindo metais na água e em organismos, incluindo peixes. O plástico encontrado e quantificado em vários locais do mundo tem sido ingerido por vários organismos marinhos. A ingestão de plástico pode causar problemas na saúde dos organismos, como danos internos e bloqueio gástrico, mas também impactos secundários associados aos metais e poluentes orgânicos que são absorvidos na sua superfície. As propriedades dos microplásticos encontrados no oceano, nomeadamente a sua grande superfície em relação ao volume e a degradação que sofrem devido às condições ambientais, tornam provável a adsorção de metais na sua superfície. Estes metais podem então ser acumulados nos tecidos dos peixes. Se acumulados em grandes quantidades, metais não essenciais podem interferir nos processos metabólicos, reduzindo a saúde do animal. A ligação entre o modo pelo qual a poluição afeta diferentes aspetos do oceano são frequentemente negligenciados. O plástico presente na água do mar que foi ingerido pelo peixe, e os contaminantes existentes na superfície desse plástico podem ser acumulados nos seus tecidos dependem um do outro, mas poucos estudos os vinculam. A deteção e quantificação dos plásticos têm-se concentrado em muitas áreas da zona costeira e do oceano aberto, mas, apesar de estarem localizadas no Gyre do Atlântico Norte, o plástico presente nas Bermudas nunca foi estudado na água ou em peixes da zona. Portanto, uma abordagem multifacetada para analisar a poluição marinha provocada pelos plásticos foi projetada para avaliar o impacto na água e nos peixes das águas das Bermudas para fornecer uma visão geral da situação da poluição marinha no país. As redes de arrasto de superfície foram usadas para determinar a densidade do plástico na superfície do oceano, tanto em locais costeiros como no exterior da ilha das Bermudas. Foram amostrados três locais onde foi avaliado quanto a biodisponibilidade de seis contaminantes metálicos (Zn, Cu, Cr, Cd, Pb e Ni), digerindo-o numa solução projetada para imitar as condições intestinais de um peixe. A solução foi então analisada usando Espectrofotometria de Absorção Atômica (EAA). Oito espécies de peixes em três níveis tróficos, variando de pequenos peixes planctivoros a predadores pelágicos maiores, foram recolhidos e dissecados quanto à presença de plástico no seu trato intestinal. O conteúdo intestinal foi digerido em hipoclorito de sódio e analisado ao microscópio para identificar a presença de plástico. Duas dessas espécies, Decapterus macarellus e Harengula humeralis, comercialmente mais valiosas e frequentemente consumidas por seres humanos nas Bermudas e no mundo todo, foram selecionadas para investigar o nível de contaminantes metálicos no tecido muscular dos peixes. Essa é a parte do peixe que é consumido pelos seres humanos, representando, portanto, o maior risco. Amostras de tecido muscular de 17 peixes foram digeridas em ácido nítrico e os níveis de metais analisados através do uso de EAA. O plástico encontrado na superfície do oceano variou entre 30.000 a 130.000 partículas / km2, 89% das quais eram microplásticas. Não foi encontrada diferença significativa entre os locais offshore e costeiros. Todas as oito espécies de peixes e 32% dos peixes individuais continham plástico, 92% dos quais eram microplásticos. A espécie que ingeriu mais plástico foi D. macarellus, uma espécie de alimentação superficial e de um grupo trófico de nível médio. As partículas encontradas foram menores que 14 mm, portanto é pouco provável que causem bloqueio gástrico, mas ainda podem causar lesões no intestino e efeitos secundários de contaminantes associados. O número de peças microplásticas encontradas no intestino dos peixes aumentou com o comprimento e o nível trófico. Essa bioacumulação e causa preocupação para espécies maiores e potencialmente para os seres humanos que frequentemente consomem esses peixes. A análise da EAA mostrou que contaminantes metálicos aderidos a partículas microplásticas ou adicionados durante a fabricação estão biodisponíveis para os peixes após digestão no intestino, permitindo que eles se acumulem nos tecidos do peixe. Os metais foram encontrados nos tecidos musculares de todos os peixes analisados. Níveis acima do valor legal de Cd foram encontrados em todos os peixes, e alguns que continham níveis perigosos de Pb e Cr. O Cd mostrou uma correlação positiva com o comprimento dos peixes, enquanto o Pb mostrou uma correlação negativa. Todos os outros metais não tiveram relação significativa com o comprimento do peixe. Os metais não essenciais, como Cd e Pb, têm a capacidade de afetar os processos metabólicos em peixes. Se os níveis de poluição continuarem a aumentar, a acumulação de metais nos peixes pode ter efeitos nocivos para a saúde e ter impacto no meio ambiente em geral. O consumo desses peixes em grandes quantidades pelos seres humanos pode potencialmente colocar as pessoas em risco de terem problemas de saúde associados a altos níveis de Pb e Cd, incluindo funções cerebrais e renais reduzidas. Os padrões na densidade microplástica na superfície do oceano foram difíceis de determinar, portanto considera-se que uma amostragem mais frequente ajudaria a revelar padrões espaciais ou temporais que poderiam ajudar a compreender o impacto do plástico ao redor das Bermudas. Tendo comprovado a presença de detritos plásticos e contaminantes metálicos no ambiente e na biota das Bermudas, pode dizer –se que esses aspetos devem ser analisados em maior profundidade no futuro para determinar em que medida estão a afectar o ambiente marinho como um todo. A presença de microplásticos e metais nas espécies e nos níveis tróficos pode representar uma ameaça à sua saúde humana devido ao consumo de peixes e seus predadores, causando preocupação de possíveis impactos sobre os seres humanos. Estudos adicionais sobre peixes comercialmente valiosos de níveis tróficos mais elevados apresentariam uma visão mais clara da ameaça a que os seres humanos estão expostos pelo consumo de peixes contaminados. Uma compreensão mais ampla dessas questões permitiria aos governos implementar leis apropriadas que visem proteger a saúde humana e a saúde dos oceanos como um todo.
A poluição marinha tem atraído uma atenção crescente de cientistas e do público nos últimos anos devido ao seu impacto ambiental cada vez mais percetível. Um dos exemplos é o plástico é omnipresente no ambiente marinho, onde a sua introduçãotem vindo a aumentar continuamente nos últimos anos. Isso significa que a quantidade de plástico que chega ao oceano e, portanto, a incidência do impacto na vida marinha também está a aumentar, na forma de macro como de microplásticos levando à ingestão de plástico. Os estudos têm-se concentrado sobre a quantificação da presença de plásticos e contaminantes dissolvidos, incluindo metais na água e em organismos, incluindo peixes. O plástico encontrado e quantificado em vários locais do mundo tem sido ingerido por vários organismos marinhos. A ingestão de plástico pode causar problemas na saúde dos organismos, como danos internos e bloqueio gástrico, mas também impactos secundários associados aos metais e poluentes orgânicos que são absorvidos na sua superfície. As propriedades dos microplásticos encontrados no oceano, nomeadamente a sua grande superfície em relação ao volume e a degradação que sofrem devido às condições ambientais, tornam provável a adsorção de metais na sua superfície. Estes metais podem então ser acumulados nos tecidos dos peixes. Se acumulados em grandes quantidades, metais não essenciais podem interferir nos processos metabólicos, reduzindo a saúde do animal. A ligação entre o modo pelo qual a poluição afeta diferentes aspetos do oceano são frequentemente negligenciados. O plástico presente na água do mar que foi ingerido pelo peixe, e os contaminantes existentes na superfície desse plástico podem ser acumulados nos seus tecidos dependem um do outro, mas poucos estudos os vinculam. A deteção e quantificação dos plásticos têm-se concentrado em muitas áreas da zona costeira e do oceano aberto, mas, apesar de estarem localizadas no Gyre do Atlântico Norte, o plástico presente nas Bermudas nunca foi estudado na água ou em peixes da zona. Portanto, uma abordagem multifacetada para analisar a poluição marinha provocada pelos plásticos foi projetada para avaliar o impacto na água e nos peixes das águas das Bermudas para fornecer uma visão geral da situação da poluição marinha no país. As redes de arrasto de superfície foram usadas para determinar a densidade do plástico na superfície do oceano, tanto em locais costeiros como no exterior da ilha das Bermudas. Foram amostrados três locais onde foi avaliado quanto a biodisponibilidade de seis contaminantes metálicos (Zn, Cu, Cr, Cd, Pb e Ni), digerindo-o numa solução projetada para imitar as condições intestinais de um peixe. A solução foi então analisada usando Espectrofotometria de Absorção Atômica (EAA). Oito espécies de peixes em três níveis tróficos, variando de pequenos peixes planctivoros a predadores pelágicos maiores, foram recolhidos e dissecados quanto à presença de plástico no seu trato intestinal. O conteúdo intestinal foi digerido em hipoclorito de sódio e analisado ao microscópio para identificar a presença de plástico. Duas dessas espécies, Decapterus macarellus e Harengula humeralis, comercialmente mais valiosas e frequentemente consumidas por seres humanos nas Bermudas e no mundo todo, foram selecionadas para investigar o nível de contaminantes metálicos no tecido muscular dos peixes. Essa é a parte do peixe que é consumido pelos seres humanos, representando, portanto, o maior risco. Amostras de tecido muscular de 17 peixes foram digeridas em ácido nítrico e os níveis de metais analisados através do uso de EAA. O plástico encontrado na superfície do oceano variou entre 30.000 a 130.000 partículas / km2, 89% das quais eram microplásticas. Não foi encontrada diferença significativa entre os locais offshore e costeiros. Todas as oito espécies de peixes e 32% dos peixes individuais continham plástico, 92% dos quais eram microplásticos. A espécie que ingeriu mais plástico foi D. macarellus, uma espécie de alimentação superficial e de um grupo trófico de nível médio. As partículas encontradas foram menores que 14 mm, portanto é pouco provável que causem bloqueio gástrico, mas ainda podem causar lesões no intestino e efeitos secundários de contaminantes associados. O número de peças microplásticas encontradas no intestino dos peixes aumentou com o comprimento e o nível trófico. Essa bioacumulação e causa preocupação para espécies maiores e potencialmente para os seres humanos que frequentemente consomem esses peixes. A análise da EAA mostrou que contaminantes metálicos aderidos a partículas microplásticas ou adicionados durante a fabricação estão biodisponíveis para os peixes após digestão no intestino, permitindo que eles se acumulem nos tecidos do peixe. Os metais foram encontrados nos tecidos musculares de todos os peixes analisados. Níveis acima do valor legal de Cd foram encontrados em todos os peixes, e alguns que continham níveis perigosos de Pb e Cr. O Cd mostrou uma correlação positiva com o comprimento dos peixes, enquanto o Pb mostrou uma correlação negativa. Todos os outros metais não tiveram relação significativa com o comprimento do peixe. Os metais não essenciais, como Cd e Pb, têm a capacidade de afetar os processos metabólicos em peixes. Se os níveis de poluição continuarem a aumentar, a acumulação de metais nos peixes pode ter efeitos nocivos para a saúde e ter impacto no meio ambiente em geral. O consumo desses peixes em grandes quantidades pelos seres humanos pode potencialmente colocar as pessoas em risco de terem problemas de saúde associados a altos níveis de Pb e Cd, incluindo funções cerebrais e renais reduzidas. Os padrões na densidade microplástica na superfície do oceano foram difíceis de determinar, portanto considera-se que uma amostragem mais frequente ajudaria a revelar padrões espaciais ou temporais que poderiam ajudar a compreender o impacto do plástico ao redor das Bermudas. Tendo comprovado a presença de detritos plásticos e contaminantes metálicos no ambiente e na biota das Bermudas, pode dizer –se que esses aspetos devem ser analisados em maior profundidade no futuro para determinar em que medida estão a afectar o ambiente marinho como um todo. A presença de microplásticos e metais nas espécies e nos níveis tróficos pode representar uma ameaça à sua saúde humana devido ao consumo de peixes e seus predadores, causando preocupação de possíveis impactos sobre os seres humanos. Estudos adicionais sobre peixes comercialmente valiosos de níveis tróficos mais elevados apresentariam uma visão mais clara da ameaça a que os seres humanos estão expostos pelo consumo de peixes contaminados. Uma compreensão mais ampla dessas questões permitiria aos governos implementar leis apropriadas que visem proteger a saúde humana e a saúde dos oceanos como um todo.
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Microplásticos Bermudas Peixe Ingestão Contaminantes