uu.seUppsala University Publications
Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Accumulation of poly- and perfluoroalkylated substances (PFASs) and mercury in fish tissue from Lake Tana, Ethiopia: Evaluation of human exposure due to increased fish consumption
Uppsala University, Disciplinary Domain of Science and Technology, Earth Sciences, Department of Earth Sciences.
2015 (English)Independent thesis Advanced level (professional degree), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesis
Abstract [en]

Both poly- and perfluoroalkylated substances (PFASs) and mercury (Hg) are persistent bioaccumulative, and toxic substances (PBTs) of great concern due to their health effects on humans.  These pollutants are ubiquitously occurring in the global aquatic environment and dietary intake of fish is the major exposure pathway for humans. PFASs and Hg are widely studied in the temperate zones, but little is known from the tropical aquatic systems in Africa. Lake Tana, Ethiopia, is of high ecological value and predicted to increase its fish production and export during following years, but knowledge of human health effects due to bioaccumulated pollutants loading from this lake is lacking. The objective of this study was therefore to compare Hg and PFAS concentrations between sites and species, evaluate accumulation patterns and assess the human health risk with increased fish consumption. 

 

During October 2014, a total of 97 fish specimens from five species (Labeobarbus megastoma, Labeobarbus gorguari, Labeobarbus intermedius, Oreochromis niloticus and Clarias gariepinus) were collected from seven sites in Lake Tana. The fish was dissected in Bahir Dar, where a muscle sample was taken from the dorsal line, and later analyzed at the Swedish University of Agricultural Sciences. To determine differences and correlations between sites and species as well as for Hg and PFASs, statistical analyses were conducted and to determine the health risks in increased fish consumption a hazard ratio (HR) was calculated for both substances.

 

The results showed several similarities between Hg and PFASs, including higher concentrations in piscivorous fish species (L. megastoma and L. gorguari) than non-piscivorous and also spatial distribution similarities. Hg concentrations ranged from 0-639 ng g-1 wet weight (ww) with an overall mean of 137 ng g-1 ww for all species. Seven PFASs were detected (PFNA, PFDA, PFUnDA, PFDoDA, PFTeDA, PFBS, PFOS), and the PFSA concentrations ranged from non-detected to 3.61 ng g-1 ww. PFDA was found in all sites and species, compared to PFOS, which only was found in piscivorous species in elevated levels. The positive correlation between Hg and PFOS imply that these substances have similar accumulation patterns. The HRs showed that increased fish consumption is harmless to the Ethiopian population regarding PFAS and Hg contamination. Varied fish consumption is of importance though since several individuals from the piscivorous species contained Hg concentrations exceeding the WHO marketing limit of 0.5 μg g-1 (500 ng g-1). 

Abstract [sv]

Både poly- och perfluoralkylerade ämnen (PFASer) och kvicksilver (Hg) är persistenta, bioackumulerande och toxiska (PBT) ämnen som kan utgöra stor hälsorisk för människor. PFASer och Hg förekommer globalt i den akvatiska miljön och den mest betydande källan för mänsklig exponering av dessa ämnen är fiskkonsumtion. Studier av PFASer och Hg är vanligt förekommande i de tempererade zonerna, men väldigt lite är känt från de tropiska akvatiska systemen i Afrika. Lake Tana, Etiopiens största sjö, har stort ekologiskt värde och fiskproduktion och export från sjön förutspås öka under kommande år. Däremot saknas kunskap om hur denna föroreningsbelastning med ökat fiskintag kommer påverka befolkningen i landet. Syftet med denna studie var därför att jämföra Hg- och PFAS-koncentrationer mellan områden och arter, utvärdera ackumuleringsmönster och bedöma hälsoriskerna med ökad fiskkonsumtion i landet.

 

Under oktober 2014 samlades totalt 97 individer in från fem arter (Labeobarbus megastoma, Labeobarbus gorguari, Labeobarbus intermedius, Oreochromis niloticus och Clarias gariepinus) och från sju olika platser i Lake Tana. Dissektionen utfördes i Bahir Dar (där muskelprover togs från dorsala rygglinjen) och sedan fördes proverna till Sveriges lantbruksuniversitet (SLU) för analys. För att bestämma skillnader och korrelationer mellan områden och arter, samt mellan Hg och olika PFASer, utfördes statistiska analyser och för att utvärdera hälsorisken av en ökad fiskkonsumtion beräknades riskfaktorer för båda ämnena. 

 

Resultaten påvisade flertalet likheter mellan Hg och PFASer, bland annat högre koncentrationer i piskivora fiskarter (L. megastoma and L. gorguari) än icke-piskivora och även likheter i koncentrationer mellan provområdena. Hg-koncentrationerna varierade mellan 0-639 ng g-1 våtvikt (vv), med ett medel på 137 ng g-1 vv för alla arter. Sju PFASer detekterades i analysen (PFNA, PFDA, PFUnDA, PFDoDA, PFTeDA, PFBS, PFOS), där PFSA koncentrationerna varierade mellan icke-detekterbara till 3,6 ng g-1 vv. PFDA förekom i alla arter och områden, medan PFOS bara fanns i förhöjda värden i piskivora arter. Den funna positiva korrelationen mellan PFOS och Hg antyder att dessa ämnen har liknande ackumulationsmönster. De beräknade riskfaktorerna visade att en fiskkonsumtions-ökning inte skulle utgöra en risk för den etiopiska befolkningen med avseende på Hg- och PFAS-halter. En varierad fiskkonsumtion är dock av stor vikt eftersom flertalet individer från de piskivora arterna innehöll högre Hg-koncentrationer än den av WHO rekommenderade gränsen på 0,5 μg g-1 vv. 

Place, publisher, year, edition, pages
2015.
Series
UPTEC W, ISSN 1401-5765 ; 15051
Keyword [en]
mercury, PFAS, fish, bioaccumulation, human exposure, Lake Tana, Ethiopia
Keyword [sv]
kvicksilver, PFAS, fish, bioackumulation, mänsklig exponering, Lake Tana, Etiopien
National Category
Natural Sciences Engineering and Technology
Identifiers
URN: urn:nbn:se:uu:diva-264932OAI: oai:DiVA.org:uu-264932DiVA: diva2:861932
Educational program
Master Programme in Environmental and Water Engineering
Supervisors
Examiners
Available from: 2015-11-06 Created: 2015-10-19 Last updated: 2015-11-06Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(3764 kB)140 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 3764 kBChecksum SHA-512
18ed7cd6dc1ffe74b822311417f44881babe7206ceaa7849c7b8ca38ace29c83d3fd4edd5706b967cb590e2ccdfb2e7a0c0957e4964b3c03b33c4ccf0f11e176
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Department of Earth Sciences
Natural SciencesEngineering and Technology

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 140 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 442 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf