Bioaccumulation of produced water compounds in eggs of cod (Gadus morhua) and lumpsucker (Cyclopterus lumpus)

Abstract

I dette studiet ble konsentrasjonen av 44 ulike polysykliske aromatiske hydrokarboner (PAH) og 31 ulike alkylfenoler (AP) målt i egg av atlantisk torsk (Gadus morhua) og rognkjeks (Cyclopterus lumpus) eksponert for ulike produsert vann (PV) og produsert vann-fraksjoner ved å bruke en allerede eksisterende metode for å måle konsentrasjonen av PAH, og en metode utviklet for dette studiet for å måle konsentrasjonen av AP. Analyttene ble ekstrahert ved bruk av løsningsmiddelekstraksjon. GPC ble utført for å fjerne mulige matriksforbindelser i fiskeeggene som kunne forårsake forstyrrelser under analysen. PAH-er og AP-er ble kvantifisert i prøvene ved bruk av GC-MS / MS. Den utviklede metoden viste seg å være lite gunstig til å måle konsentrasjonen av AP-er i konsentrasjonsområdet brukt for metodevalidering (1-100 ng). Målingene viste at metoden rutinemessig overvurderte og undervurderte den faktiske konsentrasjonen i prøvene som medførte usikkerhet i noen av de målte verdiene. Resultatene i dette studiet viser at den kjemiske profilen til PAH-er for hver PW- og PW-fraksjon gjenspeiles godt i konsentrasjonen målt i de utsatte eggene. De samme resultatene var ikke tydelige for AP. Akkumuleringen av AP-er var tilsynelatende den samme, uavhengig av konsentrasjonen av AP-er i eksponeringsløsningen. Fra resultatene oppnådd i denne studien ser det ut til å være implikasjoner at den kjemiske kombinasjonen av PV kan forårsake økt akkumulering av visse forbindelser som følge av synergistiske og/eller antagonistiske effekter. Egg eksponert for en kombinasjon av alle PV-fraksjoner førte til høyere konsentrasjon av PAH-er og AP-er sammenlignet med egg som bare ble eksponert for bare en fraksjon. Det var en betydelig forskjell i akkumulering av PAH og AP mellom de to artene. Rognkjekseggene akkumulerte mer lette PAH-er og AP-er, mens torskeggene akkumulerte mer PAH-er og AP med høy molekylvekt. Konsentrasjonen av metaller ble analysert ved bruk av induktiv koblet plasma-massespektrometri (ICP-MS). Metallanalysen viste økende konsentrasjoner av visse metaller (Sr, Fe, Mn, Cs, Ba og Tl). Torskeeggene akkumulerte mer av Sr, Cs og Mn sammenlignet med rognkjekseggene, mens rognkjekseggene akkumulerte mer av Ba. Begge artene akkumulerte samme mengde Tl, men bare rognkjekseggene akkumulerte Fe.

In the current study the body burden of 44 different polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) and 31 different alkylphenols (APs) was measured in eggs of Atlantic cod (Gadus morhua) and lumpuscker (Cyclopterus lumpus) exposed to different produced waters (PW) and produced water fractions using an already existing method for measuring the concentration of PAHs, and a method developed for this study to measure the concentration of APs. Target analytes were extracted using solvent extraction. Sample clean-up was performed to remove possible interfering fish egg matrix compounds by using GPC. Target PAHs and APs were quantified in fish egg samples using GC-MS/MS. The developed method proved to be poor for the detection of APs in samples at the selected range (1-100 ng/sample) used for validation. The measurements showed that the method routinely over and underestimated the actual concentration in the samples, thus resulting in some uncertainties in the measurements of APs. Our results show that the chemical profile of PAHs for each PW and PW fraction was well reflected in the body burden of the exposed eggs. These results were not evident for APs. The accumulation of APs was seemingly the same, independent of the concentration of APs in the exposure solution. From the results obtained in this study, there seems to be implications that the chemical combination of PW might cause increased accumulation of certain compounds resulting from synergistic and/or antagonistic effects. Eggs exposed to a combination of all PW fractions led to higher body burden of PAHs and APs compared to eggs only exposed to only one fraction. There was a noticeable difference in the accumulation of PAHs and APs between the two species. The lumpsucker eggs accumulated more low molecular weight PAHs and APs, while the cod eggs accumulated more high molecular weight PAHs and APs. The body burden of metals was analyzed using inductively coupled plasma-mass spectrometry (ICP-MS). Metal analysis showed increasing body burden of certain metals (Sr, Fe, Mn, Cs, Ba and Tl). The cod eggs accumulated more Sr, Cs, and Mn compared to the lumpsucker eggs, while the lumpsucker eggs accumulated more Ba. Both species accumulated the same amount of Tl, while accumulation of Fe was only evident in the lumpsucker eggs. To our knowledge this is the first study to measure the body burden of APs and metals in fish eggs exposed to PW and PW fractions