Per- and polyfluoroalkyl substances (PFASs) in muscle and liver from white-tailed eagles (Haliaeetus albicilla), Norway

Abstract

Per- og polyfluorerte alkylstoffer (PFAS) er en stor familie av kjemikalier som brukes i både industrielle -og kommersielle produkter. Flere PFAS er vidt spredt i miljøet, har potensiale til å bioakkumuleres i organismer, biomagnifiseres i næringskjeden og kan føre til negative helseeffekter. Forekomst av PFAS i blod og fjær fra havørn (Haliaeetus albicilla) er mye studert, men i all hovedsak blant havørnunger. Få studier har derimot undersøkt konsentrasjonen av PFAS i vev hos voksne havørner. Hovedmålet for denne studien var derfor å bestemme forekomsten av PFAS i muskel- og leverprøver i havørn (N=35) fra Smøla, Norge.

Flere ulike teknikker ble brukt til å ekstrahere analyttene, inkludert fast-fase-væske-ekstraksjon, ultralyd-assistert-ekstraksjon og hybrid fast-fase-ekstraksjon. Deretter ble analyttene separert og identifisert med UPLC-MS/MS. Isotopmerket internstandardmetode ble brukt for kvantifisering med PFOS 13C og PFOA 13C.

Totalt 4 av 15 PFAS ble detektert i både muskel og lever (PFPA, PFDoDeA, PFOS og PFOSA). Bare to forbindelser ble detektert i over 50 % av lever- og muskelprøvene (PFOS og PFOSA). PFOS hadde høyest deteksjonsrate med over 94 % i både lever og muskel. Høyest konsentrasjon av PFOS ble detektert i lever med en medianverdi på 39.4 ng/g våtvekt (4.81 ng/g – 175 ng/g våtvekt). Konsentrasjonene som ble detektert i både muskel og lever var i samme størrelsesorden som tidligere studier på havørn (i andre matrikser). Det ble observert lavere konsentrasjoner av PFOS etter 2014, men trenden var ikke statistisk signifikant (p > 0.05). Det ble også observert høyere konsentrasjoner av PFOS i hanner, men forskjellen var ikke statistisk signifikant (p >0.05). Videre hadde PFOSA en deteksjonsrate på over 68 % i begge matrikser. Mediankonsentrasjonen for PFOSA i lever var 2.21 ng/g våtvekt (0.572 ng/g – 6.57 ng/g våtvekt). Så vidt jeg vet, er dette den første studien som rapporterer forekomst av PFOSA i vev fra havørn, samt forekomst av den kortkjedete forbindelsen PFPA i havørn.

Per- and polyfluoralkyl substances (PFASs) are a large family of chemicals used in both industrial and commercial applications. Several PFASs are widely distributed in the environment, have the potential to bioaccumulate in organisms, increase in concentration with trophic levels and cause adverse effects. Occurrence of PFASs in blood and feathers from the white-tailed eagle (Haliaeetus albicilla) is well studied, but mostly for nestlings. However, few studies have investigated the concentration of PFASs in tissues from adult white-tailed eagles (WTE) Thus, the overall aim of this study was to determine the occurrence of PFASs in muscle and liver samples of WTE (N=35) from Smøla, Norway.

Several techniques were used to extract the target analytes, including solid liquid extraction (SLE), ultrasonication and hybrid solid phase extraction (SPE). Afterwards, UPLC-MS/MS was used for separation and identification of the target analytes. Isotope labeled internal standard method was used for quantification with PFOS 13C and PFOA 13C.

In total, 4 out of 15 PFASs were detected in both liver and muscle (PFPA, PFDoDeA, PFOS and PFOSA). Of these, only two compounds were detected in over 50 % of the liver and muscle samples (PFOS and PFOSA). Highest detection rate was found for PFOS with over 94 % in both liver and muscle. Highest concentration was detected in liver for PFOS, with a median value of 39.4 ng/g ww (range 4.81 ng/g – 175 ng/g ww). Overall the concentrations were highest in liver, but concentrations in both tissues were in the same order of magnitude as found in previous studies on WTE (in different matrices). A trend of lower concentrations of PFOS after 2014 could be observed, but the difference was not statistically significant (p > 0.05). Also, a trend of higher concentration of PFOS in males could be observed, but the difference was not statistically significant (p > 0.05) . Further, PFOSA had a detection rate over 68 % in both matrices. PFOSA was detected in liver at a median concentration of 2.21 ng/g ww (range 0.572 ng/g – 6.57 ng/g ww). To the best of my knowledge, this is the first study to report occurrence of PFOSA in tissues from WTE and to report occurrence of the short chained PFPA in WTE.