Mercury Levels in Svalbard Reindeer Tissue and Faeces in Relation to Diet and Season

inkludert i den arktiske biotaen, til tross for begrensede utslippskilder. Hg kan transporteres til fjerne områder via langt utstrakt transport via vind og hav strømmer. Den metylerte formen for Hg kan bioakkumuleres og biomagnifiseres i næringskjeden. Vi analyserte avføringsprøver fra Svalbardrein (Rangifer tarandus platyrhynchus) fra Colesdalen (n = 43) og Hollendarbukta (n = 25), samt nyre-, lever-, avførings-, muskel-, hjerne-, pels-, røde blodceller- og serumprøver fra avlivete (i oktober 2021) Svalbardrein (n = 18) for Hg-konsentrasjoner. Avføringsprøvene viste en økning i Hg-konsentrasjonen mot slutten av juli og begynnelsen av august 2022 (uke 32 for Hollendarbukta, uke 29 og 32 for Colesdalen), sammenlignet med juni 2022. Årsaken til økningen er ukjent, men kan skyldes lokale forurensningskilder eller sesongvariasjon, som muligens er påvirket av endringer i reinens kosthold og økt konsumsbehov i møte med vinteren.

Blant de analyserte reinvevene ble de høyeste Hg-konsentrasjonene funnet i nyrene (662,9 ± 279,6 μg/kg, d.w), etterfulgt av leveren (130,5 ± 50,5 μg/kg, d.w), avføringen (60,8 ± 17,2 μg/kg, d.w), pelsen (12,7 ± 10,9 μg/kg, d.w), muskelen (8,2 ± 6,9 μg/kg, d.w) og hjernen (1,3 ± 1,2 μg/kg, d.w). Hg-konsentrasjonene i de røde blodcellene og serumet var henholdsvis 0,4 ± 0,4 μg/kg (w.w) og 0,09 ± 0,2 μg/kg (w.w). Sammenlignet med andre arktiske pattedyr opplever reinen lave nivåer av Hg forurensning og er under nivået for å observere effekter ved forgiftning. Konsentrasjonene i organene og hvor det akkumuleres påvirkes antageligvis av kostholdets nivåer av uorganisk Hg og metylert Hg.

Det ble estimert signifikante korrelasjoner mellom Hg-konsentrasjonene i avføringen og Hg- konsentrasjonene i nyrene (r = 0,673, p < 0,01), leveren (r = 0,735, p < 0,001), hjernen (r = 0,495, p < 0,05) og muskelen (r = 0,498, p < 0,05). Disse korrelasjonene er muligens relatert til den dominante Hg arten i de ulike vevene. Vi utviklet lineære modeller for å forutsi Hg- konsentrasjoner i nyrene, leveren, hjernen eller muskelen basert på Hg-konsentrasjonene i avføringen. Dette kan være et nyttig, ikke-invasivt verktøy for overvåking av reinpopulasjoner med tanke på Hg-forurensning. Hg-konsentrasjonene i Svalbardrein i Colesdalen og Hollendarbukta ble forutsagt basert på modellene og avføringsprøver, og viste ingen risiko for forgiftning basert på risiko verdiene beskrevet i the Arctic Monitoring and Assessment Program, AMAP (2021).

Mercury (Hg) is a ubiquitous toxic element found in the Arctic environment and biota, despite

limited emission sources. Hg is transported to remote areas through long-range atmospheric transport and ocean currents. The methylated form of Hg can bioaccumulate and biomagnify in the food web, posing a health risk to wildlife. We analysed the Hg content in faeces samples from Svalbard reindeer (Rangifer tarandus platyrhynchus) from Colesdalen (n = 43) and Hollendarbukta (n = 25), as well as kidney, liver, faeces, muscle, brain, fur, red blood cells, and serum samples from Svalbard reindeer from Colesdalen and Semmeldalen (October 2021) (n = 18). The faeces samples showed an increase in Hg concentrations at the end of July and the start of August 2022 (week 32 for Hollendarbukta, week 29 and 32 for Colesdalen) compared to June 2022. The cause of the increase is unknown but could be attributed to local pollution sources or seasonal variation, possibly influenced by a shift in the diet of the reindeer and increased consumption requirements in preparations for the winter.

Among the reindeer tissues analysed, the highest concentrations of Hg were found in the kidneys (662.9 ± 279.6 μg/kg, d.w), followed by the liver (130.5 ± 50.5 μg/kg, d.w), faeces (60.8 ± 17.2 μg/kg, d.w), fur (12.7 ± 10.9 μg/kg, d.w), muscle (8.2 ± 6.9 μg/kg, d.w), and brain (1.3 ± 1.2 μg/kg, d.w). The Hg concentrations in red blood cells and serum were 0.4 ± 0.4 μg/kg (w.w) and 0.09 ± 0.2 μg/kg (w.w), respectively. Compared to other Arctic mammals, reindeer experience low levels of Hg contamination and remain below the threshold of toxic effects. The dietary levels of inorganic and methylated Hg presumably influence the organ concentrations and final accumulation site.

Significant correlations between Hg concentrations in faeces and Hg concentrations in kidney (r = 0.673, p < 0.01), liver (r = 0.735, p < 0.001), brain (r = 0.495, p < 0.05), and muscle (r = 0.498, p < 0.05) were estimated. These correlations may be related to the dominant Hg species in the different tissues. These correlations were used to develop linear models to predict Hg concentrations in the kidney, liver, brain, or muscle based on Hg concentrations in faeces. The models could be helpful non-invasive tools for monitoring Hg pollution in Svalbard reindeer. Based on these models and collected faeces samples, we conclude that Hg concentrations in Svalbard reindeer in Colesdalen and Hollendarbukta pose no risk of toxicity, as per the risk level determined by the Arctic Monitoring and Assessment Program, AMAP (2021).

Publisher

NTNU