Occurrence of bisphenols and benzophenones in mussels and fish in Algoa Bay, South Africa

Abstract

Endokrine forstyrrende kjemikaler (EDCs) er framvoksende miljøgifter, og deres skjebne i miljøet og potensielle skadevirkninger på menneskers helse og dyreliv er ikke godt undersøkt. Bisfenoler (Bps) og benzofenoner (BzPs) er EDCs som er til stede overalt og som benyttes i plast, i tillegg til å brukes i industri og forbrukerprodukter. På grunn av deres utbredte anvendelse, har de blitt detektert i nesten alle matriser og marine økosystemer er ofte en mottaker for slik organiske miljøgifter. Forskning på Bps og BzPs i marine organismer er begrenset, spesielt for Bps analoger. Derfor er det nødvendig å overvåke forekomsten og omfanget av Bps og BzPs i marine organismer for å få innsikt i skjebnen til miljøgiftene, samt kunnskap om de ulike utslippsrutene.

Totalt 137 muslingprøver (Perna perna, n=137) og 31 fiskeprøver (Seriola lalandi, n=11 og Sardinops sagax, n=20) ble tatt i Algoa Bay, Sør-Afrika i 2022 for å undersøke forekomsten av Bps og BzPs. Analyttene ble ekstrahert med væske-væske ekstraksjon og kvantifiseringen ble utført ved hjelp av UPLC-MS/MS. Totalt ni av fjorten analytter ble påvist. For muslingprøver tatt i begge måneder, var de høyeste bestemte mediankonsentrasjonene for Bps og BzPs, BpAP og BzP-2 (henholdsvis 31.6 og 7.90 ng g-1). For S. lalandi og S. sagax var de høyeste mediankonsentrasjonene for BzPs, BzP-2 (henholdsvis 17.4 og 2.76 ng g-1), mens for Bps var det henholdsvis BpAF (15.0 ng g-1) og BpA (130 ng g-1). Sammenligninger av konsentrasjonene og den geografiske fordelingen av muslingprøvene fra januar og september, indikerer at miljømessige og biologiske faktorer påvirker utslippskildene og eksponeringen av miljøgiftene.

En risikovurdering av de påviste forurensningene ble utført ved å beregne estimert daglig inntak (EDI) for kostinntak av fisk og muslinger. Disse verdiene ble deretter sammenlignet med en tolerabelt daglig inntak (TDI) verdi satt av den Europeiske myndighet for næringsmiddeltrygghet (EFSA). Som et resultat oversteg EDI-konsentrasjonene for Bps TDI-verdiene, noe som tyder på at inntak av fisk og muslinger hentet fra Algoa Bay, Sør-Afrika kan utgjøre en risiko for menneskers helsetilstand. EDI-verdiene for BzPs oversteg på sin side ikke TDI-verdiene, noe som indikerer at det ikke foreligger en risiko forbundet med uheldige helseeffekter med hensyn på BzPs.

Arbeidet som ble utført i denne oppgaven er en fortsettelse av forskningen av forekomsten til Bps og BzPs i muslinger hentet fra de samme prøvelokasjonene i Algoa Bay, Sør-Afrika av Castro et al. i samarbeid med Sustainable Seas Trust (SST), Sør-Afrika. SST er eier av all data benyttet i denne masteroppgaven.

Endocrine disrupting chemicals (EDCs) are emerging contaminants, and their environmental fate and potential adverse effects on human health and wildlife are not well assessed. Bisphenols (Bps) and benzophenones (BzPs) are ubiquitous EDCs and are used in plastics, in addition to being used in industrial and consumer product applications. Because of their widespread use they have been detected in nearly all matrices and marine ecosystems are often the sink for these organic pollutants. The research on Bps and BzPs in marine organisms are limited, especially on Bps analogues. Therefore, it is necessary to monitor the occurrence and abundance of Bps and BzPs in marine organisms to get insight in the environmental fate and release routes of the pollutants.

A total of 137 mussel samples (Perna perna) and 31 fish samples (Seriola lalandi, n=11 and Sardinops sagax, n=20) sampled in Algoa Bay, South Africa in 2022 were investigated for the occurrence of Bps and BzPs. The analytes were extracted with liquid-liquid extraction and the quantification was performed using UPLC-MS/MS. A total of nine out of the fourteen target analytes were detected. For Bps and BzPs, the highest determined median concentration in mussels at all sites were BpAP and BzP-2 (31.6 and 7.90 ng g-1 respectively). For S. lalandi and S. sagax the highest median concentrations for BzPs were BzP-2 (17.4 and 2.76 ng g-1 respectively), whereas BpAF (15.0 ng g-1) and BpA (130 ng g-1) respectively. Comparisons of the concentrations and geographical distribution of the species, and the mussel samples from January and September, indicate that environmental and biological factors influence the release sources and exposure of the pollutants.

A risk assessment of the detected pollutants was performed by calculating the estimated daily intake (EDI) for dietary consumption of the fish and mussels. These values were then compared with the tolerable daily intake (TDI) value set by the European Food Safety Authority (EFSA). As a result, the EDI concentrations for Bps exceeded the TDI values, suggesting that the consumption of fish and mussels collected in Algoa Bay, South Africa may pose a risk to human health. The EDIs for BzPs did not exceed the TDI values indicating that no risk regarding BzPs is associated with adverse health effects.

The work conducted in this thesis is a continuation of the research on the occurrence of Bps and BzPs in mussels sampled in the same sites in Algoa Bay, South Africa by Castro et al. in collaboration with the Sustainable Seas Trust (SST), South Africa. SST is the owner of the data used in this thesis.