| dc.description.abstract | In recent years, the concentrations of mercury (Hg) in game fish from South East Norway
have increased, while, simultaneously, the depositions of Hg in precipitation have shown a
decreasing trend. This apparent discrepancy is hypothesized to be due to the substantial
increased levels of organic carbon in Norwegian waters. The increase of organic carbon is
thought to be a response to reduction in “acid rain”, which affects the speciation and
methylation of Hg in the catchment and in the lakes. The Hg levels in fish from SE Norway
are high, and for many lakes they reach levels that calls for restrictions related to
consumption.
Selenium (Se) and Hg bioavailability are closely linked, but few Norwegian studies have
investigated the relations between them, as well as the levels of Se in sediments and water.
The main objective of the present work was to study levels of total mercury (THg) and Se in
fish in the pristine Lake Øvre Sandvannet, in Rakkestad Municipality, County of Østfold in
South Eastern (SE) Norway. The lake is small and humic, and holds four fish species; brown
trout (Salmo trutta), European perch (Perca fluviatilis), European minnow (Phoxinus
phoxinus) and common roach (Rutilus rutilus). Stable isotopes of nitrogen and carbon in
primary producers, invertebrates and fish were analysed to establish trophic positions and
feeding habits of fish. Total mercury was analysed (CV-AAS) in fish and sediments, and Se
was analysed (ICP-MS) in fish, sediments and water.
All fish species showed high levels of THg, and 59 % of analysed fish exhibited THg
concentrations > 0.3 mg/kg wet weight (w.w.), an upper level from where consumption
advice are given by WHO for groups at risk. Total mercury concentrations ranged 0.08 - 2.49
mg/kg w.w., with the highest concentration detected in a 15 winters old female European
perch. It was found an unexpected insignificant difference between mean THg concentrations
in European perch and common roach.
Analyses of stable nitrogen isotopes suggested a food web consisting of three, possibly four,
trophic levels. Both THg and Se showed significant correlation to ∂15N, demonstrating
biomagnification. Levels of Se in water and fish were higher than anticipated; the water
concentrations were 0.11 ± 0.03 and 0.12 ± 0.03 mg Se/L. Selenium concentrations in fish
were within 0.34 - 0.84 mg/kg w.w., and the relatively narrow range is consistent with the
essentiallity of the element. Muscle concentrations of THg and Se exhibited a weak positive
correlation. The positive relation between the elements is in contradiction to results from
other studies on Hg and Se in fish. The molar ratio of Se/THg in fish muscle was investigated
since it has been recognized as an important indicator of Hg toxicity. A molar excess of Se
over THg is thought to be critical for a sound functioning of Se dependent biomolecules.
Despite the high exposure to THg, molar ratios of Se/THg < 1 was only detected in two
European perch, suggesting a protective role by Se against Hg toxicity in most fish. As Lake
Øvre Sandvannet has been limed, which increases the bioavailability of Se at a higher pH, the
THg concentration in fish will be higher if the liming, as planned, will be stopped. De siste årene er det blitt registrert økende kvikksølvkonsentrasjoner i fisk i sørøst Norge.
Samtidig har tilførselen av kvikksølv (Hg) i nedbør vist en avtagende trend. Det tilsynelatende
misforholdet mellom trendene blir vanligvis foreslått å være en respons på endringer i
nedbørskjemi og jordsmonn. Reduksjon av sulfatholdig sur nedbør har ført til økende innhold
av organisk karbon i avrenning til vann og vassdrag med påfølgende endringer i
metyleringsrater og tilstandsformer for Hg. Kvikksølvnivåene i fisk fra vann i sørøst Norge er
høye, og i flere tilfeller er nivåene over grenseverdier for kostholdsrestriksjoner.
Forholdet mellom biotilgjengeligheten til Selen (Se) og Hg er et viktig tema, men er lite
studert i Norge. Det finnes også svært få undersøkelser av relasjonene mellom Se nivåer i
vann, sedimenter og fisk. Hovedmålsettingen i dette arbeidet var å undersøke nivåene av Hg
og Se i fisk fra Øvre Sandvannet i Rakkestad kommune i Østfold. Vannet er relativt lite og
humøst, men ligger i et område forholdvis upåvirket av mennesklig aktivitet. Det finnes fire
fiskearter: aure (Salmo trutta), abbor (Perca fluviatilis), ørekyte (Phoxinus phoxinus) og mort
(Rutilus rutilus). Det ble analysert stabile isotoper av nitrogen og karbon i primærprodusenter,
evertebrater og fisk for å bestemme trofiske posisjoner og byttepreferanser. Totalkvikksølv
(THg) ble analysert (CV-AAS) i fisk og sedimenter, og Se ble analysert (ICP-MS) i fisk,
sedimenter og vann.
Alle fiskeartene viste høye THg verdier, og 59 % av all analysert fisk hadde THg
konsentrasjoner > 0.3 mg/kg våtvekt (v.v.). Med tanke på spesielt utsatte grupper anbefaler
WHO kostholdsrestriksjoner for mat med > 0.3 mg THg/kg v.v. Konsentrasjonene av THg i
Øvre Sandvannet var i intervallet 0.08 - 2.49 mg/kg v.v., med det høyeste påviste nivået av
THg i en 15 vinter gammel hunnabbor. Det ble observert en uventet insignifikant forskjell
mellom gjennomsnittlige THg konsentrasjoner i abbor og mort.
Analysene av stabile nitrogenisotoper indikerte et næringsnett bestående av tre, muligens fire
trofinivåer. Både THg og Se korrelerte signifikant med ∂15N. Denne sammenhengen er en
meget sterk indikasjon på biomagnifisering. Nivåene av Se i vann og fisk var høyere enn
forventet. Konsentrasjonene i vannet ble målt til 0.11 ± 0.03 og 0.12 ± 0.03 mg Se/L.
Selenkonsentrasjonene i fisk var i intervallet 0.34 - 0.84 mg/kg, og den relativt konservative
variasjonen er i overensstemmelse med elementets essensielle rolle. Totalkvikksølv og Se
viste en svak, positiv korrelasjon i fiskemuskler. Denne sammenhengen er ikke i samsvar med
observasjoner fra andre studier på forholdet mellom THg og Se i fisk. Den molare ratioen
Se/THg ble undersøkt siden dette forholdet er blitt vist å være en viktig indikator for
kvikksølvets toksisitet. Et molart overskudd av Se i forhold til THg er antatt å være
avgjørende for å opprettholde en normal funksjon av Se avhengige biologiske molekyler. Til
tross for den høye eksponeringen for THg ble molare Se/THg ratioer < 1 kun observert i to
abbor. Dette indikerer at selens beskyttende rolle mot Hg toksisitet er opprettehold i de fleste
fisker. Øvre Sandvannet er blitt kalket, noe som er gunstig for biotilgjengeligheten av Se
siden løsligheten øker med høyere pH. Imidlertid er det planlagt å stoppe kalkingen, og dette
vil sannsyneligvis medføre høyere THg nivåer i fisk. | no_NO |
