1.5.4 Πρόσληψη από τους οργανισµούς Φυσικοχηµικές ιδιότητες παρουσία στη Γη...17

Transcript

1

2 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ...1 ΕΥΧΑΡΙΣΤΙΕΣ...3 ΠΕΡΙΛΗΨΗ...4 ΕΙΣΑΓΩΓΗ Βαρέα µέταλλα Μόλυβδος Φυσικές και χηµικές ιδιότητες, παρουσία στη Γη Πηγές και χρήσεις του µολύβδου ιασπορά του µολύβδου στο περιβάλλον Πρόσληψη από τους οργανισµούς Πρόσληψη από τα πουλιά Υδράργυρος Φυσικοχηµικές ιδιότητες παρουσία στη Γη Πηγές και χρήσεις του υδραργύρου ιασπορά του υδραργύρου στο περιβάλλον Πρόσληψη από τους οργανισµούς Πρόσληψη από τα πουλιά Κάδµιο Φυσικοχηµικές ιδιότητες παρουσία στη Γη Πηγές και χρήσεις του καδµίου ιασπορά του καδµίου στο περιβάλλον Πρόσληψη από τους οργανισµούς Πρόσληψη από τα πουλιά Ψευδάργυρος Φυσικοχηµικές ιδιότητες παρουσία στη Γη Πηγές και χρήσεις του ψευδαργύρου ιασπορά στο περιβάλλον Πρόσληψη από τους οργανισµούς Χαλκός Φυσικοχηµικές ιδιότητες παρουσία στη Γη Πηγές και χρήσεις του χαλκού ιασπορά του χαλκού στο περιβάλλον Πρόσληψη από τους οργανισµούς Πουλιά Σωµατικές λειτουργίες Πεπτικό σύστηµα Αναπνευστικό και κυκλοφορικό σύστηµα Απεκκριτικό σύστηµα Αρπακτικά πουλιά Τα πουλιά ως δείκτες ρύπανσης πλεονεκτήµατα και µειονεκτήµατα Επιπτώσεις των µετάλλων στα πουλιά Σκοπός της παρούσας εργασίας...25 ΜΕΘΟ ΟΛΟΓΙΑ Λήψη δειγµάτων Αναλυτική διαδικασία

3 2.1 Προετοιµασία σκευών Επεξεργασία δειγµάτων Μετρήσεις οκιµαστικές µετρήσεις Οργανολογία και λειτουργία Όρια ανίχνευσης Στατιστική επεξεργασία...32 ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ Υπολογισµός της περιεκτικότητας σε νερό των ιστών Οι συγκεντρώσεις που ανιχνεύθηκαν Μόλυβδος Μόλυβδος στο συκώτι Μόλυβδος στα νεφρό Υδράργυρος Υδράργυρος στο συκώτι Υδράργυρος στο νεφρό Κάδµιο Κάδµιο στο συκώτι Κάδµιο στο νεφρό Ψευδάργυρος Ψευδάργυρος στο συκώτι Ψευδάργυρος στο νεφρό Χαλκός Χαλκός στο συκώτι Χαλκός στο νεφρό Σχέση µεταξύ των ιστών και των µετάλλων Σχέση µεταξύ των ιστών και γραµµική παλινδρόµηση Σχέση µεταξύ των µετάλλων στον ίδιο ιστό...51 ΣΥΖΗΤΗΣΗ Αξιολόγηση των συγκεντρώσεων των µετάλλων Μόλυβδος Συγκεντρώσεις υποβάθρου του µολύβδου Αυξηµένες συγκεντρώσεις του µολύβδου Υδράργυρος Κάδµιο Ψευδάργυρος Χαλκός Σχέσεις συγκεντρώσεων µεταξύ των ιστών Σχέσεις συγκεντρώσεων µεταξύ των µετάλλων...61 ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ...63 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ 1 ΟΡΙΣΜΟΙ...65 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ 2 ΓΕΝΙΚΕΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΕΣ ΓΙΑ ΤΑ ΥΠΟ ΜΕΛΕΤΗ ΕΙ Η Γερακίνα (Buteo buteo) Νανογέρακο (Falco columbarius) Τυτώ (Tyto alba) Γκιώνης (Otus scops)...67 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ 3 ΣΧΗΜΑΤΑ, ΠΙΝΑΚΕΣ ΚΑΙ ΕΙΚΟΝΕΣ...69 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

4 ΕΥΧΑΡΙΣΤΙΕΣ Καταρχήν, πρέπει να ευχαριστήσω τον καθηγητή Τριαντάφυλλο Ακριώτη, για την παραχώρηση του θέµατος και τις πολύτιµες συµβουλές του στον χειρισµό αυτής της εργασίας, καθώς επίσης και στην συγγραφή του κειµένου. Ουσιαστική ήταν και η βοήθεια της Μαρίας Αλούπης στα εργαστηριακά του θέµατος αυτού, αλλά και σε ότι έχει να κάνει µε τη µεθοδολογία, γι αυτό και την ευχαριστώ. Ωραία ήταν και η συνεργασία µε τη Γλυκερία, µε την οποία περάσαµε πολλές ώρες στο εργαστήριο. Σηµαντική ήταν η βοήθεια του Νίκου σε ότι έχει να κάνει µε ηλεκτρονικούς υπολογιστές, µιας και οι συµβουλές του έκαναν τα «πράγµατα» πολύ πιο εύκολα. Ωστόσο, βοήθησε πολύ και στη δοµή µε συζητήσεις, οποιαδήποτε στιγµή κι αν του ζητήθηκε. Σε θέµατα χρήσης scanner και επεξεργασίας των εικόνων βοήθησε ο Τάσος, και θα µπορούσα να πω, και ο υπολογιστής του. Μιας και συµπίπτει η παράδοση της εργασίας, µε την αποχώρηση από αυτό το µέρος θα θελα να ευχαριστήσω όλους εκείνους για τις ωραίες στιγµές που περάσαµε, ξεκινώντας από τον ηµήτρη και το Νίκο, λέγοντάς τους ότι «η σχέση µας σίγουρα έχει κατέβει πολλά επίπεδα». Η συγκατοίκηση µαζί τους ήταν πολύ ωραία, όπως επίσης και µε το Χριστόφορο, ο οποίος αν και έµεινε για λίγο καιρό, σίγουρα άφησε το στίγµα του. Θα έπρεπε να αναφέρω πολλούς ακόµη (Βάγιε είσαι και συ µέσα σ αυτούς), που από τα πρώτα µέχρι τα τελευταία χρόνια, µου πρόσφεραν αξέχαστες εµπειρίες. Τελευταία άφησα τη Χριστίνα, που πραγµατικά έκανε πολύ υποµονή τα τελευταία δύο χρόνια, και ιδιαίτερα το τελευταίο καλοκαίρι, γι αυτό και την ευχαριστώ πολύ. 3

5 ΠΕΡΙΛΗΨΗ Τις τελευταίες δεκαετίες υπάρχει έντονη ανησυχία για την ρύπανση που ο άνθρωπος προκαλεί, και τις αρνητικές επιπτώσεις της σε όλα τα βιολογικά συστήµατα. Επεισόδια ρύπανσης απασχόλησαν την επιστηµονική κοινότητα (και όχι µόνο) και είχαν ως αποδέκτες ανθρώπους, όπως αυτό στην Minamata, αλλά και πουλιά, από την χρήση υδραργυρούχων σκευασµάτων στη γεωργία. Αν και φαίνεται να έχει σταµατήσει η αλόγιστη χρήση ουσιών που προκαλούν άµεσα προβλήµατα σε ανθρώπους, δεν συµβαίνει το ίδιο και µε τις άλλες οµάδες οργανισµών, όπως π.χ., η χρήση σκαγιών µολύβδου, που είναι τοξικά για τα πουλιά. Στην παρούσα εργασία ερευνώνται οι συγκεντρώσεις των µετάλλων µολύβδου, υδραργύρου, καδµίου, ψευδαργύρου και χαλκού, στους ιστούς συκώτι και νεφρό, αρπακτικών πουλιών, τα οποία µεταφέρθηκαν τραυµατισµένα στο Εθνικό Κέντρο Περίθαλψης Άγριων Ζώων, στην Αίγινα, και πέθαναν µετά από κάποιο χρονικό διάστηµα παραµονής τους εκεί. Στην Μυτιλήνη στάλθηκαν συνολικά 9 ιστοί συκωτιού και 8 ιστοί νεφρού από 6 Γερακίνες (Buteo buteo, για τη µία µόνο το συκώτι), 1 Νανογέρακο (Falco columbarius), 1 Τυτώ (Tyto alba) και 1 Γκιώνη (Otus scops). Η ανάλυση των ιστών τους δεν έδειξε υψηλές συγκεντρώσεις από τα παραπάνω µέταλλα, ικανές να προκαλέσουν τον θάνατο στα υπό µελέτη άτοµα. Ωστόσο, βρέθηκαν επίπεδα τιµών, που συνήθως είναι χαρακτηριστικά µακροχρόνιας, χαµηλών δόσεων, έκθεσης. Αξιοσηµείωτη ήταν η τιµή της συγκέντρωσης του καδµίου που βρέθηκε στο νεφρό ενός Γκιώνη (26,49 mg/kg d.w.), που είναι και η υψηλότερη τιµή που έχει βρεθεί για νυκτόβιο αρπακτικό, σε σύγκριση τουλάχιστο µε τη βιβλιογραφία που είχαµε στη διάθεσή µας. Ενδιαφέρον παρουσίασαν και οι συσχετίσεις µεταξύ των ιστών για το κάθε µέταλλο, όπου στατιστικά σηµαντικές σχέσεις βρέθηκαν για τον µόλυβδο (R=0,84, P<0,01, N=8), τον υδράργυρο (R=0,967, P<0,005, N=8) και το κάδµιο (R=0,902, P<0,005, N=8). Παρόµοια, σηµαντική ήταν και η συσχέτιση του Hg µε το Cu στο συκώτι (R=0,778, P<0,05, N=8), όπως επίσης και του Pb µε το Cd στο νεφρό (R=0,803, P<0,05, N=8). 4

6 ΕΙΣΑΓΩΓΗ 1. Βαρέα µέταλλα Η ενότητα αυτή βασίζεται κυρίως σε κάποιες παραποµπές αναφέρονται συνεχώς. Άλλες πηγές αναφέρονται κανονικά. 4, οι οποίες και δεν Τα βαρέα µέταλλα έχουν προκαλέσει έντονο ερευνητικό ενδιαφέρον, κατά τις τελευταίες δεκαετίες, µετά από µια σειρά περιπτώσεων σοβαρής ρύπανσης σε χώρες όπως η Ιαπωνία, η Σουηδία και το Ιράκ. Ως βαρέα µέταλλα ορίζονται τα µέταλλα µοριακού βάρους πάνω από το 40 (40 έχει το ασβέστιο (Ca)). Ιδιαίτερη σηµασία έχει δοθεί στη ρύπανση από υδράργυρο, µόλυβδο και κάδµιο, µέταλλα που έχουν προκαλέσει ποικίλα προβλήµατα σε όλα τα βιολογικά συστήµατα. Για τα περισσότερα βαρέα µέταλλα δεν υπάρχουν γνωστές βιολογικές λειτουργίες, και συγκεκριµένα ο µόλυβδος και ο υδράργυρος απελευθερώνονται στο περιβάλλον περισσότερο από ανθρωπογενείς δραστηριότητες, παρά από φυσικές διεργασίες. Τα τελευταία χρόνια, το ενδιαφέρον για τις επιπτώσεις των βαρέων µετάλλων έχει αυξηθεί, µε αποτέλεσµα την δηµιουργία προγραµµάτων βιοπαρακολούθησης (biomonitoring), έτσι ώστε να προσδιορίζονται οι συγκεντρώσεις τους και η βιοδιαθεσιµότητά τους (bioavailiability) (βλέπε Παράρτηµα 1 για ορισµούς). Τα µέταλλα µπορεί να συγκεντρώνονται στους οργανισµούς σε επίπεδα υψηλότερα από αυτά της ατµόσφαιρας, του εδάφους και των υδάτων, εποµένως είναι ευκολότερο να µετρηθούν. Τα πουλιά είναι µια οµάδα οργανισµών που, η χρήση τους ως δείκτες ρύπανσης προσφέρει κάποια πλεονεκτήµατα. Στην παρούσα εργασία µελετώνται τα µέταλλα µόλυβδος, υδράργυρος, κάδµιο, ψευδάργυρος και χαλκός. Αρκετή βιβλιογραφία υπάρχει για το µόλυβδο και τον υδράργυρο, λιγότερη για το κάδµιο και ελάχιστη για τον ψευδάργυρο και το χαλκό, όσον αφορά στις τοξικές επιπτώσεις τους και στα επίπεδα συγκεντρώσεων στους ιστούς των πουλιών, λόγω των σηµαντικών λειτουργιών των δύο τελευταίων στους οργανισµούς. 1.1 Μόλυβδος Ο µόλυβδος είναι ένα µέταλλο που χρησιµοποιείται εδώ και 7000 χρόνια από τον άνθρωπο. Στην αρχή, το χρησιµοποίησαν οι Αιγύπτιοι για την κατασκευή βαριδιών και αγκύρων, οικιακών σκευών, κ.ά., ενώ ευρύτατη ήταν η χρήση του και στους ρωµαϊκούς χρόνους, και θεωρείται ένας λόγος για την πτώση της Ρωµαϊκής Αυτοκρατορίας, αφού τα σκεύη που οι αυτοκράτορες έπιναν το κρασί τους ήταν από µόλυβδο, µε αποτέλεσµα τη διάλυση ιόντων µολύβδου και την κατάποσή τους, µε αρνητικές επιδράσεις στο νευρικό τους σύστηµα. Οι υψηλές τιµές µολύβδου που βρέθηκαν στα κόκαλα των Ρωµαίων αυτοκρατόρων που εκτάφηκαν ενισχύουν την υπόθεση αυτή 5 6. Προβλήµατα, ωστόσο, προκάλεσε και πιο πρόσφατα όταν χρησιµοποιήθηκε για την κατασκευή σωληνώσεων στα δίκτυα ύδρευσης Φυσικές και χηµικές ιδιότητες, παρουσία στη Γη Ο µόλυβδος (Pb) είναι ένα µη απαραίτητο, πολύ τοξικό, βαρύ µέταλλο, του οποίου οι περισσότερες γνωστές επιπτώσεις στα βιολογικά συστήµατα είναι συνήθως δηλητηριώδεις. Έχει ατοµικό αριθµό 82 και βρίσκεται στην ΙV κύρια οµάδα του 5

7 περιοδικού πίνακα. Το σηµείο τήξης του είναι στους C, ενώ βράζει στους C. Είναι αρκετά µαλακός και βρίσκεται ως σηµαντικό παραπροϊόν σε περισσότερα από 200 µεταλλεύµατα. Τα κυριότερα ορυκτά που συναντάται είναι ο γαληνίτης (PbS, από τον οποίο και εξορύσσεται), ο κερουσίτης (PbCO 3 ) και ο αγγλεζίτης (PbSO 4 ) 7. Η µέση συγκέντρωση στον φλοιό της γης είναι 0,016g Pb/kg εδάφους, γεγονός που τον κατατάσσει στην 36 η θέση µεταξύ των στοιχείων του φλοιού της γης Ο µόλυβδος εµφανίζεται σε ανόργανες (Pb +2 και λιγότερο συχνά Pb +4 ), και σε οργανικές µορφές. Ωστόσο, οι ποσότητες του ανόργανου µολύβδου είναι σε σηµαντικό βαθµό µεγαλύτερες από τις οργανικές, συµπεριλαµβανοµένων των ποσοτήτων που υπάρχουν σε όλο τον πλανήτη 6. Ο µόλυβδος στο περιβάλλον απορροφάται ισχυρά από τα ιζήµατα και τα σωµατίδια του εδάφους µειώνοντας έτσι την διαθεσιµότητά του στους οργανισµούς. Λόγω της χαµηλής διαλυτότητας των περισσοτέρων από τα άλατά του, το µέταλλο αυτό τείνει να διαχωρίζεται ως ίζηµα.. Επίσης, σχηµατίζει σταθερές οργανικές ενώσεις, οι οποίες είναι πτητικές και αδιάλυτες στο νερό, αλλά διαλύονται στους λιπαρούς ιστούς. Μόνο ο τριαλκυλιωµένος µόλυβδος, που σχηµατίζεται στο περιβάλλον από τη διάσπαση του τετραλκυλιωµένου µολύβδου, είναι λιγότερο πτητική και διαλυτή στο νερό, ένωση Πηγές και χρήσεις του µολύβδου Μικρές ποσότητες αυτού του µετάλλου απελευθερώνονται στο περιβάλλον από τις φυσικές διεργασίες. Οι πρόσφατες ανθρωπογενείς εκποµπές µολύβδου έχουν ως αποτέλεσµα οι συγκεντρώσεις στα νερά και τα εδάφη να είναι πολύ µεγαλύτερες από αυτές που υπήρχαν φυσικά 6. Οι κυριότερες χρήσεις του µολύβδου είναι, στην κατασκευή µπαταριών, παρασκευή βαφών και χηµικών, κράµατα µετάλλων, πυροµαχικών και επικάλυψη καλωδίων. Οι σηµαντικότερες πηγές του µολύβδου στο περιβάλλον, που έχουν σηµασία για τους ζώντες οργανισµούς, είναι η εξόρυξη του µολύβδου, ο καθαρισµός των προσµίξεων από την εξόρυξη άλλων µετάλλων (στις οποίες υπάρχει και ο µόλυβδος), ο οργανικός µόλυβδος ως προσθετικό της βενζίνης (διαδικασία που έχει σταµατήσει στις ανεπτυγµένες χώρες), σωµατίδια καθαρού µολύβδου, όπως τα σκάγια κυνηγετικών φυσιγγιών και τα βαρίδια ψαρέµατος (ειδικά τα µικρού µεγέθους) ιασπορά του µολύβδου στο περιβάλλον Η ενότητα αυτή βασίζεται σε κάποιες παραποµπές , οπότε και δεν αναφέρονται συνεχώς. Άλλες πηγές αναφέρονται κανονικά. Οι ανθρωπογενείς εκποµπές του µολύβδου στο περιβάλλον µπορούν να βρεθούν στον αέρα, τα νερά και τα εδάφη. Αν και είναι εύκολο να εκτιµηθούν αυτές οι εκποµπές, υπάρχει συνεχής ανταλλαγή µολύβδου (µεταξύ των τριών φάσεων) που καταστεί αδύνατο (ή χωρίς νόηµα) έναν τέτοιο υπολογισµό. Η γεωγραφική κατανοµή του ατµοσφαιρικού µολύβδου σχετίζεται µε την θέση της πηγής εκποµπής, εξαρτάται σε µεγαλύτερο βαθµό όµως από το µέγεθος των αιωρούµενων σωµατιδίων. Το µεγαλύτερο µέρος του αεροµεταφερόµενου µολύβδου εναποτίθεται σε επιφάνειες, όπως τα φυτά, τα εδάφη, µάζες νερού, επιφάνειες που έχουν υποστεί την ανθρώπινη επέµβαση (πόλεις, δρόµοι, κτλ.), και στις αναπνευστικές οδούς των ζώων, µε ξηρή ή υγρή απόθεση (βλέπε Παράρτηµα 1 για ορισµούς). Οι εκποµπές µολύβδου από φυσικές δραστηριότητες στην ατµόσφαιρα ( ) εκτιµήθηκαν περίπου στα 6

8 * 10 9 g/έτος. Οι ανθρωπογενείς υπολογίζονται δύο µε τρεις τάξεις µεγέθους µεγαλύτερες από αυτές των φυσικών. Ο περισσότερος µόλυβδος στα νερά οφείλεται κυρίως στα απόβλητα των βιοµηχανιών, στις αποπλύσεις των δρόµων, και στα εκρέοντα υγρά των χωµατερών, ενώ µικρή συµµετοχή στη διαµόρφωση του τελικού µεγέθους έχει η απόθεση από την ατµόσφαιρα. Υπολογισµοί (1981) έδειξαν ότι οι εκπεµπόµενες ποσότητες από τον άνθρωπο είναι κατά µία µε δύο τάξεις µεγέθους µεγαλύτερες από αυτές των φυσικών πηγών. Αντίστοιχα στα εδάφη, οι κύριες είσοδοι του µολύβδου είναι η υγρή και ξηρή απόθεση, ιδιαίτερα κοντά στις πηγές εκποµπής του, τα µεταλλεία και η ρίψη της λάσπης των αποβλήτων, συνήθως σε αγροτική γη. Στα εδάφη είναι σχετικά σταθερός, σε σχέση µε ατµόσφαιρα και νερά, τα οποία λειτουργούν (µαζί µε τα ιζήµατα των ωκεανών) ως οι τελικοί αποδέκτες των ανθρωπογενών εκποµπών Πρόσληψη από τους οργανισµούς Η ενότητα αυτή βασίζεται σε κάποιες παραποµπές 6 8 9, οπότε και δεν αναφέρονται συνεχώς. Άλλες πηγές αναφέρονται κανονικά. Η λήψη και η συγκέντρωση του µολύβδου, στους υδατικούς οργανισµούς, από το νερό και το ίζηµα επηρεάζεται από ποικίλους περιβαλλοντικούς παράγοντες όπως η θερµοκρασία, η αλατότητα και το ph, η χηµική µορφή του υπό µελέτη µετάλλου, η παρουσία και η ποσότητα των ιόντων ασβεστίου (Ca) και µαγνησίου (Mg), τα θρεπτικά, όπως επίσης και από την περιεκτικότητα και τη φύση των αιωρούµενων στερεών. Στα ρυπασµένα υδατικά οικοσυστήµατα, σχεδόν όλη η ποσότητα του µολύβδου είναι ισχυρά δεσµευµένη από το ίζηµα. Μόνο ένα µικρό ποσοστό διαλύεται στο νερό, ακόµη και στο διάκενο που υπάρχει µεταξύ των σωµατιδίων του ιζήµατος. Η λήψη του µολύβδου στα φυτά γίνεται µέσω του νερού, του ιζήµατος και του αέρα (εξαρτάται από τον τύπο του φυτού), ενώ στους υπόλοιπους θαλάσσιους οργανισµούς µέσω του νερού και της τροφής (απορρόφηση από το δέρµα, τα βράγχια, το έντερο, κτλ.). Ο µόλυβδος συγκεντρώνεται κυρίως στα βράγχια, το συκώτι, το νεφρό και το κόκαλο, ενώ στα φυτά κατά φθίνουσα σειρά, στις ρίζες, τον κορµό και τα φύλλα. Υπάρχουν ενδείξεις ότι σε ρυπασµένες περιοχές από σκάγια κυνηγετικών φυσιγγιών, τα φυτά λαµβάνουν µεγάλες ποσότητες από µόλυβδο, ιδιαίτερα σε περιοχές όπου η τιµή του ph είναι µικρή, ενώ άλλοι υποστηρίζουν ότι σε περιοχές µε κανονικές τιµές του ph, οι συγκεντρώσεις του µολύβδου στα φυτά είναι παρόµοιες µε αυτές µη ρυπασµένων περιοχών 10. Αντίστοιχα, στα ψάρια διαπιστώθηκε αύξηση της συγκέντρωσης µολύβδου µε ταυτόχρονη µείωση του ph, ενώ µειωνόταν µε ταυτόχρονη αύξηση της συγκέντρωσης του ασβεστίου Οργανικές ενώσεις µολύβδου, οι οποίες είναι λιποδιαλυτές, τείνουν να λαµβάνονται και να συγκεντρώνονται από τους τελεόστεους, πιο γρήγορα από ότι οι ανόργανες ενώσεις. Γενικότερα είναι περισσότερο τοξικές, και η τοξικότητα τους αυξάνει µε την αύξηση του βαθµού αλκυλίωσης Για τα χερσαία φυτά δεν είναι γνωστή η ακριβής διαδικασία πρόσληψης του µολύβδου, ιδιαίτερα από ατµοσφαιρική απόθεση. Αν και εναποτίθεται στα φύλλα, δεν είναι σίγουρο ότι εισέρχεται στο εσωτερικό του φυτού. Σε µία έρευνα στα µαρούλια φάνηκε ότι ο µόλυβδος συγκεντρώνεται στα νεαρά φύλλα, αν και η µεταφορά του ατµοσφαιρικού µολύβδου µεταξύ των φύλλων φαίνεται να είναι περιορισµένη 14. Γενικά, η συγκέντρωση του µολύβδου στα φύλλα εξαρτάται από πολλούς παράγοντες, όπως η τραχύτητα της επιφάνειας του φύλλου, η εποχή (έχουν 7

9 παρατηρηθεί διαφορετικές τιµές µέχρι και µιας τάξης µεγέθους µεταξύ δύο εποχών), κ.ά. 15. Όσον αφορά το έδαφος, η διαθεσιµότητα του µολύβδου εξαρτάται από τα φυσικά και χηµικά χαρακτηριστικά του εδάφους. Γενικότερα απορροφάται πιο εύκολα από εδάφη που έχουν αρκετή οργανική ουσία, ικανότητα ανταλλαγής κατιόντων και αρκετή ποσότητα λάσπης. Γενικά, ο συνδυασµός παραγόντων που πρέπει να είναι ευνοϊκός για τη λήψη του µολύβδου από τα φυτά επιτυγχάνεται δύσκολα, εποµένως λειτουργεί ως εµπόδιο στην απορρόφηση του µολύβδου 16. Στα χερσαία ζώα οι κυριότεροι δίοδοι του µολύβδου είναι η αναπνοή και η απορρόφηση από το έντερο. Ωστόσο, στη διαµόρφωση της τελικής συγκέντρωσης στο σώµα του ζώου, λαµβάνουν µέρος πολλοί παράγοντες όπως η συγκέντρωση του µολύβδου στο περιβάλλον, κ.ά., βιολογικοί λόγοι, όπως η διαφορά στο φύλο, την ηλικία, κτλ. Από την αναπνευστική οδό, σχεδόν όλη η ποσότητα εισέρχεται στο αίµα και η διαδικασία αυτή γίνεται πολύ σύντοµα από τη στιγµή που θα εισέλθει ο ατµοσφαιρικός µόλυβδος στους πνεύµονες (έχει υπολογιστεί για τους ανθρώπους 6 ώρες και για τους σκύλους 12 ώρες αντίστοιχα). Αν και ο περισσότερος ατµοσφαιρικός µόλυβδος είναι σε ανόργανη µορφή, παρόµοιος είναι ο χρόνος για την απορρόφηση και του οργανικού µολύβδου Ο µόλυβδος συνήθως απορροφάται, µέσω της πεπτικής οδού, από την τροφή και το νερό, αλλά και ανεξάρτητα από τους δύο αυτούς τρόπους, όπως η κατάποση σκαγιών από τα πουλιά. Ένα µεγάλο µέρος του λαµβανόµενου µολύβδου µε τη διατροφή απεκκρίνεται µε τα περιττώµατα. Γενικότερα, το ποσοστό απορρόφησης από το έντερο είναι πολύ µικρότερο σε σχέση µε αυτό της αναπνοής. Επίσης, µειώνεται η απορρόφηση του µολύβδου όταν υπάρχει ταυτόχρονη παρουσία φαγητού στο έντερο Πρόσληψη από τα πουλιά Η ενότητα αυτή βασίζεται σε κάποιες παραποµπές , οπότε και δεν αναφέρονται συνεχώς. Άλλες πηγές αναφέρονται κανονικά. Στα πουλιά, ο µόλυβδος µπορεί να εισέλθει από την αναπνοή, το φαγητό και το νερό, ωστόσο σηµαντικότερη δίοδος του µετάλλου στο σώµα των πουλιών θεωρείται η κατάποση σκαγιών και βαριδιών ψαρέµατος. Αυτό συµβαίνει, είτε γιατί µπερδεύουν τα σωµατίδια µολύβδου µε κοµµάτια τροφής, ή το πιθανότερο, γιατί χρησιµοποιούν χαλίκια, άµµο, κτλ., για την χώνευση της τροφής στο στοµάχι, οπότε προσλαµβάνουν και τα µικρά κοµµάτια του µολύβδου. Ο µόλυβδος φαίνεται να συγκεντρώνεται στα κόκαλα των πουλιών, ιστός που είναι ενδεικτικός της µακροχρόνιας, χαµηλών δόσεων έκθεση. Ωστόσο, σε συνθήκες πρόσφατης ρύπανσης, το µέταλλο κατανέµεται στους µαλακούς ιστούς κυρίως (συκώτι και νεφρό), και βρίσκεται σε ισορροπία µε το αίµα. Την απορρόφηση, όµως, του µολύβδου από τα πουλιά επηρεάζουν πολλοί παράγοντες. Ο σηµαντικότερος ίσως, είναι η παρουσία του ασβεστίου στη διατροφή. Σε πειραµατικές συνθήκες αποδείχθηκε ότι πουλιά που τρέφονταν µε φαγητό, χαµηλής περιεκτικότητας σε ασβέστιο, εµπλουτισµένο µε µόλυβδο, πέθαναν σε 5 εβδοµάδες, ενώ στην περίπτωση που το ασβέστιο ήταν σε υψηλές περιεκτικότητες επιβίωσαν για περισσότερο από 10 µήνες. 8

10 1.2 Υδράργυρος Ο άνθρωπος χρησιµοποιεί τον υδράργυρο (Hg) περισσότερα από 2000 χρόνια για διάφορες χρήσεις και οι αιώνες εκποµπής του έχουν δηµιουργήσει ευρεία περιβαλλοντική ρύπανση σε µεγάλες περιοχές του πλανήτη Από την εποχή της Ρωµαϊκής Αυτοκρατορίας ακόµη, ο Πλίνιος ο Νεότερος ήταν ο πρώτος που επισήµανε µια ασυνήθιστη ασθένεια σε σκλάβους που δούλευαν σε ορυχεία υδραργύρου 21, ενώ ο Παράκελσος το 1533 περιέγραψε την δηλητηρίαση από υδράργυρο ως εργατική ασθένεια 22. Κατά τη διάρκεια του 18 ου αιώνα οι αναφορές για δηλητηρίαση από υδράργυρο σε µεταλλωρύχους, χρυσωρύχους και κατασκευαστές καθρεπτών ήταν πολλές 23. Ωστόσο, το φαινόµενο πήρε ανησυχητικές διαστάσεις στη σύγχρονη ιστορία µε το επεισόδιο ρύπανσης σε µια ιαπωνική πόλη, τη Minamata, όπου το 1953 αναφέρθηκαν περίπου 2000 περιπτώσεις ανθρώπων που δηλητηριάστηκαν, εκ των οποίων οι 43 πέθαναν (αριθµός µόνο για περιπτώσεις άµεσου θανάτου), ενώ πάνω από 700 υπέστησαν σοβαρές µόνιµες ανικανότητες Φυσικοχηµικές ιδιότητες παρουσία στη Γη Ο υδράργυρος είναι ένα τοξικό και βαρύ µέταλλο που είναι υγρό σε κανονικές συνθήκες πίεσης και θερµοκρασίας 25. Το σηµείο τήξης του είναι στους C, ενώ βράζει στους C 8. Έχει ατοµικό αριθµό 80 και βρίσκεται στην ΙΙ δευτερεύουσα οµάδα του περιοδικού πίνακα. Η µεταλλουργία του βασίζεται στη φρύξη του κιννάβαρι (HgS). Στη φύση βρίσκεται σε µικρές ποσότητες, σε συγκεντρώσεις ppb στα εδάφη, αλλά κοντά σε κοιτάσµατά του το ποσοστό συµµετοχής του στη διαµόρφωση του πετρώµατος µπορεί να φτάσει το 80% 7 8. Τέτοιες περιοχές είναι το Almaden της Ισπανίας, το Kaydarkan του Κιρτζικιστάν, κ.ά. 26. Πολλά µέταλλα µπορούν να διαλυθούν στον υδράργυρο σχηµατίζοντας αµαλγάµατα, ενώ υπάρχουν πάνω από 100 οργανικές και ανόργανες ενώσεις του 27. Ωστόσο, οι περισσότερο σηµαντικές ενώσεις και µαζί µ αυτές και η στοιχειακή µορφή - του υδραργύρου, στις οποίες οι οργανισµοί εκτίθενται, µπορούν να καταταγούν σε τρεις κατηγορίες, που έχουν διαφορετικές ιδιότητες όσον αφορά την απορρόφησή τους από τους οργανισµούς, την κατανοµή στα διάφορα όργανα και τις τοξικές επιπτώσεις τους. Οι κατηγορίες αυτές είναι : Μεταλλικός υδράργυρος, ο οποίος αναφέρεται ως ατµός υδραργύρου όταν βρίσκεται στην ατµόσφαιρα, ενώ ως µεταλλικός υδράργυρος στην υγρή του µορφή Ανόργανα ιόντα υδραργύρου και τα άλατα που σχηµατίζει. Με τη µορφή Hg + σχηµατίζει άλατα που είναι γνωστά ως υδραργυρούχα, ενώ µε τη µορφή Hg +2 άλατα που ονοµάζονται υδραργυρικά αντίστοιχα. Τα υδραργυρικά άλατα είναι περισσότερο διαδεδοµένα στη φύση από ότι τα υδραργυρούχα. Οργανικές ενώσεις υδραργύρου, που έχουν χρησιµοποιηθεί ή και χρησιµοποιούνται σε βιοµηχανικές και αγροτικές δραστηριότητες. Είναι οι περισσότερο τοξικές σε σχέση µε τις δύο προηγούµενες κατηγορίες. 9

11 1.2.2 Πηγές και χρήσεις του υδραργύρου Με φυσική διάβρωση ελευθερώνονται από τα πετρώµατα περίπου 800 τόνοι κάθε χρόνο σύµφωνα µε τον Paasivirta 4, ενώ οι εκτιµήσεις των Lindberg et al. 29, ανεβάζουν το µέγεθος στους τόνους υδραργύρου κάθε χρόνο. Η συνολική παγκόσµια παραγωγή του 2000 έφτασε τους 1850 τόνους, ενώ από στατιστικά στοιχεία κρατών που εξορύσσουν υδράργυρο το µέγεθος της παγκόσµιας παραγωγής από το 1500 και έπειτα έχει φτάσει στους τόνους 26. Αν και παρατηρείται µείωση των ποσοτήτων υδραργύρου που εξορύσσονται τις δύο τελευταίες δεκαετίες, υπάρχουν δραστηριότητες που συνεχίζουν να ρυπαίνουν. Μερικές από αυτές είναι η εξόρυξη χρυσού και αργύρου, η καύση ορυκτών καυσίµων, τα µεταλλεία του υδραργύρου, η παρασκευή χρωµάτων και η κατασκευή ηλεκτρικών εξαρτηµάτων Επίσης, θα έπρεπε να σηµειωθεί και η χρήση του οργανικού υδραργύρου για την προφύλαξη των σπόρων (δραστηριότητα που έχει σταµατήσει), που προκάλεσε ποικίλα προβλήµατα σε διάφορους οργανισµούς, κυρίως τα πουλιά. Σήµερα, η ρύπανση από υδράργυρο, που έχει σηµασία για τους οργανισµούς, εστιάζεται στην ατµοσφαιρική µεταφορά από την καύση ορυκτών καυσίµων, αύξηση των συγκεντρώσεων σε λίµνες λόγω οξίνισης, που προκάλεσε τη διαλυτοποίηση ποσοτήτων του υπό µελέτη µετάλλου, αλλά και στις αυξηµένες συγκεντρώσεις του σε νέες τεχνητές λίµνες ιασπορά του υδραργύρου στο περιβάλλον Η ενότητα αυτή βασίζεται σε κάποιες παραποµπές , οπότε και δεν αναφέρονται συνεχώς. Άλλες πηγές αναφέρονται κανονικά. Ο περιβαλλοντικός κύκλος του υδραργύρου χωρίζεται σε τέσσερις φάσεις που συνδέονται µεταξύ τους: ατµοσφαιρική, εδαφική, υδατική και βιοτική. Στην ατµοσφαιρική φάση κυριαρχεί ο στοιχειακός υδράργυρος, αν και ο υδραργυρικός καθορίζει τη ροή στην εδαφική και υδατική φάση αντίστοιχα. Στο έδαφος υπάρχει υδραργυρικός υδράργυρος, ο οποίος είναι δεσµευµένος από την οργανική ουσία. Αντίστοιχα, στην υδατική φάση επικρατεί ο υδραργυρικός στο νερό και τα ιζήµατα, ενώ, στην βιοτική ο µεθυλουδράργυρος. Λόγω της δραστικότητας του υπό µελέτη µετάλλου, οι εναλλαγές µεταξύ των τεσσάρων φάσεων είναι γρήγορες. Στην ατµόσφαιρα, ο υδράργυρος διαχέεται από τις σηµειακές πηγές εκποµπής του και φαίνεται να παρασύρεται από την βροχή (αν και ο στοιχειακός υδράργυρος είναι πρακτικά αδιάλυτος στο νερό, πιθανώς να παρασύρονται άλλες µορφές του υδραργύρου περισσότερο υδατοδιαλυτές), µε αποτέλεσµα την εναπόθεσή του σε οποιαδήποτε επιφάνεια (Παράρτηµα 3, Εικόνα 1). Στο νερό, η διαλυτότητά του ακολουθεί την εξής σειρά αύξησης: στοιχειακός < χλωριούχος υδράργυρος (µονοσθενής) < µεθυλιούχος υδράργυρος < χλωριούχος υδράργυρος (δισθενής). Σηµαντικό ρόλο στα υδατικά οικοσυστήµατα και στη διαθεσιµότητα του Hg έχει η τιµή του ph. Όπως αποδείχθηκε, σε µείωση της τιµής του ph κατά µία µονάδα σε µία λίµνη, αυξήθηκε η συγκέντρωση του Hg κατά 0.14 mg/kg 31. Τα ιζήµατα των ωκεανών φαίνονται να είναι ο τελικός αποδέκτης του υδραργύρου, µε τη µορφή των αδιάλυτων σουλφιδίων του. Είναι σηµαντικό να δοθεί η απαραίτητη σηµασία στη µεθυλίωση του υδραργύρου, που αυξάνει τη βιοδιαθεσιµότητα και την τοξικότητά του. Η διαδικασία αυτή συµβαίνει µέσω βιοτικών, αλλά και αβιοτικών διεργασιών, αν και οι πρώτες 10

12 θεωρούνται οι κύριες πηγές µεθυλιωµένου υδραργύρου στο περιβάλλον Οι µικροοργανισµοί που µεθυλιώνουν τον υδράργυρο βρίσκονται στις επιφάνειες των ιζηµάτων, στις ρίζες επιπλεόντων φυτών, στα έντερα ψαριών, κ.α Η διαδικασία αυτή φαίνεται να ενισχύεται όταν το ποσοστό αναγωγής των θειικών είναι µεγάλο, γεγονός που συµβαίνει στα επιφανειακά ιζήµατα Πρόσληψη από τους οργανισµούς Η ενότητα αυτή βασίζεται σε κάποιες παραποµπές , οπότε και δεν αναφέρονται συνεχώς. Άλλες πηγές αναφέρονται κανονικά. Όπως, αναφέρθηκε ήδη, οι διάφορες µορφές του υδραργύρου επηρεάζουν διαφορετικά τους οργανισµούς, αφού παρουσιάζουν διαφορές στην απορρόφησή τους από τους οργανισµούς, αλλά έχουν και διαφορετικές τοξικές επιπτώσεις. Στον Πίνακα 1 φαίνονται οι διαφορές µεταξύ των απορροφήσεων των µορφών του υδραργύρου από τους οργανισµούς, µέσω διαφορετικών τρόπων. Πίνακας 1: Απορρόφηση των µορφών του Hg από διάφορες διόδους 37 Hg Hg + ή Hg +2 MeHg Πνεύµονες Σχεδόν όλος Ποικίλει Σχεδόν όλος Πέψη Αµελητέος Ποικίλει Σχεδόν όλος έρµα Αµελητέος Αµελητέος Ποικίλει Όπως φαίνεται από τον πίνακα, κυριότερο ρόλο παίζουν οι οργανικές ενώσεις του υδραργύρου στην απορρόφηση από τους οργανισµούς. Αυτό ενισχύεται και από µελέτες που έγιναν σε ψάρια (θηρευτές και θηράµατα), όπου το ποσοστό του µεθυλουδράργυρου στο συνολικό υδράργυρο κυµαινόταν από 55-95% Ωστόσο, στις ίδιες µελέτες δεν φάνηκε να συµβαίνει το ίδιο σε ασπόνδυλα και πλαγκτόν, όπου είχαν ποσοστό µεθυλιωµένου υδραργύρου που κυµαινόταν από <1-45%. Στο υδατικό περιβάλλον, ο υδράργυρος φαίνεται να έχει σηµαντικό ρόλο. Σε έρευνες που έχουν γίνει παλιότερα, διαπιστώθηκε ότι οι συγκεντρώσεις που µπορεί να φθάσει σε πλαγκτονικούς οργανισµούς είναι µέχρι και 10 6 φορές µεγαλύτερες από την συγκέντρωση του νερού, όπως π.χ. στον ποταµό Hudson των Η.Π.Α. 41. Σε φυτά δείχθηκε ότι η συγκέντρωση του υδραργύρου ακολουθεί φθίνουσα σειρά µε τη σειρά ρίζα > βλαστό > φύλλα 42, ενώ στα ψάρια βρέθηκε η κατανοµή να ακολουθεί τη σειρά: βράγχια και µύες > αίµα > συκώτι > νεφρό > υπόλοιποι ιστοί 43. Γενικότερα, στα υδατικά οικοσυστήµατα η συγκέντρωση στους οργανισµούς φαίνεται να εξαρτάται από πολλούς παράγοντες, όπως το ph, η συγκέντρωση του Hg στο νερό και η µορφή του, η θερµοκρασία και η σκληρότητα. Με µείωση του ph µέχρι και 2.5 µονάδων (από 7.5 σε 5) παρατηρήθηκε συγκέντρωση υδραργύρου σε ψάρια µέχρι και 7 φορές µεγαλύτερη 44, ενώ αύξηση της αντίστοιχης συγκέντρωσης βρέθηκε µε αύξηση της θερµοκρασίας από 9 σε 33 0 C 45. Οι Rodgers και Beamish 46, βρήκαν ότι µε µείωση της σκληρότητας του νερού από 385 σε 30 mg/l αυξανόταν η λήψη του µεθυλιωµένου υδραργύρου, ενώ ταυτόχρονη προσθήκη χλωριούχου υδραργύρου και στους δύο τύπους νερών αύξανε τη συγκέντρωση του µεθυλουδράργυρου. 11

13 Αντίθετα, στο χερσαίο περιβάλλον ο υδράργυρος δεν φαίνεται να προκαλεί σηµαντική ρύπανση, αφότου απαγορεύτηκε η χρήση οργανικού υδραργύρου για την προφύλαξη σπόρων, εκτός από περιπτώσεις σηµειακής ρύπανσης Εντούτοις, έχει δειχθεί ότι η συγκέντρωση του υδραργύρου στα φυτά αυξάνει µε αντίστοιχη αύξηση της συγκέντρωσης του εδάφους, ενώ παράλληλα υψηλές ποσότητες οργανικής ουσίας µειώνουν τη λήψη του υδραργύρου από τα φυτά. Και στα χερσαία φυτά η σειρά συγκέντρωσης του υδραργύρου είναι ρίζα > βλαστός > φύλλα. Αντίστοιχα, στα ζώα ο υδράργυρος συγκεντρώνεται συνήθως στο συκώτι και το νεφρό Πρόσληψη από τα πουλιά Η ενότητα αυτή βασίζεται σε κάποιες παραποµπές , οπότε και δεν αναφέρονται συνεχώς. Άλλες πηγές αναφέρονται κανονικά. Ο υδράργυρος, µετά την απαγόρευση χρήσης του στη γεωργία, αποτελεί κυρίως κίνδυνο για τα υδρόβια πουλιά. Προσλαµβάνεται, πρωτίστως, µέσω της τροφής µε τη µορφή του µεθυλουδραργύρου, η οποία είναι και η περισσότερο τοξική. Φαίνεται να συγκεντρώνεται µε τη σειρά συκώτι > νεφρά > µύες των πουλιών. Ωστόσο έχουν αναπτυχθεί κάποιοι µηχανισµοί αποµάκρυνσης του υδραργύρου από το σώµα, µε την απέκκριση, την απόθεση στα φτερά κατά την περίοδο αλλαγής του πτερώµατος, όπως επίσης και την απόθεση στα αυγά από τα ενήλικα, θηλυκά, αναπαραγόµενα άτοµα. Σε κάποια είδη πουλιών που τρέφονται µε ψάρια και σε θαλάσσια θηλαστικά βρέθηκε ότι στα συκώτια και τα νεφρά τους συγκεντρώνεται ανόργανος υδράργυρος, αν και η διατροφή τους περιέχει την οργανική µορφή. Αυτό οφείλεται στην αποµεθυλίωση του µεθυλιωµένου υδραργύρου, αφού η µετατροπή του στην λιγότερο τοξική µορφή του ανόργανου υδραργύρου επηρεάζει λιγότερο τους οργανισµούς, ενώ η παρουσία σεληνίου (Se) φαίνεται να έχει ρόλο προστατευτικό στη ρύπανση από υδράργυρο Κάδµιο Το κάδµιο (Cd) ανακαλύφτηκε το 1817 από τον Strohmeyer σε µια ανάλυση του ανθρακικού ψευδαργύρου. Το όνοµα που του δόθηκε οφείλεται στην ελληνική λέξη «Καδµεία», από ένα ορυκτό του ψευδαργύρου 50. Η τοξική δράση του καδµίου εµφανίστηκε για πρώτη φορά, στην Ιαπωνία το 1947, όπου αρκετοί πέθαναν από δηλητηρίαση, ενώ περισσότεροι ήταν αυτοί που είχαν σοβαρές παθήσεις στα νεφρά, στο συκώτι, αλλοιώσεις του σκελετού και κατάγµατα των οστών. Η ασθένεια αυτή ονοµάστηκε Itai-Itai, λόγω των ισχυρών πόνων που προκαλούσε (στα ιαπωνικά itai είναι επιφώνηµα πόνου). Ωστόσο, πολύ αργότερα (1961) διαπιστώθηκε ότι αιτία ήταν το κάδµιο, που υπήρχε στα απόβλητα ενός χυτηρίου ψευδαργύρου (Zn) και ρύπαινε τους ορυζώνες Φυσικοχηµικές ιδιότητες παρουσία στη Γη Το κάδµιο είναι ένα τοξικό µέταλλο, που µε τις µέχρι τώρα γνώσεις είναι µη απαραίτητο για όλους τους οργανισµούς. Έχει ατοµικό αριθµό 48, βρίσκεται στην ΙΙ δευτερεύουσα οµάδα του περιοδικού πίνακα, µε σηµείο τήξης στους C και σηµείο ζέσεως στους C 50. Συνήθως βρίσκεται σε προσµίξεις στα ορυκτά του ψευδαργύρου, ενώ τα καθαρά ορυκτά του είναι πολύ σπάνια. Η µεταλλουργία του 12

14 βασίζεται στην αποµάκρυνση του Cd από τα ορυκτά του ψευδαργύρου 7. Βρίσκεται σε συγκέντρωση 3 kg/τόνο ψευδαργύρου. Κατέχει την 67 η θέση στην κατανοµή των µετάλλων στο φλοιό της Γης. Η µέση συγκέντρωσή του εκτιµάται στα 0.1 mg/kg εδάφους. Ο αριθµός οξείδωσής του είναι +2 σε όλες τις ενώσεις, και φαίνεται να διαλύεται στα περισσότερα όξινα διαλύµατα, ενώ αδιάλυτο παραµένει στα βασικά Πηγές και χρήσεις του καδµίου Η συνολική ποσότητα του καδµίου που υπάρχει στη Γη υπολογίζεται στους 9 εκατοµµύρια τόνους, από τους οποίους η παγκόσµια παραγωγή κυµαίνεται στους το χρόνο. Ωστόσο, την τελευταία δεκαετία παρατηρείται µείωση στις παραγόµενες ποσότητες, λόγω περιορισµού και αντικατάστασης πολλών από των χρήσεων του. Οι κυριότερες από αυτές είναι: επιµεταλλώσεις (34 % της παγκόσµιας παραγωγής), σε µπαταρίες νικελίου-καδµίου (15%), ως σταθεροποιητής σε πλαστικά (κυρίως PVC) (8%) και σε άλλες ειδικότερες χρήσεις, όπως στα ηλιακά κύτταρα για τη δέσµευση της ηλιακής ακτινοβολίας και µετατροπής της σε ηλεκτρική, και σε πυρηνικά αντιδραστήρια για την απορρόφηση των νετρονίων. Ελάχιστο από το κάδµιο που χρησιµοποιείται ανακυκλώνεται, κυρίως από µπαταρίες και κράµατα 53. Οι ποσότητες καδµίου που καταλήγουν στο περιβάλλον οφείλονται κυρίως σε ανθρωπογενείς εκποµπές (ποσοστό µεγαλύτερο από 90%). Η ρύπανση που προκαλείται οφείλεται σε βιοµηχανικές εκποµπές, απόρριψη λυµάτων (µεταξύ των οποίων και ιλύος από βιολογική επεξεργασία των λυµάτων), καύση απορριµµάτων και χρήση υπερφοσφωρικών λιπασµάτων που περιέχουν κάδµιο ιασπορά του καδµίου στο περιβάλλον Η διασπορά του µετάλλου στο περιβάλλον, όπως και στα προηγούµενα, γίνεται διαµέσου και των τριών φάσεων: ατµόσφαιρα, έδαφος, νερό. Η ατµοσφαιρική ρύπανση οφείλεται σε αιωρούµενα σωµατίδια (διαµέτρου <2 µm) που εκπέµπονται κυρίως από ανθρωπογενείς δραστηριότητες. Το µεγαλύτερο ποσοστό αυτών (ιδιαίτερα σωµατίδια µεγάλης σχετικά διαµέτρου, µέχρι και 10 µm), µε ξηρή και υγρή απόθεση, καταλήγει συνήθως κοντά στα σηµεία εκποµπής, ενώ µειώνεται η ποσότητα του καδµίου µε την αύξηση της απόστασης, εξαρτάται πάντα από πολλές κλιµατολογικές παραµέτρους. Ωστόσο, ένα ποσοστό περίπου στο 50% παραµένει στην ατµόσφαιρα, σε ύψος περίπου µέτρων, µε µέσο χρόνο παραµονής 10 µέρες, φαινόµενο που έχει οδηγήσει και στην σταθερή αύξηση της συγκέντρωσης του καδµίου στην ατµόσφαιρα Από την άλλη, σε µη ρυπασµένα αγροτικά εδάφη η συγκέντρωση του καδµίου κυµαίνεται από 0.01 µέχρι 0.5 mg/kg σε ξηρό βάρος. Σε συγκρίσεις που έγιναν µεταξύ δειγµάτων εδαφών που λήφθηκαν στα µέσα του 1800 και πρόσφατα, διαπιστώθηκε αύξηση της συγκέντρωσης του Cd κατά 27-55%. Ιδιαίτερα, σε εδάφη που είναι κοντά σε σηµειακές πηγές ή έχουν χρησιµοποιηθεί λιπάσµατα που περιέχουν κάδµιο η συγκέντρωση είναι µεγαλύτερη κατά 3 τάξεις µεγέθους, από αυτήν µιας µη ρυπασµένης περιοχής Τέλος, στα νερά και τα ιζήµατα, οι συγκεντρώσεις του καδµίου κινούνται σε χαµηλά επίπεδα, εκτός από περιοχές που έχουν υποστεί ρύπανση. Ενδεικτικά, οι τιµές σε ποταµούς και λίµνες κινούνται κάτω από 0.1 µg/l, ενώ στον ποταµό Ρήνο της Γερµανίας, ο οποίος δέχεται περίπου 100 τόνους καδµίου ετησίως, η συγκέντρωση 13

15 φθάνει τα 0.2 µg/l. Στην θάλασσα, οι συγκεντρώσεις του υπό µελέτη µετάλλου ποικίλουν σε ακτές και ωκεανούς και εξαρτώνται από παραµέτρους, όπως η συγκέντρωση των θρεπτικών, κ.ά. Στα ιζήµατα, η συγκέντρωση του Cd κινείται στα mg/kg σε µη ρυπασµένες περιοχές, ενώ αντίθετα από mg/kg, συγκέντρωση που βρίσκεται κοντά σε ρυπαίνουσες δραστηριότητες Πρόσληψη από τους οργανισµούς Στα φυτά, η συγκέντρωση του καδµίου, ακολουθεί την ίδια κατανοµή µε τα παραπάνω µέταλλα, δηλαδή ρίζα > βλαστός > φύλλα Ωστόσο, διάφοροι παράγοντες επηρεάζουν τη συγκέντρωση του καδµίου σε ένα φυτό. Σε θαλάσσια φυτά έχει δειχθεί ότι η συγκέντρωση του καδµίου που περιέχουν δεν είναι ανάλογη της συγκέντρωσης του νερού ή των ιζηµάτων 62. Ωστόσο, φαίνεται η οργανική ύλη των ιζηµάτων να επηρεάζει αντιστρόφως ανάλογα την συγκέντρωση του καδµίου 59, ενώ η ταυτόχρονη παρουσία διαφόρων µετάλλων δηµιουργεί ανταγωνιστικές ή συνεργιστικές (βλέπε Παράρτηµα 1) επιδράσεις στη λήψη του καδµίου, όπως π.χ. οι Hutchinson και Czyrska 63 διαπίστωσαν ότι η ταυτόχρονη παρουσία καδµίου και ψευδαργύρου αύξανε την συγκέντρωση των δύο µετάλλων στο είδος Lemna valdiviana, φαινόµενο που δεν συµβαίνει µε το ασβέστιο, αφού υψηλές συγκεντρώσεις αυτού του µετάλλου οδηγούν σε χαµηλές συγκεντρώσεις του καδµίου στα φυτά 64. Στα ψάρια, το κάδµιο απορροφάται κυρίως µέσω του νερού και φαίνεται να συγκεντρώνεται στους ιστούς µε σειρά νεφρά συκώτι µυς 65. Σηµαντική παράµετρος είναι ο χρόνος έκθεσης, αφού πολλές φορές χρειάζονται αρκετές βδοµάδες µέχρι να επιτευχθεί κατάσταση ισορροπίας (equilibrium) 66. Τέλος, η αποτοξίκωση των ψαριών δε φαίνεται να συµβαίνει στα νεφρά και στο συκώτι, παρά µόνο στα βράγχια. Σηµαντικό ρόλο στο φαινόµενο αυτό έχουν οι µεταλλοθειονίνες, πρωτεΐνες που δεσµεύουν το κάδµιο Στα θηλαστικά, η απορρόφηση του καδµίου είναι µεγαλύτερη από την αναπνευστική οδό (ποσοστό 10 µε 40% του συνολικού απορροφάται), ενώ µικρότερο ρόλο έχει η γαστροεντερική, αφού µόνο 1-5% της συνολικής ποσότητας που καταναλώθηκε αφοµοιώνεται από τον οργανισµό. Στα ζώα φαίνεται η απορρόφηση του καδµίου να είναι αυξηµένη, όταν η λήψη ασβεστίου και σιδήρου είναι µικρή. Το κάδµιο συγκεντρώνεται κατά κύριο λόγο στα νεφρά, όπως επίσης και στο συκώτι, όταν η ρύπανση από αυτό το µέταλλο είναι πρόσφατη Θα έπρεπε να αναφερθεί ο ρόλος των µεταλλοθειονίνων, που είναι σηµαντικός σε σχέση µε τη ρύπανση των οργανισµών από κάδµιο, ψευδάργυρο, χαλκό, µόλυβδο και υδράργυρο. Υπάρχουν στους περισσότερους οργανισµούς, όπως σπονδυλωτά, ασπόνδυλα, φυτά, ευκαρυωτικούς και µερικούς προκαρυωτικούς και είναι πρωτεΐνες χαµηλού µοριακού βάρους 70. Ωστόσο, διαφέρουν µεταξύ των οµάδων των οργανισµών, γι αυτό και χωρίζονται σε πολλές κατηγορίες. Στα περισσότερα θηλαστικά και πουλιά, το κύριο µεταλλικό συστατικό είναι ο ψευδάργυρος, ενώ µικρότερες ποσότητες χαλκού και καδµίου περιέχονται. Σκοπός τους είναι η δέσµευση της ρυπογόνας ουσίας, όταν αυτή φθάνει σε επίπεδα τοξικά για τα κύτταρα

16 Πρόσληψη από τα πουλιά Η ενότητα αυτή βασίζεται σε κάποιες παραποµπές 1 2 8, οπότε και δεν αναφέρονται συνεχώς. Άλλες πηγές αναφέρονται κανονικά. Το κάδµιο προσλαµβάνεται, κυρίως, µέσω της τροφής στα πουλιά, ενώ η αναπνευστική οδός, αν και είναι περισσότερο αποδοτική στην απορρόφηση, θεωρείται ότι εισέρχονται από αυτήν πολύ µικρότερες ποσότητες σε σχέση µε την γαστρεντερική. Το κάδµιο, αρχικά, κατανέµεται τόσο στο συκώτι, όσο και στα νεφρά, ωστόσο µετά από καιρό βρίσκεται δεσµευµένο από τη µεταλλοθειονίνη στα νεφρά (µπορεί να παραµείνει εκεί για 20 χρόνια ή και περισσότερο), τα οποία και αναλύονται συνήθως για να βρεθεί η µακροχρόνια, µικρών δόσεων έκθεση. Η ικανότητα της µεταλλοθειονίνης να µειώνει την τοξικότητα του καδµίου, µειώνεται όταν αυτό ξεπεράσει συγκεντρώσεις της τάξης των µg/g υγρού βάρους. 1.4 Ψευδάργυρος Ο ψευδάργυρος (Zn) είναι µέταλλο που χρησιµοποιείται από τον 4 ο αιώνα για την παρασκευή του ορείχαλκου. Ωστόσο, ανακαλύφθηκε ως ξεχωριστό µέταλλο τον 13 ο στην Ινδία και στην Ευρώπη τον 16 ο αιώνα αντίστοιχα. Σήµερα χρησιµοποιείται ευρέως και παράγεται σε µεγάλες ποσότητες. Σηµαντικό ρόλο έχει και στα βιολογικά συστήµατα όπου συµµετέχει ως κεντρικό συστατικό σε περισσότερα από 300 ένζυµα 72, στους συνδετικούς ιστούς των µατιών, κ.α.. Ο άνθρωπος χρειάζεται περίπου 20 mg ψευδαργύρου κάθε ηµέρα, ενώ συνολικά στο ανθρώπινο σώµα υπάρχουν περίπου 2 g από το µέταλλο αυτό Φυσικοχηµικές ιδιότητες παρουσία στη Γη Ο ψευδάργυρος έχει ατοµικό αριθµό 30 και βρίσκεται στην ΙΙ δευτερεύουσα οµάδα του περιοδικού πίνακα των στοιχείων. Το σηµείο τήξης του είναι στους C, ενώ βράζει στους C. Συναντάται στα περισσότερα ορυκτά του φλοιού της Γης, αλλά η µεταλλουργία του βασίζεται στον σφαλερίτη (ZnS) και τον σµισθωνίτη (ZnCO 3 ). Η µέση συγκέντρωσή του στο φλοιό της Γης εκτιµάται στα 70 mg/kg. Ο αριθµός οξείδωσής του είναι +2 και έχει την τάση να σχηµατίζει πολλές ενώσεις λόγω των επαµφοτεριζόντων ιδιοτήτων του. Τα νιτρικά, θειικά, χλωριούχα και χλωρικά άλατά του διαλύονται στο νερό, κάτι που δεν συµβαίνει µε τα υπόλοιπα, συµπεριλαµβανοµένου και των οργανικών Πηγές και χρήσεις του ψευδαργύρου Η παγκόσµια παραγωγή του ψευδαργύρου υπολογίζεται στους 5.8 εκατοµµύρια τόνους (1982), εκ των οποίων οι κύριες παραγωγές χώρες είναι η πρώην Ε.Σ.Σ.. (15%) και η Ιαπωνία (12%). Με την εξόρυξη του παρατηρούνται µεγάλες απώλειες (κυµαίνονται µεταξύ 8-90%). Συγκεκριµένα, για τις Η.Π.Α., εκτιµήθηκαν στους τόνους για το 1969, ενώ οι παγκόσµιες ανθρωπογενείς εκποµπές στην ατµόσφαιρα υπολογίζονται στους 8400*10 3 τόνους, µέγεθος πολύ µεγάλο σε σχέση µε αυτό των φυσικών εκποµπών (360*10 3 τόνους) 75. Οι κυριότερες πηγές εκποµπής θεωρούνται τα υγρά απόβλητα, οι εκπεµπόµενες σκόνες από τους τόπους παραγωγής, εργοστάσια παραγωγής ενέργειας και καύση γαιανθράκων

17 Χρησιµοποιείται για διάφορους σκοπούς όπως ο γαλβανισµός ατσαλιού και σιδήρου, η παρασκευή κραµάτων, χρωµάτων και φυτοπροστατευτικών ουσιών, όπως οι καρβαµιδικές ενώσεις. Ωστόσο, µικρές είναι οι ποσότητες του ψευδαργύρου που ανακυκλώνονται, διαδικασία που κυρίως γίνεται µε το λιώσιµο των κραµάτων του ιασπορά στο περιβάλλον Η ενότητα αυτή βασίζεται σε µια παραποµπή 73, οπότε και δεν αναφέρεται συνεχώς. Άλλες πηγές,αναφέρονται κανονικά. Ο ψευδάργυρος στο έδαφος, σε µη ρυπασµένες περιοχές κυµαίνεται σε συγκεντρώσεις mg/kg, µε πιο συνηθισµένη τιµή τα 20 mg/kg 76. Οι συγκεντρώσεις µπορεί να είναι µεγαλύτερες σε περιοχές γειτονικές των κοιτασµάτων ψευδαργύρου. Όπως και στα άλλα µέταλλα, η ατµοσφαιρική απόθεση έχει αυξήσει τις συγκεντρώσεις του ψευδαργύρου στην επιφάνεια των εδαφών από τον 19 0 αιώνα µέχρι σήµερα, αλλά δεν µπορεί να γίνει ακριβής υπολογισµός των ποσοτήτων, δεδοµένης της χηµικής κινητικότητας του µετάλλου σε φυσιολογικές τιµές του ph 74. Στο θαλασσινό νερό συγκεντρώσεις µg/l είναι συνηθισµένες, µε ανάλογη σχέση της συγκέντρωσης του Zn µε το βάθος 77. Οι ποταµοί αντιµετωπίζουν συνήθως το µεγαλύτερο φορτίο ρύπανσης από απόβλητα και νερό που προέρχεται από γαλβανισµένες σωληνώσεις. Στα επιφανειακά νερά ο ψευδάργυρος φαίνεται να είναι δεσµευµένος από τα αιωρούµενα στερεά. ή κατακάθεται ως ίζηµα µε οξείδια του σιδήρου και του µαγγανίου 78. Τέλος, στην ατµόσφαιρα ο ψευδάργυρος, σχεδόν στο σύνολό του είναι σε σωµατίδια µικρής διαµέτρου (<5µm), γεγονός που συντελεί στην µεταφορά του σε µεγάλες αποστάσεις. Η απόσταση και ο χρόνος παραµονής του στην ατµόσφαιρα εξαρτώνται, ωστόσο, από τις κλιµατολογικές συνθήκες. Πρέπει να σηµειωθεί ότι το 23% του ατµοσφαιρικού ψευδαργύρου προκύπτει από τη φθορά των ελαστικών (υπολογίζεται σε 1.2 kg Zn/10 6 km) και την καύση των καυσίµων Πρόσληψη από τους οργανισµούς Η ενότητα αυτή βασίζεται σε µια παραποµπή 73, οπότε και δεν αναφέρεται συνεχώς. Άλλες πηγές,αναφέρονται κανονικά. Ο ψευδάργυρος είναι απαραίτητο ιχνοστοιχείο για όλους τους γνωστούς οργανισµούς, από τα βακτήρια µέχρι τους ανθρώπους. Χρησιµοποιείται στην παρασκευή διαφόρων ενώσεων και είναι απαραίτητο συστατικό για τα ένζυµα. Στα φυτά, αν και συνήθως παρατηρείται έλλειψη του µετάλλου, έχουν βρεθεί σε µεµονωµένες περιπτώσεις τοξικά επίπεδα ψευδαργύρου, µε τιµές συγκεντρώσεων 300 mg/kg στο έδαφος. Ωστόσο, εξαρτάται η τοξικότητα του µετάλλου από το είδος του φυτού, διάφορες φυσικοχηµικές παραµέτρους του εδάφους και την συνεργιστική δράση µε άλλους παράγοντες. Η λήψη γίνεται µέσω των ριζών και αν οι τιµές του ψευδαργύρου είναι σε κανονικά επίπεδα βρίσκεται σε όλο το φυτό, σε συνθήκες έλλειψης όµως φαίνεται να συγκεντρώνεται στα ανώτερα µέρη του φυτού 80. Αντίστοιχα, στα ζώα η λήψη γίνεται κυρίως από την τροφή και το νερό, και δευτερευόντως από τον αέρα. Έχει βρεθεί ότι η απορρόφηση από την γαστρεντερική οδό κυµαίνεται από 20-80%. Την απορρόφηση επηρεάζουν παράγοντες, όπως υψηλές συγκεντρώσεις ασβεστίου αλλά και τα επίπεδα του ψευδαργύρου, που αν είναι υψηλές οι τιµές τους περιορίζεται η απορρόφησή του, ενώ στην αντίθετη περίπτωση 16

18 αυξάνεται. Σε στρείδια δείχθηκε ότι υπάρχει σαφής συσχέτιση µεταξύ του ψευδαργύρου, του χαλκού και του καδµίου, µέταλλα που συµµετέχουν και στην παρασκευή των µεταλλοθειονινών Χαλκός Ο χαλκός είναι ένα µέταλλο, που είναι γνωστό εδώ και χρόνια. Εκτός από τις χρήσεις του στην κατασκευή κραµάτων, σκευών, κτλ., είναι απαραίτητος στα βιολογικά συστήµατα µε τη συµµετοχή του σε ένζυµα, στο µεταβολισµό του οξυγόνου, κ.α.. Ιδιαίτερα στα µαλάκια, η µεταφορά του οξυγόνου, δεν γίνεται από την αιµογλοβίνη, αλλά από την αντίστοιχη ένωση του χαλκού, την χαλκοκυανίνη. Στον άνθρωπο η συνολική ποσότητα του χαλκού είναι mg και βρίσκεται, σχεδόν ολόκληρη δεσµευµένη από τις πρωτεΐνες Φυσικοχηµικές ιδιότητες παρουσία στη Γη Ο χαλκός (Cu) έχει ατοµικό αριθµό 29 και βρίσκεται στην Ι δευτερεύουσα οµάδα του περιοδικού πίνακα των στοιχείων. Έχει σηµείο τήξης τους C και βράζει στους C. Ο χαλκός, µετά από τον άργυρο, είναι ο καλύτερος αγωγός θερµότητας και ηλεκτρισµού. Συναντάται στη φύση, τόσο µε τη µεταλλική του µορφή, όσο και σε ορυκτά, όπως ο χαλκοσίνης (Cu 2 S), ο χαλκοπυρίτης (CuFeS 2 ) και ο κυπρίτης (Cu 2 O). Εµφανίζεται µε σθένος +1 και +2, και χρησιµοποιείται σε πολλές οξειδοαναγωγικές αντιδράσεις, λόγω της µεταπτώσεως που εµφανίζει στο σθένος του. Οι ενώσεις που σχηµατίζει έχουν αρκετά διαφορετικές ιδιότητες από το µέταλλο Πηγές και χρήσεις του χαλκού Η παγκόσµια ετήσια παραγωγή του χαλκού από τους 0.5 εκατοµµύρια τόνους το 1900, ανήλθε στους 7 περίπου εκατοµµύρια τόνους το 1985, αν και στη δεκαετία του 70 η παραγωγή του ήταν µεγαλύτερη (1979: 8.5 εκατ. τόνοι). Η κατεργασία του χαλκού περιλαµβάνει πολλά στάδια, αφού σκοπός είναι η µεγαλύτερη καθαρότητά του (ποσοστό τουλάχιστο 99.9%), συνθήκη αναγκαία για τις περισσότερες από τις χρήσεις του. Οι κυριότερες από αυτές είναι: ηλεκτρικός εξοπλισµός (75% της παγκόσµιας παραγωγής χρησιµοποιείται γι αυτό το σκοπό), δίκτυα ύδρευσης, κράµατα (µεταξύ των οποίων ο µπρούντζος, µε κασσίτερο, και ο ορείχαλκος, µε ψευδάργυρο), φαρµακευτική, φυτοπροστατευτικές ουσίες, χρώµατα, κ.ά. Σε πολλές χώρες ανακυκλώνεται µεγάλο µέρος του χαλκού (30%) που χρησιµοποιείται, ενώ τα τελευταία χρόνια παρατηρείται αντικατάσταση των χρήσεων του από αλουµίνιο και υαλοβάµβακα ιασπορά του χαλκού στο περιβάλλον Η ενότητα αυτή βασίζεται κυρίως σε κάποις παραποµπές , οπότε και δεν αναφέρονται συνεχώς. Άλλες πηγές αναφέρονται κανονικά. Η κίνηση του χαλκού από τον φλοιό της Γης, που βρίσκεται σε µεγάλες ποσότητες, αλλά και από τις ανθρώπινες δραστηριότητες εξαρτάται από παράγοντες όπως το ph, οι κλιµατολογικές συνθήκες, το δυναµικό οξείδωσης-αναγωγής και την οργανική ουσία του εδάφους. 17

19 Λίγα στοιχεία είναι διαθέσιµα για την συµπεριφορά του χαλκού στην ατµόσφαιρα (µορφή, µετασχηµατισµοί). Πιστεύεται ότι βρίσκεται µε τη µορφή οξειδίων του, αφού η µεταλλική του µορφή οξειδώνεται από οξειδωτικές ενώσεις της ατµόσφαιρας. Η συγκέντρωση του χαλκού στην ατµόσφαιρα κυµαίνεται στα ng/m 3 (Η.Π.Α.). Στην υγρή φάση, σηµαντικό ρόλο έχει η χηµική µορφή του χαλκού. ιαλυτές στο νερό είναι οι: Cu +2, Cu(HCO 3 ) +, Cu(OH) 2. Στα ποτάµια και τις λίµνες µεγάλο ποσοστό του χαλκού είναι δεσµευµένο στα αιωρούµενα σωµατίδια (43-88%), ενώ στην επιφάνεια των ωκεανών ποσοστό µεγαλύτερο του 99.7% του διαλυµένου χαλκού ενώνεται µε οργανικές ενώσεις µε αποτέλεσµα την αύξηση της βιοδιαθεσιµότητάς του. Στα εδάφη και τα ιζήµατα, µεταξύ των τιµών του ph 5 και 6, η απορρόφηση του χαλκού είναι η κύρια διαδικασία, ενώ σε τιµές του ph µεγαλύτερες του 6 κυρίως συµβαίνει η ιζηµατοποίηση Πρόσληψη από τους οργανισµούς Η ενότητα αυτή κυρίως βασίζεται σε µια παραποµπή 82, οπότε και δεν αναφέρεται συνεχώς. Άλλες πηγές,αναφέρονται κανονικά. Όπως και ο ψευδάργυρος, έτσι κι ο χαλκός είναι απαραίτητο στοιχείο για τους ζώντες οργανισµούς και συνήθως παρατηρείται έλλειψή του, παρά τοξικές συγκεντρώσεις. Στα φυτά, η λήψη φαίνεται του να επηρεάζεται από τον τύπο του εδάφους, όπως επίσης κι από τις αντιδράσεις ανταλλαγής ιόντων και την περιεκτικότητα σε άζωτο του εδάφους. Σηµαντικές διαφορές παρατηρούνται µεταξύ των ειδών, όπως τα πεύκα που περιέχουν εκατοντάδες ppm χαλκού, ενώ τα φυλλοβόλα φέρουν 5-20 ppm. Στα ζώα η απορρόφηση γίνεται κυρίως µέσω της γαστρεντερικής οδού και φαίνεται να συγκεντρώνεται στο συκώτι, τον εγκέφαλο και τα νεφρά. Έχουν παρατηρηθεί αλληλεπιδράσεις µεταξύ του χαλκού, του καδµίου και του ψευδαργύρου και αύξηση της τοξικότητας των ουσιών αυτών λόγω συνεργιστικής δράσης, απ ότι ως µεµονωµένοι ρυπαντές. Ωστόσο, δεδοµένου ότι ο χαλκός είναι απαραίτητο στοιχείο για τη ζωή, οι περισσότεροι οργανισµοί έχουν δηµιουργήσει προσαρµογές έτσι ώστε, ή να αποβάλουν ή να µειώνουν την τοξικότητα του υπό µελέτη µετάλλου όταν αυτό βρίσκεται σε περίσσεια. Συνήθως προσβάλλονται άτοµα που δεν έχουν αυτά τα χαρακτηριστικά λόγω γενετικών ή επίκτητων αιτιών Πουλιά Τα γενικά στοιχεία που παρατίθενται για τα πουλιά βασίζονται σε κάποιες παραποµπές 86 87, οπότε και δεν αναφέρονται συνεχώς. Άλλες πηγές αναφέρονται κανονικά. Η κλάση πουλιά ανήκει στο φύλο Χορδωτά και στο υποφύλο Σπονδυλωτά. Είναι οι οργανισµοί, που κύριο βιολογικό τους χαρακτηριστικό είναι το ότι έχουν φτερά (που είναι και η κύρια διαφορά µε τις άλλες οµάδες οργανισµών), και κύριο οικολογικό, η ικανότητα τους για πτήση. Η ικανότητά τους αυτή απαιτεί να έχουν µικρό βάρος και δυνατότητα να παράγουν µεγάλη ισχύ. Τα οστά τους είναι λεπτά και κοίλα, γεµάτα αέρα. εν έχουν δόντια και οι γνάθοι είναι λίγο ανεπτυγµένες, ελαφρές. Η πέψη της τροφής τους γίνεται γρήγορα και τρέφονται µε υψηλού 18

20 ενεργειακού περιεχοµένου τροφή, ενώ έχουν λίγο λίπος στο σώµα τους. Τα νεογνά τους αναπτύσσονται εκτός του σώµατος, σε φωλιά. Παρουσιάζουν υψηλή θερµοκρασία σώµατος, που τη διατηρούν σταθερή (οµοιοθερµία), υψηλό ρυθµό κτύπων καρδιάς, αποδοτικό κυκλοφορικό σύστηµα (µε χωριστή φλεβική και αρτηριακή κυκλοφορία), και αποτελεσµατικό αναπνευστικό σύστηµα, ικανό να παρέχει µεγάλες ποσότητες οξυγόνου. Τα φτερά τους προσφέρουν θερµική µόνωση, αλλά και µειώνουν το ειδικό βάρος του σώµατος. Έχουν ανεπτυγµένο εγκέφαλο και εµφανίζουν τέτοια συµπεριφορά, που τους επιτρέπει να επιβιώνουν καλύτερα από τους προγόνους τους, τα ερπετά. Υπάρχουν περίπου αναγνωρισµένα είδη πουλιών που χωρίζονται σε 29 τάξεις. Στην Ελλάδα έχουν καταγραφεί 422 από αυτά Σωµατικές λειτουργίες Η ενότητα αυτή βασίζεται κυρίως σε κάποιες παραποµπές , οπότε και δεν αναφέρονται συνεχώς. Άλλες πηγές αναφέρονται κανονικά. Κάποιες από τις σηµαντικότερες σωµατικές λειτουργίες είναι οι εξής: Μυϊκό και σκελετικό σύστηµα Πεπτικό σύστηµα Αναπνοή και κυκλοφορία Ρύθµιση της θερµοκρασίας του σώµατος Αναπαραγωγικό και απεκκριτικό σύστηµα Για την παρούσα εργασία, ωστόσο, θα γίνει αναφορά στις λειτουργίες που εµπλέκονται άµεσα µε τη ρύπανση από µέταλλα των πουλιών Πεπτικό σύστηµα Λόγω της έλλειψης δοντιών στα πουλιά, έτσι ώστε να µασούν την τροφή πριν την καταπιούν, το πεπτικό τους σύστηµα είναι προσαρµοσµένο να δέχεται αµάσητη τροφή. Τα κυριότερα µέρη αυτού του συστήµατος (στοµατική κοιλότητα, οισοφάγος, πρόλοβος, στοµάχι µε δύο θαλάµους (αδενώδης στόµαχος και κυρίως ή µυώδης στόµαχος), συκώτι, πάγκρεας, έντερο και κλοάκη) είναι εξειδικευµένα ώστε να δέχονται διάφορους τύπους τροφής, µε ποικίλες πρακτικές λήψης της. Στην Εικόνα 2, φαίνονται τα µέρη αυτού του συστήµατος. 19

21 Εικόνα 2: Το πεπτικό σύστηµα των πουλιών, µε τα κυριότερα µέρη του 89. εδοµένης της ικανότητας πτήσης και των υψηλών µεταβολικών ρυθµών που διαθέτουν τα πουλιά, το πεπτικό σύστηµα αποσπά θρεπτικά και ενέργεια από µικρές ποσότητες και γρήγορα προσλαµβανόµενου φαγητού 93. Τα σηµαντικότερα µέρη για τη ρύπανση από βαρέα µέταλλα είναι οι δύο θάλαµοι του στοµάχου. Από τον αδενώδη στόµαχο, ο οποίος είναι περισσότερο ανεπτυγµένος στα θαλασσοπούλια και τα αρπακτικά, εκκρίνονται οξινισµένα γαστρικά υγρά (ph )(ο Mikkola 94 αναφέρει υψηλότερες τιµές ph: 1.6 για τα ηµερόβια αρπακτικά και 2.35 για τα νυκτόβια), τα οποία είναι µίγµα υδροχλωρικού οξέος και ενζύµων (το µίγµα των ενζύµων αναφέρεται και ως πεψίνη). Αποτέλεσµα, να δηµιουργηθεί ένα ευνοϊκό χηµικά περιβάλλον για τη χώνευση. Το µίγµα αυτό µπορεί να διαλύσει πολύ γρήγορα τροφές, όπως τα κόκαλα. Π.χ. ο Γυπαετός µπορεί να χωνέψει ένα σπόνδυλο µίας αγελάδας σε 2 µέρες και τα πουλιά του γένους Lanius χωνεύουν ένα ποντίκι περίπου σε 3 ώρες. Το κυρίως στοµάχι που λειτουργικά είναι ανάλογο των γοµφίων στα θηλαστικά είναι µια δυνατή, µυϊκή κατασκευή που χρησιµοποιείται πρωτίστως για την κονιορτοποίηση και τη χώνευση της σκληρής τροφής. Πολλά πουλιά έχουν στο στοµάχι τους σωµατίδια άµµου, χαλικιού και βότσαλα, που τα χρησιµοποιούν ως υποβοήθηµα για τη µηχανική διάσπαση της τροφής. Τα σωµατίδια µπορούν να παραµείνουν στο χώρο του στοµάχου για πολλούς µήνες, και σε κάποια είδη η µάζα τους είναι αρκετά µεγάλη, όπως στη Στρουθοκάµηλο όπου η µάζα των σωµατιδίων µπορεί να φτάσει το 1 κιλό. Τα πουλιά, ωστόσο, θεωρούν και τα κυνηγετικά µολύβδινα σκάγια ως σωµατίδια που θα τους βοηθήσουν στην πέψη της τροφής και 20

22 τα καταναλώνουν. Σε συνδυασµό µε τις ιδιαίτερα χαµηλές τιµές του ph που έχουν στο στοµάχι τους, γίνεται διαλυτοποίηση του µολύβδου (υπό ορισµένες προϋποθέσεις) µε αποτέλεσµα την εισαγωγή του στο αίµα. ύο είναι οι οµάδες πουλιών που είναι ευάλωτες στην κατανάλωση µολύβδινων σκαγιών: Πάπιες, χήνες, κύκνοι, µπεκατσίνια, σκαλίδρες και άλλα µέλη της τάξης Charadriiformes, νερόκοτες και άλλα είδη της οικογένειας Rallidae και περιστεροειδή της τάξης Columbiformes, τα οποία άµεσα προσλαµβάνουν τα σκάγια σε περιοχές όπου υπάρχουν µεγάλες πυκνότητες στο έδαφος ή το ίζηµα (Παράρτηµα 3, Εικόνα 3) Αρπακτικά (Falconiformes), τα οποία τρέφονται µε προσβεβληµένα θηράµατα. Τα σκάγια που των πουλιών δε φαίνεται να προκαλούν προβλήµατα τοξικότητας στα ίδια, αλλά είναι πιθανό να είναι επικίνδυνα για θηρευτές που τρέφονται µε αυτά. Στην Εικόνα 4, σε ακτινογραφία ενός νεκρού Θαλασσαετού διακρίνονται τα τεµαχίδια του µολύβδου, στο στοµάχι και στο φτερό, αντίστοιχα. Εικόνα 4: Τεµαχίδια µολύβδου, στο στοµάχι και στο φτερό ενός Θαλασσαετού 95. Σηµαντικό ρόλο έχει και το συκώτι (Παράρτηµα 3, Εικόνα 5) (ο οποίος είναι ένας από τους ιστούς που αναλύεται για την ανίχνευση µετάλλων στην παρούσα εργασία) στην διαδικασία της πέψης. Είναι το µεγαλύτερο όργανο του σώµατος και έχει ποικίλες λειτουργίες. Εκτός από την παραγωγή νέων ερυθρών αιµοσφαιρίων κατά την εµβρυϊκή µορφή του οργανισµού, και την καταστροφή των παλιών στην ενήλικη φάση, το συκώτι αποµακρύνει τις τοξικές ουσίες από το αίµα και λειτουργεί ως αποθηκευτικός χώρος λιπών και υδρογονανθράκων. Είναι συνδεδεµένο µε τα έντερα, µε φλέβα, µέσω της οποίας µεταφέρονται τα απορροφηµένα προϊόντα της πέψης. 21

23 2.1.2 Αναπνευστικό και κυκλοφορικό σύστηµα Το αναπνευστικό σύστηµα των πουλιών είναι διαφορετικό τόσο σε δοµή, όσο και σε λειτουργία από αυτό των θηλαστικών. Αποτελείται από τέσσερις σχηµατισµούς τα ρουθούνια, την τραχεία, τους πνεύµονες και τους σάκους αέρα που µεταφέρουν αέρα από την ατµόσφαιρα στον οργανισµό. Με κάθε αναπνοή, ένα πουλί αναπληρώνει σχεδόν όλο τον αέρα που υπάρχει στους πνεύµονες, γι αυτό και το σύστηµά τους είναι περισσότερο αποδοτικό από των θηλαστικών. Τα πουλιά στερούνται διαφράγµατος, ωστόσο µε κίνηση του στέρνου µεγαλώνουν το χώρο της θωρακικής κοιλότητας και διογκώνουν τους σάκους αέρα. Ο ρυθµός αναπνοής µειώνεται µε την αύξηση του µεγέθους του πουλιού. Έτσι ένα πουλί της οικογένειας Trochilidae, βάρους 2 gr, αναπνέει περίπου 143 φορές το λεπτό, ενώ µία γαλοπούλα των 10 κιλών µόνο 7 φορές. Κατά τη διάρκεια της πτήσης τα πουλιά αυξάνουν τον ρυθµό αναπνοής τους από 12 ως 20 φορές, λόγω αυξηµένων αναγκών σε οξυγόνο. Το κυκλοφορικό σύστηµα των πουλιών είναι ίδιο µε των θηλαστικών, και είναι εναρµονισµένο µε τις υψηλές απαιτήσεις του µεταβολισµού τους. Ο υψηλός ρυθµός µεταβολισµού των πουλιών απαιτεί άµεση κυκλοφορία µεταξύ της καρδιάς και των ιστών των µεταβολικών ουσιών. Γι αυτό τα πουλιά διαθέτουν ισχυρή καρδιά (50-100% µεγαλύτερη και πιο ισχυρή από των θηλαστικών παρόµοιου µεγέθους). Χαρακτηριστικό, επίσης, του κυκλοφορικού συστήµατος των πουλιών είναι η υψηλή πίεση (πολλές φορές και 2-3 φορές µεγαλύτερη από την ανθρώπινη) Απεκκριτικό σύστηµα Τα νεφρά (Παράρτηµα 3, Εικόνα 6)(δύο στον αριθµό) είναι τα κύρια απεκκριτικά όργανα, ενώ δευτερεύουσας σηµασίας στη διαδικασία της απέκκρισης είναι οι πνεύµονες, το δέρµα, µέρη του πεπτικού συστήµατος και διάφοροι αδένες αλάτων. Οι κυριότερες λειτουργίες τους είναι δύο, άµεσα συνδεδεµένες και απαραίτητες για την επιβίωση ενός οργανισµού: αποβάλουν τα αζωτούχα υποπροϊόντα του µεταβολισµού των πρωτεϊνών και πολλές άλλες βλαβερές ουσίες, και αποµακρύνουν συγκεκριµένες ποσότητες νερού και αλάτων, διατηρώντας ωστόσο αυτές που είναι απαραίτητες για την επιβίωση. Τα νεφρά είναι όπως και το συκώτι οι ιστοί που αναλύονται στην παρούσα εργασία για την ανίχνευση µετάλλων. 2.2 Αρπακτικά πουλιά Η ενότητα αυτή βασίζεται σε κάποιες παραποµπές , οπότε και δεν αναφέρονται συνεχώς. Άλλες πηγές αναφέρονται κανονικά Τα είδη που µελετώνται στην εργασία αυτή είναι των τάξεων Falconiformes (πολλοί συγγραφείς αναφέρονται στην τάξη αυτή µε τον όρο Accipitriformes) και Strigiformes. Η τάξη Falconiformes περιλαµβάνει ηµερόβια πουλιά, µικρού ως και πολύ µεγάλου µεγέθους και χωρίζεται σε 3 οικογένειες: Accipitridae, Pandionidae, Falconidae. Βρίσκονται σε όλο τον πλανήτη, εκτός της Ανταρκτικής, και χωρίζονται σε θηρευτές (predators), πτωµατοφάγα (scavengers) ή και τα δύο (θηρευτές και πτωµατοφάγα). Τρέφονται µε µεγάλη ποικιλία θηραµάτων (ζωντανών ή νεκρών), όπως θηλαστικά, πουλιά, ερπετά, αµφίβια, ψάρια και πολλά ασπόνδυλα. Η περισσότερη από την τροφή τους καταναλώνεται (ακόµη και τα κόκαλα χωνεύονται), ενώ φτερά, τρίχες και άλλα µέρη που είναι δύσκολο να χωνευθούν, βγαίνουν από το 22

24 στοµάχι µε τη µορφή σβόλων (pellets). Συναντώνται σε ποικίλες κλιµατικές ζώνες και βιοτόπους. Αν και µπορούν να βρεθούν σε ωκεάνια νησιά και συχνότερα σε ακτές, τα περισσότερα είδη είναι ηπειρωτικά. Η τάξη Strigiformes περιλαµβάνει κυρίως νυκτόβια πουλιά, µικρού ως µεσαίου µεγέθους. Τρέφονται κυρίως µε θηλαστικά και ασπόνδυλα, όπως επίσης µε πουλιά και αµφίβια, ποτέ όµως µε νεκρούς οργανισµούς. Λόγω του χαµηλότερου ph που έχουν στο στοµάχι τους, δεν µπορούν να χωνέψουν τα οστά, όπως και άλλα µέρη (τρίχες, φτερά, κτλ.) και τα αποβάλουν από την στοµατική κοιλότητα µε τη µορφή σβόλων (Παράρτηµα 3, Εικόνα 7). Και αυτά βρίσκονται σε ποικίλες κλιµατικές ζώνες και είναι εξ ολοκλήρου οργανισµοί της ηπείρου. Οι πληθυσµοί των αρπακτικών υπέστησαν σοβαρές µειώσεις λόγω ανθρώπινων δραστηριοτήτων, κατά τη διάρκεια του τελευταίου αιώνα. Θεωρήθηκαν επιβλαβή για τα εξηµερωµένα ζώα, ενώ η συλλογή αυγών, το εµπόριο και η ταρίχευση επέδρασαν αρνητικά. Μεγάλα προβλήµατα δηµιούργησαν, µετά τη δεκαετία του 50, τα οργανοχλωριοµένα φυτοφάρµακα, όπως επίσης και η χρήση υδραργύρου για την προφύλαξη των σπόρων από παράσιτα. Απειλές, που υφίστανται ακόµη και σήµερα, είναι κυρίως η µείωση των κατάλληλων για επιβίωση βιοτόπων τους και το κυνήγι για λόγους αναψυχής, µιας και τα αρπακτικά δεν είναι τροφή για τον άνθρωπο. Περισσότερες πληροφορίες για τα είδη, των οποίων οι ιστοί αναλύθηκαν, παρουσιάζονται στο Παράρτηµα Τα πουλιά ως δείκτες ρύπανσης πλεονεκτήµατα και µειονεκτήµατα Η ενότητα αυτή βασίζεται κυρίως σε κάποιες παραποµπές , οπότε και δεν αναφέρονται συνεχώς. Άλλες πηγές αναφέρονται κανονικά. Τα πουλιά είναι εύκολα αναγνωρίσιµοι οργανισµοί και η ταξινόµησή τους είναι αρκετά µελετηµένη, έτσι ώστε να αποφεύγονται αµφιβολίες για την ταυτότητα και τις σχέσεις µεταξύ των ειδών που µελετώνται. Ως οργανισµοί, έχουν κατανοηθεί αρκετά, ιδιαίτερα στα πεδία οικολογίας και συµπεριφοράς, µε αποτέλεσµα η γνώση που έχει συγκεντρωθεί για τη βιολογία τους, να αυξάνει την χρησιµότητά τους ως βιοδείκτες (βλέπε Παράρτηµα 1) και να µειώνει τις πιθανότητες λανθασµένων ερµηνειών. Τα πουλιά είναι στην κορυφή της τροφικής αλυσίδας, γεγονός που τα κάνει κατάλληλα ως δείκτες για οποιαδήποτε αλλαγή συµβαίνει κατά µήκος της τροφικής αλυσίδας λόγω ρύπανσης, όπως µε τα βιοσυσσωρεύσιµα οργανοχλωριοµένα, καθώς επίσης και σε άλλες αλλαγές (π.χ. µείωση των ψαροφάγων πουλιών, λόγω µείωσης της ιχθυοπανίδας). Η µεγάλη διάρκεια ζωής τους είναι πλεονέκτηµα, αφού µπορεί να γίνει παρακολούθηση των περιβαλλοντικών πιέσεων σε ένα µεγάλο εύρος χρόνου, παρέχοντας τη δυνατότητα µέτρησης, για παράδειγµα, της ρύπανσης ενός χρόνου ή και περισσότερο, ωστόσο είναι πιο δύσκολο να διαπιστωθούν µικρού µεγέθους και χρονικού διαστήµατος διαταραχές. Επίσης, η ικανότητα πτήσης των πουλιών και µετακίνησής τους σε διάφορα µέρη επιτρέπει την παρακολούθηση σε ευρεία κλίµακα του χώρου, το εύρος της οποίας εξαρτάται από το είδος που επιλέγεται. Η µετανάστευση, όµως, µπορεί να λειτουργήσει αρνητικά διότι τα άτοµα που έρχονται σε ένα µέρος το πιθανότερο είναι να διαφέρουν από χρόνο σε χρόνο και να αντιπροσωπεύουν διαφορετικές περιοχές. Επιπρόσθετα, δηµιουργούνται προβλήµατα σε προγράµµατα παρακολούθησης περιβαλλοντικών αλλαγών όταν πουλιά από διαφορετικές περιοχές περνούν από τον χώρο δειγµατοληψίας σε διαφορετικά χρονικά διαστήµατα, µε αποτέλεσµα το δείγµα πολλές φορές να µην είναι αντιπροσωπευτικό. Ακόµη, λόγω της πτητικής τους ικανότητας µπορούν να 23

25 επιλέξουν καλύτερα το βιότοπό τους (µε αποτέλεσµα να είναι καλύτερα προφυλαγµένοι οργανισµοί σε περιβαλλοντικές αλλαγές). Τέλος, έχουν την ικανότητα να ρυθµίζουν σε µεγαλύτερο βαθµό τις συγκεντρώσεις κάποιων ουσιών στους ιστούς τους, όπως τα µέταλλα και το λίπος του σώµατός τους, σε σχέση π.χ. µε τα ασπόνδυλα, εποµένως δεν απεικονίζουν άµεσα τις περιβαλλοντικές πιέσεις που δέχονται. Εκτός, όµως από τα πλεονεκτήµατα και τα µειονεκτήµατα που έχουν να κάνουν µε τη βιολογία τους, υφίστανται διάφοροι άλλοι λόγοι για να χρησιµοποιηθούν ως βιοδείκτες. Υπάρχουν στοιχεία που προκύπτουν από έρευνες που γίνονται σε φτερά και κελύφη αυγών από πουλιά που βρίσκονται σε συλλογές µουσείων, µε αποτέλεσµα την δυνατότητα σύγκρισης των σηµερινών επιπέδων ρύπανσης µε αυτών πριν 150 χρόνια και περισσότερο (τέτοιες συλλογές ασπόνδυλων δεν υπάρχουν). Επίσης, αυτοί που ασχολούνται ερασιτεχνικά µε την παρατήρηση πουλιών είναι αρκετοί (όχι για την Ελλάδα), έτσι ώστε µε τον κατάλληλο συντονισµό να µπορούν να βοηθήσουν σε ένα πρόγραµµα παρακολούθησης. Τέλος, υπάρχει το ενδιαφέρον από τους πολίτες (για λόγους αισθητικούς περισσότερο) για τους οργανισµούς αυτούς, έτσι ώστε ενδείξεις για δηλητηρίαση, π.χ. από βαρέα µέταλλα, θα µπορούσαν να λειτουργήσουν ως µέσο πολιτικής πίεσης για την άµεση λήψη µέτρων. 2.4 Επιπτώσεις των µετάλλων στα πουλιά Η ενότητα αυτή βασίζεται σε κάποιες παραποµπές , οπότε και δεν αναφέρονται συνεχώς. Άλλες πηγές αναφέρονται κανονικά. Τα βαρέα µέταλλα, σε υπερβολικές δόσεις για τα πουλιά, δηµιουργούν διάφορα προβλήµατα. Έχουν συνδεθεί µε καρκινογενέσεις και τερατογενέσεις (σε πειραµατικά επίπεδα), ενώ οι επιπτώσεις τους στην φυσιολογία των οργανισµών είναι καταστρεπτικές. Ακολουθεί µια συνοπτική περιγραφή των σηµαντικότερων επιδράσεων, δεδοµένου ότι αυτές και οι έµµεσες επιπτώσεις, πολλές φορές απαιτούν ιδιαίτερες γνώσεις βιοχηµείας και όχι µόνο. Τα παρακάτω στοιχεία αφορούν κυρίως τα τοξικά µέταλλα (Pb, Hg, Cd), δεδοµένων των απαραίτητων βιολογικών λειτουργιών των άλλων δύο υπό µελέτη µετάλλων, αν και πειράµατα που έχουν γίνει σε θηλαστικά έχουν δείξει παρόµοια αποτελέσµατα. Τα µέταλλα έχουν ποικίλες τοξικές επιδράσεις τόσο σε όργανα, όσο και σε ιστούς. Η σηµαντικότερη ίσως δράση τους φαίνεται να είναι η ικανότητά τους να δεσµεύονται από πρωτεΐνες και ένζυµα, και να παρεµποδίζουν ή να µεταβάλουν τις βιολογικές τους λειτουργίες. Η δηλητηρίαση από µέταλλα προξενεί αρκετές αλλαγές στο κεντρικό νευρικό σύστηµα (αλλαγή νευροφυσιολογικής συµπεριφοράς, νέκρωση του εγκεφάλου, θάνατο), στο περιφερειακό νευρικό σύστηµα (διαφόρων ειδών παράλυση), στο αίµα (αναιµία και µειωµένη σύνθεση της αιµογλοβίνης), και στο νεφρό (αντίστροφη πορεία της λειτουργίας του, καταστροφή ιστών, πρωτεϊνουρία). Επίσης µπορούν να προκαλέσουν στειρότητα ή υπογεννητικότητα, και θνησιµότητα ή µειωµένη ανάπτυξη στους νεοσσούς, ενώ οι επιδράσεις τους στο ανοσοποιητικό σύστηµα, µε τη µείωση της παραγωγής των αντισωµάτων, είναι αρνητικές. Τέλος, προβλήµατα στα οστά έχουν αναφερθεί. 24

26 3. Σκοπός της παρούσας εργασίας Πρωταρχικός στόχος της εργασίας ήταν να ανιχνευθούν οι τιµές των συγκεντρώσεων των µετάλλων στους ιστούς, συκώτι και νεφρό, έτσι ώστε να προκύψουν χρήσιµα συµπεράσµατα για την ρύπανση που δέχονται τα πουλιά από τα βαρέα µέταλλα. Τα επίπεδα των τιµών, πιθανότατα να οδηγούσαν σε χρήσιµα συµπεράσµατα όσον αφορά επιδράσεις των µετάλλων στις λειτουργίες και την επιβίωση των αρπακτικών πουλιών, σε σύγκριση πάντα µε µελέτες που έχουν γίνει παγκόσµια, µιας και τέτοια στοιχεία για τα πουλιά της Ελλάδας δεν υπάρχουν. Ωστόσο, σηµαντικό θεωρήθηκε να διερευνηθεί η σχέση των συγκεντρώσεων των µετάλλων στους δύο ιστούς, όπως επίσης και η σχέση τους στον ίδιο ιστό, µιας και τέτοια παραδείγµατα υπάρχουν στην βιβλιογραφία. Θέλαµε να διαπιστώσουµε, αν οι σχέσεις ήταν στατιστικά σηµαντικές, έτσι ώστε να µπορεί να προταθεί µέτρηση των συγκεντρώσεων στον ένα από τους δύο ιστούς. Τέλος, τα στοιχεία του κάθε πουλιού (που παρουσιάζονται σε πίνακα στα αποτελέσµατα) συλλέχθηκαν µε σκοπό να αναζητηθούν οι αιτίες ρύπανσης των πουλιών, αν οι τιµές θεωρούνταν αυξηµένες. 25

27 ΜΕΘΟ ΟΛΟΓΙΑ Η λήψη των δειγµάτων έγινε στο ΕΚΠΑΖ (Εθνικό Κέντρο Περίθαλψης Άγριων Ζώων) σε πουλιά που έφθαναν εκεί για διάφορους λόγους (πυροβοληµένα, εξαντληµένα, κτλ.) τα οποία δεν κατάφερναν να αναρρώσουν και απεβίωναν. Η µελέτη σχεδιάστηκε έτσι, ώστε να µην είναι αναγκαία η θανάτωση κάποιων ατόµων ενός πληθυσµού πουλιών µε πυροβολισµό (όπως έχει γίνει σε έρευνες, σε άλλες χώρες). Επίσης, µ αυτό τον τρόπο κατοχυρωνόταν η τυχαιότητα του δείγµατος, όσο αφορά την επίδραση των τοξικών µετάλλων στα πουλιά. Ο αριθµός των ατόµων των πουλιών, που προβλεπόταν από το πρωτόκολλο δειγµατοληψίας, για ανάλυση των ιστών τους είναι: 35% άτοµα Buteo buteo µε αιτία εισαγωγής: πυροβοληµένο ή εξαντληµένο 35% άτoµα από ψαρoφάγα είδη (Ardeiformes, Pelecaniformes,) µε αιτία εισαγωγής: πυροβοληµένο ή εξαντληµένο 30% άτoµα από άλλα είδη ή αιτίες εισαγωγής, µε πρoτεραιότητα στα: 1. Απειλoύµεvα 2. Με αιτία εισαγωγής: δηλητηριασµένο 3. Άλλα είδη επιρρεπή σε τoξικές oυσίες λόγω ικαvότητας συγκέvτρωσης (κoρυφή τρoφικής αλυσίδας) ή επιλεκτικής πρόσληψης (δηλ. τρέφovται συχvά µε τραυµατισµέvα/δηλητηριασµέvα/vεκρά) (Circus aeruginosus, γύπες, άλλα πτωµατoφάγα) 4. Είδη γεωργικής γης (σπoρoφάγα, αρπακτικά, κτλ.) Στην παρούσα εργασία µελετώνται τα αρπακτικά. Ο συνολικός αριθµός των αρπακτικών πουλιών για ανάλυση ήταν: 6 Buteo buteo, 1 Falco columbarius, 1 Otus scops, 1 Tyto alba. Από τα παραπάνω αναλύθηκαν στο καθένα το συκώτι και το νεφρό, εκτός από 1 Buteo buteo, για το οποίο στάλθηκε µόνο το συκώτι του. 1. Λήψη δειγµάτων Η διαδικασία εκτοµής των ιστών έλαβε χώρα στο ΕΚΠΑΖ, σύµφωνα µε προκαθορισµένο πρωτόκολλο. Έτσι: Η λήψη των δειγµάτων γινόταν αµέσως ή το αργότερο λίγες ώρες µετά τον θάνατο του πουλιού Για κάθε άτοµο καταγράφονταν τα στοιχεία του σε ειδικό έντυπο όπως φύλο, ηλικία (αν ήταν εφικτό να προσδιοριστούν), λόγος εισαγωγής, βάρος κατά την εύρεση του πουλιού, κατά την άφιξή του στο κέντρο, και κατά τον θάνατό του, κ.ά. (Παράρτηµα 3, Σχήµα 1). Για κάθε ιστό ατόµου χρησιµοποιούνταν δύο πλαστικές σακούλες, όπου στην πρώτη εισαγόταν ο ιστός, ενώ στη δεύτερη εισαγόταν η πρώτη και ετικέτα συµπληρωµένη µε κάποια από τα στοιχεία του πουλιού Τα δείγµατα µε τις ετικέτες αποθηκεύονταν σε καταψύκτη (-15 0 C) µέχρι τη µεταφορά τους Κατά τη διάρκεια της διαδικασίας παραλαβής των δειγµάτων από τα πουλιά, πάρθηκαν κάποιες προφυλάξεις (βλ. παρακάτω, 2.2 Επεξεργασία δειγµάτων) έτσι ώστε να ελαχιστοποιηθεί η πιθανότητα επιµόλυνσης των δειγµάτων. 26

28 Όταν συγκεντρώθηκε ένας αριθµός δειγµάτων, τοποθετήθηκαν σε φορητό ψυγείο µε αρκετές παγοκύστες και στάλθηκαν στη Μυτιλήνη για ανάλυση. Ο χρόνος παραµονής τους σ αυτό το ψυγείο ήταν περίπου 8 ώρες, εποµένως δεν υπήρχε κίνδυνος αλλοίωσης των ιστών. Στο εργαστήριο αποθηκεύτηκαν και πάλι σε καταψύκτη, στην ίδια θερµοκρασία, µέχρις ότου να γίνει η επεξεργασία τους. 2. Αναλυτική διαδικασία 2.1 Προετοιµασία σκευών Για να µην υπάρχει κίνδυνος επιµολύνσεων των δειγµάτων από το περιβάλλον του εργαστηρίου, τηρήθηκαν κάποιες διαδικασίες καθαρισµού των σκευών που χρησιµοποιήθηκαν στις αναλύσεις. Έτσι: Όλα τα σκεύη (σιφώνια, ογκοµετρικές φιάλες, κτλ.) πριν από τη χρήση τους, παρέµεναν σε διάλυµα ΗΝΟ 3 10% v/v τουλάχιστο για 24 ώρες, και πριν από τη χρησιµοποίησή τους ξεπλένονταν το λιγότερο τρεις φορές µε απιονισµένο νερό, κατάλληλο για τέτοιου τύπου αναλύσεις (νερό από στήλη απιονισµού Milli Q µε ειδική αντίσταση 18.2 mω*cm). Ιδιαίτερα οι οβίδες, που χρησιµοποιήθηκαν για τη χώνευση των δειγµάτων, τοποθετούνταν σε ειδικό metal-free απορρυπαντικό για κάποιο χρόνο. Στη συνέχεια, και αφού είχαν καθαριστεί ενδελεχώς από υπολείµµατα προηγούµενης ανάλυσης, τοποθετούνταν στο φούρνο µικροκυµάτων (Panasonic µε µέγιστη ισχύ 900 W), σε ισχύ (440 W), για λεπτά µε 2 ml πυκνό HCl. Ακολουθούσε καθαρισµός µε 2 ml ΗΝΟ 3 33 % v/v, για ίδιο χρονικό διάστηµα και µε την ίδια ισχύ στο φούρνο µικροκυµάτων. Τέλος, ξεπλένονταν µε απιονισµένο νερό (νερό από στήλη απιονισµού Milli Q), τρεις φορές τουλάχιστο, και αφήνονταν στο θάλαµο νηµατώδους ροής ατµοσφαιρικού αέρα για 24 ώρες, µέχρι να στεγνώσουν. Επίσης, έγινε προζύγιση των δίσκων που χρησιµοποιήθηκαν για τη µέτρηση της υγρασίας των δειγµάτων, αφού πρώτα είχαν τοποθετηθεί στο φούρνο για 24 ώρες στους C, µε σκοπό την απώλεια τυχόν υγρασίας. 2.2 Επεξεργασία δειγµάτων Η επεξεργασία των δειγµάτων έγινε σύµφωνα µε τη µέθοδο που προτείνουν οι Tinggi και Craven 102, χρησιµοποιώντας διαφορετικές ποσότητες οξέων. Η επιλογή της µεθόδου έγινε µετά από δοκιµαστικές µετρήσεις, οι οποίες αναφέρονται στην επόµενη ενότητα. Τα αντιδραστήρια που χρησιµοποιήθηκαν για τις χωνεύσεις των δειγµάτων παρουσιάζονται συγκεντρωµένα παρακάτω: ΗΝΟ 3, 65% v/v Πυκνό Η 2 SO 4 Η 2 Ο 2 30 % v/v 27

29 Όλα τα αντιδραστήρια που χρησιµοποιήθηκαν είναι της Merck, κατάλληλα για χηµικές αναλύσεις ιχνοστοιχείων. Για την επεξεργασία λήφθηκαν κάποιες προφυλάξεις, έτσι ώστε να ελαχιστοποιηθεί η πιθανότητα επιµόλυνσης των δειγµάτων. Έτσι: Ο πάγκος που γινόταν η επεξεργασία των δειγµάτων ήταν καλυµµένος µε πλαστικό τραπεζοµάντιλο µιας χρήσης. Ο χειρισµός των δειγµάτων έγινε µε χειρουργικά γάντια Χρησιµοποιήθηκε ανοξείδωτο νυστέρι για τον τεµαχισµό των δειγµάτων σε µικρά κοµµάτια, έτσι ώστε να είναι πιο εύκολη η κατεργασία τους µε τα αντιδραστήρια. Η σπάτουλα που χρησιµοποιήθηκε ήταν επικαλυµµένη από Teflon. Οι οβίδες που χρησιµοποιήθηκαν για τη χώνευση των δειγµάτων, ήταν επίσης κατασκευασµένες από Teflon. Ζυγίστηκαν 1-2 g (όπου ήταν εφικτό) από τον κάθε ιστό, που χρησιµοποιήθηκαν για τη χώνευση, ενώ άλλα 0.5-1g για να υπολογιστεί το ποσοστό υγρασίας του κάθε ιστού. Το µέρος του ιστού που προοριζόταν για υπολογισµό της υγρασίας, µεταφέρθηκε σε προζυγισµένο δίσκο, και στη συνέχεια τοποθετήθηκε στο φούρνο ξήρανσης για 24 ώρες στους C. Ακολούθησε η ζύγισή τους, αφού πρώτα αφέθηκαν να επανέλθουν σε θερµοκρασία περιβάλλοντος µέσα σε ξηραντήρα. Για να επαληθευτεί η απώλεια της συνολικής υγρασίας του ιστού, επανατοποθετούνταν στο φούρνο ξήρανσης για άλλες δύο ώρες, επαναλαµβάνοντας τη διαδικασία της ζύγισης, και αν το βάρος µεταξύ των δύο µετρήσεων ήταν ίδιο, καταγραφόταν το αποτέλεσµα. ιαφορετικά, επαναλαµβανόταν η διαδικασία µέχρι σταθερού βάρους. Το άλλο µέρος του ιστού (1-2 g), αφού τεµαχίστηκε, τοποθετήθηκε στην οβίδα και καταγράφηκε το ακριβές βάρος του. Στη συνέχεια, προστέθηκαν 4 ml ΗΝΟ 3 µε αριθµηµένο σιφώνιο των 10 ml και 0.3 ml πυκνού Η 2 SO 4 µε αριθµηµένο σιφώνιο του 1 ml. Η αναλυτική διαδικασία συνεχίστηκε µε την προχώνευση (predigestion) των δειγµάτων, δηλαδή την τοποθέτηση των οβίδων στον φούρνο µικροκυµάτων για χρονικό διάστηµα δύο λεπτών και σε ισχύ 100 W. Έπειτα, τοποθετήθηκαν στον αναδευτήρα (Heidolph Unimax 2010) στις 100 στροφές / λεπτό, για 24 ώρες, σε θερµοκρασία περιβάλλοντος. Ακολούθησε η προσθήκη 2 ml Η 2 Ο 2 µε σιφώνιο των 10 ml. Η κατεργασία των δειγµάτων ολοκληρώθηκε µε τη χώνευση τους (digestion) στο φούρνο µικροκυµάτων για 10 λεπτά στα 100 W, 10 λεπτά στα 124 W, και τέλος 8 λεπτά στα 180 W. Στα µεσοδιαστήµατα, τα δείγµατα αφήνονταν να επανέλθουν στη θερµοκρασία περιβάλλοντος. Αξίζει να σηµειωθεί ότι οι χωνεύσεις έγιναν σε παρτίδες (batches) των 10 δειγµάτων, όπου σε κάθε µια από αυτές τις παρτίδες περιλαµβάνονταν τουλάχιστο 1 τυφλό (blank), που περιείχε µόνο τα αντιδραστήρια, και 1 πρότυπη ουσία αναφοράς (CRM 278, ιστός µυδιού, πιστοποιηµένη από το Community Bureau of Reference Material), έτσι ώστε οι µετρήσεις να αντιπροσωπεύουν τις πραγµατικές συγκεντρώσεις των ιστών. Ακολούθησε η παραλαβή των δειγµάτων σε φυγοκεντρικούς σωλήνες µε βιδωτό πώµα από πολυαιθυλένιο, των 50 ml. Αφού παραλήφθηκε το χωνευµένο µε τα οξέα δείγµα, συµπληρώθηκε µε νερό (ειδικής αντίστασης όπως παραπάνω) µέχρις όγκου 25 ml. Από το διάλυµα που προέκυψε µεταφέρθηκαν 10 ml µε σιφώνιο για την ανάλυση του Hg, σε φυγοκεντρικούς σωλήνες µε βιδωτό πώµα από πολυαιθυλένιο 28

30 των 15 ml, και προστέθηκε πυκνό KMnO 4 µέχρι να αποχρωµατιστεί το διάλυµα. Τα διαλύµατα αποθηκεύτηκαν σε ψυγείο µέχρι την ανάλυση τους. Ωστόσο, παρέµειναν κάποια υπολείµµατα λίπους µε τη µορφή αιωρούµενων στερεών, τα οποία αποµακρύνθηκαν µε φυγοκέντριση στις στροφές για 10 λεπτά, ώστε να αποφευχθούν προβλήµατα παρεµπόδισης ή φραξίµατος των τριχοειδών σωλήνων του οργάνου από τα σωµατίδια. 3. Μετρήσεις 3.1 οκιµαστικές µετρήσεις Πριν την επεξεργασία των δειγµάτων, έγιναν δοκιµαστικές χωνεύσεις και µετρήσεις των συγκεντρώσεων των διαλυµάτων που προέκυψαν, έτσι ώστε η επιλεγόµενη µέθοδος για τη χώνευση να είναι η καλύτερη δυνατή. Χρησιµοποιήθηκαν τέσσερις µέθοδοι χώνευσης, µε τρεις επαναλήψεις για την κάθε µία, σε ουσία πρότυπης αναφοράς (CRM 278) για τα µέταλλα Hg, Pb, Cd και Zn. Στις µεθόδους 1 και 2 για τη θέρµανση των διαλυµάτων χρησιµοποιήθηκε ηλεκτρική πλάκα για 2 ώρες, ενώ για τις µεθόδους 3 και 4, φούρνος µικροκυµάτων µε σταδιακή θέρµανση (βλ. 2.2 Επεξεργασία δειγµάτων). 1 η µέθοδος: Ζυγίστηκαν 0.4 g δείγµατος και τοποθετήθηκαν σε σωλήνες από Teflon µε βιδωτό πώµα και προστέθηκαν 4 ml HNO 3 και 2 ml H 2 O 2. 2 η µέθοδος: Μέθοδος ίδια µε την παραπάνω, µόνο που προστέθηκαν και 0.25 ml H 2 SO 4. 3 η µέθοδος: Μέθοδος ίδια µε την πρώτη, µε τη διαφορά ότι για την παραλαβή του δείγµατος χρησιµοποιήθηκαν οβίδες (bombs) από Τeflon και έγινε προχώνευση των δειγµάτων για 1 λεπτό στο φούρνο µικροκυµάτων στα 100 W. 4 η µέθοδος: Μέθοδος ίδια µε την τρίτη, µε τη διαφορά της πρόσθεσης 0.5 ml Η 2 SO 4 και προχώνευσης για 2 λεπτά στο φούρνο µικροκυµάτων στα 440 W. Για τις 4 διαφορετικές µεθόδους προέκυψαν διαφορετικές ανακτήσεις (recoveries) για το κάθε µέταλλο, όπως περιγράφονται στο Γράφηµα 1 σε επί τις εκατό ποσοστά. % Ανάκτηση Cd Pb Zn Hg Γράφηµα 1: % ανάκτηση των συγκεντρώσεων των µετάλλων, µε τις 4 µεθόδους που χρησιµοποιήθηκαν. Όπως φαίνεται από το γράφηµα, οι µέθοδοι µε χρήση του φούρνου µικροκυµάτων προσεγγίζουν τις αναµενόµενες τιµές περισσότερο, από ότι οι άλλες δύο. Μεταξύ αυτών των µεθόδων επιλέχθηκε η 3, δεδοµένης της υψηλής ανάκτησης που 29

31 παρουσίασε στον Hg και τον Pb, µέταλλα που απασχολούν κυρίως τις έρευνες για ρύπανση στους οργανισµούς, ενώ υψηλές ήταν και οι ανακτήσεις στα άλλα µέταλλα. 3.2 Οργανολογία και λειτουργία Η υποενότητα αυτή βασίζεται κυρίως σε κάποιες παραποµπές , οπότε και δεν αναφέρονται συνεχώς. Οποιαδήποτε άλλη πηγή αναφέρεται κανονικά. Για τη µέτρηση των δειγµάτων χρησιµοποιήθηκε η µέθοδος της Φασµατοµετρίας Ατοµικής Απορρόφησης (Atomic Absorption Spectrometry). Βασίζεται στη µέτρηση της απορρόφησης της ακτινοβολίας από νέφος ατόµων των µετάλλων που βρίσκονται στη θεµελιώδη κατάσταση (Μ 0 ). Η απορρόφηση Α υπακούει στο νόµο των Beer-Lambert που έχει ως εξής 105 : Α = log (P 0 /P) = k v b = k 1 bn 0 = k 2 C Όπου: Α = απορρόφηση, P 0 = ισχύς της ακτινοβολίας που προσπίπτει στο νέφος των ατόµων, P = ισχύς της ακτινοβολίας που εξέρχεται από το νέφος των ατόµων, k v = συντελεστής ατοµικής απορρόφησης (εξαρτάται από το µήκος κύµατος της απορροφώµενης ακτινοβολίας και από τις πειραµατικές συνθήκες), k 1, k 2 = σταθερές αναλογίας που σχετίζονται µε το συντελεστή απορρόφησης, b = οπτική διαδροµή, Ν 0 = συγκέντρωση ατόµων στη θεµελιώδη κατάσταση (αριθµός ατόµων / cm 3 ), C = συγκέντρωση του προσδιοριζόµενου στοιχείου. Στην παραπάνω σχέση στηρίζεται η µέτρηση των συγκεντρώσεων των διαλυµάτων των µετάλλων. Αυτό γίνεται µε τη βοήθεια καµπύλης αναφοράς που κατασκευάζεται µε τη µέτρηση διαλυµάτων γνωστής συγκέντρωσης. Η καµπύλη αναφοράς είναι συνάρτηση της µορφής y = ax + b, για διαλύµατα µικρών συγκεντρώσεων, ενώ κινείται ασυµπτωτικά προς τον οριζόντιο άξονα για µεγαλύτερες συγκεντρώσεις. Εποµένως, τα υπό ανάλυση διαλύµατα, πρέπει να έχουν τιµές συγκεντρώσεων που κυµαίνονται µεταξύ των άκρων του γραµµικού κοµµατιού της καµπύλης αναφοράς, διαφορετικά αραιώνονται µε στόχο οι µετρήσεις να αντιπροσωπεύουν τις πραγµατικές συγκεντρώσεις. Η τεχνική της Aτοµικής Aπορρόφησης πραγµατοποιείται µε τη βοήθεια φασµατόµετρου Ατοµικής Απορρόφησης. Η βασική οργανολογία του περιλαµβάνει τα εξής µέρη: Η πηγή της ακτινοβολίας, που συνήθως είναι λυχνία κοίλης καθόδου και εκπέµπει ακτινοβολία χαρακτηριστικού µήκους κύµατος µε το υπό ανάλυση µέταλλο Το σύστηµα ατοµοποίησης, στο οποίο εκτίθεται το διάλυµα σε υψηλές θερµοκρασίες (εκτός της τεχνικής µε ψυχρό ατµό που χρησιµοποιείται για τον προσδιορισµό του Hg) µε σκοπό την ατοµοποίηση του υπό µελέτη µετάλλου. Οι διαφορετικές τεχνικές που χρησιµοποιούνται στον τοµέα αυτό είναι η ατοµοποίηση µε φλόγα (Flame AAS), µε φούρνο γραφίτη 30

32 (Graphite Furnace AAS) και η τεχνική ψυχρού ατµού-συνεχούς ροής (Cold Vapor Flow Injection AAS). Ο µονοχρωµάτορας, που συνήθως είναι διάταξη µε φράγµατα περίθλασης, ο οποίος λειτουργεί ως φίλτρο για τις ακτινοβολίες που δεν προέρχονται από το υπό ανάλυση µέταλλο. Ο φωτοπολλαπλασιαστής, όπου χρησιµοποιείται για τη µετατροπή της ακτινοβολίας σε ηλεκτρικό σήµα, και παράλληλα στην ενίσχυση αυτού του σήµατος. Η ηλεκτρονική διάταξη καταγραφής, η οποία είναι ένας ηλεκτρονικός υπολογιστής εφοδιασµένος µε το κατάλληλο λογισµικό, ώστε να είναι δυνατή η καταγραφή και επεξεργασία των αποτελεσµάτων. Η µέτρηση των συγκεντρώσεων των διαλυµάτων για το κάθε µέταλλο έγινε αντίστοιχα: για Cd και Pb µε φούρνο γραφίτη, για Cu και Zn µε φλόγα και για Hg µε την τεχνική ψυχρού ατµού. Η επιλογή της τεχνικής για τα 4 πρώτα στοιχεία έγινε µε κριτήριο την τάξη µεγέθους των συγκεντρώσεων των στοιχείων στα διαλύµατα της χώνευσης, που για την τεχνική της φλόγας είναι στην περιοχή των ppm (mg/kg), ενώ για την τεχνική του φούρνου στην περιοχή των ppb (µg/kg). Ο Hg λόγω της µεγάλης πτητικότητας του δεν προσδιορίζεται αξιόπιστα µε τις προηγούµενες τεχνικές και για το λόγο αυτό χρησιµοποιείται η εξειδικευµένη µέθοδος ψυχρού ατµού-συνεχούς ροής. Οι τρεις τεχνικές ατοµοποίησης περιγράφονται παρακάτω: Ηλεκτροθερµικό σύστηµα ατοµοποίησης µε φούρνο γραφίτη (Graphite Furnace Atomic Absorption Spectrometry, GF-AAS): Η τεχνική αυτή θεωρείται πολύ ευαίσθητη (προσδιορισµός σε τάξη ppb). Περιλαµβάνει κυψελίδα από γραφίτη, στην οποία εισέρχεται το διάλυµα, όγκου µl, και διέρχεται ηλεκτρικό ρεύµα που µπορεί να οδηγήσει σε θερµοκρασία ακόµη και C, µε αποτέλεσµα την ατοµοποίηση των στοιχείων. Χαρακτηριστική είναι η σταδιακή αύξηση της θερµοκρασίας µε στόχο την αποµάκρυνση παρεµποδίζουσων ουσιών Σύστηµα ατοµοποίησης µε φλόγα (Flame Atomic Absorption Spectrometry, F-AAS): Η τεχνική αυτή είναι λιγότερο ευαίσθητη από την προηγούµενη, ωστόσο έχει και πολύ χαµηλότερο λειτουργικό κόστος. Η ατοµοποίηση των στοιχείων γίνεται µε τη βοήθεια µιας φλόγας που δηµιουργείται από σύστηµα καυσίµου οξειδωτικού. Στην παρούσα µελέτη χρησιµοποιήθηκε ακετυλένιο (C 2 H 2 ) ως καύσιµο και ατµοσφαιρικός αέρας υπό πίεση ως οξειδωτικό. Σύστηµα ατοµοποίησης ψυχρού ατµού-συνεχούς ροής (Cold Vapor Flow Injection Atomic Absorption Spectrometry, CV-FI-AAS): Η τεχνική αυτή χρησιµοποιήθηκε µόνο για τον προσδιορισµό του Hg. Στηρίζεται στην αναγωγή των οξειδωµένων µορφών του Hg των δειγµάτων από κάποιο αναγωγικό µέσο. Η ανάµιξη των αντιδραστηρίων και η αντίδραση αναγωγής γίνονται σε συνεχή ροή που διατηρεί κάποιο φέρον διάλυµα. Στη συνέχεια οι ατµοί του στοιχειακού Hg (Hg 0 ) κατανέµονται στην αέρια φάση που δηµιουργεί ένα φέρον αέριο και οδηγούνται σε κυψελίδα από χαλαζία. Στην παρούσα µελέτη χρησιµοποιήθηκε ως αναγωγικό διάλυµα του Hg, SnCl 2 5% w/v σε 10% HCl v/v, φέρον διάλυµα (carrier) HNO 3 1.5% v/v και φέρον αέριο Ar. 31

33 Σηµαντικό θα ήταν να αναφερθεί ότι γίνονταν τουλάχιστο 2 επαναλήψεις κατά τη µέτρηση κάθε δείγµατος, ενώ ανά 3 δείγµατα γινόταν επαναληπτική µέτρηση των τυφλών διαλυµάτων. Συγκεντρωτικά τα όργανα και µηχανήµατα που χρησιµοποιήθηκαν είναι τα εξής: Φασµατοφωτόµετρο της Perkin-Elmer, µοντέλο P-E 5100 PC Φούρνο γραφίτη της Perkin-Elmer, µοντέλο ZL, µε αυτόµατο δειγµατολήπτη της ίδιας εταιρείας, AS-70 Υπολογιστή PC Systems 386 SX,, µε λογισµικό της ΑΑ Lab Benchtop, έκδοση 7.0, της Perkin-Elmer Φούρνος µικροκυµάτων Panasonic µε µέγιστη ισχύ 900 W Αναδευτήρας Heidolph Unimax 2010 Στήλη απιονισµού νερού Milli Q-Plus Όρια ανίχνευσης Τα όρια ανίχνευσης (detection limits) των µεθόδων που χρησιµοποιήθηκαν φαίνονται στον Πίνακα 2. Υπολογίστηκαν βάσει του τύπου (κατά IUPAC): Dl (detection limit) = (3*s.d.*C 0 ) / 0,0044, όπου s.d.: η τυπική απόκλιση 11 µετρήσεων της συγκέντρωσης του τυφλού διαλύµατος C 0 : η χαρακτηριστική συγκέντρωση που υπολογίζεται από το γινόµενο γνωστής συγκέντρωσης επί 0,0044 δια την απορρόφηση του διαλύµατος γνωστής συγκέντρωσης 0,0044: η απορρόφηση (εξ ορισµού κατά IUPAC) του διαλύµατος της χαρακτηριστικής συγκέντρωσης. Το αποτέλεσµα αφορούσε τα διαλύµατα, γι αυτό και µετασχηµατίστηκε στις τιµές που δίνονται παρακάτω, οι οποίες αφορούν τον ιστό: Πίνακας 2: Όρια ανίχνευσης των µεθόδων που χρησιµοποιήθηκαν. Τα όρια αφορούν τις συγκεντρώσεις στους ιστούς. Pb Hg Cd Zn Cu Όρια ανίχνευσης 0,1 0,03 0,01 0,25 1,1 Μονάδες Mg/kg Mg/kg Mg/kg Mg/kg Mg/kg 4. Στατιστική επεξεργασία Η στατιστική επεξεργασία έγινε µε τη βοήθεια των πακέτων λογισµικού SPSS for Windows, έκδοση 8.0 και Excel του Microsoft Office Για την εκτίµηση του βαθµού συσχέτισης χρησιµοποιήθηκε ο συντελεστής συσχέτισης του Pearson, µετά από λογαριθµική µετατροπή των αρχικών τιµών και έλεγχο της κανονικότητας αυτών µε το test Shapiro-Wilk. Η µετατροπή κρίθηκε απαραίτητη, επειδή οι κατανοµές συχνοτήτων των µετρήσεων δεν ήταν κανονικές. Παρόµοια διαδικασία πραγµατοποιήθηκε και για την γραµµική παλινδρόµηση. 32

34 ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ Κατά τη διάρκεια του χειµώνα και της άνοιξης (2003) έφτασαν στο ΕΚΠΑΖ κάποια τραυµατισµένα αρπακτικά πουλιά. Με την εισαγωγή τους στο Κέντρο Περίθαλψης διατηρείτο αρχείο µε χαρακτηριστικά, όπως περιοχή εύρεσης, βάρος κατά την εύρεση, αιτία εισαγωγής, φύλο και ηλικία (όπου ήταν εφικτό να αναγνωριστούν), διάγνωση, κτλ. Αν το τραυµατισµένο πουλί δεν µπορούσε να επιβιώσει, γινόταν εκτοµή των ιστών που επρόκειτο να αναλυθούν (όπως περιγράφεται στην ενότητα 1.Λήψη δειγµάτων, σελ. 19), παράλληλα µε νεκροψία, και τα στοιχεία που προέκυπταν συγκεντρώνονταν στο ατοµικό δελτίο του κάθε πουλιού (Παράρτηµα 3-Σχήµα 1). Συγκεντρωτικά, τα στοιχεία που συλλέχθηκαν για το κάθε πουλί παρουσιάζονται στον Πίνακα 2 που ακολουθεί. Όλα τα στοιχεία καταγράφηκαν από το ΕΚΠΑΖ, εκτός από µερικά που αφορούσαν το φύλο των πουλιών, όπου και η αναγνώρισή του έγινε κατά την κατεργασία των νεφρών, από τα γεννητικά όργανα που ήταν προσκολληµένα πάνω στον υπό ανάλυση ιστό. Η έλλειψη στοιχείων στους παρακάτω πίνακες οφείλεται σε δυσκολίες που παρουσιάστηκαν κατά τη συλλογή τους. 33

35 Πίνακας 2: Ατοµικά στοιχεία των πουλιών, όπου: α) για την ηλικία, Νρ = νεαρό, Αν = ανήλικο, Εν = ενήλικο, β) για το φύλο, Θ = Θηλυκό, Αρ = αρσενικό (όλα τα στοιχεία που αναφέρονται καταγράφηκαν από τους ανθρώπους του ΕΚΠΑΖ, εκτός από κάποια στοιχεία για µερικά άτοµα που αφορούν το φύλο, όπου η αναγνώριση έγινε κατά την επεξεργασία των νεφρών, από τα γεννητικά όργανα). Είδος Αριθµός εισαγωγής Ιστός Καθαρό υγρό Μικτό ξηρό Απόβαρο ξηρό Καθαρό ξηρό % νερό Buteo buteo 68 Σ Buteo buteo 212 Σ Buteo buteo 290 Σ Buteo buteo 353 Σ Buteo buteo 2583 Σ Buteo buteo 2688 Σ Falco columbarius 221 Σ Otus scops 482 Σ Tyto alba 578 Σ Πίνακας 2 (συνέχεια): Ατοµικά στοιχεία των πουλιών (καταγράφηκαν από το ΕΚΠΑΖ) Είδος Αριθµ ός εισαγω γής Ισ τό ς Καθαρό υγρό Μικτό ξηρό Α πόβαρο ξηρό Καθαρό ξηρό % νερό Buteo buteo 212 Ν Buteo buteo 290 Ν Buteo buteo 353 Ν Buteo buteo 2583 Ν Buteo buteo 2688 Ν F a lc o c o lu m b a riu s 221 Ν Otus scops 482 Ν Tyto alba 578 Ν

36 1. Υπολογισµός της περιεκτικότητας σε νερό των ιστών Οι σχέσεις ξηρού / υγρού βάρους και η % περιεκτικότητα των δειγµάτων σε νερό παρουσιάζονται στους Πίνακες 3.α και 3.β: Πίνακας 3.α: Υπολογισµός % περιεκτικότητας σε νερό του συκωτιού του κάθε πουλιού Είδος Αριθµός Καθαρό Μικτό Απόβαρο Καθαρό εισαγωγής υγρό ξηρό ξηρό ξηρό % νερό Buteo buteo Buteo buteo Buteo buteo Buteo buteo Buteo buteo Buteo buteo Falco columbarius Otus scops Tyto alba Πίνακας 3.β: Υπολογισµός % περιεκτικότητας σε νερό των νεφρών του κάθε πουλιού Είδος Αριθµός εισαγωγής Καθαρό υγρό Μικτό ξηρό Απόβαρο ξηρό Καθαρό ξηρό % νερό Buteo buteo Buteo buteo Buteo buteo Buteo buteo Buteo buteo Falco columbarius Otus scops Tyto alba Όπως φαίνεται από τους παραπάνω Πίνακες, αλλά και όπως είναι γνωστό από την βιβλιογραφία, η περιεκτικότητα των ιστών σε νερό δεν διαφοροποιείται πολύ. Κατά συνέπεια, για να γίνουν συγκρίσεις µε δεδοµένα από άλλες έρευνες (δεδοµένου ότι σε µελέτες πριν από το 90, πολλοί ερευνητές εξέφραζαν τα αποτελέσµατά τους σε συγκεντρώσεις επί υγρού βάρους (wet weight)), εκτιµήσαµε τον µέσο όρο της % περιεκτικότητας σε νερό. Στη συνέχεια υπολογίσαµε ένα συντελεστή µετατροπής, µε αποτέλεσµα να έχουµε τη δυνατότητα να µετατρέπουµε, όπου αυτό χρειαζόταν, τα αποτελέσµατα της παρούσας εργασίας από συγκεντρώσεις επί ξηρού βάρους (dry weight) που είναι εκφρασµένα, σε συγκεντρώσεις επί υγρού βάρους. Οι συντελεστές µετατροπής που χρησιµοποιήθηκαν ήταν: για το συκώτι 3,7 και για το νεφρό 4,4. 35

37 2. Οι συγκεντρώσεις που ανιχνεύθηκαν Ακολουθούν τα αποτελέσµατα της ανάλυσης των δειγµάτων. Συγκεντρωτικά τα αποτελέσµατα παρουσιάζονται στους Πίνακες 19 και 20, του Παραρτήµατος 3. Οι τιµές είναι εκφρασµένες επί ξηρού βάρους (d.w.), ενώ στις περιπτώσεις που χρειάζεται γίνεται µετασχηµατισµός επί υγρού βάρους (w.w.). 2.1 Μόλυβδος Στον Πίνακα 4 παρουσιάζονται τα αποτελέσµατα για τις συγκεντρώσεις του µολύβδου, στο κάθε είδος συγκεντρωτικά, στους ιστούς συκώτι και νεφρό σε ξηρό βάρος: Πίνακας 4: Συγκεντρώσεις Pb (mg/kg d.w.) στο συκώτι και το νεφρό ανά είδος. Οι τιµές εκφράζονται: αριθµητικός µέσος όρος (διασπορά, αριθµός ατόµων). Pb Είδη Νεφρό Συκώτι Buteo buteo ( , 5) ( , 6) Falco columbarius ( , 1) ( , 1) Otus scops ( , 1) ( , 1) Tyto alba ( , 1) ( , 1) Οι υψηλότερες τιµές παρατηρούνται στο Γκιώνη, ενώ χαµηλότερες συγκεντρώσεις παρουσιάζουν η Τυτώ και το Νανογέρακο. Οι Γερακίνες κινούνται σε ενδιάµεσα επίπεδα τιµών. 36

38 2.1.1 Μόλυβδος στο συκώτι Στο παρακάτω διάγραµµα συχνοτήτων παρουσιάζονται οι συχνότητες των ατόµων για κάθε τιµή της συγκέντρωσης. Η µπλε γραµµή υποδεικνύει το όριο των 6 mg/kg Pb στο συκώτι, που θεωρείται από πολλούς ως όριο, πάνω από το οποίο οι τιµές θεωρούνται τοξικές για τα αρπακτικά Οι τιµές κάτω από αυτό το όριο θεωρούνται φυσιολογικές (background level). Γράφηµα 2.α: Ιστόγραµµα για τις συγκεντρώσεις του Pb στο συκώτι, σε mg/kg d.w. Η µπλε γραµµή υποδηλώνει το όριο των 6 mg/kg, πάνω από το οποίο θεωρείται ότι τα αρπακτικά είναι επιβαρηµένα µε µόλυβδο. Φαίνεται µόνο ο Γκιώνης να ξεπερνά το όριο των 6 mg/kg, ενώ οι τιµές του µολύβδου στα υπόλοιπα άτοµα κινούνται κάτω από τα 3 mg/kg, µε µέσο όρο 1,9 mg/kg. 37

39 2.1.2 Μόλυβδος στα νεφρό Στο νεφρό, τα επίπεδα του µολύβδου είναι ακόµη χαµηλότερα όπως φαίνεται στο παρακάτω ιστόγραµµα. Γράφηµα 2.β: Ιστόγραµµα για τις συγκεντρώσεις του Pb στο νεφρό, σε mg/kg d.w. Κανένα άτοµο δεν ξεπερνά το όριο των 6 mg/kg, που θεωρείται και για το νεφρό ως όριο έκθεσης, πάνω από το οποίο οι τιµές οφείλονται σε ρύπανση από το περιβάλλον για τα αρπακτικά. Τέτοια επίπεδα συγκεντρώσεων θεωρούνται φυσιολογικά Υψηλότερη τιµή είναι αυτή του Γκιώνη, µε όλες τις τιµές να κινούνται κάτω από το επίπεδο των 2 mg/kg d.w.. Ο µέσος όρος είναι στα 0,8 mg/kg. 2.2 Υδράργυρος Οι τιµές που προέκυψαν για τις συγκεντρώσεις του υδραργύρου στο συκώτι και τα νεφρά παρουσιάζονται συγκεντρωµένες για το κάθε είδος στον παρακάτω πίνακα: Πίνακας 5: Συγκεντρώσεις Hg (mg/kg d.w.) στο συκώτι και το νεφρό ανά είδος. Οι τιµές εκφράζονται: αριθµητικός µέσος όρος (διασπορά, αριθµός ατόµων). Hg Species Νεφρό Συκώτι Buteo buteo ( , 4) (0.05-1, 6) Falco columbarius ( , 1) ( , 1) Otus scops ( , 1) ( , 1) Tyto alba ( , 1) ( , 1) Οι υψηλότερες παρατηρούνται στους ιστούς του Γκιώνη, µε την Τυτώ να ακολουθεί. Σε χαµηλότερα επίπεδα κινούνται οι τιµές για το Νανογέρακο και τις 38

40 Γερακίνες. Αξίζει να σηµειωθεί ότι σε µια Γερακίνα, η συγκέντρωση του Hg στο νεφρό ήταν κάτω του ορίου ανίχνευσης Υδράργυρος στο συκώτι Στο ιστόγραµµα που ακολουθεί φαίνεται η συχνότητα των ατόµων σε διάφορες τιµές συγκεντρώσεων: Γράφηµα 3.α: Ιστόγραµµα για τις συγκεντρώσεις του Hg στο συκώτι, σε mg/kg d.w. Η πράσινη γραµµή υποδηλώνει το όριο, κάτω από το οποίο οι τιµές θεωρούνται ότι προέρχονται από συγκεντρώσεις υποβάθρου. Η πράσινη γραµµή συµβολίζει την τιµή που ο Scheuhammer 68, παρουσιάζει ως ενδεικτική για ρύπανση σε πουλιά που µεγάλωσαν στην αιχµαλωσία και φέρουν τιµές υποβάθρου (background levels). Η τιµή αυτή παρουσιάζεται από τον συγγραφέα ως 0,2 µg/g υγρού βάρους (w.w.), ωστόσο για τις ανάγκες της παρούσας εργασίας µετατράπηκε σε περίπου 0,8 mg/kg ξηρού βάρους (d.w.), πολλαπλασιασµένη µε τον συντελεστή υγρασίας που για το συκώτι είναι 3,7. Τιµές που κυµαίνονται από 1-10 mg/kg w.w. προκύπτουν από συκώτια πουλιών που έχουν υποστεί µικρή ή καθόλου ρύπανση, µε τις µεγαλύτερες τιµές να αφορούν ψαροφάγα και πτωµατοφάγα πουλιά 68. Από τα υπό µελέτη άτοµα, τα περισσότερα είναι κάτω ή γύρω από το επίπεδο των 0,8 mg/kg, µε τον µέσο όρο να είναι στα 0,68 mg/kg d.w. ενώ ένα µόνο άτοµο (Γκιώνης) φαίνεται να έχει υψηλότερη συγκέντρωση Hg στο συκώτι του, που όµως δεν φθάνει τα επίπεδα των 1-10 mg/kg w.w. (ή περίπου 4-40 mg/kg d.w.). 39

41 2.2.2 Υδράργυρος στο νεφρό Ακολουθεί το ιστόγραµµα που παρουσιάζει τις τιµές υδραργύρου στο νεφρό των ατόµων των πουλιών που εξετάστηκαν: Γράφηµα 3.β: Ιστόγραµµα για τις συγκεντρώσεις του Hg στο νεφρό, σε mg/kg d.w. Η πράσινη γραµµή υποδηλώνει το όριο, κάτω από το οποίο οι τιµές θεωρούνται ότι προέρχονται από συγκεντρώσεις υποβάθρου. Στο γράφηµα, η πράσινη γραµµή συµβολίζει ότι και αυτή στο ιστόγραµµα για το συκώτι, µε τη διαφορά ότι η τιµή υπολογίζεται στα 0,9 mg/kg d.w., λόγω διαφοράς στον συντελεστή υγρασίας (υπολογίζεται στα 4,4 και µ αυτό πολλαπλασιάζεται η τιµή των 0,2 mg/kg w.w.). Οι περισσότερες τιµές είναι κάτω από το επίπεδο των 0,9 mg/kg, και σ αυτό οφείλεται και η χαµηλή τιµή του µέσου όρου (0,44 mg/kg d.w.), ενώ µία µόνο (Γκιώνης) ξεπερνά την τιµή αυτή. Ωστόσο, δεν κινείται σε επίπεδα πολύ υψηλότερα από αυτά που παρατηρούνται στα υπόλοιπα δείγµατα. Η µία από τις τιµές που βρίσκονται κοντά στο 0, είναι αυτή της Γερακίνας, όπου για λόγους στατιστικής χρησιµοποιήθηκε ως συγκέντρωση στο νεφρό του συγκεκριµένου ατόµου η τιµή που προέκυψε από τη διαίρεση του ορίου ανίχνευσης (0,03 mg/kg) δια του 2. 40

42 2.3 Κάδµιο Οι συγκεντρώσεις του καδµίου στους ιστούς συκώτι και νεφρό των ειδών που εξετάστηκαν παρουσιάζονται στον παρακάτω πίνακα: Πίνακας 6: Συγκεντρώσεις Cd (mg/kg d.w.) στο συκώτι και το νεφρό ανά είδος. Οι τιµές εκφράζονται: αριθµητικός µέσος όρος (διασπορά, αριθµός ατόµων). Cd Species Νεφρό Συκώτι Buteo buteo ( , 5) ( , 6) Falco columbarius ( , 1) ( , 1) Otus scops ( , 1) ( , 1) Tyto alba ( , 1) ( , 1) Όπως φαίνεται οι τιµές για τα νεφρά είναι τουλάχιστο 2 φορές µεγαλύτερες από αυτές του συκωτιού, µε χαρακτηριστική την περίπτωση του Γκιώνη που ο λόγος [Cdνεφρά]/[Cd-συκώτι] φθάνει την τιµή 14. οι µεγαλύτερες τιµές που βρέθηκαν στα δείγµατα είναι αυτές του Γκιώνη (και στους δύο ιστούς), ενώ οι χαµηλότερες είναι της Τυτώ. Σε ενδιάµεσα επίπεδα κινούνται οι τιµές για το Νανογέρακο και τις Γερακίνες Κάδµιο στο συκώτι Στο παρακάτω ιστόγραµµα παρουσιάζονται οι τιµές για το κάδµιο που ανιχνεύθηκε στο συκώτι: Γράφηµα 4.α: Ιστόγραµµα για τις συγκεντρώσεις του Cd στο συκώτι, σε mg/kg d.w. 41

43 Οι περισσότερες τιµές κινούνται στα επίπεδα του 1 mg/kg και κάτω, µε το µέσο όρο να είναι στα 0,58 mg/kg d.w., ενώ η συγκέντρωση του Γκιώνη φθάνει τα 2 mg/kg. Ωστόσο, καµία από τις τιµές δεν ξεπερνά το όριο των 3 mg/kg d.w. (όριο που αναφέρεται για το συκώτι), που χρησιµοποιούν αρκετοί, πάνω από το οποίο θεωρείται ότι υπάρχει περιβαλλοντική ρύπανση Κάδµιο στο νεφρό Στο παρακάτω ιστόγραµµα παρουσιάζονται οι τιµές για το νεφρό. Γράφηµα 4.β: Ιστόγραµµα για τις συγκεντρώσεις του Cd στο νεφρό, σε mg/kg d.w. Η µπλε γραµµή συµβολίζει το όριο των 8 mg/kg d.w., πάνω από το οποίο τα πουλιά θεωρούνται ότι είναι επιβαρηµένα µε κάδµιο. Σύµφωνα µε τον Scheuhammer 68, ενδεικτική τιµή για ρύπανση από κάδµιο στο νεφρό είναι τα 8 mg/kg d.w., πάνω από το οποίο οι συγκεντρώσεις θεωρούνται επιβλαβείς για τα πουλιά. Από το γράφηµα προκύπτει ότι το µεγαλύτερο ποσοστό των ιστών που αναλύθηκαν δεν παρουσιάζουν επίπεδα ρύπανσης, εκτός από τα φυσιολογικά που ανιχνεύονται σε µη ρυπασµένους οργανισµούς, όπως και µέσος όρος που βρίσκεται στα 4,6 mg/kg d.w.. Ένα άτοµο (Γκιώνης) ξεπερνά το όριο των 3 mg/kg d.w., που εµφανίζει υψηλή συγκέντρωση Cd στα νεφρά του. 42

44 2.4 Ψευδάργυρος Ακολουθούν οι τιµές που προέκυψαν για τον ψευδάργυρο: Πίνακας 7: Συγκεντρώσεις Zn (mg/kg d.w.) στο συκώτι και το νεφρό ανά είδος. Οι τιµές εκφράζονται: αριθµητικός µέσος όρος (διασπορά, αριθµός ατόµων). Zn Species Νεφρό Συκώτι Buteo buteo 112 (88-149, 5) 179 ( , 6) Falco columbarius 84 (84-84, 1) 120 ( , 1) Otus scops 161 ( , 1) 152 ( , 1) Tyto alba 121 ( , 1) 176 ( , 1) Γενικότερα, οι τιµές που ανιχνεύθηκαν στο συκώτι είναι υψηλότερες από αυτές των νεφρών, εκτός από την περίπτωση του Γκιώνη, που ωστόσο οι συγκεντρώσεις του Zn στους δύο τύπους ιστών στο είδος αυτό είναι περίπου στα ίδια επίπεδα Ψευδάργυρος στο συκώτι Στο παρακάτω γράφηµα φαίνονται οι συγκεντρώσεις ψευδαργύρου του κάθε ατόµου στο συκώτι: Γράφηµα 5.α: Ιστόγραµµα για τις συγκεντρώσεις του Zn στο συκώτι, σε mg/kg d.w. Οι περισσότερες τιµές είναι κάτω από το επίπεδο των 200 mg/kg d.w., που θεωρείται ως φυσιολογικό (συγκεντρώσεις mg/kg θεωρούνται φυσιολογικές στο συκώτι και το νεφρό των πουλιών από τον Merian 8, ωστόσο δεν υπάρχουν µελέτες που να παρουσίασαν κρίσιµες τιµές, λόγω του απαραίτητου βιολογικού ρόλου του Zn στους οργανισµούς). Η τιµή που κινείται στο επίπεδο των 275 mg/kg προέκυψε από µία Γερακίνα και θεωρείται υψηλή σε σχέση µε τις υπόλοιπες και µε 43

45 το µέσο όρο, ο οποίος είναι στα 168,9 mg/kg, αλλά και το ενδεικτικό όριο που αναφέρθηκε παραπάνω Ψευδάργυρος στο νεφρό Οι συγκεντρώσεις του ψευδαργύρου στο νεφρό παρουσιάζονται στο παρακάτω γράφηµα: Γράφηµα 5.β: Ιστόγραµµα για τις συγκεντρώσεις του Zn στο νεφρό, σε mg/kg d.w. Προκύπτει ότι όλες οι τιµές είναι κάτω από το όριο των 200 mg/kg. Οι περισσότερες κινούνται γύρω από το επίπεδο των 100 mg/kg, µε το µέσο όρο να είναι στα 115,9 mg/kg. Γενικότερα, οι συγκεντρώσεις του Zn στο νεφρό δεν παρουσιάζουν ακραίες τιµές, όπως συνέβη σε άλλα γραφήµατα που κάποιες συγκεντρώσεις διέφεραν πολύ από τις υπόλοιπες. 44

46 2.5 Χαλκός Οι συγκεντρώσεις που βρέθηκαν για την περίπτωση του χαλκού παρουσιάζονται στον παρακάτω πίνακα: Πίνακας 8: Συγκεντρώσεις Cu (mg/kg d.w.) στο συκώτι και το νεφρό ανά είδος. Οι τιµές εκφράζονται: αριθµητικός µέσος όρος (διασπορά, αριθµός ατόµων). Cu Species Νεφρό Συκώτι Buteo buteo ( , 5) ( , 6) Falco columbarius ( , 1) ( , 1) Otus scops ( , 1) ( , 1) Tyto alba ( , 1) ( , 1) Χαλκός στο συκώτι Στο παρακάτω γράφηµα φαίνονται αναλυτικά οι τιµές του χαλκού που ανιχνεύθηκαν στα συκώτια των υπό µελέτη ατόµων: Γράφηµα 6.α: Ιστόγραµµα για τις συγκεντρώσεις του Cu στο συκώτι, σε mg/kg d.w. Από την ανασκόπηση της βιβλιογραφίας δεν προέκυψαν ενδεικτικές τιµές για το χαλκό, όσον αφορά σε όρια πάνω από τα οποία οι συγκεντρώσεις θεωρούνται ότι προέρχονται από ρύπανση ή οδηγούν στο θάνατο (τιµές από άλλες µελέτες για το χαλκό θα παρουσιαστούν αργότερα). Όπως και µε τον ψευδάργυρο, αυτό πιθανότατα οφείλεται στην απαραίτητη παρουσία αυτού του µετάλλου στους οργανισµούς. 45

47 Ωστόσο, από το γράφηµα φαίνεται ότι οι τιµές του χαλκού κινούνται σε επίπεδα γύρω από το µέσο όρο (23 mg/kg d.w.), µε τις περισσότερες να εµφανίζονται στα επίπεδα των 10 mg/kg Χαλκός στο νεφρό Στο παρακάτω γράφηµα παρουσιάζονται οι συγκεντρώσεις του χαλκού που βρέθηκαν στο νεφρό των πουλιών που αναλύθηκαν: Γράφηµα 6.β: Ιστόγραµµα για τις συγκεντρώσεις του Cu στο νεφρό, σε mg/kg d.w. Όπως µε το συκώτι, έτσι και στο νεφρό δεν υπάρχουν ενδεικτικές τιµές στη βιβλιογραφία. Από το γράφηµα, ωστόσο, οι συγκεντρώσεις του χαλκού φαίνεται να µην παρουσιάζουν ακραίες τιµές και όλες κινούνται, σχετικά, γύρω από την τιµή των 15,1 mg/kg d.w., που είναι και ο µέσος όρος. 3. Σχέση µεταξύ των ιστών και των µετάλλων Στη συνέχεια διερευνήθηκε η σχέση µεταξύ των συγκεντρώσεων των δύο διαφορετικών ιστών για το κάθε µέταλλο, ενώ έγινε προσπάθεια να βρεθεί συσχέτιση µεταξύ των µετάλλων στον ίδιο ιστό. Η επεξεργασία των αποτελεσµάτων πραγµατοποιήθηκε µε τη βοήθεια του συντελεστή συσχέτισης του Pearson, αφού πρώτα είχαν λογαριθµηθεί οι τιµές µε βάση τον νεπέριο λογάριθµο. Όπου προέκυπταν στατιστικώς σηµαντικά αποτελέσµατα γινόταν χάραξη της ευθείας γραµµικής παλινδρόµησης, της µορφής y=a+bx. Στον Πίνακα 9 παρουσιάζονται οι συσχετίσεις που έγιναν µεταξύ των ιστών, ενώ στους Πίνακες 10 και 11, οι συσχετίσεις µεταξύ των µετάλλων για τον κάθε ιστό. 46

48 Πίνακας 9: Συσχετίσεις των λογαριθµηµένων τιµών των συγκεντρώσεων µεταξύ των ιστών, συκώτι και νεφρό, όπου Ρ το επίπεδο σηµαντικότητας της συσχέτισης και Ν ο αριθµός των ατόµων. Μέταλλο Συντελεστής συσχέτισης P N Pb 0.84 < Hg < Cd < Zn < Cu < Πίνακας 10: Συσχετίσεις των λογαριθµηµένων τιµών των συγκεντρώσεων των µετάλλων στο συκώτι, για Ν=8. Pb Hg Cd Zn Cu * Zn Cd Hg * Πιθανότητα να µην είναι πραγµατική η συσχέτιση <0.05 Πίνακας 11: Συσχετίσεις των λογαριθµηµένων τιµών των συγκεντρώσεων των µετάλλων στο νεφρό, για Ν=8. Pb Hg Cd Zn Cu Zn Cd 0.803* Hg * Πιθανότητα να µην είναι πραγµατική η συσχέτιση <

49 3.1 Σχέση µεταξύ των ιστών και γραµµική παλινδρόµηση Στα παρακάτω γραφήµατα παρουσιάζονται οι ευθείες παλινδρόµησης µεταξύ των ιστών, που η σχέση τους ήταν στατιστικά σηµαντική. Μετά από κάθε γράφηµα παρουσιάζονται σε πίνακα οι παράµετροι του κάθε µοντέλου Ln(Pb) kidney Rsq = Ln(Pb) liver Γράφηµα 7: ιάγραµµα διασποράς των λογαριθµηµένων τιµών µε βάση τον νεπέριο λογάριθµο των συγκεντρώσεων του Pb στο συκώτι µε τις αντίστοιχες στο νεφρό. Η ευθεία αντιστοιχεί στην ευθεία γραµµικής παλινδρόµησης µε εξαρτηµένη µεταβλητή τις λογαριθµηµένες τιµές των συγκεντρώσεων του Pb στο νεφρό και ανεξάρτητη µεταβλητή τις αντίστοιχες του Pb στο συκώτι. Πίνακας 12: Παράµετροι της ευθείας της γραµµικής παλινδρόµησης, όπου a: σταθερά της ευθείας y=a+bx, b: κλίση της ευθείας y=a+bx, Rsq: ο συντελεστής προσδιορισµού, P: το επίπεδο σηµαντικότητας, Ν: το µέγεθος a b Rsq P Ν β.ε < του πληθυσµού και β.ε.: οι βαθµοί ελευθερίας. 48

50 1 0 Ln(Hg) kidney Rsq = Ln(Hg) liver Γράφηµα 8: ιάγραµµα διασποράς των λογαριθµηµένων τιµών µε βάση τον νεπέριο λογάριθµο των συγκεντρώσεων του Hg στο συκώτι µε τις αντίστοιχες στο νεφρό. Η ευθεία αντιστοιχεί στην ευθεία γραµµικής παλινδρόµησης µε εξαρτηµένη µεταβλητή τις λογαριθµηµένες τιµές των συγκεντρώσεων του Hg στο νεφρό και ανεξάρτητη µεταβλητή τις αντίστοιχες του Hg στο συκώτι. Πίνακας 13: Παράµετροι της ευθείας της γραµµικής παλινδρόµησης, όπου a: σταθερά της ευθείας y=a+bx, b: κλίση της ευθείας y=a+bx, Rsq: ο συντελεστής προσδιορισµού, P: το επίπεδο σηµαντικότητας, Ν: το µέγεθος του πληθυσµού και β.ε.: οι βαθµοί ελευθερίας. α β Rsq P Ν β.ε <

51 4 3 2 Ln(Cd) kidney Rsq = Ln(Cd) liver Γράφηµα 9: ιάγραµµα διασποράς των λογαριθµηµένων τιµών µε βάση τον νεπέριο λογάριθµο των συγκεντρώσεων του Cd στο συκώτι µε τις αντίστοιχες στο νεφρό. Η ευθεία αντιστοιχεί στην ευθεία γραµµικής παλινδρόµησης µε εξαρτηµένη µεταβλητή τις λογαριθµηµένες συγκεντρώσεις του Cd στο νεφρό και ανεξάρτητη µεταβλητή τις αντίστοιχες στο συκώτι. Πίνακας 14: Παράµετροι της ευθείας της γραµµικής παλινδρόµησης, όπου a: σταθερά της ευθείας y=a+bx, b: κλίση της ευθείας y=a+bx, Rsq: ο συντελεστής προσδιορισµού, P: το επίπεδο σηµαντικότητας, Ν: το µέγεθος του πληθυσµού και β.ε.: οι βαθµοί ελευθερίας. α β Rsq P Ν β.ε < Όπως προκύπτει από τις συσχετίσεις µε το συντελεστή Pearson, που παρουσιάστηκαν στον Πίνακα 9, στατιστικά σηµαντικές είναι οι σχέσεις µεταξύ των ιστών συκώτι-νεφρό, στα µέταλλα µόλυβδο, υδράργυρο και κάδµιο. Έτσι για το Pb (R=0,84, P<0,01, N=8), για τον Hg (R=0,967, P<0,005, N=8) και για το Cd (R=0,902, P<0,005, N=8). Για τα µέταλλα Zn και Cu δεν προέκυψε στατιστικά σηµαντική σχέση. Για τη γραµµική παλινδρόµηση θεωρήσαµε τις συγκεντρώσεις των µετάλλων στο συκώτι ως ανεξάρτητες µεταβλητές, και αυτές του νεφρού ως εξαρτηµένες, δεδοµένου ότι το συκώτι είναι πιο εύκολο να αποµακρυνθεί από το νεκρό σώµα ενός πουλιού και δεν περιέχει προσκολληµένα άλλα όργανα, σε αντίθεση µε τα νεφρά, που βρίσκονται σε κοιλότητες της λεκάνης, οπότε απαιτούν λεπτούς χειρισµούς για την αποµάκρυνσή τους, και πάνω τους είναι τα γεννητικά όργανα και τα επινεφρίδια. Για την περίπτωση του Pb η ευθεία που παρουσιάζει καλύτερα τη σχέση µεταξύ των λογαριθµηµένων τιµών των συγκεντρώσεων είναι η y = -0, ,475x, του Hg y = -0, ,081x και του Cd y = 1, ,261x. 50

52 3.2 Σχέση µεταξύ των µετάλλων στον ίδιο ιστό Στα Γραφήµατα 10 και 11 φαίνονται οι ευθείες παλινδρόµησης για τις συγκεντρώσεις µεταξύ διαφορετικών µετάλλων στον ίδιο ιστό, ενώ µετά από το καθένα βρίσκονται σε πίνακες οι τιµές των παραµέτρων των µοντέλων γραµµικής παλινδρόµησης για το καθένα Ln(Cu) liver Rsq = Ln(Hg) liver Γράφηµα 10: ιάγραµµα διασποράς των λογαριθµηµένων τιµών µε βάση το νεπέριο λογάριθµο των συγκεντρώσεων του Hg στο συκώτι µε τις αντίστοιχες του Cu. Η ευθεία αντιστοιχεί στην ευθεία γραµµικής παλινδρόµησης µε εξαρτηµένη µεταβλητή τις λογαριθµηµένη τιµές των συγκεντρώσεων του Cu στο συκώτι και ανεξάρτητη τις αντίστοιχες του Hg. Πίνακας 15: Παράµετροι της ευθείας της γραµµικής παλινδρόµησης, όπου a: σταθερά της ευθείας y=a+bx, b: κλίση της ευθείας y=a+bx, Rsq: ο συντελεστής προσδιορισµού, P: το επίπεδο σηµαντικότητας, Ν: το µέγεθος α β Rsq P Ν β.ε > του πληθυσµού και β.ε.: οι βαθµοί ελευθερίας.. 51

53 4 3 2 Ln(Cd) kidney Rsq = Ln(Pb) kidney Γράφηµα 11: ιάγραµµα διασποράς των λογαριθµηµένων τιµών µε βάση το νεπέριο λογάριθµο των συγκεντρώσεων του Pb στο νεφρό µε τις αντίστοιχες του Cd. Η ευθεία αντιστοιχεί στην ευθεία γραµµικής παλινδρόµησης µε εξαρτηµένη µεταβλητή τις λογαριθµηµένη τιµές των συγκεντρώσεων του Cd στο νεφρό και ανεξάρτητη τις αντίστοιχες του Hg. Πίνακας 16: Παράµετροι της ευθείας της γραµµικής παλινδρόµησης, όπου a: σταθερά της ευθείας y=a+bx, b: κλίση της ευθείας y=a+bx, Rsq: ο συντελεστής προσδιορισµού, P: το επίπεδο σηµαντικότητας, Ν: το µέγεθος του πληθυσµού και β.ε.: οι βαθµοί ελευθερίας. α β Rsq P Ν β.ε > Από τους Πίνακες 10 και 11, στατιστικά σηµαντικές είναι οι συσχετίσεις µεταξύ Hg και Cu στο συκώτι (R=0,778, P<0,05, N=8) και µεταξύ Pb και Cd στο νεφρό (R=0,803, P<0,05, N=8). Οι ευθείες που παρουσιάζουν καλύτερα τις σχέσεις µεταξύ των µετάλλων είναι: για την σχέση Hg-Cu στο συκώτι y = 3,279 +0,341x και για τη σχέση Pb-Cd στο νεφρό y = 1, ,101x. 52

54 ΣΥΖΗΤΗΣΗ Στην ενότητα αυτή θα γίνει µια προσπάθεια ανάλυσης των αποτελεσµάτων, κατά µέταλλο και συσχετίσεων που προέκυψαν µεταξύ τους, µε παράλληλη αναφορά και σύγκριση στη σχετική µε το θέµα βιβλιογραφία, ενώ στη συνέχεια θα γίνει µια εκτίµηση των πιθανών σεναρίων που οδήγησαν στις συγκεντρώσεις που βρέθηκαν. 1. Αξιολόγηση των συγκεντρώσεων των µετάλλων Στην διεθνή βιβλιογραφία, οι περισσότερες εργασίες για τοξικά µέταλλα στα πουλιά αφορούν τον µόλυβδο και τον υδράργυρο, µε το κάδµιο να ακολουθεί, ενώ ελάχιστες είναι εκείνες που έχουν γίνει για τον ψευδάργυρο και τον χαλκό. Επίσης θα πρέπει να αναφερθεί, ότι έγινε προσπάθεια οι τιµές µε τις οποίες θα συγκρίνουµε τα αποτελέσµατά µας, να είναι από µελέτες που έγιναν κυρίως µετά το 1980, διότι οι πρότερες από αυτή τη χρονολογία χρησιµοποιούσαν διαφορετικές τεχνικές µέτρησης, οι οποίες δεν έδιναν αξιόπιστα αποτελέσµατα *. 1.1 Μόλυβδος Από την ανασκόπηση της βιβλιογραφίας προέκυψαν κάποιες τιµές συγκεντρώσεων στο συκώτι και το νεφρό, που χαρακτηρίζονται από πολλούς ως ενδεικτικές, ως προς τη ρύπανση από µόλυβδο σε πουλιά. Αυτές είναι: <6 mg/kg d.w., που θεωρούνται ως τιµές υποβάθρου (background levels), 6-20 mg/kg d.w., που χαρακτηρίζονται ως υποθανάτιες (sublethal poisoning) (ιδιαίτερα οι υψηλότερες από αυτές) ή µε άλλες αρνητικές επιδράσεις στον οργανισµό και >20 mg/kg d.w., που θεωρούνται οι τιµές που προκαλούν οξεία δηλητηρίαση Άλλοι προτείνουν ως όριο, πάνω από το οποίο τα πουλιά παθαίνουν δηλητηρίαση τα 25 ή και τα 30 mg/kg d.w Συγκεντρώσεις υποβάθρου του µολύβδου Σύµφωνα µε τα παραπάνω στοιχεία, σχεδόν όλες οι τιµές µολύβδου για το συκώτι και το νεφρό που προέκυψαν στην παρούσα εργασία, ανήκουν στα επίπεδα τιµών υποβάθρου, µε τις περισσότερες να είναι κάτω και από τα 2 mg/kg. Παρόµοιες τιµές βρέθηκαν και από τους Pain και Amiard-Triquet 108 σε αρπακτικά κυρίως της Γαλλίας, όπου το 93% των πουλιών που ανέλυσαν παρουσίασε τιµές υποβάθρου, σε δείγµα 214 πουλιών, ηµερόβιων και νυκτόβιων. Στην Μεγάλη Βρετανία, σε δείγµα 424 αρπακτικών πουλιών (ηµερόβιων και νυκτόβιων επίσης), το 95% παρουσίασε ανάλογες τιµές, µε 20 άτοµα να φέρουν συγκεντρώσεις πάνω από 6 mg/kg d.w., ενώ δύο µόνο είχαν τιµές πάνω από 20 mg/kg d.w. και θεωρήθηκε ότι πέθαναν από δηλητηρίαση από µόλυβδο 106, ενώ παρόµοια ήταν τα αποτελέσµατα για αρπακτικά του Καναδά, όπου σε σύνολο 179 ατόµων, 6 θεωρήθηκε ότι είχαν εκτεθεί σε µεγάλες ποσότητες µολύβδου 107. Τέτοιες τιµές, οι παραπάνω ερευνητές υποστηρίζουν ότι σχετίζονται µε τοπικά ρυπασµένες περιοχές από µόλυβδο (µεταλλεία, πυκνοκατοικηµένες περιοχές λόγω της χρήσης των καυσίµων, κ.ά.) και οφείλονται είτε σε κατανάλωση θηραµάτων που είναι δηλητηριασµένα από µόλυβδο, είτε σε εισπνοή και όχι σε κατανάλωση * Αλούπη Μ., προσωπική επικοινωνία. 53

55 µολύβδινων σκαγιών. Ο ισχυρισµός αυτός ενισχύεται από τρεις µελέτες. Οι Gretz και Bayle 112 µελέτησαν αρπακτικά, σκοτωµένα σε ατυχήµατα (που βρίσκουν τροφή κοντά σε δρόµους), και έδειξαν ότι η ρύπανση από µόλυβδο στα πουλιά που οφείλεται στα αέρια των εξατµίσεων των οχηµάτων και στην κατανάλωση οργανισµών που βιότοπός τους είναι οι παρυφές των δρόµων, ηµιαστικών κυρίως περιοχών, δεν είναι ικανή να προκαλέσει δηλητηρίαση, ενώ οι περισσότερες τιµές που βρήκαν συµφωνούσαν µε τις τιµές υποβάθρου. Στην λεκάνη του ποταµού Coeur D Alene του Idaho, που χαρακτηρίζεται από υψηλά επίπεδα Pb λόγω αποβλήτων µεταλλείων, οι Henry et al. 113 έδειξαν ότι, αν και οι κύκνοι και άλλα υδρόβια πουλιά βρέθηκε να έχουν υψηλές συγκεντρώσεις µολύβδου, τα αρπακτικά της περιοχής είχαν συγκεντρώσεις <6 mg/kg d.w. στους ιστούς τους. Επιπλέον, στην Ολλανδία οι Denneman και Douben 114, µελέτησαν την επίδραση του µολύβδου σε ιστούς από συκώτι και νεφρό σε άτοµα του είδους Tyto alba, µεταξύ δύο περιοχών, η µία έντονα ρυπασµένη (contaminated site) από Pb και η άλλη όχι (control site), και βρήκαν ότι δεν υπήρχαν διαφορές στις συγκεντρώσεις που έφεραν. Πιθανό είναι οι συγκεντρώσεις που βρέθηκαν στα δείγµατά µας να οφείλονται σε λόγους που βρήκαν άλλοι µελετητές, όπως περιγράφονται στις παραπάνω παραγράφους, και οι µεταξύ των διαφορετικών ατόµων µικρές αποκλίσεις να οφείλονται στις διαφορετικές τροφικές συνήθειες και στους διαφορετικού τύπου βιοτόπους του κάθε είδους και ατόµου 108. Ωστόσο, θα έπρεπε να σηµειωθεί ότι τα περισσότερα πουλιά, των οποίων οι ιστοί αναλύθηκαν στην παρούσα εργασία, παρέµειναν για αρκετό καιρό (µέχρι και 5 µήνες) στις εγκαταστάσεις του ΕΚΠΑΖ µετά την εύρεσή τους (όπως φαίνεται στον Πίνακα 2), αφού έφθαναν εκεί τραυµατισµένα. Αυτό πιθανόν να οδήγησε στην απώλεια ποσοτήτων µολύβδου από το συκώτι και το νεφρό, γεγονός που συµβαίνει όταν ένα πουλί αποµακρυνθεί από την εστία ρύπανσης που προκαλεί τη βιοσυγκέντρωση του µετάλλου στους ιστούς του (δεδοµένου ότι οι τροφές που παρέχονται από το ΕΚΠΑΖ δεν είναι ρυπασµένες από µόλυβδο). Κάτι τέτοιο συνέβη στη Γαλλία µε δύο Καλαµόκιρκους (Circus aeruginosus), όπου σε χρονικό διάστηµα 4 µηνών µεταξύ των δύο δειγµατοληψιών αίµατος, οι συγκεντρώσεις του µολύβδου στο αίµα µειώθηκαν κατά 2-3 φορές 115, ενώ το ίδιο συνέβη σε παρόµοια έρευνα που διεξήχθη στην Ιαπωνία 116. Αυτό συµβαίνει γιατί, όταν εισαχθούν ποσότητες µολύβδου στον οργανισµό, παραµένουν σε ισορροπία στους ιστούς, (όπως στο συκώτι και στα νεφρά), µε το αίµα, µέχρι να σταµατήσει η πρόσληψη µολύβδου, οπότε µε την απέκκριση οι συγκεντρώσεις σταδιακά µειώνονται 115. Σηµαντικό θα ήταν, επίσης, να αναφερθεί η εκτίµηση των Pain και Amiard-Triquet 108 ότι τα µεγαλύτερα πουλιά, έχουν περισσότερες πιθανότητες να έχουν σκάγια στη σάρκα τους, εποµένως και οι θηρευτές τους µεγαλύτερο κίνδυνο πρόσληψης µολύβδου. Αυτό διαχωρίζει τα αρπακτικά που συµµετέχουν στην έρευνά µας, ως προς τις τροφικές τους συνήθειες, αφού οι Γερακίνες τρέφονται και µε τραυµατισµένα, µεγάλου µεγέθους θηράµατα, ενώ τα υπόλοιπα όχι (Παράρτηµα 2) Αυξηµένες συγκεντρώσεις του µολύβδου Μόνο η συγκέντρωση του µολύβδου στο συκώτι του Γκιώνη (8,59 mg/kg d.w.) βρίσκεται στα ενδιάµεσα επίπεδα τιµών (6-20 mg/kg d.w.) και για το λόγο αυτό εξετάζεται ξεχωριστά. Η τιµή αυτή είναι απίθανο να προήλθε από κατανάλωση µολύβδινων σκαγιών, µιας και ο Γκιώνης τρέφεται κυρίως µε έντοµα και άλλα ασπόνδυλα, ενώ σπάνια κυνηγάει µικρά σπονδυλωτά, τα οποία είναι σχεδόν βέβαιο 54

56 ότι δε φέρουν σκάγια στη σάρκα τους. Επίσης, δεν τρέφεται µε τραυµατισµένα ή νεκρά θηράµατα. Σε παλιότερες µελέτες έχουν βρεθεί ενδιάµεσες τιµές σε ιστούς νυκτόβιων αρπακτικών. Στη µελέτη για τη ρύπανση από µόλυβδο στα αρπακτικά της Μεγάλης Βρετανίας 106 περιλαµβάνονται δύο είδη νυκτόβιων (Βαλτόµπουφος, Asio flammeus και Κουκουβάγια, Athene noctua) µε συγκεντρώσεις >6 mg/kg d.w., ενώ σε άλλες µελέτες οι τιµές που βρέθηκαν ήταν µικρότερες του 1 mg/kg. Στην έρευνα στα αρπακτικά της Γαλλίας 108 υπήρχαν και 3 άτοµα του ίδιου είδους (Γκιώνης), µε τιµές µολύβδου στο συκώτι τους που δεν ξεπέρασαν τα 0,1 mg/kg d.w. Είναι αρκετά δύσκολο να προσδιοριστεί η προέλευση του Pb, όταν οι τιµές στον ιστό είναι µεγαλύτερες από τις τιµές υποβάθρου, αλλά µικρότερες από αυτές της οξείας δηλητηρίασης. Θα µπορούσαν να προκύψουν από την κατανάλωση σκαγιών, που παρέµειναν για µικρό χρονικό διάστηµα στο στοµάχι 106, ωστόσο είναι απίθανο τέτοιο ενδεχόµενο στην περίπτωση του Γκιώνη. Πιθανότερο είναι η ρύπανση να προέρχεται από κατανάλωση ασπόνδυλων και µικρών θηλαστικών, που βιότοπός τους είναι οι παρυφές των δρόµων, και είναι ρυπασµένα µε µόλυβδο 117. Είναι επίσης γνωστό, ότι οι Γκιώνηδες συχνά τρέφονται κοντά σε µεµονωµένα φώτα, οπού τη νύχτα προσελκύονται έντοµα *. Αυξηµένα επίπεδα τιµών (2,4 mg/kg w.w. ή περίπου 9 mg/kg d.w.) βρέθηκαν σε ένα Βραχοκιρκίνεζο, Falco tinnunculus, που κυνηγούσε δίπλα σε αυτοκινητόδροµο 112. Η εξήγηση αυτή ενισχύεται από το γεγονός ότι ο Γκιώνης βρέθηκε σε αστική περιοχή (Καλλιθέα), όπως φαίνεται στον Πίνακα 2, ενώ σηµαντικό είναι ότι το συγκεκριµένο άτοµο ήταν ενήλικο, άρα θα µπορούσε να είχε και περισσότερος χρόνο έκθεσης στο µόλυβδο. Επιπλέον, το είδος αυτό θεωρείται µερικώς µεταναστευτικό (partly migratory), εποµένως πιθανό είναι να βρισκόταν σε αστική περιοχή καθ όλη τη διάρκεια της ζωής του. Αν και τα επίπεδα του µολύβδου, που βρέθηκαν στο συκώτι του Γκιώνη δεν είναι ικανά να προκαλέσουν άµεσο θάνατο, ωστόσο έχουν ποικίλες επιδράσεις στη γενικότερη λειτουργία του ως οργανισµό. Τέτοιες τιµές µπορούν να έχουν αρνητικές επιπτώσεις, σπάνια ωστόσο, στην διαδικασία της αναπαραγωγής (γέννηση αυγών, εκκόλαψη, αριθµό νεοσσών, πάχος κελύφους αυγού) Ωστόσο, µελέτες σε Ποταµογλάρονα (Sterna hirundo) και Ασηµόγλαρους του Ατλαντικού (Larus argentatus), έδειξαν ότι τέτοια επίπεδα ρύπανσης µπορούν να οδηγήσουν σε επιβλαβείς επιπτώσεις στην ανάπτυξη της συµπεριφοράς των πουλιών, όπως στην αντίληψη κατά τη διάρκεια της πτήσης, στις στροφές κατά την πτήση αλλά και στην αντίληψη του ύψους, λειτουργίες που µπορούν να επηρεάσουν την επιβίωση των πουλιών 119. Αρνητικές ήταν και οι επιδράσεις στην αντίληψη του κινδύνου σε περιστέρια, που χρησιµοποιήθηκαν σε πείραµα, όπου κάποια είχαν τραφεί µε τροφή εµπλουτισµένη µε µόλυβδο και αφέθηκαν ελεύθερα µε ραδιοποµπούς, και ενώ δεν παρουσίασαν θνησιµότητα λόγω µολύβδου αποδείχθηκε ότι θηρεύονταν αρκετά πιο εύκολα, σε σχέση µε τα περιστέρια-µάρτυρες (control birds) που δεν είχε εµπλουτιστεί η τροφή τους µε ποσότητες µολύβδου Υδράργυρος Αν και υπάρχουν ενδεικτικές τιµές-όρια για τον Hg στα φτερά των πουλιών (για τα οποία υπάρχουν αρκετές µελέτες, σε σχέση µε τον Hg), τέτοιες τιµές για το συκώτι και το νεφρό προτείνονται µόνο από τον Scheuhammer 68, και αυτές αφορούν τα πουλιά γενικότερα και όχι συγκεκριµένα τα αρπακτικά. Στην µελέτη του, ο παραπάνω * Ακριώτης Τ., προσωπική επικοινωνία. 55

57 συγγραφέας θεωρεί ότι, τιµές <0,2 mg/kg w.w. (ή περίπου 0,8-0,9 mg/kg d.w. για τις ανάγκες της παρούσας εργασίας) στο συκώτι και το νεφρό οφείλονται σε ρύπανση υποβάθρου, τιµές 1-10 mg/kg w.w. (4-40 περίπου mg/kg d.w.) στο συκώτι είναι συνηθισµένες σε πουλιά που ζουν στη φύση, µε τις µεγαλύτερες να αφορούν ψαροφάγα και πτωµατοφάγα πουλιά, και τιµές >40 mg/kg w.w. (ή περίπου >160 mg/kg d.w.) στο νεφρό έχουν προκαλέσει το θάνατο. Πρέπει να σηµειωθεί ότι σε ψαροφάγα και πτωµατοφάγα πουλιά αναµένεται να υπάρχουν υψηλότερες τιµές Hg σε σχέση µε άλλες οµάδες πουλιών, λόγω τροφικών ιδιαιτεροτήτων και µεγαλύτερης βιοαδιαθεσιµότητας του υπό µελέτη µετάλλου στα υδατικά οικοσυστήµατα Από τα αποτελέσµατα για τον υδράργυρο στο συκώτι, προκύπτει ότι από τα 9 άτοµα, τα 6 παρουσιάζουν τιµές χαµηλότερες των 0,8-0,9 mg/kg d.w., µε τις 5 από αυτές να είναι κάτω από τα 0,25 mg/kg d.w.. Παρόµοια είναι η κατάσταση και για τα επίπεδα του Hg στο νεφρό, αφού οι 8 από τις 9 τιµές είναι κάτω από την ενδεικτική τιµή των 0,8-0,9 mg/kg. Οι τιµές αυτές είναι δύσκολο να εκτιµηθεί που οφείλονται, εφ όσον είναι σε επίπεδα παρόµοια µε αυτά που προκαλούνται από ένα µη ρυπασµένο περιβάλλον. Χρήσιµο θα ήταν να γίνει προσδιορισµός της µορφής του Hg, στην οποία εκτέθηκαν οι οργανισµοί, βάσει του Scheuhammer 68 αλλά και άλλων ερευνητών 95, σύµφωνα µε τους οποίους, αν η ρύπανση οφείλεται σε ανόργανο Hg, τότε ο λόγος των συγκεντρώσεων [Hg]-νεφρό / [Hg]-συκώτι, θα είναι πολύ µεγαλύτερος από τη µονάδα, διότι ο ανόργανος Hg συγκεντρώνεται στο νεφρό. Στην περίπτωση, που η έκθεση οφείλεται σε µεθυλουδράργυρο, ο λόγος αυτός θα προσεγγίζει τη µονάδα (<2), και σε κάποιες περιπτώσεις, θα είναι κάτω από αυτήν. Ο λόγος αυτός παρουσιάζεται στον Πίνακα 17. Πίνακας 17: Λόγος των συγκεντρώσεων του Hg (w.w) νεφρό/συκώτι Είδος Αριθµός Λόγος εισαγωγής νεφρό/συκώτι Buteo buteo Buteo buteo Buteo buteo Buteo buteo Buteo buteo Falco columbarius Otus scops Tyto alba Όπως προκύπτει από τον παραπάνω Πίνακα, ο λόγος είναι σε όλα τα άτοµα κάτω της µονάδας. Εποµένως, εξάγεται το συµπέρασµα ότι αυτή η επιβάρυνση που υπάρχει οφείλεται µάλλον σε µεθυλουδράργυρο, και το πιθανότερο να έχει προσληφθεί µέσω της τροφής. Συγκρίσιµες τιµές για αρπακτικά δεν προέκυψαν από την ανασκόπηση της βιβλιογραφίας, για τόσο χαµηλές τιµές, εκτός από µια µελέτη στη Νορβηγία, όπου ανάµεσα σε πολλά είδη που εξετάστηκαν, τα νυκτόβια παρουσίασαν χαµηλές τιµές Hg στο συκώτι 122. Παρόµοιες τιµές έχουν βρεθεί και στην Καλιφόρνια σε κάποιες από τις πάπιες του δείγµατος Όσον αφορά στα 3 άτοµα, που οι τιµές του Hg στο συκώτι τους ξεπερνούσαν το όριο των 0,8-0,9 mg/kg d.w. είναι µία Γερακίνα (1mg/kg d.w.), µία Τυτώ (1,69 mg/kg d.w.) και ο Γκιώνης (2,34 mg/kg d.w.), για τον οποίο το ίδιο ισχύει και για το νεφρό (1,86 mg/kg d.w.). Τέτοιες τιµές βρέθηκαν σε Θαλασσαετούς στη Γερµανία 95, όπου ο 56

58 µέσος όρος των τιµών για το συκώτι ήταν 1,44, ενώ για το νεφρό λίγο υψηλότερα στα 3,42 mg/kg d.w.. Κατέληξαν στο συµπέρασµα ότι οι τιµές κάτω των 10 ppm w.w. (ή 40 περίπου ppm d.w.), πιθανότατα δεν επηρεάζουν τους θηρευτές που βρίσκονται στην κορυφή της τροφικής αλυσίδας, των θαλάσσιων οικοσυστηµάτων. Παρόµοια, σε µια µελέτη σε Ψαραετούς στον Καναδά 125, βρέθηκε ότι το συκώτι των πουλιών που ζούσαν σε µη ρυπασµένο περιβάλλον είχε συγκεντρώσεις µε µέσο όρο 0,72 mg/kg w.w. (ή 2,8 περίπου mg/kg d.w.), ενώ σε ρυπασµένο (τεχνητή λίµνη που σχηµατίστηκε από την κατασκευή ενός φράγµατος) 3.61 mg/mg w.w. (ή 14,5 περίπου mg/kg d.w.), αντίστοιχα. Οι τιµές για το νεφρό ήταν 0,51 mg/kg w.w (ή περίπου 2 mg/kg d.w.) στη µη ρυπασµένη περιοχή, ενώ αντίστοιχα 5,28 mg/kg w.w (ή περίπου 21 mg/kg d.w.) στη ρυπασµένη. Περισσότερο σχετική µελέτη µε την παρούσα εργασία (όσον αφορά τα είδη που εξετάστηκαν) έγινε στην Νορβηγία σε διάφορα είδη αρπακτικών πουλιών 122. Ο µέσος όρος των τιµών των συγκεντρώσεων Hg στο συκώτι για το είδος Buteo buteo ήταν 0,9 mg/kg w.w. (ή 3,2 περίπου mg/kg d.w.), ενώ για το Falco columbarius 0,7 mg/kg w.w. (ή 2,4 περίπου mg/kg d.w.). Σε πειράµατα που έγιναν σε άτοµα του είδους Buteo jamaicensis, στα οποία χορηγούσαν τροφή εµπλουτισµένη µε υδράργυρο, παρατηρήθηκαν συµπτώµατα όπως αδυναµία, ενώ αταξία και απώλεια µυϊκού συντονισµού ήταν τα επακόλουθα 126. Πιθανώς, τα άτοµα που είχαν αυξηµένες συγκεντρώσεις στους ιστούς τους να παρουσίασαν παρόµοια συµπτώµατα (σε µικρότερο βαθµό βέβαια), µε αποτέλεσµα τον ευκολότερο τραυµατισµό τους (Πίνακας 2). Συγκεντρώσεις Hg που ξεπερνούσαν τα 1,7 mg/kg d.w. στο συκώτι από Πρασινοκέφαλες πάπιες προκάλεσαν αλλαγές στη συµπεριφορά, που ως αποτέλεσµα είχαν τη µείωση της αναπαραγωγικής επιτυχίας, αλλά χωρίς κάποια επίδραση στην επιβίωση των πουλιών 124, ενώ παρόµοια αποτελέσµατα είχε και η επίδραση του Hg σε φασιανούς 127. Σηµαντικό θα ήταν να αναφερθεί, ότι ο υδράργυρος φαίνεται να συσσωρεύεται στα φτερά των πουλιών κατά την αλλαγή του φτερώµατος, αφού ποσοστό >50% της ποσότητας που υπάρχει στον οργανισµό, δεν απεκκρίνεται. Η διαδικασία αυτή δρα προστατευτικά στον οργανισµό του πουλιού, αφού αποτρέπονται τυχόν τοξικές επιδράσεις του µετάλλου, όταν αυτό είναι στους µαλακούς ιστούς ή το αίµα. Ωστόσο, όταν τα φτερά έχουν αναπτυχθεί πλήρως, ο υδράργυρος δεν µπορεί να αποθηκευτεί και συγκεντρώνεται στα ζωτικά όργανα. Τότε ο οργανισµός βασίζεται στους µηχανισµούς αποµεθυλίωσης του Hg (µετατρέποντας τον έτσι στην ανόργανη, λιγότερο τοξική µορφή) από το συκώτι και το νεφρό. Ένας άλλος µηχανισµός αποµάκρυνσης του Hg, για τα θηλυκά όµως µόνο, είναι η απέκκριση µε τη γέννηση των αυγών Κάδµιο Για το κάδµιο, έχουν προταθεί κάποιες ενδεικτικές τιµές 68, οι οποίες χρησιµοποιήθηκαν και στα αποτελέσµατα. Αυτές είναι: 3 mg/kg d.w. για το συκώτι και 8 mg/kg d.w. για το νεφρό (ο συγγραφέας αναφέρεται στο νεφρό για συγκεντρώσεις 2-8 mg/kg), ως όρια πάνω από τα οποία οι συγκεντρώσεις θεωρούνται επιβλαβείς για τον οργανισµό. Σηµαντικό είναι να αναφερθεί ότι οι παραπάνω τιµές αναφέρονται σε πουλιά γενικότερα, και όχι σε µία οµάδα από αυτά. Οι τιµές που βρέθηκαν στο συκώτι, σύµφωνα µε το όριο των 3 mg/kg d.w., θεωρούνται φυσιολογικές, αφού όλες ήταν κάτω των 2 mg/kg. Τέτοιες τιµές καδµίου ανιχνεύθηκαν και σε Θαλασσαετούς στην Γερµανία 95, ενώ τιµές µε µέσο όρο 1,2 110 mg/kg d.w. προέκυψαν και στην Ολλανδία σε ένα πρόγραµµα 57

59 βιοπαρακολούθησης της ρύπανσης χρησιµοποιώντας Γερακίνες, αν και το εύρος των τιµών έφτανε µέχρι και τα 13,45 mg/kg. Στην ίδια χώρα, χρησιµοποιώντας την Τυτώ ως βιοδείκτη αυτή τη φορά, οι Esselnik et al. 109, βρήκαν τιµές Cd στο συκώτι µε µέσο όρο 0,55 mg/kg d.w. (ο µέσος όρος των τιµών του Cd για το συκώτι στην παρούσα εργασία είναι 0,58 mg/kg d.w.). Σε 5 άτοµα του είδους Buteo buteo,στην Ισπανία, οι τιµές που προέκυψαν δεν ξεπερνούσαν τα 0,5 mg/kg d.w. 128, ενώ σε 1 άτοµο του είδους Tyto alba η συγκέντρωση ήταν µη ανιχνεύσιµη 129. Οι περισσότεροι ερευνητές θεωρούν ότι τέτοιες συγκεντρώσεις ανιχνεύονται σε πουλιά, των οποίων ο βιότοπος είναι µακριά από βιοµηχανικές ή άλλες επιβλαβείς ανθρώπινες δραστηριότητες, ενώ εκτιµούν ότι τέτοιες συγκεντρώσεις δεν είναι ανησυχητικές. Στο νεφρό, η κατάσταση φαίνεται να είναι παρόµοια, όσον αφορά τα όρια που προτείνονται, µε τη διαφορά ότι υπάρχει µία αρκετά υψηλή τιµή (Γκιώνης) σε σχέση µε τις υπόλοιπες. Έτσι, ενώ οι 7 από τις 8 τιµές βρίσκονται κάτω από τα 3 mg/kg d.w. (αρκετά κάτω από το όριο των 8 mg/kg) και θεωρούνται τιµές υποβάθρου, η συγκέντρωση στο Γκιώνη φθάνει τα 26,49 mg/kg. Αν και τιµές υποβάθρου εµφανίζονται αρκετά στη βιβλιογραφία , τόσο υψηλές τιµές όπως αυτή του Γκιώνη δεν βρέθηκαν σε νυκτόβια αρπακτικά. Οι Denneman και Douben 114 βρήκαν τιµές της τάξης των 5 mg/kg d.w. σε νυκτόβια αρπακτικά (Τυτώ), ενώ για το ίδιο είδος σε άλλη εργασία η µέγιστη τιµή που ανιχνεύθηκε ήταν 11,3 mg/kg 109. Τιµές που µπορούν να συγκριθούν µε αυτές του Γκιώνη και του µέσου όρου στο νεφρό, είναι αυτές που βρέθηκαν σε Γερακίνες, που αναφέρθηκαν παραπάνω 110, µε µέσο όρο 5,19 mg/kg και µέγιστη τιµή 45,98 mg/kg. Τόσο υψηλές τιµές συγκεντρώσεων θεωρείται ότι προέρχονται από περιοχές που υπόκεινται σε πιέσεις από ποικίλες βιοµηχανικές δραστηριότητες. Αυτό τουλάχιστον προέκυψε από συγκρίσεις τιµών µεταξύ ρυπασµένων και µη περιοχών 114. Ωστόσο, αρκετοί προσθέτουν και τη γεωργία στις ρυπογόνες δραστηριότητες για τα πουλιά, αφού η χρήση λιπασµάτων που περιέχουν κάδµιο υφίσταται σε αγροτικές καλλιέργειες Σηµαντικό είναι να αναζητηθεί, αν η έκθεση σε κάδµιο οφείλεται σε πρόσφατες υψηλές δόσεις ή σε µικρότερου µεγέθους, αλλά µακροχρόνιες. Ο Scheuhammer 68 προτείνει (και το έχουν εφαρµόσει αρκετοί ) τον λόγο [Cd]-συκώτι/[Cd]-νεφρό, ως τη λύση αυτού του προβλήµατος. Πίνακας 18: Λόγος των συγκεντρώσεων του Cd (d.w.) συκώτι/νεφρό. Αριθµός εισαγωγής Είδος Λόγος συκώτι/νεφρό 212 Buteo buteo Buteo buteo Buteo buteo Buteo buteo Buteo buteo Falco columbarius Otus scops Tyto alba 0.5 Όπως φαίνεται στον Πίνακα 18, ο λόγος των συγκεντρώσεων του καδµίου συκώτι/νεφρό είναι <1, για όλα τα άτοµα. Τιµές <1 είναι ενδεικτικές µακροχρόνιας 58

60 έκθεσης 68, αφού το κάδµιο δεσµεύεται από τη µεταλλοθειονίνη στο νεφρό, και µπορεί να παραµείνει εκεί για αρκετά χρόνια (20 χρόνια ή και περισσότερο για τους ανθρώπους 69 ). Για αυτό το λόγο, το Cd τείνει να αυξάνει τις συγκεντρώσεις του στους ιστούς µε την αύξηση της ηλικίας, δεδοµένων χαµηλών συγκεντρώσεων στην τροφή. Πιθανότατα, ο Γκιώνης, που ήταν ενήλικο άτοµο (Πίνακας 2), να παρουσίασε τόσο υψηλές τιµές Cd στο νεφρό του, λόγω έκθεσης σε χαµηλές, αλλά µακροχρόνιες συγκεντρώσεις καδµίου. Ο ισχυρισµός αυτός ενισχύεται από το γεγονός ότι βρέθηκε σε αστική περιοχή (Καλλιθέα, Πίνακας 2), ενώ είναι γνωστό ότι τα άτοµα αυτού του είδους φωλιάζουν και σε κατοικηµένες περιοχές (Παράρτηµα 2), αυξάνοντας έτσι τις πιθανότητες ρύπανσής τους από κάδµιο. 1.4 Ψευδάργυρος Κατά την παρουσίαση των αποτελεσµάτων παρουσιάστηκαν κάποιες τιµές που θεωρούνται φυσιολογικές για πουλιά ( mg/kg d.w.) 8, οι οποίες έχουν χρησιµοποιηθεί και από άλλους ερευνητές για αρπακτικά 130. Ωστόσο, αρκετοί που έχουν µελετήσει τον ψευδάργυρο στους ιστούς υδρόβιων πουλιών δεν αναφέρουν τέτοιες τιµές ως φυσιολογικές, παρά µόνο παραθέτουν τις συγκεντρώσεις που βρήκαν σε σύγκριση µε τις συγκεντρώσεις άλλων µελετών Από τοξικολογικές µελέτες προέκυψε ότι 390 mg/kg/ηµέρα στην τροφή των κουναβιών για 13 ηµέρες προκάλεσαν θάνατο, ενώ σε ποντίκια 1,110 mg/kg/ηµέρα επέφερε το θάνατο µετά από 13 εβδοµάδες. Στους ανθρώπους εκτιµάται ότι ποσότητα 27 g/ηµέρα για 13 ηµέρες θα είχε τα ίδια αποτελέσµατα 132. Οι τιµές που βρέθηκαν στο συκώτι των πουλιών που αναλύθηκαν είναι σε φυσιολογικά επίπεδα, µε µία Γερακίνα να εµφανίζει την υψηλότερη τιµή (271 mg/kg d.w.). Σε άλλη µελέτη, συγκεντρώσεις µε µέσο όρο 166 mg/kg ανιχνεύθηκαν σε άτοµα του είδους Tyto alba σε µια ρυπασµένη περιοχή, ενώ στην µη ρυπασµένη βρέθηκαν 75 mg/kg, αντίστοιχα 114. Οι τιµές Zn στον ίδιο ιστό σε νεκρούς γύπες της Νότιας Αφρικής ήταν πολύ χαµηλότερες (<100 mg/kg d.w.) 130. Οι παραπάνω ερευνητές θεωρούν ότι τέτοιες συγκεντρώσεις είναι φυσιολογικές, ενώ τυχόν αποκλίσεις οφείλονται σε διαφορές στην πρόσληψη της τροφής και στην βιοδιαθεσιµότητα του µετάλλου. Οι τιµές που βρέθηκαν στο νεφρό είναι χαµηλότερες, µε το µέσο όρο στα 115,9 mg/kg και τη µέγιστη τιµή στα 161 mg/kg d.w. (Γκιώνης). Σε αντίστοιχες µελέτες ανιχνεύθηκαν 86 mg/kg 114 στην Ολλανδία, και <200 mg/kg στη Νότια Αφρική Χαλκός Τιµές που να θεωρούνται ενδεικτικές για ρύπανση από χαλκό δεν βρέθηκαν από την ανασκόπηση της βιβλιογραφίας. Ωστόσο, από το DLO Central Veterinary Institute της Ολλανδίας θεωρούν ότι συγκεντρώσεις χαλκού στο νεφρό ευαίσθητων ζώων, όπως τα πρόβατα, που ξεπερνούν τα 30 mg/kg d.w. είναι ενδεικτικές για ρύπανση από χαλκό 110, ενώ τιµές 3800 mg/kg d.w. θεωρούνται µη επιβλαβείς σε πάπιες 133. Οι συγκεντρώσεις του χαλκού στο συκώτι παρουσίασαν µέσο όρο 23 mg/kg d.w., µε τη µέγιστη τιµή στα 53,8 mg/kg να εµφανίζεται στην Τυτώ. Οι τιµές που βρέθηκαν σε ένα πρόγραµµα βιοπαρακολούθησης στην Ολλανδία, χρησιµοποιώντας πουλιά του είδους Buteo buteo, ήταν στα επίπεδα των 15 mg/kg µε µέγιστη τιµή για το 1991, 92,1 mg/kg, και για το 1992, 31,8 mg/kg 110. Σε αντίστοιχο πρόγραµµα χρησιµοποιώντας το είδος Tyto alba, οι τιµές που ανιχνεύθηκαν ήταν της τάξης των 30 mg/kg, µε 59

61 µέγιστη τιµή 105,3 mg/kg 109. Τέτοιες τιµές, είναι πολύ µικρότερες από αυτές που έχουν βρεθεί σε πάπιες (όπως αναφέρθηκε παραπάνω), ωστόσο δεν µπορούν να συγκριθούν λόγω διαφορετικών τροφικών συνηθειών. Στο νεφρό, οι συγκεντρώσεις που βρέθηκαν έχουν µέσο όρο τα 15,1 mg/kg d.w., και µέγιστη τιµή 19,4 mg/kg σε µία Γερακίνα. Στα ίδια επίπεδα ήταν και οι τιµές που βρέθηκαν στις Τυτώ (µέσος όρος 14,5 mg/kg, µέγιστη 28,3 mg/kg) 109, όπως και στις Γερακίνες ο µέσος όρος ήταν στα ίδια επίπεδα (14,5 mg/kg), ενώ η µέγιστη τιµή αρκετά υψηλότερα στα 58,7 mg/kg 110. Στις παραπάνω εργασίες γίνεται λόγος για κανονικά επίπεδα χαλκού στο περιβάλλον, ενώ συγκεντρώσεις στο νεφρό και το συκώτι τέτοιων επιπέδων αντανακλούν τον µειωµένο κίνδυνο τοξικότητας των αρπακτικών πουλιών από χαλκό. Παρόλα αυτά, έχει παρατηρηθεί µείωση στα αποθέµατα λίπους και πρωτεϊνών, µε την αύξηση των συγκεντρώσεων του Cu 109. Κακός µεταβολισµός λίπους παρατηρήθηκε και σε µία Γερακίνα της παρούσας εργασίας, η οποία παρουσίασε την υψηλότερη τιµή Cu στο νεφρό (Πίνακας 2). 2. Σχέσεις συγκεντρώσεων µεταξύ των ιστών Παρατηρήθηκαν τρεις στατιστικά σηµαντικές συσχετίσεις, µεταξύ των ιστών συκώτι και νεφρό, για τα µέταλλα µόλυβδο, υδράργυρο και κάδµιο, για τα οποία οι συντελεστές συσχέτισης ήταν: Pb: R=0,84 µε P<0,01, Hg: R=0,967 µε P<0,005, Cd: R=0,902 µε P<0,005. Για το µόλυβδο, οι συγκεντρώσεις που βρέθηκαν στο συκώτι κυµαίνονται στα ίδια επίπεδα µε αυτές στο νεφρό. Τέτοια σχέση έχει βρεθεί και σε άλλες µελέτες , δεδοµένου ότι ο µόλυβδος θεωρείται ότι συγκεντρώνεται στα οστά, ενώ όταν βρίσκεται σε µαλακούς ιστούς προέρχεται από πρόσφατη ρύπανση και είναι σε ισορροπία µε το αίµα 68. Αρκετοί είναι αυτοί που έχουν βρει υψηλές συσχετίσεις µεταξύ των δύο ιστών, ωστόσο δεδοµένης της διαφορετικής στατιστικής προσέγγισης δεν θα παρουσιαστούν συγκριτικά µε τα δικά µας αποτελέσµατα. Παρόλα αυτά προκύπτει ένα χρήσιµο συµπέρασµα βάσει των υψηλών συσχετίσεων και της ευθείας που προέκυψε από το µοντέλο της γραµµικής παλινδρόµησης: οι µετρήσεις θα µπορούσαν να γίνονται στον ένα από τους δύο ιστούς, και θεωρούµε καλύτερο το συκώτι, εφόσον το συκώτι είναι πιο εύκολο να αποµακρυνθεί από το νεκρό σώµα ενός πουλιού (Παράρτηµα 3, Εικόνες 5 και 6). Θεωρώντας ως εξαρτηµένη µεταβλητή y τις λογαριθµηµένες τιµές των συγκεντρώσεων στο νεφρό και ανεξάρτητη x τις αντίστοιχες στο συκώτι (για τον λόγο που αναφέρθηκε και παραπάνω), προέκυψε η ευθεία y = -0, ,475x, από την οποία θα µπορούσαν να εκτιµηθούν οι τιµές του y, αφού είναι γνωστά τα όρια εµπιστοσύνης. Πρέπει να επισηµανθεί, ότι ο αριθµός των ατόµων από τα οποία προέκυψε η παραπάνω εξίσωση είναι µικρός. Οποιαδήποτε χρήση τέτοιων εξισώσεων απαιτεί στατιστικό έλεγχο σε µεγάλο αριθµό δειγµάτων, έτσι ώστε να εξασφαλίζεται η αντιπροσωπευτικότητά τους, ιδιαίτερα ως προς το εύρος τιµών για το οποίο είναι δυνατό να εφαρµοστούν, αλλά και πιθανές διαειδικές διαφορές. Έχουν προταθεί διάφορες τεχνικές µέτρησης, που περιλαµβάνουν και διαφορετικά όργανα ή ουσίες των οργανισµών των πουλιών, όπως η µέτρηση των συγκεντρώσεων του Pb σε µαλακούς ιστούς (συκώτι ή νεφρό ή και τα δύο) όπως στη δική µας περίπτωση, αλλά και στο αίµα και στα οστά, όπως επίσης και η µείωση του ποσοστού του ενζύµου ALA-d, στο αίµα 68. Ωστόσο, η επιλογή της µεθόδου γίνεται θέτοντας αρκετά κριτήρια: αν στόχος είναι η εκτίµηση της µακροχρόνιας ρύπανσης, τότε 60

62 ενδεδειγµένος ιστός είναι τα οστά, αν τα πουλιά έχουν προσλάβει µόλυβδο πρόσφατα και υπάρχει υπόνοια δηλητηρίασης, τότε ενδεδειγµένος ιστός είναι το συκώτι και δευτερευόντως το νεφρό (λόγω έλλειψης αρκετών συγκρίσιµων τιµών), ενώ αν τα πουλιά είναι ζωντανά και σκοπός είναι η µέτρηση των επιπέδων µολύβδου, το αίµα και η µείωση του ποσοστού του ενζύµου ALA-d στο αίµα θεωρούνται κατάλληλοι δείκτες. Παρόµοια είναι και η κατάσταση µε τον υδράργυρο, όπου οι τιµές στο συκώτι και το νεφρό κυµαίνονται στα ίδια επίπεδα. Θα πρέπει να αναφερθεί ότι σε πειραµατικές συνθήκες, οι συγκεντρώσεις στο νεφρό των πουλιών βρέθηκαν να είναι υψηλότερες από ότι στο συκώτι 134. Αυτό δεν ισχύει στην παρούσα εργασία, όπως και σε άλλες που η διερεύνηση γίνεται σε πουλιά από τη φύση. Θεωρείται ότι οι υψηλότερες τιµές στο νεφρό είναι ενδεικτικές αυξηµένων επιπέδων Hg 134. Για τον Hg, χρησιµοποιούνται µέθοδοι µέτρησης που περιλαµβάνουν ιστούς (συκώτι και/ή νεφρό), αυγά και φτερά Τα τελευταία χρόνια, οι µετρήσεις για ανίχνευση Hg στα φτερά είναι όλο και περισσότερες, δεδοµένου ότι παρέχονται χρήσιµες πληροφορίες για την ρύπανση από το µέταλλο αυτό, χωρίς την ανάγκη θανάτωσης του υπό µελέτη οργανισµού, ενώ αν και τα αυγά παρέχουν το ίδιο πλεονέκτηµα και έχουν χρησιµοποιηθεί αρκετά τα προηγούµενα χρόνια, έχουν και αρκετά µειονεκτήµατα. Το συκώτι και το νεφρό, αν και δεν έχουν µελετηθεί τόσο πολύ στα αρπακτικά πουλιά, έχουν το πλεονέκτηµα της χρήσης του λόγου των τιµών τους, οπότε προκύπτουν χρήσιµα συµπεράσµατα για την παρουσία και βιοδιαθεσιµότητα του µεθυλιωµένου υδραργύρου 68. Για µια τέτοια προσέγγιση, όταν οι µετρήσεις γίνονται σε µαλακούς ιστούς, χρήσιµο θα ήταν να µετριούνται τόσο στο συκώτι, όσο και στο νεφρό. Αν αντίθετα σκοπός είναι η εκτίµηση των συνολικών επιπέδων Hg, και µε δεδοµένη την υψηλή συσχέτιση που παρουσίασαν οι λογαριθµηµένες τιµές των συγκεντρώσεων του Hg στους δύο ιστούς, θα ήταν ενδεδειγµένο να προσδιορίζεται η συγκέντρωση του Hg µόνο στο συκώτι των πουλιών. Η πρόταση αυτή ισχύει για χερσαία είδη πουλιών, µιας και έχει βρεθεί στα υδρόβια να υπάρχει µηχανισµός αποµεθυλίωσης του Hg. Ωστόσο, παραµένει και για τον Hg ο περιορισµός λόγω του µικρού αριθµού δειγµάτων της παρούσας εργασίας που αναφέρθηκε και στο µόλυβδο. Ο υψηλότερος συντελεστής συσχέτισης βρέθηκε για το Cd. Τα επίπεδα του καδµίου στα νεφρά ήταν σηµαντικά υψηλότερα από ότι στο συκώτι. Η διαφορά αυτή προέκυψε και σε άλλες µελέτες , και η εξήγηση που δόθηκε ήταν αυτή της µακροχρόνιας, µικρών δόσεων, έκθεσης. Η ευθεία του µοντέλου της γραµµικής παλινδρόµησης (y = 1, ,261x) θα µπορούσε να προβλέψει τις τιµές στο νεφρό (αν και ισχύει ο περιορισµός που αναφέρθηκε και για τα άλλα δύο µέταλλα) για πουλιά που είναι βέβαιο ότι έχουν εκτεθεί σε µακροχρόνια ρύπανση από Cd, αφού για τέτοιες περιπτώσεις έχει υπολογιστεί. Θα έπρεπε να αναφερθεί ότι η ανίχνευση του καδµίου προτείνεται 68 να γίνεται στο νεφρό, εφόσον οξεία έκθεση σε κάδµιο που να µπορεί να επιφέρει άµεσα το θάνατο (έτσι ώστε να αναλυθεί ο ιστός του συκωτιού) είναι απίθανο να συµβεί. 3. Σχέσεις συγκεντρώσεων µεταξύ των µετάλλων Οι στατιστικά σηµαντικές συσχετίσεις που προέκυψαν µεταξύ των µετάλλων στον ίδιο ιστό είναι για τον Hg και τον Cu στο συκώτι (R=0,778, P<0,05) και για Pb και Cd στο νεφρό (R=0,803, P<0,05). 61

63 Τέτοιες συσχετίσεις, το πιθανότερο είναι να είναι άνευ σηµασίας (λόγω µικρού δείγµατος), εφόσον δεν έχουν αναφερθεί συστηµατικά στη βιβλιογραφία. Σχέσεις µεταξύ των µετάλλων, που θα µπορούσε να περιµένει κανείς, θα ήταν µεταξύ των κύριων µετάλλων που επηρεάζονται από τη µεταλλοθειονίνη (Cd, Zn, Cu και λιγότερο Hg, Pb). Γενικότερα, θεωρείται ότι υψηλές συγκεντρώσεις Zn στα νεφρά θαλάσσιων πουλιών συνδέονται µε αυξηµένες συγκεντρώσεις του Cd και µακροχρόνια έκθεση σ αυτό 131. Στην παρούσα εργασία, ο Γκιώνης παρουσίασε τις υψηλότερες τιµές Zn και Cd στο νεφρό και είναι πιθανό να εξηγείται το γεγονός αυτό από τα παραπάνω. Σε ποντίκια έχει δειχθεί η ανταγωνιστική δράση του µολύβδου µε το κάδµιο, µε το δεύτερο να µειώνει την απορρόφηση του πρώτου από το έντερο 136. Ωστόσο, εδώ φαίνεται να συµβαίνει το αντίθετο, µιας και υπάρχει θετική σχέση µεταξύ των δύο µετάλλων, η οποία εκφράζεται και από το µοντέλο γραµµικής παλινδρόµησης. 62

64 ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Γενικότερα, ο µόλυβδος φαίνεται να µην µεταφέρεται στα αρπακτικά από ρυπασµένους ιστούς των θηραµάτων τους, αλλά µε την ταυτόχρονη πρόσληψη σκαγιών που υπάρχουν σφηνωµένα στη σάρκα τους, ή έχουν καταναλωθεί και υπάρχουν στο στοµάχι τους. Ωστόσο, υπάρχουν περιπτώσεις αρπακτικών (όπως αυτή του Γκιώνη), που έχουν αυξηµένες συγκεντρώσεις του µετάλλου στους ιστούς τους, οι οποίες πιθανότατα οφείλονται στην ρυπασµένη τροφή τους, µιας και τέτοιου είδους πουλιά δεν τρέφονται µε τραυµατισµένα ή πεθαµένα πουλιά, αλλά µε ενεργή θήρευση. Τέτοιες τιµές δεν φαίνεται να µπορούν να προκαλέσουν δηλητηρίαση, αν και έχει δειχθεί ότι επηρεάζουν τη συµπεριφορά των πουλιών (αντανακλαστικά, αντίληψη του περιβάλλοντος), και κατά συνέπεια είναι πιθανό να επηρεάζεται και η επιβίωση των οργανισµών. Ο µόλυβδος αποτελούσε πρόβληµα για τα πουλιά στις χώρες που έχει απαγορευθεί η χρήση µολύβδινων σκαγιών, τουλάχιστο για το κυνήγι των υδρόβιων πουλιών, και συνεχίζει να υφίσταται σε χώρες που δεν έχουν προχωρήσει στη λήψη τέτοιων µέτρων (ανάµεσα σ αυτές βρίσκεται και η Ελλάδα). Στην Βόρεια Αµερική υπολογίστηκε (πριν την απαγόρευση χρήσης των µολύβδινων σκαγιών για τα υδρόβια), ότι 1,5-2,5 εκατοµµύρια υδρόβια πουλιά χάνονταν ετησίως, λόγω δηλητηρίασης από µόλυβδο 99, χωρίς να υπολογίζονται οι παράλληλες απώλειες των αρπακτικών. Εποµένως, µόνη λύση φαίνεται να είναι η αντικατάσταση τέτοιων σκαγιών µε άλλα που δεν είναι τοξικά (όπως σκάγια από ατσάλι), µιας και η διακοπή της κυνηγετικής δραστηριότητας από τους ανθρώπους φαίνεται να είναι ανέφικτος στόχος. Για το θέµα αυτό, οι χώρες της Ευρωπαϊκής Ένωσης, µαζί µε άλλα 53 κράτη, έχουν υπογράψει συµφωνία, στα πλαίσια της ιατήρησης των Αφρικανικών Ευρασιατικών Μεταναστευτικών Υδρόβιων πουλιών, η οποία προέβλεπε την απαγόρευση χρήσης του µολύβδου στους υγροβιότοπους µέχρι το Ωστόσο, η Ελλάδα δεν έχει κάνει κάποια κίνηση προς την κατεύθυνση αυτή. Ο υδράργυρος, όπως αναµενόταν δεν παρουσίασε υψηλές τιµές (ώστε να υποστηρίζεται ισχυρισµός δηλητηρίασης πουλιών), µιας και βρίσκεται περισσότερο σε υδρόβια πουλιά, και κυρίως σε αυτά της θάλασσας. Ωστόσο, οι αυξηµένες τιµές των συγκεντρώσεων σε κάποια άτοµα (µεγαλύτερες από τις χαρακτηριστικές τιµές υποβάθρου) δείχνουν πιθανότατα αυξηµένα επίπεδα στο περιβάλλον, λόγω των ποικίλων χρήσεων του. Επίσης, πιθανό είναι τέτοια επίπεδα τιµών να δηµιουργούν προβλήµατα σε χερσαία είδη πουλιών, σε σύγκριση µε αυτά της θάλασσας που έχουν αναπτύξει µηχανισµούς αποµεθυλίωσης του οργανικού Hg, µετατρέποντάς τον στην λιγότερο τοξική µορφή του στοιχειακού. Από την ανάλυση, το κάδµιο δεν φαίνεται να παρουσιάζει υψηλές τιµές, έτσι ώστε να θεωρείται πρόβληµα για την επιβίωση και τις λειτουργίες των πουλιών. Ίσως, να συµβαίνει το αντίθετο σε αρπακτικά των πόλεων (όπως ο Γκιώνης), όπου οι τιµές στο περιβάλλον αναµένονται να είναι υψηλότερες, λόγω ανθρωπογενών δραστηριοτήτων. Θα έπρεπε να αναφερθεί ότι τόσο υψηλές τιµές σε νυκτόβια δεν έχουν παρατηρηθεί, εποµένως χρήσιµο θα ήταν να διερευνηθεί η ρύπανση των οργανισµών από το µέταλλο αυτό, τουλάχιστο σε δοµηµένα περιβάλλοντα. Για τα απαραίτητα στις βιολογικές λειτουργίες µέταλλα, ψευδάργυρο και χαλκό, λόγω της έλλειψης ικανοποιητικής βιβλιογραφίας, δεν µπορούν να διεξαχθούν κάποια χρήσιµα συµπεράσµατα. εδοµένου ότι αυτά τα δύο µέταλλα είναι απαραίτητα 63

65 στοιχεία για τη ζωή, οι περισσότεροι οργανισµοί έχουν δηµιουργήσει προσαρµογές έτσι ώστε, ή να αποβάλουν ή να µειώνουν την τοξικότητα του υπό µελέτη µετάλλου όταν αυτό βρίσκεται σε περίσσεια. Συνήθως προσβάλλονται άτοµα που δεν έχουν αυτά τα χαρακτηριστικά λόγω γενετικών ή επίκτητων αιτιών. Σηµαντικό θα ήταν να µελετηθούν οι αλληλεπιδράσεις των µετάλλων αυτών, στα διάφορα όργανα. Είναι γνωστές οι συνεργιστικές δράσεις του Cd, Cu και Zn σε στρείδια, η ανταγωνιστική δράση Pb-Cd σε ποντίκια και οι αυξηµένες συγκεντρώσεις του Zn που παρατηρούνται σε θαλασσοπούλια, όταν φέρουν ρύπανση από κάδµιο. Ωστόσο, στα αρπακτικά δεν έχουν διερευνηθεί τέτοιες σχέσεις µε αποτέλεσµα οι συνεργιστικές δράσεις (αν υπάρχουν), να µην µπορούν να ληφθούν υπόψη στην αιτιολόγηση ρύπανσης ενός οργανισµού. Παράδειγµα, ο Γκιώνης που παρουσίασε τις υψηλότερες τιµές για τα µέταλλα Cd, Hg, Pb, Zn στο νεφρό και για τα Cd, Hg, Pb στο συκώτι. Μελέτη θα έπρεπε να γίνει και για τα είδη των αρπακτικών που είναι περισσότερο ευάλωτα στη ρύπανση από µέταλλα, αλλά και ως προς τις ηλικιακές οµάδες. Π.χ. τα αρπακτικά που τρέφονται µε ενεργή θήρευση φαίνεται να έχουν λιγότερο αποδοτικό πεπτικό σύστηµα, σε σχέση µε αυτά που είναι πτωµατοφάγα και κυνηγούν µικρά θηλαστικά 137, µε αποτέλεσµα η δεύτερη οµάδα, πιθανότατα, να αντιµετωπίζει µεγαλύτερο κίνδυνο σε ίδιες συνθήκες ρύπανσης. Ακόµη, οι νεοσσοί έχουν υψηλότερους µεταβολικούς ρυθµούς σε σχέση µε τα ενήλικα άτοµα, άρα και περισσότερες πιθανότητες να δεχθούν ρύπανση από τοξικές ουσίες. Γεγονός είναι πάντως, ότι τα αρπακτικά διατηρούν συνήθως µικρούς πληθυσµούς, µε µικρό ρυθµό αναπαραγωγής, οπότε είναι ιδιαίτερα ευάλωτα σε αυξηµένες θνησιµότητες, ιδιαίτερα των ενηλίκων, αλλά και των νεοσσών. Συνοψίζοντας, και «διακινδυνεύοντας» µια εκτίµηση για τα πουλιά της Ελλάδας µιας και ο αριθµός των ατόµων που µελετήθηκαν ήταν µικρός-, γενικά δεν παρατηρήθηκαν ανησυχητικά επίπεδα µετάλλων στους ιστούς συκώτι και νεφρό. Φαίνεται η ρύπανση να προέρχεται από µακροχρόνια, µικρών δόσεων, έκθεση, ιδιαίτερα στα µέταλλα κάδµιο και µόλυβδο. Ίσως, όµως οι ενδιάµεσες τιµές που βρέθηκαν να επηρεάζουν, σε ένα βαθµό, τις λειτουργίες των πουλιών. Η περαιτέρω διερεύνηση, µε περισσότερα δείγµατα θα ήταν επιθυµητή. 64

66 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ 1 ΟΡΙΣΜΟΙ Ξηρή απόθεση (dry deposition) συµβαίνει όταν σωµατίδια µολύβδου που υπάρχουν στην ατµόσφαιρα (>10 µm), καθιζάνουν λόγω βαρύτητας ή παρασύρονται από άλλα µεγαλύτερα (ειδικά τα µικρότερου µεγέθους), ενώ υγρή (wet deposition) όταν τα σωµατίδια παρασύρονται από τη βροχή ή ενσωµατώνονται στις σταγόνες που υπάρχουν στα σύννεφα 6 8. Βιοδιαθεσιµότητα (bioavailiability) : διαθεσιµότητα µιας συγκεκριµένης ουσίας στους ζωντανούς οργανισµούς, κάτω από ορισµένες προϋποθέσεις. Η βιοδιαθεσιµότητα επηρεάζεται από πολλές φυσικές και χηµικές παραµέτρους, όπως η χηµική µορφή, το µέσο έκθεσης (νερό, αέρας, κτλ.), κ.ά Βιοσυγκέντρωση (bioconcentration): θεωρείται η συγκέντρωση κάποιας ουσίας στον οργανισµό, µέσω διαδικασιών αναπνοής και επαφής µε το δέρµα, αλλά όχι από την τροφή 139. Βιοσυσσώρευση (bioaccumulation): ορίζεται η συγκέντρωση κάποιας ουσίας στον οργανισµό, δηλαδή ο ρυθµός απέκκρισης της ουσίας είναι µικρότερος από τον ρυθµό πρόσληψης 139. Βιοµεγέθυνση (biomagnification ή bioamplification): ορίζεται η συγκέντρωση της ουσίας δια µέσου των επιπέδων της τροφικής αλυσίδας. Αποτέλεσµα οι ανώτεροι θηρευτές να φέρουν µεγαλύτερες συγκεντρώσεις, απ ότι τα θηράµατά τους Βιοπαρακολούθηση (biomonitoring): η διαδικασία εκτίµησης της συνολικής ρύπανσης από κάποια ουσία, µετρώντας τα επίπεδά της σε βιολογικά δείγµατα, και η παρακολούθηση των αυξοµειώσεών της στο χρόνο Βιοδείκτης (bioindicator ή biomonitor): βιοδείκτης ονοµάζεται ένας οργανισµός που χρησιµοποιείται για τον ποιοτικό και ποσοτικό προσδιορισµό µιας ρυπαίνουσας ουσίας. Βιοδείκτης δεν είναι απαραίτητο να είναι µόνο οργανισµός, αλλά και παράµετρος οπτικής, χηµικής, βιοχηµικής ή φυσικής φύσης, όπως η µειωµένη ανάπτυξη των φυτών, η αύξηση των επιπέδων της µεταλλοθειονίνης στα νεφρά, κ.ά. Στην παρούσα εργασία ωστόσο, θεωρούνται ως βιοδείκτες οι οργανισµοί Συνεργισµός (synergism): ορίζεται ως µια αλλαγή, στην οποία πολλά φαινόµεναπαράγοντες συνδυάζονται για να δηµιουργήσουν ένα αποτέλεσµα, που είναι µεγαλύτερο απ αυτό που αναµενόταν αν προστίθοταν ή δρούσαν αυτόνοµα τα φαινόµενα-παράγοντες

67 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ 2 ΓΕΝΙΚΕΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΕΣ ΓΙΑ ΤΑ ΥΠΟ ΜΕΛΕΤΗ ΕΙ Η Η ενότητα αυτή βασίζεται κυρίως σε κάποιες παραποµπές 95 96, οπότε και δεν αναφέρονται συνεχώς. Άλλες πηγές αναφέρονται κανονικά. 1. Γερακίνα (Buteo buteo) Είδος της τάξης Falconiformes και της οικογένειας Accipitridae. Κατανοµή: Η κατανοµή του είδους εκτείνεται σχεδόν σε ολόκληρη την Ευρώπη, εξαιρώντας τις αρκτικές περιοχές, και στις περιοχές γύρω από την Μαύρη Θάλασσα. Στην Ελλάδα είναι το πιο κοινό µεσαίου µεγέθους αρπακτικό και συναντάται σε ολόκληρη την ηπειρωτική χώρα και στα µεγαλύτερα νησιά του Αιγαίου και Ιονίου πελάγους (Παράρτηµα 3, Εικόνα 8). Βιότοπος: Το είδος Buteo buteo συναντάται κυρίως σε εύκρατο κλίµα, ενώ αποφεύγει τις ηµίξηρες στέπες ή τις περιφερειακές ζώνες των ερήµων, την άδεντρη τούνδρα και τα υποαρκτικά οροπέδια. Προτιµά να βρίσκει την τροφή του σε ανοιχτές εκτάσεις µε χαµηλή βλάστηση και φωλιάζει σε λόφους µε δέντρα, µε ποικίλο τοπίο, συµπεριλαµβανοµένου εκχερσωµένες εκτάσεις, λιβάδια, οργωµένα αγροτεµάχια, κ.ά.. Συναντάται από το επίπεδο της θάλασσας µέχρι και στα 2200 m ύψος, ωστόσο προτιµά τα µεσαία υψόµετρα. Στην Ελλάδα βρίσκονται συχνά σε αρδευόµενες αγροτικές εκτάσεις, πιθανώς λόγω των αρουραίων Rattus norvegicus. Πληθυσµός: Ο πληθυσµός του έχει υποστεί µεγάλη µείωση λόγω ανθρωπογενών δραστηριοτήτων (φθάνει το 50% σε κάποιες χώρες της Ευρώπης). Ακόµα και σήµερα παρεµποδίζεται η επανεποίκιση των προηγούµενων περιοχών διαβίωσης. Υπολογίζεται στα ζευγάρια και φαίνεται να είναι σταθερός (κυρίως στις χώρες της υτικής Ευρώπης). Στην Ελλάδα εκτιµάται να υπάρχουν συνολικά 5000 ζευγάρια και πιθανώς ο πληθυσµός να είναι σταθερός, αν και µειώνεται τοπικά. Τροφή: Τρέφεται µε µεγάλη ποικιλία θηραµάτων, κυρίως µικρά θηλαστικά, αλλά και πουλιά, ερπετά, αµφίβια, µεγάλα έντοµα και σκουλήκια. Συνήθως τα συλλαµβάνει µε ενεργητική θήρευση, αλλά περιστασιακά τρώει και ψοφίµια. Είναι ευπροσάρµοστος θηρευτής και λαµβάνει την διαθέσιµη τροφή εφόσον είναι ορισµένου µεγέθους και βάρους. Επίσης, έχει παρατηρηθεί να κλέβει την τροφή από άλλα µικρότερα αρπακτικά όπως το Accipiter nisus, Falco columbarius. 2. Νανογέρακο (Falco columbarius) Είδος της τάξης Falconiformes και της οικογένειας Falconidae. Κατανοµή: Συναντάται κυρίως στη Βόρεια Ευρώπη, ενώ µεταναστεύει κατά την περίοδο του χειµώνα στην Κεντρική κυρίως, αλλά και στη Νότια Ευρώπη. Στην Ελλάδα είναι σπάνιος επισκέπτης. Έρχεται περίπου τον Οκτώβρη και φεύγει στα µέσα της άνοιξης (Παράρτηµα 3, Εικόνα 9). Βιότοπος: Το Falco columbarius βρίσκεται στην εύκρατη και βόρεια κλιµατική ζώνη, και εισέρχεται και στην αρκτική περισσότερο από οποιοδήποτε άλλο µικρό γεράκι. Αποφεύγει τα δάση και τις γυµνές ή απόκρηµνες πλαγιές και προτιµά την τραχεία βλάστηση σε οροπέδια και στους πρόποδες. Στην Ελλάδα συναντάται σε ανοιχτές χαµηλού ύψους περιοχές, όπως οι οργωµένες περιοχές, σε λόφους µε χαµηλή βλάστηση όπου µπορούν να κυνηγήσουν σποροφάγα και εντοµοφάγα πουλιά 66

68 της τάξης Passeriformes. Λόγω του φόβου του για τον άνθρωπο κινείται συνήθως σε αποµακρυσµένες από κατοικίες περιοχές, ακόµα και από φάρµες. Πληθυσµός: εν υπάρχουν αριθµητικά δεδοµένα για τον πληθυσµό του συγκεκριµένου είδους, αλλά υπάρχουν ενδείξεις για µείωση των ατόµων. Στην Ελλάδα παρατηρούνται 2-10 άτοµα κάθε Ιανουάριο. Τροφή: Τρέφεται µε σποροφάγα και εντοµοφάγα πουλιά 3. Τυτώ (Tyto alba) Είδος της τάξης Strigiformes και της οικογένειας Tytonidae. Κατανοµή: Το είδος συναντάται σε ολόκληρη την Κεντρική και Νότια Ευρώπη, στο Μαρόκο και την Αλγερία, όπως επίσης και στην κοιλάδα του Νείλου. Στην Ελλάδα είναι κοινό σε ολόκληρη την ηπειρωτική χώρα και υπάρχει στα περισσότερα µεγάλα νησιά του Αιγαίου πελάγους (Λέσβος, Χίος, Σάµος, Κάρπαθος, Ρόδος, κτλ.). Ο µεγαλύτερος αριθµός των πουλιών φαίνεται να παραµένει για όλο το διάστηµα του χρόνου στη χώρα, ενώ µερικά από αυτά ίσως να µεταναστεύουν το χειµώνα από τις χώρες της Κεντρικής Ευρώπης προς την Ελλάδα (Παράρτηµα 3, Εικόνα 10). Βιότοπος: Προτιµά τα ζεστά, ήπια κλίµατα, σε χαµηλά και µεσαία υψόµετρα, µε χειµωνιάτικες χιονοπτώσεις που δεν ξεπερνούν συνολικά τις 40 µέρες. Συνήθως βρίσκεται σε ανοιχτές, µε λίγα δέντρα εκτάσεις, ειδικά σε αγροτικές περιοχές µε θαµνοφράχτες, λιµνούλες, αναχώµατα και χαντάκια, µε βλάστηση από άγρια χόρτα, που βρίσκονται σε βοσκότοπους ή και στις παρυφές των δρόµων. Στην Ελλάδα συναντάται σε φρυγανικές και µε αραιά σπαρµένα ελαιόδεντρα, εκτάσεις. Φωλιάζει συνήθως σε χωριά ή µικρά συγκροτήµατα από κτίρια, που του προσφέρουν σκοτεινές χωρίς οχλήσεις ηµέρες. Επίσης έχει βρεθεί να φτιάχνει τη φωλιά του σε αποµονωµένα δέντρα και σπηλιές. Πληθυσµός: Γενικότερα φαίνεται να µειώνεται ο πληθυσµός του στην Ευρώπη λόγω µείωσης των βιοτόπων του, δίωξης από τον άνθρωπο και δηλητηριάσεων από φυτοφάρµακα. Στην Ελλάδα απαριθµεί πιθανώς ζευγάρια και φαίνεται να είναι σταθερός, αν και στο παρελθόν το θεωρούσαν σπάνιο, ως είδος. Τροφή: Τρέφεται κυρίως µε µικρά θηλαστικά, όπως ποντίκια (Murinae), µικρούς αρουραίους (Microtinae) και ζώα του γένους Soricidae. Λιγότερο χρησιµοποιεί ως τροφή τα µικρά πουλιά, βατράχους και φρύνους. Είναι νυκτόβιο αρπακτικό, αλλά τις περισσότερες µέρες του χρόνου κυνηγάει 1-2 ώρες πριν τη δύση του ηλίου και µετά από την αυγή. 4. Γκιώνης (Otus scops) Είδος της τάξης Strigiformes και της οικογένειας Strigidae. Κατανοµή: Βρίσκεται κυρίως στη Νότια Ευρώπη, στα παράλια της Μικράς Ασίας και στις νότιες χώρες της πρώην Σοβιετικής Ένωσης (κυρίως Ουκρανία και Καυκάσιες χώρες). Στην Ελλάδα είναι από τα πιο κοινά είδη και συναντάται σε ολόκληρη την ηπειρωτική χώρα και σχεδόν σε όλα τα νησιά του Αιγαίου και Ιονίου πελάγους (Παράρτηµα 3, Εικόνα 11). Βιότοπος: Το είδος προτιµά τις περιοχές µε ζεστό και ξηρό κλίµα σε χαµηλά και µεσαία υψόµετρα, συνήθως ηπειρωτικό και µεσογειακό, αλλά βρίσκεται και σε περιοχές µε στέπες και ωκεάνιο κλίµα. Φαίνεται να προτιµά τις τοποθεσίες µε δέντρα, όχι πολύ πυκνά, αλλά και σύνθετα τοπία µε παλιούς ή αγροτικούς δρόµους, µε βλάστηση από πόες και δέντρα µε µεγάλες κουφάλες, ώστε να φωλιάζει. Επίσης, 67

69 φωλιάζει κάτω από τις στέγες των κτιρίων και σε βραχώδεις περιοχές. Στην Ελλάδα συναντάται από το επίπεδο της θάλασσας µέχρι τα m υψόµετρο. Πληθυσµός: Υπέστη µείωση περίπου στη δεκαετία του 50 λόγω δηλητηρίασης φυτοφαρµάκων. Στην Ελλάδα πιθανόν ο πληθυσµός του να είναι γύρω στις 5000 ζευγάρια, αλλά ίσως να φθάνει και τα ζευγάρια. Τροφή: Τρέφεται µε µεγάλα έντοµα και άλλα ασπόνδυλα. Λιγότερο κυνηγάει µικρά πουλιά, ερπετά, αµφίβια και µικρά θηλαστικά. Είναι νυκτόβιο αρπακτικό, ωστόσο περιστασιακά βγαίνει και τη µέρα για κυνήγι, µόνο όµως την περίοδο που µεγαλώνει τους νεοσσούς του. 68

70 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ 3 ΣΧΗΜΑΤΑ, ΠΙΝΑΚΕΣ ΚΑΙ ΕΙΚΟΝΕΣ Εικόνα 1: Χάρτης µε τις παγκόσµιες εκποµπές Hg στην ατµόσφαιρα, το Εικόνα 3: Μολύβδινα βαρίδια ψαρέµατος, που συνήθως βρίσκονται στο στοµάχι νεκρών πουλιών του γένους Gavia, όπως φαίνεται στα δείγµατα που περιέχονται στις πλαστικές σακούλες

71 Εικόνα 5: ιακρίνεται ο ιστός του συκωτιού από ένα περιστέρι. Όταν γίνεται η τοµή του πουλιού, είναι ο πρώτος ιστός που εµφανίζεται 145. Εικόνα 6: ιακρίνεται ο ιστός του νεφρού από ένα περιστέρι. Όπως φαίνεται, ο ιστός βρίσκεται σε κοιλότητα της λεκάνης

72 Εικόνα 7: Φαίνονται τα περιεχόµενα, σβόλων (pellets) του είδους Tyto alba, όπου διακρίνονται οστά µικρών θηλαστικών

73 ΑΤΟΜIΚΑ ΣΤΟIΧΕIΑ ΠΟΥΛIΟΥ ΓIΑ ΑΝΑΛΥΣΗ ΑΡIΘΜΟΣ ΕIΣΑΓ. ΕI ΟΣ ΗΛIΚIΑ ΦΥΛΟ* ΗΜ/ΝIΑ ΕΥΡΕΣΗΣ ΠΕΡIΟΧΗ ΕΥΡΕΣΗΣ ΤΥΠΟΣ (εύρεση)** ΒΑΡΟΣ εύρεση ΒIΟΤΟΠΟΥ κατά τηv (ηµ/vία) ή κατά τov άφιξη στo ΕΚΠΑΖ ή κατά τov θάvατo (ηµ/vία) (ηµ/vία) ΑIΤIΑ ΕIΣΑΓΩΓΗΣ IΑΓΝΩΣΗ ΕΥΡΗΜΑΤΑ ΝΕΚΡΟΨIΑΣ ΑΡIΘΜΟΣ ΑΧΤΥΛI IΟΥ (πoυ µπoρεί vα έφερε τo πoυλί όταv βρέθηκε) ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΕIΣ Σχήµα 1: ελτίο µε τα ατοµικά στοιχεία του κάθε πουλιού. (µε bold τα υπoχρεωτικά πεδία) 72

74 Πίνακας 19: Συγκεντρώσεις των µετάλλων στο νεφρό, σε mg/kg d.w. Στην αριστερή στήλη φαίνεται ο αριθµός εισαγωγής των ειδών. Cd (mg/kg) Cu (mg/kg) Pb (mg/kg) Zn (mg/kg) Hg (mg/kg) nd Πίνακας 20: Συγκεντρώσεις των µετάλλων στο συκώτι, σε mg/kg d.w. Στην αριστερή στήλη φαίνεται ο αριθµός εισαγωγής των ειδών. Cd (mg/kg) Cu (mg/kg) Pb (mg/kg) Zn (mg/kg) Hg (mg/kg)

75 Εικόνα 8: Χάρτης µε την κατανοµή του είδους Buteo buteo στην Ευρώπη 96. Εικόνα 9: Χάρτης µε την κατανοµή του είδους Falco columbarius στην Ευρώπη

76 Εικόνα 10: Χάρτης µε την κατανοµή του είδους Tyto alba στην Ευρώπη 96. Εικόνα 11: Χάρτης µε την κατανοµή του είδους Otus scops στην Ευρώπη