Investigation of taste tainting in salmon flesh in the Ribble catchment

This report presents the findings of the first phase of an investigation into the cause(s) of taints in salmonid fish in the River Ribble, commissioned by the North West Region of the Environment Agency. There have been reports of tainting in fish taken from both the estuary and the freshwater river for many years, but the contaminants involved and their source and transport pathway are unknown. Tainting by phenols has been of specific concern in the past. The work programme comprised: examination of tainting reports; collection of salmonids; their submission for taste testing; literature review; analysis of fish flesh using gas chromatography-mass spectrometry (GCMS) and analysis of river bed sediments. From enquiries, three common descriptors of the 'taint' were identified: disinfectanty; diesely; and muddy. The incidence of taints appears transient/irregular and may therefore relate to the incidence of discharges and specific threshold concentrations of pollutants. The literature review showed that a wide range of organic compounds including many industrial chemicals, and others which are naturally occurring, can taint fish flesh. Taste testing confirmed the presence of tainted salmon and trout in the Ribbie Catchment. It identified a low incidence of 'untainted' fish but demonstrated the 'taint' to be not specific to one tainting substance. Differences were found both between the species and fish from different parts of the catchment. Overall, most fish exhibited an unpleasant flavour, though this may have been influenced to some extent by the fact that most were sexually mature. The worst tainting was found in trout from the river Calder: a soapy/chemical aftertaste. An unpleasant earthy/musty flavour distinguished the salmon from the trout. Phenol was shown to have been a minor issue during the present study, whilst no hydrocarbon taints were identified. Examination of tissue from the eight salmon exhibiting the worst taints revealed the presence of aromatic hydrocarbons, but no phenolic compounds. Other notable substances present in the fish were siioxanes and benzophenone. Data from sediment analysis is presented which shows the main compounds present to be aromatic and polyaromatic hydrocarbons, that concentrations at two locations R. Darwen and R. Calder were significantly higher than at other sites, and that some phenolic compounds were detected at low levels. A paucity of fish flesh taste descriptors linked to specific compounds prevented an obvious correlation to be made between the tastes observed and the organic compounds detected. Descriptors frequently used by the taste testing panel (e.g. earthy, musty, astringency, chemical) cannot be linked to any of the compounds identified in the tissue analyses. No taste information was available from the literature on siioxanes. Aromatic hydrocarbons though present in tissue and sediments were not identified as tainting.

Avaliação de novos processos de limpeza para quantificação de pireno em amostra de mexilhão

Os hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPA) constituem um grupo de poluentes ambientais persistentes são moléculas com dois ou mais anéis aromáticos condensados, pouco solúveis em água e estão presentes no ambiente como resultante de processos naturais e também de atividades antrópicas; desta forma, os HPA podem ser encontrados em diversas matrizes ambientais. No presente trabalho foram utilizados mexilhões da região de Búzios, no Estado do Rio de Janeiro. Esse organismo foi selecionado devido à facilidade de acumulação de HPA nos tecidos, decorrente das propriedades hidrofóbicas dos HPA. O presente projeto teve como objetivo estudar um novo material de limpeza capaz de minimizar os compostos interferentes da matriz. Os cartuchos de SPE Florisil 5 g, são convencionalmente usados na limpeza de amostras de organismos, porém para diminuir os custos foram testados outros materiais adsorventes que pudessem ser eficientes na remoção dos interferentes presentes nos tecidos de mexilhão. Sendo assim, na etapa de limpeza conhecida como clean-up, foi estudada a recuperação do pireno após a extração por micro-ondas através de duas abordagens diferentes; a) utilização de cartuchos de SPE comerciais de 5 g de Florisil; b) cartuchos preenchidos com argila comercial K-10 bentonite, simulando os cartuchos comerciais. A recuperação e eficiência dos procedimentos de limpeza foram testadas e comparadas. A clean-up com argila K-10 apresentou uma recuperação de até 77% de pireno, sendo eficiente na remoção de compostos de colesteróis; confirmando a eficiência do material escolhido para a limpeza da amostra. A técnica de Cromatografia Gasosa e detecção por Espectrometria de Massas (GC-MS) foi aplicada para identificação e quantificação do contaminante pireno no extrato finaa

Composição, origem e distribuição de hidrocarbonetos em sedimentos marinhos nas principais regiões portuárias da costa sudeste brasileira

Regiões onde existem atividades portuárias estão mais susceptíveis à contaminação por hidrocarbonetos devido ao trânsito de embarcações e as operações de carga/descarga e, consequentemente, estão mais vulneráveis a sofrer impactos ambientais. Este trabalho avaliou a composição, distribuição e origem de hidrocarbonetos em oito regiões portuárias da costa sudeste brasileira: Santos-SP, São Sebastião-SP, Angra dos Reis-RJ, Itaguaí-RJ, Rio de Janeiro-RJ, Arraial do Cabo-RJ, Macaé-RJ e Vitória-ES. Foram coletadas amostras de sedimentos marinhos superficiais (02 cm) em duas campanhas (2009 e 2010). Para a análise dos hidrocarbonetos alifáticos e dos hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPAs) foram utilizadas cromatografia em fase gasosa com detector de ionização de chama e cromatografia em fase gasosa acoplada à espectrometria de massas, respectivamente. As concentrações médias e os desvios-padrão do Total de nalcanos (μg g-1), Total de Alifáticos (μg g-1), HPAs Totais (ng g-1) e 16 HPAs prioritários (ng g-1) encontrados foram 6,55 4,52, 123,16 86,12, 1470,24 958,41 e 653,93 482,81 na região do porto de Santos-SP; 2,69 1,16, 35,29 15,22, 756,25 350,28 e 142,35 142,35 na região do porto de São Sebastião-SP; 3,11 2,34, 56,99 78,39, 777,62 821,32 e 82,33 84,62 na região do porto de Angra dos Reis-RJ; 5,58 3,28, 26,55 12,19, 1221,15 1070,87 e 92,28 93,14 na região do porto de Itaguaí-RJ; 5,09 2,03, 179,22 108,16, 3547,27 3081,18 e 1879,05 1792,69 na região do porto do Rio de Janeiro; 1,63 2,15, 51,54 39,50, 366,26 222,89 e 194,83 141,65 na região do porto de Arraial do Cabo-RJ; 3,92 2,69, 50,42 81,30, 643,97 637,61 e 182,46 265,87 na região do porto de Macaé-RJ; e 4,78 4,05, 45,31 32,84, 868,78 874,56 e 258,84 142,89 na região do porto de Vitória-ES, respectivamente. O nível de contaminação por hidrocarbonetos nas regiões estudadas variou de baixo a muito alto, mostrando que estes níveis não são diretamente compatíveis com o tamanho e o desenvolvimento urbano em torno de cada porto. Para a avaliação das fontes de contaminação foram usadas razões diagnósticas selecionadas da literatura. A mistura de fontes (pirolítica e petrogênica) foi considerada predominante na maioria das áreas, indicando a influência das atividades dos portos e dos aportes de entradas de contaminação por vias urbanas, industriais e atmosféricas.

Research on operating conditions at the catalytic reactor for the combined removal of NOx and PCDD/PCDFs from MWI plants

The management of municipal solid waste (MSW), particularly the role of incineration, is currently a subject of public debate. Incineration shows to be a good alternative of reducing the volume of waste and eliminating certain infectious components. Moreover, Municipal Waste Incinerators (MWI), are reported to be highly hygienic and apart from that MWIs are immediately effective in terms of transport (incinerators can be built close to the waste sources) and incineration's nature. Nevertheless, the emissions of many hazardous substances make the Municipal Waste Incineration (MWI) plants to be unpopular. Metals (especially lead, manganese, cadmium, chromium and mercury) are concentrated in fly and bottom ashes. Furthermore, incomplete combustion produces a wide variety of potentially hazardous organic compounds, such as aldehydes, polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH), chlorinated hydrocarbons including polychlorinated dibenzodioxins (PCDD) and dibenzofurans (PCDF), and even acid gases, including NOx. Many of these hazardous substances are carcinogenic and some have direct systemic toxicity.

A influência da acidez do suporte de catalisadores Ni-Mo sobre a atividade da reação de hidrogenação de aromáticos e abertura de ciclo naftênico

Três catalisadores contendo o mesmo teor de fase ativa (20% de óxido de molibdênio e 4% de óxido de níquel), mas constituídos por diferentes suportes (alumina, sílica-alumina e alumina zeólita) foram preparados com o objetivo de se obter catalisadores bifuncionais com acidez distinta e boa dispersão da fase metálica visando analisar o papel da acidez do suporte na conversão da tetralina. Os catalisadores e seus respectivos suportes foram caracterizados na formas óxido e sulfeto e avaliados na reação de hidrogenação da tetralina, que representa bem os monoaromáticos presentes nas correntes de petróleo. A caracterização textural mostrou que tanto a área específica quanto o volume de poros foram pouco alterados após a incorporação dos óxidos metálicos aos suportes. Os catalisadores apresentaram uma dispersão relativamente boa da fase ativa, conforme indicado pelos resultados de MET, DRX e DRS. Os resultados obtidos por TPD de n-propilamina e por espectroscopia de IV de piridina mostraram que a incorporação de óxidos de molibdênio e níquel levou a um aumento da acidez de Brönsted, o que foi atribuído à criação de novos sítios ácidos associados ao óxido de molibdênio ou a sítios de interface deste com o suporte. Obteve-se uma boa correlação entre a atividade de conversão da tetralina e o rendimento em produtos aromáticos e abertura de ciclo naftênico com a acidez de Brönsted do suporte, com a seguinte ordem de atividade para a conversão da tetralina: NiMo/alumina < NiMo/sílica-alumina < NiMo/alumina zeólita. O aumento do rendimento de produtos de hidrogenação foi relacionado à existência de um efeito eletrônico entre os sítios de Brönsted do suporte e as partículas de sulfeto suportado. No entanto, para o catalisador suportado em alumina-zeólita, onde em princípio a fase hidrogenante estaria distante dos sítios ácidos, sugeriu-se a possibilidade de uma rota alternativa de hidrogenação a partir do metil-indano formado nos centros ácidos da zeólita.

Modelagem e simulação da formação de hidrocarbonetos na combustão do gás natural

A exaustão de um veículo de motor a diesel é uma importante fonte de poluentes atmosféricos, pois forma uma matriz complexa composta de poluentes regulados e não regulados pelos órgãos governamentais. Dentre os poluentes regulados podemos citar óxidos de nitrogênio (NOx) e material particulado. Os poluentes não regulados são pouco estudados até hoje e dentre estes encontra-se a classe dos hidrocarbonetos policíclicos aromáticos e seus derivados nitrados (nitro-HPA). Estes são encontrados na exaustão do diesel na forma gasosa ou agregados ao material particulado. Hoje, o interesse em estudos destes compostos vem aumentando, devido às suas atividades carcinogênicas e mutagênicas às quais estão sujeitas as populações dos centros urbanos. O impacto causado pelos nitro-HPA emitidos por motores a ciclo diesel ao ambiente não está ainda completamente estabelecido. Este estudo consiste na modelagem e simulação do processo de combustão de hidrocarbonetos na faixa de C1 a C4 com o objetivo de descrever a formação de compostos aromáticos, principalmente HPA, e óxidos de nitrogênio a partir de modelos cinéticos de combustão propostos na literatura como referência e fazendo uso do software de simulação Kintecus. Este projeto tem como objetivo em longo prazo propor um modelo cinético para combustão do óleo Diesel. Foi iniciada a construção de um modelo cinético de combustão a partir de modelos de hidrocarbonetos simples de C1 a C4, com formação de aromáticos, HPA e óxidos de nitrogênio. Os modelos originais foram avaliados e modificados a fim de estudar como parâmetros do modelo afetam a concentração das espécies de interesse. Foi observado a tendência de formação de benzeno e fulveno em baixas temperaturas e a tendência de formação de antraceno, pireno, fenantreno a temperaturas mais altas. Foi avaliado que a conversão NO-NO2 ocorre em maiores proporções em reações iniciadas a baixas temperaturas, 600 K. Os resultados indicam que propano é o maior responsável por esta conversão. O modelo final obtido resultou da união dos modelos de combustão Hori e Marinov mais inclusão do GRI-Mech 3.0 e reações adicionais de NOx retiradas da base de dados NIST

Effects of the Santa Barbara, Calif., Oil Spill on the Apparent Abundance of Pelagic Fishery Resources

Many studies have been made of the effects of oil on marine invertebrates, plants (marine algae and phytoplankton), and vertebrates such as seabirds and marine mammals. An excellent review of these findings, which includes some references to fish and pathological effects of aromatic hydrocarbons, has been published by the Royal Society, London (Clark, 1982). That review dealt with the environmental effects of such major oil spills or releases such as those by the tankers Torry Canyon (119,000 t) on the south coast of England, Metula (50-56,000 t) in the Straits of Magellan, Argo Merchant (26,000 t) off Cape Cod, and the super tanker Amoco Cadiz (223,000 t) on the coast of northern Brittany. Those spills were studied to determine their effect on living resources. In contrast there are few references on the impact of oil spills on pelagic fishery resources.

Perfil dos HPA prioritários na exaustão de veículo a diesel, no combustível diesel utilizado durante os ensaios de emissão veicular e no óleo lubrificante do motor

As concentrações na exaustão e os fatores de emissão dos hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPA) prioritários de um veículo a diesel e as suas respectivas concentrações no diesel usado durante os ensaios de emissão veicular foram determinados com a finalidade de estimar a contribuição dos HPA provenientes do combustível nas emissões. Os produtos da combustão foram coletados diretamente nas emissões brutas do escapamento, utilizando um sistema de amostragem a volume constante sem diluição dos gases da exaustão. Os HPA associados ao MP foram amostrados de forma estratificada, utilizando um impactador em cascata MOUDI e filtros de fibra de vidro como substratos, e os HPA em fase gasosa foram amostrados usando cartuchos de amberlite XAD-2. A concentração dos HPA no óleo lubrificante do motor também foi monitorada ao longo do tempo até a sua troca após 12.000 km de uso. Após a extração e tratamento das amostras, a identificação e quantificação dos HPA foram realizadas, utilizando cromatografia de fase gasosa acoplada à espectrometria de massas (CG-EM) com injetor de grande volume de vaporização com a temperatura programável (PTV-LVI). Cinco variáveis do PTV-LVI foram otimizadas, utilizando planejamento de experimentos, o que permitiu obter limites de detecção menores do que 2,0 g L-1. Somente 7 dos 16 HPA prioritários foram identificados na exaustão: NAP, ACY, ACE, FLU, FEN, FLT e PYR. Os ensaios de emissão veicular foram realizados com o veículo em modo estacionário, sem aplicação de carga e com baixa velocidade de rotação do motor (1500 rpm), utilizando um diesel com menor teor de enxofre (10 mg kg-1) e com 5% v/v de biodiesel. Esses fatores possivelmente contribuíram para reduzir as emissões dos outros 9 HPA a valores abaixo dos limites de detecção do método desenvolvido. Aproximadamente 80% da massa dos HPA totais associados ao MP estavam presentes em partículas com tamanho entre 1,0 m e 56 nm, e aproximadamente 4,5% estavam presentes em partículas menores do que 56 nm. Partículas menores que 2,5 m são facilmente inaladas e depositadas no trato respiratório e na região alveolar, justificando a preocupação com relação às emissões de HPA associados a partículas provenientes da exaustão veicular de motores a diesel. Somente 5 dos 7 HPA identificados na exaustão foram detectados no diesel: NAP, ACY, FLU, FEN e PYR. A razão entre os fatores de emissão (g L-1diesel) dos HPA na exaustão e suas respectivas concentrações do diesel (g L-1) variaram de 0,01 0,02 a 0,05 0,029, dependendo do HPA. Esses valores indicam que pelo menos 95 a 99% dos HPA identificados no diesel foram destruídos e/ou transformados em outros compostos durante a combustão, e/ou foram retidos no reservatório do óleo lubrificante. Por outro lado, os HPA que tiveram maiores concentrações no diesel também apresentaram maiores fatores de emissão, o que sugere que os HPA provenientes do diesel possuem uma contribuição significativa para as emissões dos HPA totais. O perfil dos HPA prioritários no óleo lubrificante mostrou-se semelhante ao perfil dos HPA no diesel e nas emissões totais, onde o NAP, FEN e PYR foram os HPA majoritários

Consumo de carnes por forma de preparo no Brasil.

A plausível associação entre o consumo de carnes e o desenvolvimento do câncer colorretal vem sendo em parte explicada pelo processo de formação de aminas heterocíclicas e hidrocarbonetos aromáticos durante a cocção. No Brasil este tipo de câncer encontra-se entre as três mais frequentes causas de óbito por câncer tanto em homens como em mulheres, sendo as regiões Sul e Sudeste as que apresentam as maiores taxas de mortalidade. Este estudo tem como objetivo estimar o consumo médio per capita e prevalência de carnes segundo formas de preparo no Brasil, com ênfase nas técnicas grelhado/brasa/churrasco e frito. Foram utilizados dados do Inquérito Nacional de Alimentação (INA) que faz parte da Pesquisa de Orçamentos Familiares (POF) realizado entre os anos de 2008 e 2009. Nesse inquérito foram analisadas informações referentes ao consumo alimentar de 34.003 indivíduos com dez anos de idade ou mais, contemplando questões a cerca da quantidade de alimentos consumidos em unidades de medidas caseiras, forma de preparo do alimento e local de consumo (alimentação dentro do domicílio ou quando o alimento foi preparado e consumido fora do domicílio). As medias de carnes em geral foram estratificadas por sexo, escolaridade, quarto de renda, grandes regiões geográficas, situação do domicílio (urbano/rural) e local de consumo (dentro/fora do lar). Para a extração dos valores médios per capita consumidos, foram utilizados os procedimentos survey para levar em consideração os efeitos do desenho amostral. Verificou-se que a maior média per capita de consumo em gramas ocorreu no grupo de carne bovina, e a forma de preparo frito apresentou a maior média per capita de ingestão (31 gramas/ dia). Agrupando-se todos os tipos de carnes em apenas uma classe, "carnes em geral", a forma de preparação frita permaneceu com média de consumo demasiadamente maior que a forma grelhado/brasa/churrasco em todas as variáveis analisadas. Quando desagregado pelas variáveis de interesse, a maior média de consumo per capita de carnes em geral ocorreu na mais alta categoria de escolaridade (21 gramas/ dia) para o tipo grelhado/brasa/churrasco e entre residentes da região Norte (111gramas/ dia) para o tipo frito. As menores médias per capita ocorreram entre os indivíduos no primeiro quarto de renda (1,96 gramas/ dia) para aqueles que consumiram grelhado/brasa/churrasco e para as carnes fritas a menor média foi observada fora do domicílio (20 gramas/ dia). Os achados indicam que existe uma acentuada diferença entre o consumo médio per capita de grelhado/brasa/churrasco e fritos entre as regiões brasileiras, sendo mais evidente quando desagregado por variáveis sócio demográficas.

Protocols for conducting dolphin capture-release health assessment studies

Marine mammals, such as dolphins, can serve as key indicator species in coastal areas by reflecting the effects of natural and anthropogenic stressors. As such they are often considered sentinels of environmental and ecosystem health (Bossart 2006; Wells et al. 2004; Fair and Becker 2000). The bottlenose dolphin is an apex predator and a key component of many estuarine environments in the southeastern United States (Woodward-Clyde Consultants 1994; SCDNR 2005). Health assessments of dolphins are especially critical in areas where populations are depleted, show signs of epidemic disease and/or high mortality and/or where habitat is being altered or impacted by human activities. Recent assessments of environmental conditions in the Indian River Lagoon, Florida (IRL) and the estuarine waters surrounding Charleston, South Carolina (CHS) highlight the need for studies of the health of local bottlenose dolphins. While the condition of southeastern estuaries was rated as fair in the National Coastal Condition Report (U.S. EPA 2001), it was noted that the IRL was characterized by poorer than expected benthic communities, significant sediment toxicity and increased nutrient concentrations. Similarly, portions of the CHS estuary have sediment concentrations of aliphatic aromatic hydrocarbons, select inorganic metals, and some persistent pesticides far in excess of reported bioeffect levels (Hyland et al. 1998). Long-term trends in water quality monitoring and recent scientific research suggest that waste load assimilation, non-point source runoff impacts, contaminated sediments, and toxic pollutants are key issues in the CHS estuary system. Several ‘hot spots’ with high levels of heavy metals and organic compounds have been identified (Van Dolah et al. 2004). High concentrations of anthropogenic trace metals, polychlorinated biphenyls (PCB’s) and pesticides have been found in the sediments of Charleston Harbor, as well as the Ashley and Cooper Rivers (Long et al. 1998). Two superfund sites are located within the CHS estuary and the key contaminants of concern associated with these sites are: polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH), lead, chromium, copper, arsenic, zinc and dioxin. Concerns related to the overall health of IRL dolphins and dermatologic disease observed in many dolphins in the area (Bossart et al. 2003) initiated an investigation of potential factors which may have impacted dolphin health. From May-August 2001, 35 bottlenose dolphins died in the IRL during an unusual mortality event (MMC 2003). Many of these dolphins were diagnosed with a variety of skin lesions including proliferative ulcerative dermatitis due to protozoa and fungi, dolphin pox and a vesicular dermatopathy of unknown etiology (Bossart et al. 2003). Multiple species from fish to dolphins in the IRL system have exhibited skin lesions of various known and unknown etiologies (Kane et al. 2000; Bossart et al. 2003; Reif et al. 2006). On-going photo-identification (photo-ID) studies have documented skin diseases in IRL dolphins (Mazzoil et al. 2005). In addition, up to 70% of green sea turtles in the IRL exhibit fibropapillomas, with the highest rates of occurrence being seen in turtles from the southern IRL (Hirama 2001).

The effects of urbanization on populations of grass shrimp Palaemonetes spp. in small, high salinity estuaries

High salinity estuaries in the southeastern U.S. have experienced increased inputs of contaminants from nonpoint source (NPS) urban runoff and decreases in habitat due to filling of wetlands and dock/bulkhead construction. Urbanization may pose significant risks to estuarine fauna, particularly crustaceans. The grass shrimp of the genus Palaemonetes, is one of the dominant species found in estuarine tidal creeks, accounting for greater than 50% of all macropelagic fauna on an annual basis. Spatial analytical and geographic information system techniques were used to determine which factors influenced the Palaemonetes population structures in a South Carolina bar-built estuary surrounded by urban development. Impacts from land use practices were investigated using concentric circular buffers around study sites. Factors investigated included sediment-associated polycyclic aromatic hydrocarbons concentration, land use classification, percent impervious surfaces, and other selected urban factors. Geographic information system and statistical modeling showed quantitative relationships between land use class and impacts on Palaemonetes density. The study suggests that habitat loss is a major factor influencing grass shrimp densities. Multiple regression modeling suggests a significant relationship between habitat alterations and Palaemonetes densities.

Deepwater Horizon oil spill: assessment of potential impacts on the deep soft-bottom benthos; interim data summary report

A study was initiated in May 2011, under the direction of the Deepwater Horizon (DWH) Natural Resource Damage Assessment (NRDA) Deepwater Benthic Communities Technical Working Group (NRDA Deep Benthic TWG), to assess potential impacts of the DWH oil spill on sediments and resident benthic fauna in deepwater (> 200 meters) areas of the Gulf. Key objectives of the study were to complete the analysis of samples from 65 priority stations sampled in September-October 2010 on two DWH Response cruises (Gyre and Ocean Veritas) and from 38 long-term monitoring sites (including a subset of 35 of the original 65) sampled on a follow-up NRDA cruise in May-June 2011. The present progress report provides a brief summary of results from the initial processing of samples from fall 2010 priority sites (plus three additional historical sites). Data on key macrofaunal, meiofaunal, and abiotic environmental variables are presented for each of these samples and additional maps are included to depict spatial patterns in these variables throughout the study region. The near-field zone within about 3 km of the wellhead, where many of the stations showed evidence of impaired benthic condition (e.g. low taxa richness, high nematode/harpacticoid-copepod ratios), also is an area that contained some of the highest concentrations of total petroleum hydrocarbons (TPH), total polycyclic aromatic hydrocarbons (total PAHs), and barium in sediments (as possible indicators of DWH discharges). There were similar co-occurrences at other sites outside this zone, especially to the southwest of the wellhead out to about 15 km. However, there also were exceptions to this pattern, for example at several farther-field sites in deeper-slope and canyon locations where there was low benthic species richness but no evidence of exposure to DWH discharges. Such cases are consistent with historical patterns of benthic distributions in relation to natural controlling factors such as depth, position within canyons, and availability of organic matter derived from surface-water primary production.

Deep-sea benthic footprint of the Deepwater Horizon blowout

The Deepwater Horizon (DWH) accident in the northern Gulf of Mexico occurred on April 20, 2010 at a water depth of 1525 meters, and a deep-sea plume was detected within one month. Oil contacted and persisted in parts of the bottom of the deep-sea in the Gulf of Mexico. As part of the response to the accident, monitoring cruises were deployed in fall 2010 to measure potential impacts on the two main soft-bottom benthic invertebrate groups: macrofauna and meiofauna. Sediment was collected using a multicorer so that samples for chemical, physical and biological analyses could be taken simultaneously and analyzed using multivariate methods. The footprint of the oil spill was identified by creating a new variable with principal components analysis where the first factor was indicative of the oil spill impacts and this new variable mapped in a geographic information system to identify the area of the oil spill footprint. The most severe relative reduction of faunal abundance and diversity extended to 3 km from the wellhead in all directions covering an area about 24 km2. Moderate impacts were observed up to 17 km towards the southwest and 8.5 km towards the northeast of the wellhead, covering an area 148 km2. Benthic effects were correlated to total petroleum hydrocarbon, polycyclic aromatic hydrocarbons and barium concentrations, and distance to the wellhead; but not distance to hydrocarbon seeps. Thus, benthic effects are more likely due to the oil spill, and not natural hydrocarbon seepage. Recovery rates in the deep sea are likely to be slow, on the order of decades or longer.

Assessing the impacts of the Deepwater Horizon oil spill: the National Status and Trends Program response; a summary report of coastal contamination

NOAA’s National Status and Trends Program (NS&T) collected oyster tissue and sediments for quantification of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) and petroleum associated metals before and after the landfall of oil from the Deepwater Horizon incident of 2010. These new pre- and post- landfall measurements were put into a historical context by comparing them to data collected in the region over three decades during Mussel Watch monitoring. Overall, the levels of PAHs in both sediment and oysters both pre- and post-landfall were within the range of historically observed values for the Gulf of Mexico. Some specific sites did have elevated PAH levels. While those locations generally correspond to areas in which oil reached coastal areas, it cannot be conclusively stated that the contamination is due to oiling from the Deepwater Horizon incident at these sites due to the survey nature of these sampling efforts. Instead, our data indicate locations along the coast where intensive investigation of hydrocarbon contamination should be undertaken. Post-spill concentrations of oil-related trace metals (V, Hg, Ni) were generally within historically observed ranges for a given site, however, nickel and vanadium were elevated at some sites including areas in Mississippi Sound and Galveston, Terrebonne, Mobile, Pensacola, and Apalachicola Bays. No oyster tissue metal body burden exceeded any of the United States Food and Drug Administration’s (FDA) shellfish permissible action levels for human consumption.

Porphyrin detection in denatured cnidarian tissue extracts

Porphyrin metabolic disruption from exposure to xenobiotic contaminants such as heavy metals, dioxins, and aromatic hydrocarbons can elicit overproduction of porphyrins. Measurement of porphyrin levels, when used in conjunction with other diagnostic assays, can help elucidate an organism’s physiological condition and provide evidence for exposure to certain toxicants. A sensitive microplate fluorometric assay has been optimized for detecting total porphyrin levels in detergent solubilized protein extracts from symbiotic, dinoflagellate containing cnidarian tissues. The denaturing buffer used in this modified assay contains a number of potentially interfering components (e.g., sodium dodecyl sulfate (SDS), dithiothreitol (DTT), protease inhibitors, and chlorophyll from the symbiotic zooxanthellae), which required examination and validation. Examination of buffer components were validated for use in this porphyrin assay; while the use of a specific spectrofluorometric filter (excitation 400 ± 15 nm; emission 600 ± 20 nm) minimized chlorophyll interference. The detection limit for this assay is 10 fmol of total porphyrin per μg of total soluble protein and linearity is maintained up to 5000 fmol. The ability to measure total porphyrins in a SDS protein extract now allows a single extract to be used in multiple assays. This is an advantage over classical methods, particularly when tissue samples are limiting, as is often the case with coral due to availability and collection permit restrictions.