Die Überwachungsprogramme der internationalen Meeresschutzkonventionen für Nord- und Ostsee

The international conventions for the protection of the marine environment of the North-east Atlantic Ocean including the North Sea (OSPAR) and the Baltic Sea (HELCOM) as well as the International Council for the Exploration of the Sea (ICES) have modified their structures in the recent years towards a strategy directed approach. Committees and working groups have partly changed only their names but in many cases also the scope of their subjects. In the last two years activities have been initiated to coordinate the tasks of the marine conventions and the European Union and to merge them as much as meaningful and practicable, under a common EU Marine Strategy. This article will reflect how the organisational structures have changed since the last restructuring in the first half of the nineties, and how the contaminant and bioeffect monitoring activities of the Federal Research Centre for Fisheries are implemented in these international conventions.

Entgiftungsstoffwechsel der Nordsee-Kliesche (Limanda limanda)

In the framework of monitoring programmes organized under several sea protection conventions (HELSINKI Conv., OSPAR Conv.) the contracting parties are requested to develop appropriate techniques for Biological-Effect- Monitoring. In following these recommendations the Institut for Fisheries Ecology studies the 7-ethoxyresorufin- O-deethylase (EROD) activity in the liver of dab. EROD represents one enzyme of the cytochrome P-450 species, also called mixed function oxygenases (MFO), which is induced by certain organic contaminants, e.g. PCBs. On the other hand, an influence of natural factors like season, temperature or spawning on the EROD activity may be possible. The present study represents an insight into the status of the EROD activity in North Sea dab. Ultimately, we intend to decide if EROD activity is an appropriate tool to detect effects of contaminants. The EROD activity in the liver of 687 dabs, caught in the North Sea at different seasons in 1995 and 1996 with the fishery research vessel “Walther Herwig III”, has been determined and the data obtained have been statistically evaluated. The logarithmically transformed values of the EROD activity are following approximately a normal distribution. Due to the wide variation of the enzyme activities and due to the small number of samples minor differences between samples are not detectable. Nevertheless, comparing the enzyme activities at different sites of the North Sea, some significant differences have been identified. A model for the discription of seasonal variations of EROD activity, developed at the Biologische Anstalt Helgoland, could be helpful for interpretation.

Impact of human activities on benthic biotopes and species

Executive Summary 1. The Marine Life Information Network (MarLIN) has been developed since 1998. Defra funding has supported a core part of its work, the Biology and Sensitivity Key Information Sub-programme. This report relates to Biology and Sensitivity work for the period 2001-2004. 2. MarLIN Biology and Sensitivity research takes information on the biology of species to identify the likely effects of changing environmental conditions linked to human activities on those species. In turn, species that are key functional, key structural, dominant, or characteristic in a biotope (the habitat and its associated species) are used to identify biotope sensitivity. Results are displayed over the World Wide Web and can be accessed via a range of search tools that make the information of relevance to environmental management. 3. The first Defra contract enabled the development of criteria and methods of research, database storage methods and the research of a wide range of species. A contract from English Nature and Scottish Natural Heritage enabled biotopes relevant to marine SACs to be researched. 4. Defra funding in 2001-2004 has especially enabled recent developments to be targeted for research. Those developments included the identification of threatened and declining species by the OSPAR Biodiversity Committee, the development of a new approach to defining sensitivity (part of the Review of Marine Nature Conservation), and the opportunity to use Geographical Information Systems (GIS) more effectively to link survey data to MarLIN assessments of sensitivity. 5. The MarLIN database has been developed to provide a resource to 'pick-and-mix' information depending on the questions being asked. Using GIS, survey data that provides locations for species and biotopes has been linked to information researched by MarLIN to map the likely sensitivity of an area to a specified factor. Projects undertaken for the Irish Sea pilot (marine landscapes), in collaboration with CEFAS (fishing impacts) and with the Countryside Council for Wales (oil spill response) have demonstrated the application of MarLIN information linked to survey data in answering, through maps, questions about likely impacts of human activities on seabed ecosystems. 6. GIS applications that use MarLIN sensitivity information give meaningful results when linked to localized and detailed survey information (lists of species and biotopes as point source or mapped extents). However, broad landscape units require further interpretation. 7. A new mapping tool (SEABED map) has been developed to display data on species distributions and survey data according to search terms that might be used by an environmental manager. 8. MarLIN outputs are best viewed on the Web site where the most up-to-date information from live databases is available. The MarLIN Web site receives about 1600 visits a day. 9. The MarLIN approach to assessing sensitivity and its application to environmental management were presented in papers at three international conferences during the current contract and a 'touchstone' paper is to be published in the peer-reviewed journal Hydrobiologia. The utility of MarLIN information for environmental managers, amongst other sorts of information, has been described in an article in Marine Pollution Bulletin. 10. MarLIN information is being used to inform the identification of potential indicator species for implementation of the Water Framework Directive including initiatives by ICES. 11. Non-Defra funding streams are supporting the updating of reviews and increasing the amount of peer review undertaken; both of which are important to the maintenance of the resource. However, whilst MarLIN information is sufficiently wide ranging to be used in an 'operational' way for marine environmental protection and management, new initiatives and the new biotopes classification have introduced additional species and biotopes that will need to be researched in the future. 12. By the end of the contract, the Biology and Sensitivity Key Information database contained full Key Information reviews on 152 priority species and 117 priority biotopes, together with basic information on 412 species; a total of 564 marine benthic species.

North Sea Ecosystem: Status Report

The North Sea is a dynamic large marine ecosystem which is bordered by a dense coastal population, contains a productive oil and gas province, has a dense shipping network and has one of the most productive fisheries in the world. An assessment of the state of health of the North Sea was initiated in 1987 as part of a developing series of international initiatives at Ministerial level to address concerns over the impact of these activities on the marine ecosystem. Four North Sea Ministerial Conferences (1984, 1987, 1990, 1995) and an Intermediate Ministerial Meeting (1993) have been held to date to develop a harmonized approach to the sustainable management of the North Sea. In 1988 at the request of Ministers a North Sea Task Force was established to co-ordinate work leading to the production of a Quality Status Report (QSR) on the North Sea in December 1993. In recognition of the large geographical and ecological diversity exhibited, a sub-regional approach was adopted and a total of 13 sub-regional assessment reports were produced to a common protocol. The Task Force established a five-year plan to co-ordinate research, monitoring and modelling and other special topics in the preparations for the QSR. As part of this exercise a ‘Monitoring Master Plan’ was drawn up to provide for the first time reliable spatial information on the distribution of chemical contaminants and biological effects throughout the North Sea. The Task Force was a unique structure in international collaboration with a fixed remit that ended in December 1993. It was successful in bringing together many diverse organisations with interests in the North Sea and co-ordinated to a tight timetable the production of the QSR. The experiences gained are now being applied to the whole north east Atlantic under a new OSPAR Convention and have wide application to other Large Marine Ecosystems.

The Mechanics of QSR 2000

Assessment of the quality of the marine environment forms an important part of the new 1992 OSPAR Convention for the Protection of the Marine Environment of the North-East Atlantic that was ratified and entered into force on 25 March 1998. In the ministerial statement at the signing of the Convention it was agreed that the first assessment (Quality Status Report, QSR) for all Convention waters should be produced for the year 2000. To oversee this charge a new Environmental Assessment and Monitoring Committee (ASMO) was established and a junior group under this committee, to implement necessary actions, the Assessment Co-ordination Group (ACG). Because of the wide geographical diversity and varying levels of information available in different parts of the Convention area it was decided to produce five regional reports for: I The Arctic; II The North Sea; III The Celtic seas; IV The Bay of Biscay and Iberian Coast; V The Wider Atlantic, which will be synthesised in a holistic QSR for the year 2000. The report for the North Sea will largely be an update of QSR 1993 and forms the third cycle of a developing management system for the North Sea. This paper will present the procedures that have been adopted to implement the QSRs, and outlines the guidelines that have been developed for their structure, format, design and publication.

Assessing the sensitivity of seagrass bed biotopes to pressures associated with marine activities.

This project was commissioned to generate an improved understanding of the sensitivities of seagrass habitats to pressures associated with human activities in the marine environment - to provide an evidence base to facilitate and support management advice for Marine Protected Areas; development of UK marine monitoring and assessment, and conservation advice to offshore marine industries. Seagrass bed habitats are identified as a Priority Marine Feature (PMF) under the Marine (Scotland) Act 2010, they are also included on the OSPAR list of threatened and declining species and habitats, and are a Habitat of Principle Importance (HPI) under the Natural Environment and Rural Communities (NERC) Act 2006, in England and Wales. The purpose of this project was to produce sensitivity assessments with supporting evidence for the HPI, OSPAR and PMF seagrass/Zostera bed habitat definitions, clearly documenting the evidence behind the assessments and any differences between assessments. Nineteen pressures, falling in five categories - biological, hydrological, physical damage, physical loss, and pollution and other chemical changes - were assessed in this report. Assessments were based on the three British seagrasses Zostera marina, Z. noltei and Ruppia maritima. Z. marina var. angustifolia was considered to be a subspecies of Z. marina but it was specified where studies had considered it as a species in its own rights. Where possible other components of the community were investigated but the basis of the assessment focused on seagrass species. To develop each sensitivity assessment, the resistance and resilience of the key elements were assessed against the pressure benchmark using the available evidence. The benchmarks were designed to provide a ‘standard’ level of pressure against which to assess sensitivity. Overall, seagrass beds were highly sensitive to a number of human activities: • penetration or disturbance of the substratum below the surface; • habitat structure changes – removal of substratum; • physical change to another sediment type; • physical loss of habitat; • siltation rate changes including and smothering; and • changes in suspended solids. High sensitivity was recorded for pressures which directly impacted the factors that limit seagrass growth and health such as light availability. Physical pressures that caused mechanical modification of the sediment, and hence damage to roots and leaves, also resulted in high sensitivity. Seagrass beds were assessed as ‘not sensitive’ to microbial pathogens or ‘removal of target species’. These assessments were based on the benchmarks used. Z. marina is known to be sensitive to Labyrinthula zosterae but this was not included in the benchmark used. Similarly, ‘removal of target species’ addresses only the biological effects of removal and not the physical effects of the process used. For example, seagrass beds are probably not sensitive to the removal of scallops found within the bed but are highly sensitive to the effects of dredging for scallops, as assessed under the pressure penetration or disturbance of the substratum below the surface‘. This is also an example of a synergistic effect Assessing the sensitivity of seagrass bed biotopes to pressures associated with marine activities between pressures. Where possible, synergistic effects were highlighted but synergistic and cumulative effects are outside the scope off this study. The report found that no distinct differences in sensitivity exist between the HPI, PMF and OSPAR definitions. Individual biotopes do however have different sensitivities to pressures. These differences were determined by the species affected, the position of the habitat on the shore and the sediment type. For instance evidence showed that beds growing in soft and muddy sand were more vulnerable to physical damage than beds on harder, more compact substratum. Temporal effects can also influence the sensitivity of seagrass beds. On a seasonal time frame, physical damage to roots and leaves occurring in the reproductive season (summer months) will have a greater impact than damage in winter. On a daily basis, the tidal regime could accentuate or attenuate the effects of pressures depending on high and low tide. A variety of factors must therefore be taken into account in order to assess the sensitivity of a particular seagrass habitat at any location. No clear difference in resilience was established across the three seagrass definitions assessed in this report. The resilience of seagrass beds and the ability to recover from human induced pressures is a combination of the environmental conditions of the site, growth rates of the seagrass, the frequency and the intensity of the disturbance. This highlights the importance of considering the species affected as well as the ecology of the seagrass bed, the environmental conditions and the types and nature of activities giving rise to the pressure and the effects of that pressure. For example, pressures that result in sediment modification (e.g. pitting or erosion), sediment change or removal, prolong recovery. Therefore, the resilience of each biotope and habitat definitions is discussed for each pressure. Using a clearly documented, evidence based approach to create sensitivity assessments allows the assessment and any subsequent decision making or management plans to be readily communicated, transparent and justifiable. The assessments can be replicated and updated where new evidence becomes available ensuring the longevity of the sensitivity assessment tool. The evidence review has reduced the uncertainty around assessments previously undertaken in the MB0102 project (Tillin et al 2010) by assigning a single sensitivity score to the pressures as opposed to a range. Finally, as seagrass habitats may also contribute to ecosystem function and the delivery of ecosystem services, understanding the sensitivity of these biotopes may also support assessment and management in regard to these. Whatever objective measures are applied to data to assess sensitivity, the final sensitivity assessment is indicative. The evidence, the benchmarks, the confidence in the assessments and the limitations of the process, require a sense-check by experienced marine ecologists before the outcome is used in management decisions.

Assessing the sensitivity of Sabellaria spinulosa to pressures associated with marine activities.

The Joint Nature Conservation Committee (JNCC) commissioned this project to generate an improved understanding of the sensitivities of Sabellaria spinulosa reefs based on the OSPAR habitat definition. This work aimed to provide an evidence base to facilitate and support management advice for Marine Protected Areas, development of UK marine monitoring and assessment, and conservation advice to offshore marine industries. The OSPAR list of threatened and declining species and habitats refers to subtidal S. spinulosa reefs on hard or mixed substratum. S. spinulosa may also occur as thin crusts or individual worms but these are not the focus of conservation. The purpose of this project was to produce sensitivity assessments with supporting evidence for S. spinulosa reefs, clearly documenting the evidence behind the assessments and the confidence in these assessments. Sixteen pressures, falling in five categories - biological, hydrological, physical damage, physical loss, and pollution and other chemical changes - were assessed in this report. To develop each sensitivity assessment, the resistance and resilience of the key elements of the habitat were assessed against the pressure benchmark using the available evidence. The benchmarks were designed to provide a ‘standard’ level of pressure against which to assess sensitivity. The highest sensitivity (‘medium’) was recorded for physical pressures which directly impact the reefs including: • habitat structure changes – removal of substratum; • abrasion and penetration and sub-surface disturbance; • physical loss of habitat and change to habitat; and • siltation rate changes including and smothering. The report found that no evidence for differences in the sensitivity of the three EUNIS S. spinulosa biotopes that comprise the OSPAR definition. However, this evidence review has identified significant information gaps regarding sensitivity, ecological interactions with other species and resilience. No clear difference in resilience was established across the OSPAR S. spinulosa biotopes that were assessed in this report. Using a clearly documented, evidence based approach to create sensitivity assessments allows the assessment and any subsequent decision making or management plans to be readily communicated, transparent and justifiable. The assessments can be replicated and updated where new evidence becomes available ensuring the longevity of the sensitivity assessment tool. Finally, as S. spinulosa habitats may also contribute to ecosystem function and the delivery of ecosystem services, understanding the sensitivity of these biotopes may also support assessment and management in regard to these. Whatever objective measures are applied to data to assess sensitivity, the final sensitivity assessment is indicative. The evidence, the benchmarks, the confidence in the assessments and the limitations of the process, require a sense-check by experienced marine ecologists before the outcome is used in management decisions.

Assessing the sensitivity of blue mussel beds to pressures associated with human activities.

The Joint Nature Conservation Committee (JNCC) commissioned this project to generate an improved understanding of the sensitivities of blue mussel (Mytilus edulis) beds, found in UK waters, to pressures associated with human activities in the marine environment. The work will provide an evidence base that will facilitate and support management advice for Marine Protected Areas, development of UK marine monitoring and assessment, and conservation advice to offshore marine industries. Blue mussel beds are identified as a Habitat of Principle Importance (HPI) under the Natural Environment and Rural Communities (NERC) Act 2006, as a Priority Marine Feature (PMF) under the Marine (Scotland) Act 2010, and included on the OSPAR (Annex V) list of threatened and declining species and habitats. The purpose of this project was to produce sensitivity assessments for the blue mussel biotopes included within the HPI, PMF and OSPAR habitat definitions, and clearly document the supporting evidence behind the assessments and any differences between them. A total of 20 pressures falling in five categories - biological, hydrological, physical damage, physical loss, and pollution and other chemical changes - were assessed in this report. The review examined seven blue mussel bed biotopes found on littoral sediment and sublittoral rock and sediment. The assessments were based on the sensitivity of M. edulis rather than associated species, as M. edulis was considered the most important characteristic species in blue mussel beds. To develop each sensitivity assessment, the resistance and resilience of the key elements are assessed against the pressure benchmark using the available evidence gathered in this review. The benchmarks were designed to provide a ‘standard’ level of pressure against which to assess sensitivity. Blue mussel beds were highly sensitive to a few human activities: • introduction or spread of non-indigenous species (NIS); • habitat structure changes - removal of substratum (extraction); and • physical loss (to land or freshwater habitat). Physical loss of habitat and removal of substratum are particularly damaging pressures, while the sensitivity of blue mussel beds to non-indigenous species depended on the species assessed. Crepidula fornicata and Crassostrea gigas both had the potential to outcompete and replace mussel beds, so resulted in a high sensitivity assessment. Mytilus spp. populations are considered to have a strong ability to recover from environmental disturbance. A good annual recruitment may allow a bed to recovery rapidly, though this cannot always be expected due to the sporadic nature of M. edulis recruitment. Therefore, blue mussel beds were considered to have a 'Medium' resilience (recovery within 2-10 years). As a result, even where the removal or loss of proportion of a mussel bed was expected due to a pressure, a sensitivity of 'Medium' was reported. Hence, most of the sensitivities reported were 'Medium'. It was noted, however, that the recovery rates of blue mussel beds were reported to be anywhere between two years to several decades. In addition, M. edulis is considered very tolerant of a range of physical and chemical conditions. As a result, blue mussel beds were considered to be 'Not sensitive' to changes in temperature, salinity, de-oxygenation, nutrient and organic enrichment, and substratum type, at the benchmark level of pressure. The report found that no distinct differences in overall sensitivity exist between the HPI, PMF and OSPAR definitions. Individual biotopes do however have different sensitivities to pressures, and the OSPAR definition only includes blue mussel beds on sediment. These differences were determined by the position of the habitat on the shore and the sediment type. For example, the infralittoral rock biotope (A3.361) was unlikely to be exposed to pressures that affect sediments. However in the case of increased water flow, mixed sediment biotopes were considered more stable and ‘Not sensitive’ (at the benchmark level) while the remaining biotopes were likely to be affected.

Using a clearly documented, evidence-based approach to create sensitivity assessments allows the assessment basis and any subsequent decision making or management plans to be readily communicated, transparent and justifiable. The assessments can be replicated and updated where new evidence becomes available ensuring the longevity of the sensitivity assessment tool. For every pressure where sensitivity was previously assessed as a range of scores in MB0102, the assessments made by the evidence review have supported one of the MB0102 assessments. The evidence review has reduced the uncertainty around assessments previously undertaken in the MB0102 project (Tillin et al., 2010) by assigning a single sensitivity score to the pressures as opposed to a range. Finally, as blue mussel bed habitats also contribute to ecosystem function and the delivery of ecosystem services, understanding the sensitivity of these biotopes may also support assessment and management in regard to these. Whatever objective measures are applied to data to assess sensitivity, the final sensitivity assessment is indicative. The evidence, the benchmarks, the confidence in the assessments and the limitations of the process, require a sense-check by experienced marine ecologists before the outcome is used in management decisions.

Identifying species and ecosystem sensitivities.

Executive Summary The programme of work was commissioned in September 1998 to supply information to underpin the UK’s commitments to protection and conservation of the ecosystems and biodiversity of the marine environment under the 1992 OSPAR Convention on the Protection of the Marine Environment of the North East Atlantic. The programme also provided support for the implementation of the Biodiversity Convention and the EU Habitats Directive. The MarLIN programme initiated a new approach to assessing sensitivity and recoverability characteristics of seabed species and biotopes based on structures (such as the seabed biotopes classification) and criteria (such as for assessing rarity and defining ‘sensitivity’) developed since 1997. It also developed tools to disseminate the information on the Internet. The species researched were those that were listed in conventions and directives, included in Biodiversity Action Plans, or were nationally rare or scarce. In addition, species were researched if they maintained community composition or structure and/or provided a distinctive habitat or were special to or especially abundant in a particular situation or biotope At its conclusion in August 2001, the work carried out under the contract with DETR/DEFRA had: · Developed protocols, criteria and structures for identifying ‘sensitivity’ and ‘recoverability’, which were tested by a programme management group. · Developed a database to hold research data on biology and sensitivity of species and biotopes. · Defined the link between human activities and the environmental factors likely to be affected by those activities. · Developed a user-friendly Web site to access information from the database, on the sensitivity and recoverability characteristics of over 100 species and basic information on over 200 species. Additionally, the project team have: · Brought together and facilitated discussion between current developers and users of electronic resources for environmental management, protection and education in the conference ‘Using Marine Biological Information in the Electronic Age’ (19-21 July 1999). · Contributed to the development of Ecological Quality Objectives for the North Sea (Scheveningen, 11- 3 September 1999 and subsequent papers). · Provided detailed information on species as a supplement to the National Biodiversity Network Gateway demonstration www.searchnbn.net. · Developed a peer-reviewed approach to electronic publication of updateable information. · Promoted the contract results and the MarLIN approach to the support of marine environmental management and protection at European research fora and, through the web site, internationally. The information available through the Web site is now being used by consultants and Government agencies. The DEFRA contract has been of critical importance in establishing the Marine Life Information Network (MarLIN) programme and has encouraged support from other organisations. Other related work in the MarLIN programme is on-going, especially to identify sensitivity of biotopes to support management of SACs (contract from English Nature in collaboration with Scottish Natural Heritage), to access data sources (in collaboration with the National Biodiversity Network) and to establish volunteer recording schemes for marine life. The results of the programme are best viewed on the Web site (www.marlin.ac.uk). Three reports have been produced during the project. A final report detailing the work undertaken, a brochure ‘Identifying the sensitivity of seabed ecosystems’ and a CD-ROM describing the programme and demonstrating the Web site have been delivered as final products in addition to the Web site.

Determinant factors for the use of imposex in TBT pollution monitoring

Os compostos de tributilestanho (TBT) foram utilizados como biocidas em tintas antivegetativas (AV) e amplamente aplicados, durante décadas, de forma a evitar a bioincrustação em superfícies submersas, principalmente em cascos de embarcações. Os seus efeitos deletérios em organismos não-alvo tornaram-se evidentes após o aparecimento de gastrópodes prosobrâquios com imposex – sobreposição de caracteres sexuais masculinos sobre o tracto reprodutivo das fêmeas. Desde então, a expressão do imposex em prosobrânquios tem sido amplamente utilizada como biomarcador da poluição por TBT. Um dos objectivos da presente tese é avaliar se as mais recentes restrições legais na utilização das tintas AV com compostos organoestânicos (OTs) resultaram numa redução da poluição pelos mesmos na costa continental Portuguesa. Para tal, foi levada a cabo a análise da variação temporal do imposex como biomarcador dos níveis ambientais de TBT e a validação de procedimentos, de modo a seguir de forma precisa a evolução da intensidade deste fenómeno ao longo do tempo. O trabalho de investigação teve início no momento em que a ineficácia da legislação anterior (Directiva 89/677/CEE) na redução da poluição por TBT no litoral Português era reportada na literatura e quando estavam já agendados instrumentos decisivos para a diminuição definitiva deste tipo de poluição: o Regulamento (CE) N.º 782/2003 do Parlamento e do Conselho da União Europeia (UE) que bania as tintas AV baseadas em TBT na sua frota a partir de 1 de Julho de 2003; a "Convenção Internacional sobre o Controlo de Sistemas Antivegetativos Nocivos em Navios” (Convenção AFS), adoptada em 2001 pela Organização Marítima Internacional (OMI), que procurava erradicar os OTs da frota mundial até 2008. Os níveis de imposex e as concentrações de OTs nos tecidos de fêmeas de Nucella lapillus foram medidos em 17 locais de amostragem ao longo da costa Portuguesa em 2003, a fim de se avaliarem os impactos do TBT nas populações desta espécie e de se criar uma base de dados para seguir a sua evolução futura. O índice da sequência do vaso deferente (VDSI), o índice do tamanho relativo do pénis (RPSI) e a percentagem de fêmeas afectadas por imposex (%I) foram utilizados na medição da intensidade deste fenómeno em cada local de amostragem e os seus valores variaram entre 0,20-4,04, 0,0- 42,2% e 16,7-100,0%, respectivamente. Foram encontradas fêmeas estéreis em 3 locais de amostragem, com percentagens a variar entre 4,0 e 6,2%. As concentrações de TBT e dibutilestanho (DBT) nas fêmeas variaram respectivamente entre 23-138 e <10-62 ng Sn.g-1 de peso seco, e o conteúdo em TBT nos tecidos revelou-se significativamente correlacionado com o imposex (nomeadamente com o RPSI e o VDSI). Os níveis de expressão do fenómeno e o conteúdo em OTs nos tecidos, foram superiores na proximidade de portos, confirmando as conclusões obtidas anteriormente por outros autores de que os navios e a actividade dos estaleiros são as principais fontes destes compostos no litoral Português. As infra-estruturas associadas ás principais fontes de OTs – portos, estaleiros e marinas – estão geralmente localizadas no interior de estuários, motivo pelo qual estas áreas têm vindo a ser descritas como as mais afectadas por estes poluentes. Por esta razão, foi levado a cabo o estudo pormenorizado da poluição por TBT na Ria de Aveiro, como caso de estudo representativo da poluição por estes compostos num sistema estuarino em Portugal continental. N. lapillus foi usada como bioindicador para avaliar a tendência temporal da poluição por TBT nesta área entre 1997 e 2007. Foi registada uma diminuição da intensidade do imposex após 2003, embora as melhorias mais evidentes tenham sido observadas entre 2005 e 2007, provavelmente devido à implementação do Regulamento (CE) N.º 782/2003 que proibiu a aplicação de tintas AV com TBT em navios com a bandeira da UE. Apesar desses progressos, as análises ao conteúdo em OTs nos tecidos de fêmeas de N. lapillus e em amostras de água colhidas em 2006 indicaram contaminação recente por TBT na área de estudo, evidenciando assim a permanência de fontes de poluição. A utilização de N. lapillus como bioindicador da poluição por TBT na Ria de Aveiro apresenta algumas limitações uma vez que a espécie não ocorre nas áreas mais interiores da Ria e não vive em contacto com sedimentos. Assim, a informação obtida a partir da sua utilização como bioindicador é fundamentalmente relativa aos níveis de TBT na coluna de água. Foi então necessário recorrer a um bioindicador complementar – Hydrobia ulvae – para melhor avaliar a evolução temporal da poluição por TBT no interior deste sistema estuarino e estudar a persistência de TBT nos sedimentos. Não foi registada uma diminuição dos níveis de imposex em H. ulvae na Ria de Aveiro entre 1998 e 2007, apesar da aplicação do Regulamento (CE) N.º 782/2003. Pelo contrário, houve um aumento global significativo da percentagem de fêmeas afectadas por imposex e um ligeiro aumento do VDSI, contrastando com o que tem sido descrito para outros bioindicadores na Ria de Aveiro no mesmo período. Estes resultados mostram que a diferente biologia/ecologia das espécies indicadoras determina vias distintas de acumulação de TBT, apontando a importância da escolha do bioindicador dependendo do compartimento a ser monitorizado (sedimento versus água). A ingestão de sedimento como hábito alimentar em H. ulvae foi discutida como sendo a razão para a escolha da espécie como indicadora da contaminação dos sedimentos por TBT. Foram também estudados os métodos mais fiáveis para reduzir a influência de variáveis críticas na medição dos níveis de imposex em H. ulvae. As comparações de parâmetros do imposex baseados em medições do pénis devem ser sempre realizadas sob condições de narcotização bem standardizadas uma vez que este procedimento provoca um aumento significativo do comprimento do pénis (PL) em ambos os sexos. O VDSI, a % e o PL em ambos os sexos revelaram ser fortemente influenciados pelo tamanho dos espécimes: a utilização de fêmeas mais pequenas conduz à subestimação do VDSI, da %I e do PL, enquanto que diferenças no tamanho dos machos provocam variações no índice do comprimento relativo do pénis (RPLI), independentemente dos níveis de poluição por TBT. Existe, portanto, a necessidade de controlar algumas variáveis envolvidas na análise do imposex que mostraram afectar a fiabilidade dos resultados. Uma vez que N. lapillus é o principal bioindicador dos efeitos biológicos específicos do TBT para a área da OSPAR, foi também estudada a influência de algumas variáveis na avaliação dos níveis de imposex nesta espécie, especificamente as relacionadas com o ciclo reprodutor e o tamanho dos espécimes. O estudo do ciclo reprodutor e a variação sazonal/espacial do comprimento do pénis do macho (MPL) incidiu num único local no litoral Português (Areão – região de Aveiro) de forma a avaliar se o RPSI varia sazonal e espacialmente na mesma estação de amostragem e se tais variações influenciam os resultados obtidos em programas de monitorização do imposex. Nos meses de Dezembro de 2005 a Junho de 2007, foram encontrados espécimes de N. lapillus sexualmente maturos e potencialmente aptos para a reprodução. Contudo, foi também evidente um padrão sazonal do ciclo reprodutor – o estado de desenvolvimento da gametogénese nas fêmeas variou sazonalmente e ocorreu uma diminuição do volume da glândula da cápsula e do factor de condição no final do Verão / início do Outono. Contrariamente, a gametogénese nos machos não apresentou variação sazonal significativa, embora os valores mais baixos do factor de condição, do comprimento do pénis e dos volumes de esperma e da próstata tenham também sido registados no final do Verão / início do Outono. Além disso, o MPL mostrou variar, no mesmo local de amostragem, inversamente com a distância aos ninhos de cápsulas ovígeras; um aumento dos valores do MPL foi também observado em espécimes de maior tamanho. Todas estas variações no MPL introduzem desvios nos resultados da avaliação do imposex quando é usado o RPSI. A magnitude do erro envolvido foi quantificada e revelou-se superior em locais com níveis mais elevados de poluição por TBT. Apesar do RPSI ser um índice que fornece informação importante sobre os níveis de poluição por TBT, a sua interpretação deve ser cuidadosa e realizada complementarmente com os outros índices, destacando-se o VDSI como índice mais fiável e com significado biológico mais expressivo. Novas campanhas de monitorização do imposex em N. lapillus foram realizadas ao longo da costa Portuguesa em 2006 e 2008, e os resultados subsequentemente comparados com a base de dados criada em 2003,de forma a avaliar a evolução da poluição por TBT no litoral Português naquele período. Nestes estudos foram aplicados novos procedimentos na monitorização e tratamento dos dados, de forma a minimizar a variação nos índices de avaliação do imposex induzida pelos factores acima descritos, para seguir com maior consistência a tendência da poluição por TBT entre 2003 e 2008. Foi observado um declínio global significativo na intensidade de imposex na área de estudo durante o referido período e a qualidade ecológica da costa Portuguesa, segundo os termos definidos pela Comissão OSPAR, revelou melhorias notáveis após 2003 confirmando a eficácia do Regulamento (CE) N.º 782/2003. Não obstante, as populações de N. lapillus revelaram-se ainda amplamente afectadas por imposex, tendo sido detectadas emissões de TBT na água do mar ao longo da costa em 2006, apesar da restrição anteriormente referida. Estes inputs foram atribuídos principalmente aos navios que à data ainda circulavam com tintas AV com TBT aplicadas antes de 2003, uma vez que a sua utilização nas embarcações foi apenas proibida em 2008. Considerando que o Regulamento (CE) N.º 782/2003 constitui uma antecipação da proibição global da OMI que entrou em vigor em Setembro de 2008, prevê-se, por analogia, que haja uma rápida diminuição da poluição por TBT à escala mundial num futuro próximo. Na sequência desta previsão, é apresentada uma discussão teórica preliminar relativamente ás possíveis estratégias usadas por N. lapillus na recolonização de locais onde, no passado, as populações terão aparentemente sido extintas devido a níveis extremamente elevados de TBT. Estes locais são tipicamente zonas abrigadas junto de infra-estruturas portuárias, cuja recolonização por esta espécie será provavelmente muito lenta dada a mobilidade reduzida dos adultos e o ciclo de vida não apresentar fase larvar pelágica. Foram então equacionadas duas hipotéticas vias de recolonização de zonas abrigadas por espécimes provenientes de populações de costa aberta/exposta: a migração de adultos e/ou a dispersão de juvenis. No entanto, em ambos os casos, estaria implicada a transposição de um problema amplamente descrito na bibliografia: as populações de N. lapillus de costa aberta podem apresentar um fenótipo muito diferente das de zonas abrigadas, podendo inclusivamente variar no número de cromossomas. A recolonização pode portanto não ter sucesso pelo simples facto dos novos recrutas não estarem bem adaptados aos locais a recolonizar. Para analisar este problema, foram estudados tanto a forma da concha de espécimes de N. lapillus ao longo da costa Portuguesa como o respectivo número de cromossomas. Embora a forma da concha tenha revelado diferenças, de acordo com o grau de hidrodinamismo entre as populações de N. lapillus avaliadas, o cariótipo 2n = 26, típico de zonas expostas, foi registado em todos os locais amostrados. Por outro lado, foi também testada em laboratório a possível mortalidade de juvenis em dispersão no interior menos salino dos estuários. Foi então verificada a ocorrência de mortalidade elevada de juvenis expostos a salinidades baixas (=100% após 1 hora a salinidades ≤9 psu), o que também pode comprometer a recolonização de zonas estuarinas menos salinas por esta via. Mesmo assim, os juvenis mostraram um comportamento de flutuação à superfície da água em condições laboratoriais, que pode ser considerado um benefício específico na colonização de áreas mais internas dos estuários, se tal facto vier a ser confirmado em estudos de campo. As conclusões deste estudo contribuem certamente para a descrição do final da “história do TBT” dado que, uma vez controlados alguns factores determinantes no uso do imposex como biomarcador, a avaliação do declínio da poluição por estes compostos, agora esperado à escala global, se torna mais rigorosa.

Levels and biological effects of selected EDC's in the portuguese coast

Os compostos orgânicos de estanho (OTs), de entre os quais se destaca o tributilestanho (TBT), encontram-se amplamente dispersos no meio aquático devido à sua intensa utilização como agente biocida em tintas antivegetativas. Estudos anteriores sobre a poluição por organoestanhos em Portugal demonstraram que estes compostos se encontram presentes não só na linha de costa mas também em zonas da plataforma, sendo as zonas portuárias (onde se incluem portos comerciais, portos de pesca, marinas e estaleiros navais) os principais focos de poluição. A presente tese tem como objectivo investigar o estado actual da poluição por organoestanhos na costa Portuguesa confirmando se os padrões espaciais acima descritos se mantêm, por meio da quantificação de diversos OTs, nomeadamente, butilestanhos, fenilestanhos e octilestanhos. Assim, os níveis destes compostos foram avaliados em populações de Mytilus galloprovincialis e Nassarius reticulatus ao longo da costa continental Portuguesa, com particular incidência na Ria de Aveiro onde se quantificaram os níveis de OTs em mexilhões, gastrópodes e sedimentos, recolhidos numa malha de amostragem mais densa. A distribuição espacial dos organoestanhos foi determinada utilizando o bivalve M. galloprovincialis como espécie bioindicadora. Os níveis totais de estanho (SnT) foram quantificados nos tecidos do mexilhão e relacionados com os níveis totais de OTs nos mesmos tecidos, incluindo monobutilestanho (MBT), dibutilestanho (DBT), tributilestanho (TBT), difenilestanho (DPhT), trifenilestanho (TPhT), monoctilestanho (MOcT) e dioctilestanho (DOct). A contribuição dos OTs para os valores de estanho total (SnT) foi superior nas estações de amostragem localizadas no interior de portos onde atingiram proporções próximas dos 50%. De entre estes, os butilestanhos (BuTs=MBT+DBT+TBT) contribuíram em média com 98.6% para o valor total de OTs, tendo sido detectados em todas as amostras analisadas. Os valores mais elevados foram registados no interior ou na proximidade de portos, corroborando a ideia anterior de que constituem importantes focos de poluição. A variação das concentrações de TBT no mexilhão situou-se entre os 0,9 e 720 ng Sn.g-1 de peso seco (ps). Estes valores são, em 69% das estações amostradas, superiores ao valor do proposto pela OSPAR (4,9 ng TBT-Sn.g-1 ps) para tecidos de mexilhão o que sugere a forte probabilidade de ocorrência de efeitos adversos sobre os ecossistemas. Os níveis de OTs foram também quantificados em tecidos de N. reticulatus recolhidos ao longo da costa em 2008 Os butilestanhos representaram a maioria dos compostos organoestânicos quantificados e os níveis mais elevados foram novamente detectados no interior ou nas imediações de portos. Os valores de TBT nos tecidos deste gastrópode variaram entre 3,5 e 380 ng Sn.g-1 ps, representando uma percentagem média de 50,4% do total de butilestanhos. Simultaneamente, os níveis de imposex foram também avaliados e relacionados com os valores deste composto nos tecidos. As distribuições espaciais de imposex e de TBT seguiram a mesma tendência, sendo que em todos os locais amostrados foram encontradas fêmeas afectadas. Os valores de VDSI (índice da sequência do vaso deferente) variaram entre 0,2 e 4,4. Em 91% dos locais os valores de VDSI foram superiores a 0,3 (definido pela OSPAR como o valor de VDSI em N. reticulatus acima do qual o objectivo de qualidade ecológica não é atingido), confirmando a suspeição da existência de efeitos adversos nos ecossistemas. Em todos os compartimentos analisados na Ria de Aveiro, os butilestanhos foram os principais contribuintes para estanho orgânico total. A utilização do imposex em N. reticulatus como biomarcador da poluição por TBT permitiu determinar um gradiente decrescente desde o interior da Ria (onde se situa a zona portuária) até zonas costeiras adjacentes. O mesmo gradiente foi observado relativamente às concentrações de TBT em tecidos de mexilhão. Para os sedimentos, as concentrações de TBT são bastante variáveis com valores entre 2,7 e 1780 ng Sn.g-1 ps encontrando-se significativamente correlacionadas com o conteúdo em matéria orgânica da amostra. Em todas as amostras analisadas os níveis de TBT são elevados e superiores ao valor inferior (provisório) de EAC (critério de avaliação ambiental) proposto pela OSPAR (0,004 ng TBT-Sn.g-1 ps). A análise da evolução temporal da poluição por TBT ao longo da costa foi concretizada por meio da comparação entre níveis de organoestanhos em N. reticulatus em amostras de 2008 e 2003 e também através da comparação dos níveis de imposex registados em campanhas realizadas naqueles dois anos. Os resultados obtidos indicam a ocorrência de reduções significativas nas concentrações de TBT, DBT e MBT, assim como uma diminuição significativa nos valores de VDSI entre 2003 e 2008. Os resultados obtidos sugerem que a redução verificada se deve à implementação do Regulamento 782/2003 da Comunidade Europeia, que tem por objectivo a erradicação das descargas e emissões de TBT para o ambiente a partir dos sistemas antivegetativos A diminuição da poluição por TBT ao longo dos últimos anos foi acompanhada por um aumento no número de fêmeas com um vaso deferente, mas sem pénis (imposex do tipo b): 3,5% em 2000, 11% em 2003 e 24% em 2008. Um aumento no número de locais onde se registou o fenómeno também é evidente: dois em 2000, sete em 2003 e treze em 2008. A proporção de fêmeas b no estádio 1 de VDS apresentou igual tendência com aumento de 38% em 2000 para 65% em 2008. O aumento no número de fêmeas com esta via parece estar associado à diminuição da poluição por TBT. Face à esperada diminuição da presença do composto no meio ambiente, devido à sua proibição, o aumento de fêmeas com imposex do tipo b é previsível. A ocorrência de compostos xenoestrogénicos no ambiente aquático foi também estudada e os níveis de estrona (E1), 17α-e 17β-estradiol (E2), 17α- etinilestradiol (EE2), bisfenol-A (BPA) e nonilfenol (NP) foram quantificados em efluentes de estações de tratamento de águas residuais (ETARs) localizadas na região de Aveiro, bem como no efluente final descarregado no Oceano Atlântico, através de um emissário submarino (S. Jacinto), sendo amostras recolhidas na entrada da Ria e ao largo usadas como referência. Os níveis de hormonas esteróides e compostos fenólicos registados nos locais de referência são baixos. De entre as hormonas esteróides os níveis mais elevados foram registados para a estrona, com valores máximos de 85.3 ng.L- 1 . Os níveis mais elevados de compostos fenólicos foram detectados em efluentes industriais (máximos de NP e BPA de 2410 ng.L-1 e 897 ng.L-1 , respectivamente). Os resultados obtidos sugerem que os níveis de compostos xenoestrogénicos em locais de referência são baixos e não parecerem acarretar risco ecológico, no entanto o mesmo não será verdadeiro para as imediações do emissário de S. Jacinto que liberta efluentes com concentrações muito elevadas de E1, NP e BPA. Foram realizadas experiências laboratoriais de forma a elucidar o papel do receptor retinóico X (RXR) no mecanismo de indução de imposex (presentemente o mecanismo que demonstra maior promessa na explicação do desencadear deste fenómeno). Fêmeas de Nucella lapillus e N. reticulatus foram injectadas com TBT em etanol ou com ácido 9-cis- retinóico em FBS (soro fetal bovino) tendo-se procedido à sua observação nos 30 dias subsequentes. Tanto o TBT como o 9CRA induziram o desenvolvimento de imposex em N. lapillus e N. reticulatus. Aumentos significativos nos valores de VDSI e FPL entre o controlo de etanol e o tratamento de TBT e o controlo de FBS e o tratamento de 9CRA foram registados. Os resultados obtidos fornecem novas provas do envolvimento da via de sinalização associada ao RXR no desenvolvimento de imposex em ambas as espécies.

Trophic assessment in chinese coastal systems

Dissertação mest., Gestão da Água e da Costa, Universidade do Algarve, 2007