Use of fish biomarkers to assess the recovery of a lake ecosystem receiving pulp and paper mill effluents

摘要

Between 1991 and 1993, a Finnish pulp and paper mill changed over to ECF bleaching and installed an activated sludge plant in place of of its aerated lagoons. In order to assess the effects changes, one-year-old whitefish (Coregonus lavaretus, L. s.l.) were exposed in 1991 and 1993 by caging to lake water receiving mill effluents of pulp and paper mill. Physiological and biochemical markers (liver ethoxyresorufin-O-deethylase (EROD), uridine-diphosphate-glucuronosyltrans-ferase (UDP-GT), gluthatione-S-transferase (GST), plasma lacta-te dehydrogenase (LDH), aspar-tate-aminotransferase (ASAT), immunoglobulin-M (IgM)) and metabolized chlorophenolic metabolites in the bile were determined. Chlorophenolic concentrations in bile decreased noteably between two years: in 1993 the level in the nearest ex- posure area (3 km from the mill) was 1/330 of that measured in 1991. In 1991, EROD induction showed clear distance-related decrease. At the nearest exposure station, EROD induction was also five times higher in 1991 than in 1993, yet double that at the reference stations upstream of discharge point in 1993. No statistical differences were found in UDPGT, GST and ASAT levels between exposed and controls. In 1991, plasma IgM levels were suppressed 6 km downstreamof the mill's discharge point, but this was not observed in 1993. According to this study, the biomarker responses in fish provided a good indication of new process measures and of subsequent recovery of polluted lake.%Tutkimuksemme aikana (1991-1993) sellu- ja paperitehtaalla siirryttiin kokonaan käyttämään valkaisussa kloorikaasun tilalla klooridioksidia. Vuonna 1992 asennettiin jätevesien puhdistukseen uusi aktiivilietelaitos ilmastettujen lammikkojen tilalle. Teknisten muutosten vaikutusten arviomiseksi yksivuotiaita siikoja (Coregonus lavaretus, L. sl) altistettiin alapuolisella vesistöalueella yhden kuukauden ajan touko-kesäkuussa vuosina 1991 ja 1993. Fysiologiset ja biokemialliset muuttujat (maksan EROD, etoksires'orufiini-O-de-etylaasl; UDP-GT, uridiinididi-fosfaatti-glukuronosyylitrans-feraasi; GST, glutationi-S-trans-feraasi; plasman LDH, laktaatti-dehydrogenaasi; ASAT, aspar-taatti-aminotransferaasi; IgM, immunoglobuliini-M) sekä kloo-rifenoliyhdisteiden ja niiden muuntumistuotteiden pitoisuudet sapessa analysoitiin. Sapen kloorifenoliyhdisteiden pitoisuus laski dramaattisesti mit-tausvuosien välillä, sillä vuonna 1993 tehdasta lähimpänä (3 km jäteveden purkuputkesta) altistettujen kalojen sapen kloorifenoliyhdisteiden pitoisuus oli ainoastaan 1/330 vuoden 1991 ta-sosta. Vuonna 1991 maksan EROD-induktio laski etäisyyden mukaisesti sellutehtaan alapuolisella vesistöalueella altistetuilla kaloilla. Kolmen kilometrin etäisyydellä tehtaasta altistuneiden kalojen EROD-aktiivt suus vuonna 1993 oli vain viidesosa vuoden 1991 tuloksiin verrattuna. Kuitenkin vielä vuonna 1993 EROD-taso oli kaksinkertainen tehtaan yläpuoliseen kontrolliin verrattuna. UDP-GT, GST, ASAT ja LDH eivät eronneet kont-rollikalojen ja altistuneiden välillä.