Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Environment
Click here for the English version

Environment

호수 송어에 PCB의 동족체의 순 영양 전송 효율의 실험실 평가 ( Published: August 29, 2014 doi: 10.3791/51496
Automatic Translation
1, 2, 2, 3
1Great Lakes Science Center, U. S. Geological Survey, 2Annis Water Resources Institute, Grand Valley State University, 3Daniel P. Haerther Center for Conservation and Research, Shedd Aquarium

Summary

먹이에서 물고기를 먹는 물고기 폴리 염화 비 페닐 (PCB) 이성체의 순 영양 전달 효율의 실험실 추정하는 기술이 제시된다. 필드로 실험 결과의 적용 가능성을 극대화하기 위해 물고기를 먹는 물고기는 일반적으로 현장에서 먹을 수 있습니다 먹이 물고기를 공급해야한다.

Abstract

먹이에서 물고기를 먹는 물고기 폴리 염화 비 페닐 (PCB) 이성체의 순 영양 전달 효율 (γ)의 실험실 추정하는 기술은 여기에 설명되어 있습니다. 135 일 실험실 실험 동안, 우리는 팔 실험실 탱크에 보관 부풀어 오른 송어 (Salvelinus의 namaycush)에 미시간 호수에서 잡은했다 (Coregonus hoyi)를 공급. 부풀어 오른 호수 송어 자연 먹이입니다. 탱크 사에서, 비교적 높은 유속은 낮은 유속이 다른 네 개의 탱크에 사용 된 반면, 낮은 송어 활동을 허용, 송어 의해 비교적 높은 활성을 확인하는 데 사용 하였다. 탱크 탱크 별 기준으로, 실험 하루에 송어 먹게 음식의 양을 기록 하였다. 각 송어은 실험의 시작과 끝에서 칭량 하였다. 팔 각 탱크에서 4 구에 송어은 실험의 시작에서 희생하고, 각 탱크에 남아있는 모든 10 송어는 euthan 하였다이었다실험의 끝에 집중식. 우리의 실험 끝에 송어에서, 실험의 개시시 송어 75 PCB의 이성체의 농도를 측정하고, 실험에 bloaters 동안 송어로 공급. 이러한 측정에 기초하여, γ는 팔 각 탱크의 PCB (75)의 동족체들 각각에 대해 계산 하였다. γ 활성 및 비활성 호수 송어 75 PCB의 동족체 각각에 대해 계산되었다 의미한다. 실험 8 개의 탱크에 복제 되었기 때문에,에 대한 표준 오차는 γ 추정 할 수 의미한다. 이런 유형의 실험 결과는 환경 오염의 다양한 시나리오에 따라 오염 된 물고기를 먹는 인간과 야생 동물에 대한 미래의 위험을 예측하는 위험 평가 모델에 유용하다.

Protocol

1 실험실 실험

  1. 먹이 물고기를 구합니다 실험 기간 동안 포식자 물고기에 공급한다. 바람직하게는 이러한 먹이 물고기는 현장, 냉동에서 캡처, 약 -30 ° C에서 보관해야합니다. 먹이 물고기에 대한 잠재적 인 소스로 상업 낚시 작업을 고려하십시오.
  2. 실험실 탱크에 포식자 물고기를 소개 실험에 사용한다. 15 포식자 물고기까지 870-L의 각 탱크에 도입되었으며, 30 포식자 물고기까지 이전의 연구 (16, 18)에서 2380-L 탱크에 각각 도입되었다.
  3. 선택한 먹이 물고기의 다이어트 포식자 물고기를 적응. 적응되면, 포식자 물고기는 실험을 시작하기 전에 1-3개월이 다이어트에 남아 있어야합니다.
  4. 무작위로 먹이 물고기의 배치에서 10-20 복합 샘플을 선택하여 먹이 물고기의 샘플을 따로 설정합니다. 복합 시료 물고기의 먹이의 수 먹이의 크기에 따라 3 ~ 100의 수물고기입니다. 각 복합 샘플은 냉동 팩에 넣어 약 -30 ° C에서 보관을 두 번해야한다.
  5. 각 탱크에 물고기 30-50%을 희생하여 실험을 시작합니다.
    1. , 물고기를 안락사 큰 플라스틱 용기에 물 45 L로 Finquel의 8g을 혼합 한 후 Finquel 용액으로 용기에 물고기를 배치합니다.
    2. 일단 안락사, 처리 시간까지 약 -30 ° C에서 가방, 두 번 가방, 저장에 한 탱크에서 희생 된 물고기를 모두 넣습니다.
    3. 각 탱크 내에 남아있는 물고기의 각각의 무게를 측정하고, 가중치를 기록; 마취는 가능성이 무게를 수행 할 필요합니다.
    4. , 물고기를 마취 큰 플라스틱 용기에 물 45 L로 Finquel의 4.6 g을 혼합 한 다음 Finquel 용액으로 용기에 물고기를 배치합니다.
    5. 물고기를 계량하기 전에 적용하려면 마취에 대한 몇 분 정도 기다립니다.
  6. 각 실험 일에, 해동적절한 먹이 물고기의 양, 그리고 약 1 5g에 무게 조각으로 먹이 물고기를 잘라. 다음, 각 탱크에 배치되는 먹이 물고기의 양을 달아 각각의 탱크에 먹이 물고기 조각을 드롭하고 약 1 시간이 공급하는 포식자 물고기를 할 수 있습니다. 그런 다음, 모든 음식을 먹지 제거 약 20 분간 자연 건조 식품을하도록 한 다음 각 탱크에 먹다 남은 음식을 무게. 탱크에 넣고 음식의 양은 매일 탱크마다 먹지 음식의 양을 기록한다.
    주 : 하나의 수유 기간 매일 18시 소모하는 것처럼 대표 실험, 호수 송어가 많은 음식으로 공급 하였다. 그러나, 포식자 물고기는 고정 식량 16, 19에 배치 될 수있다.
  7. 각 탱크에 남은 포식자 물고기 모두 희생하여 실험을 종료. , 물고기를 안락사 큰 플라스틱 용기에 물 45 L로 Finquel의 8g을 혼합 한 후 Finquel 용액으로 용기에 물고기를 배치합니다. 기록 t희생 된 물고기의 각 그는 무게. 신뢰할 수있는 결과를 위해, 실험은 적어도 130일 대해 바람직하게는 최소 100 일 동안 실행한다. 처리 시간이 될 때까지 약 -30 ° C에 하나의 가방, 두 번 가방, 저장에 탱크에서 물고기를 모두 넣습니다.

2 물고기의 균질화

  1. 포식자 물고기 및 / 또는 해동을위한 먹이 물고기 복합 세트를 선택합니다. 복합 부분적으로 해동 할 수 있습니다. 각 복합 균질화 0.5 시간 일에 필요할 수 있습니다.
  2. 적합한 크기의 블렌더를 사용하여, 각 복합 재료의 균질화. 각 복합 들어, 세척, 아세톤 세척이라는 라벨을 병에 균질 (50~1백g) 샘플을 배치합니다. 그런 다음 항아리 모자와 처리 시간이 될 때까지 약 -30 ° C에서 항아리를 저장합니다.
  3. 물고기를 균질화하는 데 사용되는 모든 장비를 세척 한 다음 제대로 샘플 사이의 증류수와 메탄올로 씻어냅니다.

3 추출

  1. 20.0 g의 무게를의 200 ㎖의 비이커에 물고기 균질 조직을 해동.
  2. 황산나트륨 약 40g을 넣고 주걱으로 잘 섞는다.
  3. 추출물 20 겨 / ㎖의 최종 농도를 산출 농도 동족체 30, 61, 161, 및 166를 포함하는 대리 스파이크 스파이크 액을 합한다.
  4. 매 20 분을 혼합하면서 샘플을 실온에서 건조하도록 허용합니다.
  5. 샘플이 샘플 추출을위한 준비가되어있는 시점에서 마른 모래의 일관성을 도달 할 수 있습니다.
  6. 테프론 종기 칩, 속 슬렛, 콘덴서를 포함하는 500 ㎖의 플라스크에 속 슬렛 추출 장치를 설정합니다.
  7. 거친 프릿 디스크 바닥이나 종이 골무와 유리 골 무에 건어물 혼합물을 추가합니다.
  8. 샘플 사용을 비커에 50 % 헥산과 50 %의 디클로로 메탄 150 mL를 넣고 주걱 비이커 벽을 긁어 동안 교반 하였다.
  9. 속 슬렛을 통해에 사이클에 부착 된 플라스크 속 슬렛의 상단에 용매를 전송하고 그것을 허용플라스크.
  10. 다시 150 mL를 두 번 반복합니다.
  11. 가열 소자 상에 부착 된 플라스크에 속 슬렛를 놓고 콘덴서를 연결합니다.
  12. 가열 소자를 켜고 부드러운 종기 용매를 가지고, 다음 16 시간 차가운 물이 콘덴서에 공급되어 있는지 확인하고 최소 압축을 풉니 다.
  13. 용매를 식힌 다음 샘플 플라스크의 물을 포함하고 있는지 확인합니다. 물을 함유하는 플라스크를 들어 황산나트륨을 추가하고 물을 황산 나트륨에 의해 흡수 될 때까지 소용돌이 친다.
  14. 질소 샘플 집중 또는 온수 욕조가있는 Kaderna 덴마크어 (KD) 유리 설치 프로그램을 사용하여 샘​​플을 집중.
  15. 시료 2 이하 ㎖를 증발하고 5 ㎖의 메스 플라스크에 사용될 유리로부터 샘플을 전송할 헥산 작은 세정액을 사용하여 5 ㎖의 최종 부피로 나오게.
  16. 10 ㎖의 유리 병에 전송하고 샘플 정보와 함께 레이블을 붙입니다.

  1. 활성화 실리카 겔 100 g의 진한 황산 44g을 첨가하여 산성화시킨 실리카 겔을 준비한다.
  2. 하단 유리솜의 작은 플러그를 함유하는 작은 크로마토 그래피 컬럼으로 산성화시키고 실리카 겔 10g을 추가한다.
  3. 헥산 10 ㎖로 컬럼을 미리 세척 한 후, 컬럼에 시료 추출물 1 ㎖를 추가합니다.
  4. 헥산 20 ㎖로 칼럼을 용출하고, 20 ㎖의 테이퍼 유리관에 모은다.
  5. 질소 기류하에 질소 증발기 (N-VAP) 장치에 유리 튜브를 삽입하고 뜨거운 물에 침지.
  6. 미만 1 ml의 증발하지만 건조하지.
  7. N-VAP 장치에서 제거하고 헥산의 작은 세탁으로 1 mL 용량 플라스크에 전송합니다.
  8. 1.8 ml의 오토 샘플러 바이알 샘플 정보로 표지에 전송합니다.
  9. 유리 병에 내부 표준의 4 μl를 스파이크. 샘플은 지금 분석을위한 준비가되어 있습니다.

5 애널가스 크로마토 그래피에 의한 ysis은 - 질량 분석 네거티브 화학 이온화를 사용하여

  1. 계측기를 교정 표준을 사용하여 표준이 잘​​ 분리 이성체의 그룹으로 구성된 혼합물에서 사용할 수 있습니다. 믹스 1-5 거의 Arochlors 1016, 1221, 1232, 1242, 1248, 1254에서 발견 이성체 모두로 구성하고, 1260 믹스 1은 멀티 레벨 교정 믹스로서 사용되며, 시스템의 선형성은 적어도 제조함으로써 확인된다 이 100 ng를 / ㎖ 사이 농도의 오 보정 레벨. 믹스 2-5은 각 동족체에 대한 단일 지점 교정으로 사용됩니다.
  2. 반응물 가스 등의 캐리어 가스 (1 ㎖ / 분) 및 메탄 등의 수소와 네거티브 화학 이온화 모드에서 질량 분석 시스템 - 크로마토 그래피를 설정.
  3. 분리를위한 0.25 μm의 막 두께에 DB-XLB로 코팅 된 융합 실리카, 캐 필러 리 컬럼 (0.25 mm 내경 × 60m)를 사용합니다. 26 다음 25 ° C / 분의 60에서 212 ° C에 프로그램 오븐 온도,0 ° 1 ° C / 분 C, 다음 4 분의 최종 대기 시간, 4 ° C / 분에서 280 ° C까지. 인젝터 및 전송 라인 온도는 280 ° C로 설정해야합니다. 비분 할 분사 모드를 이용하여 시료 1-2 μl를 주입한다.
  4. 13 C 표지 decachlorobiphenyl를 사용하여 내부 표준 방법에 의해 모든 표준 및 샘플을 분석 할 수 있습니다.
  5. 두번째 소스 표준 및 Aroclors 1242 및 1260을 실행하여 초기 교정에 대한 검사를 수행 한 다음이 검사 과정에서 관찰 된 양의 Aroclor의 동족체에 대한 예측 값을 비교.
  6. 모든 샘플의 초기 교정 절차가 성공적으로 수행되면, 완전한 분석. 교정 초기 캘리브레이션으로부터 교정의 혼합물 중 하나를 사용하여 매 10 샘플 검사 실행.

순 영양 전송 효율의 6 계산

  1. 각 조합에 대해 O, γ, 그물 영양 전사 효율을 계산다음 식을 이용하여 F 탱크와 PCB의 동족체 :
    식 (1) [PCB 수 f] 실험 끝에 탱크 포식자 물고기의 평균 PCB의 동족체 농도이고, W의 f는, 실험의 끝에 탱크 포식자 물고기의 평균 중량이다 [PCB I] 전 실험의 시작에서 포식자 물고기의 평균 중량이고, 섭취 PCB의 동족체의 양의 중량을 지칭 W 실험의 시작에서 탱크 포식자 물고기의 평균 PCB의 동족체 농도이고, PCB 동족체는 실험 과정 동안 탱크 내의 각 송어로 평균적으로 섭취.
  2. 탱크 지속에 포식자 물고기 당 먹을 먹이 물고기의 평균 양 (무게)에 의해 먹이 물고기 복합에서 PCB의 동종의 평균 농도를 곱하여 상기 식의 분모를 계산실험의 전체 과정을 보내고.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

초기 호수 송어 최종 호수 송어는 무게가 853에서 1천5백66그램 (표 1)였다 의미하는 동안 무게가 694-907g 원거리 의미로 호수 송어, 실험 기간 동안 성장의 상당한 양을 보여 주었다. 135 일간의 실험 과정에서 호수 송어에 의해 소비되는 음식의 평균 금액은 641에서 2천6백49g였다. 평균 PCB 동종 농도가 원거리로 평균 PCB 동종 농도가 0.03에서 원거리 동안 호수 송어에서 PCB의 동족체 농도 평균은에 의해 29.31로 실험의 시작에 0.01에서 7.14 NG / g (습식 중량 기준)로, 실험 기간 동안 증가 실험 (표 2)의 결론. 9 월 적발 부풀어 오른의 10 복합 샘플에 걸쳐 평균 PCB의 동종 농도는 0.03에서 26.56 NG / g였다. 월 잡은 부풀어 오른의 10 복합 샘플에 걸쳐 평균 PCB의 동종 농도는 0.03에서 23.52 NG / g (표 2)였다. 참조실험에 사용 된 부풀어 오른에 대한 자세한 내용은 Madenjian 등. 21.

γ의 평균 추정치는 여덟 탱크 (표 3)에 걸쳐 평균에 기초하여, 0.309-0.988였다. 이러한 평균 추정치의 표준 오차는 0.029-0.227이었다. PCB의 동족체의 모든 75의 경우, 크게 비활성 호수 송어 평균 γ 차이가 없었다 활성 호수 송어 γ 의미한다. 따라서, 활성 호수 송어은 비활성 호수 송어와 거의 동일한 효율로 소비되는 음식에서 PCB의 이성체를 유지했다.

분자 당 5 내지 10의 염소 원자를 증가 염소화의 정도로서, γ의 추정치는 약간 감소 (도 1)를 보였다. 그러나, γ는 PCB의 동족체의 염소화의 정도에 따라 크게 변화하지 않았다 (일원 분산 분석 : F = 2.16, 자유도 [DF] = 6, 67, P = 0.0579). 에서 γ 평균 모든 75 동족체는 평균값이 0.664이었다.

로그 K으로 아야는 6.0-8.2 증가, γ 지수 (그림 2) 감소했다. 감소의이 비율은 제로 (t 시험 :; DF = 64, t = -4.09, P = 0.0001)에서 유의 한 차이를했지만, 로그 K의 흐름의 단위 당 약 7 %에 해당했다. 피팅 곡선을 바탕으로, γ는 K 흐름 = 6에서 0.70으로 동일이고, γ는 흐름 = 8 (그림 2) K에서 0.61로 동일했다.

PCB (75)의 이성체 66의 경우, γ의 평균 추정치에 대한 표준 오차는 (표 3) (0.05 ≤) 작았 다. 구 다른 PCB 이성체의 여섯 들어, γ의 평균 추정치에 대한 표준 오차는 (0.10 ≤) 상당히 낮았다. 높은 표준 오차는 염소의 낮은 수준 (분자 당 3-5 염소 원자)과 관련이 있었다.

항상 "> :"유지 - together.within 페이지를 = FO "십t 그림 1
도는 PCB의 동족체 분자 당 염소 원자의 수의 함수로서 도시 먹이부터 송어로 PCB의 동족체 순 영양 전사 효율 (γ)의 1 추정한다. 추정치는 bloaters이었다 동안 실험실 실험에 기초했다 호수 송어에 공급. 그림 Madenjian 등. 18의 허가를 재현했습니다.

그림이
PCB의 동종의 흐름 로그 K의 함수로 나타낸 먹이에서 송어에 PCB의 동족체의 순 영양 전달 효율 (γ)의 2 추정 그림. 견적은 bloaters가 호수에 공급 된 동안 실험실 실험을 기반으로했다 송어. 장착 R이상 6 아야 로그 K와 동족체에 대한 egression 라인도 표시됩니다. 피팅 된 회귀 직선에 대한 R 값이 로그 K 오우 의해 설명 로그 γ의 편차의 양을 나타낸다. 그림 Madenjian 등. 18의 허가를 재현했습니다.

표 1 초기 평균 무게와 135 일 실험실 실험에 사용 된 송어의 최종 평균 가중치는. Bloaters 호수 송어에 공급 하였다. 또한 실험의 전체 과정에서 호수 송어를 먹고 음식의 평균 금액이 포함되어 있습니다. 표 Madenjian 등. 18의 허가를 재현했습니다.

탱크 번호 호수 송어의 초기 평균 무게 (g) 호수 송어의 최종 평균 무게 (g) 소비 (g)
1 907 1345 1734
이 860 1339 1999
3 890 1518 2344
4 817 1566 2649
5 694 1242 1870
6 729 853 641
7 754 1050 1203
8 729 1092 1336

호수 송어 표 2 초기 및 최종 PCB의 동종의 농도는 135 일 실험실 실험 기간 동안 사용 된 팔 탱크에서 평균. 평균 PCB의 동족체 농도를 실험 기간 동안 호수 송어에 공급되는 9 월 붙잡고 월 잡은 bloaters에 아르 도 표시. 테이블에 reprMadenjian 등. 18의 허가를 oduced. PCB 동족체는 Ballschmiter 외. 20에 따라 번호가 매겨졌다.

PCB 동종 초기 호수 송어 PCB의 동종은 (NG / g)의 농도를 의미 최종 호수 송어 PCB의 동종은 (NG / g)의 농도를 의미 부풀어 오른 PCB의 동종이 농도를 의미하는 9 월 적발 (NG / g) 부풀어 오른 PCB의 동종이 농도를 의미 잡은 수 (NG / g)
19 1.62 3.41 3.27 2.01
22 0.41 0.66 0.36 0.32
28 1.22 2.24 1.27 0.82
31 1.19 1.97 1.13 0.67
44 1.10 2.08 1.09 </ TD> 0.84
45 0.66 1.74 2.25 1.71
46 0.81 2.51 5.23 3.73
47 1.88 5.72 9.10 5.81
52 2.11 3.76 2.05 1.66
60 0.59 2.04 2.10 1.50
63 0.19 0.68 0.74 0.52
70 3.05 10.25 9.43 6.62
74 0.76 2.76 2.35 1.79
82 0.26 0.91 0.80 0.75
83 0.45 1.60 1.62 1.28
85 1.70 6.63 6.38 5.15
87 1.12 3.47 3.09 2.46
92 1.17 4.16 3.91 3.06
95 2.22 5.06 3.09 2.59
97 1.04 3.37 3.08 2.45
99 3.19 12.38 11.95 9.59
(101) 3.33 10.25 8.90 7.37
105 2.88 11.35 10.80 9.28
(110) 4.53 15.78 15.55 12.31
115 0.20 1.03 0.69 0.54 117 0.25 1.24 1.19 0.98
118 6.20 24.17 22.94 19.35
124 0.22 0.79 0.77 0.63
128 1.58 6.26 6.03 5.37
130 0.85 3.26 3.24 2.85
131 0.77 2.97 2.89 2.52
134 0.14 0.44 0.42 0.36
135 0.84 3.19 3.16 2.62
137 0.46 1.77 1.67 1.49
138 7.14 28.31 26.56 23.52
141 0.71 2.50 2.45 2.17
144 0.08 0.22 0.19 0.18
146 2.34 9.10 8.96 7.86
149 2.38 8.18 8.25 6.72
151 0.47 1.53 1.43 1.27
156 0.68 2.65 2.31 1.96
158 0.64 2.42 2.36 1.99
163 2.92 10.24 10.07 8.94
164 0.47 1.81 1.79 1.58
167 0.43 1.65 1.64 1.43
170 1.03 3.94 3.71 3.47
171 0.39 1.46 1.43 1.26
172 0.38 1.45 1.41 1.30
174 0.48 1.83 1.84 1.67
175 0.11 0.42 0.42 0.37
176 0.03 0.09 0.09 0.09
177 0.72 2.67 2.65 2.45
178 0.61 2.33 2.26 2.03
179 0.17 0.60 0.58 0.55
180 3.35 12.84 11.97 10.73
183 1.18 4.44 4.32 3.79
185 0.04 0.14 0.14 0.14
187 3.12 12.07 11.65 10.67
190 0.27 1.02 1.18 1.02
191 0.05 0.20 0.20 0.17
193 0.27 1.03 0.94 0.87
194 0.46 1.73 1.66 1.55
195 0.14 0.54 0.53 0.49
196 0.30 1.12 1.15 1.03
197 0.06 0.23 0.23 0.20
199 0.67 2.44 2.17 2.12
200 0.01 0.03 0.03 0.03
201 0.14 0.53 0.52 0.48
(202) 0.31 1.14 1.12 1.02
203 0.48 1.83 1.83 1.61
205 0.02 0.09 0.09 0.08
206 0.19 0.70 0.70 0.65
207 0.07 0.25 0.26 0.24
208 0.11 0.41 0.43 0.40
209 0.11 0.36 0.38 0.36

표 먹이에서 송어에 PCB의 동족체의 순 영양 전달 효율 (γ)의 3 평균 추정. 견적은 호수 송어 bloaters을 공급 하였다 동안 135 일 실험실 실험을 기반으로했다. 각 동종의 경우, 모든 팔 탱크에서 γ 추정 평균 추정치를 산출하기 위해 평균 하였다. 평균의 표준 오차는 괄호로 묶여 있습니다. 표 Madenjian 등. 18의 허가를 재현했습니다. PCB 동족체는 Ballschmiter 외. 20에 따라 번호가 매겨졌다.

PCB 동종 γ 평균 평균의 표준 오차
19 0.563 0.046
22 0.813 0.127
28 0.900 0.086
31 0.848 0.065
44 0.988 0.058
45 0.474 0.058
46 0.309 0.035
47 0.401 0.029
52 0.911 0.059
60 0.625 0.034
63 0.596 0.036
70 0.702 0.039
74 0.753 0.050
82 0.700 0.038
83 0.644 0.039
85 0.677 0.037
87 0.699 0.038
92 0.681 0.032
95 0.887 0.102
97 0.683 0.032
99 0.675 0.035
(101) 0.705 0.035
105 0.678 0.035
(110) 0.647 0.037
115 0.957 0.227
117 0.704 0.050
118 0.680 0.035
124 0.655 0.037
128 0.666 0.035
130 0.644 0.034
131 0.659 0.037
134 0.646 0.032
135 0.653 0.034
137 0.675 0.035
138 0.686 0.033
141 0.639 0.037
144 0.680 0.050
146 0.650 0.034
149 0.628 0.036
151 0.653 0.034
156 0.733 0.051
158 0.657 0.032
163 0.632 0.042
164 0.648 0.035
167 0.642 0.033
170 0.668 0.039
171 0.649 0.038
172 0.649 0.035
174 0.646 0.037
175 0.632 0.038
176 0.636 0.046
177 0.636 0.031
178 0.654 0.040
179 0.647 0.034
180 0.681 0.036
183 0.654 0.038
185 0.611 0.036
187 0.659 0.036
190 0.549 0.031
191 0.629 0.032
193 0.693 0.037
194 0.654 0.035
195 0.643 0.039
196 0.614
197 0.640 0.040
199 0.696 0.036
200 0.543 0.042
201 0.634 0.040
(202) 0.639 0.036
203 0.631 0.036
205 0.645 0.038
206 0.617 0.036
207 0.606 0.039
208 0.592 0.038
209 0.570 0.037

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

γ의 가장 정확한 추정치를 들어, 정확하게 실험자의 실험 과정에서 탱크 및 탱크의 각각에 먹지 음식의 양에 각각 배치 된 음식의 양 모두를 추적 할 수 있어야한다. 이를 달성하기 위해, 실험자는 탱크로부터 먹지 식품을 모두 제거하고 무게를 정확하게 판별 할 수 있어야한다. 실제로 포식자 물고기가 먹은 음식의 정확한 추적뿐만 아니라, γ의 정확한 추정은 실험의 충분한 기간에 따라 달라질 수 있습니다. 널리 인용 실험실 연구가 구체적으로 자신의 음식이 기간 (22, 23)에 105-224일 원거리에서 물고기의 PCB 영양 전달 효율을 평가하기 위해 설계 감안할 때, 적어도 백일의 기간, 바람직하게는 적어도 130일는 것이 좋습니다. 또한, 바이어스는 전문가의 시작에서 PCB의 판정을위한 샘플 포식자 물고기의 수가 부족하여 γ의 추정치에 도입 될 수있다eriment 14. 샘플 크기가 감소 탱크 증가 포식자 물고기의 모든 평균 PCB 농도 반영하지 PCB 농도와 포식자 물고기의 샘플을 얻는 확률. 이상적으로는, 탱크 내의 물고기의 절반은 실험의 시작에서 PCB의 결정 희생되어야한다.

관련성 및 분야에 대한 실험실 실험 결과의 적용 가능성을 극대화하기 위해, 일반적으로 필드에 포식자 물고기 먹 먹이 물고기는 실험실의 실험 기간 동안 포식자 물고기에 공급한다. 순 영양 전사 효율은 PCB의 동족체 11,24 함유 식품 매트릭스의 성질에 의존 할 수있다. 이전의 연구에서 증거 상업 펠릿 다이어트를 기준으로 γ의 추정치는 실제 먹이 물고기 17 포식자 물고기 먹이에 따라 γ 예상보다 상당히 적을 수 있습니다 것을 제안하고있다. 오히려 처리 또는 싸이보다 먹이 물고기 따라서, 다이어트nthesized 다이어트를 권장합니다.

γ의 추정치의 불확실성을 최소화하기 위해, 포식자 물고기 먹이 물고기 복합 모두 잘 균질화해야합니다. 균질의 정도는 블렌더 및 믹서의 사용 가능한 세트에 부분적으로 의존한다. 대형 포식자 물고기를 들어, 대형 믹서 균질화 과정을 시작해야 할 수도 있습니다. 큰 혼합기에서 균질의 표본은 균질의 높은 수준을 달성 할 수있는 작은 믹서로 전송 될 수있다.

균질화 물고기 조직 샘플에서 PCB의 동족체 농도의 정확한 결정은 정확하게 다양한 PCB 동족체에 대한 γ를 추정하는 방법의 핵심 구성 요소이다. 샘플은 적절한 매트릭스 간섭을 제거하고 PCB의 동족체에 대한 검출의 낮은 수준을 달성하기 위해 추출 공정에 후속 동안 세척한다. 기체 크로마토 그래피의 사용 - 마이너스 질량 분석 시스템저급 염소화 PCB 동족체에 대한 검출 한계가이 값 25보다 상당히 높을 것이다 비록 단일 이온 모드에서 동작 화학적 이온화 소스가 더 높은 염소화 PCB의 동족체에 대한 추출물 0.02 겨 / ㎖만큼 낮은 검출 레벨로 이어질 수 . 전자 포획 검출기 네거티브 화학 이온화 악기로 대체 될 수 있으며,이 방식은 낮은 수준의 검출을 제공하는 것뿐만 아니라, 매트릭스 간섭에 더 민감 할 것이다. 더 적절한하는 방법 (음 화학 이온화 또는 전자 캡처)입니다하기로 균질화 물고기 조직 샘플에서 PCB의 동종 농도에 따라, 연구자를 결정해야합니다. 매우 낮은 농도 PCB 동족체를 들어, 전자 캡쳐 방식이 사용되어야 할 수있다. 인한 에러 분석 (26)에 검출 한계에 가까운 측정은 종종 비교적 낮은 정밀도와 정확도를 가지고 있음을 지적한다.

본 연구에서 상세히 방법론 용이 물고기 PCB 축적 필드에 새로운 연구 문제를 해결하도록 구성 될 수있다. 전술 한 바와 같이 예를 들어, γ는 속도를 피드백함으로써 영향을받을 수있다. 이전 작업은 γ 음식 소비 14,17의 증가 속도 감소한다는 것을 제안했다. 정확히 어떻게 γ는 속도를 공급 증가에 따라 변화 하는가? 물고기 먹이 임의로이 연구에서 규명 된 γ와 염소의 정도 사이의 관계 또는 γ 사이 아야 K 로그를 수행, 낮은 공급 가격에 일관성을 유지? 다음의 두 가지 요인 중 어느 γ에 큰 영향을 미친다 : 음식의 양을 매일 또는 공급의 주파수를 소비 (즉, 매 2 ~ 3 일 한번 공급 대 매일 한번 수유)? 다음의 두 가지 요인 중 어느 γ에 큰 영향을 미친다 : 식품의 중량을 매일 또는 매일 섭취 식품에서 에너지의 양을 소비? 메타모두 공급 속도 및 음식 종류가 실험실에서 제어 할 수 있기 때문에 본 연구에서 설명 odology,이 질문에 대한 답변을 적합합니다.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
870-L fiberglass tanks Frigid Units RT-430-1
2,380-L fiberglass tanks Frigid Units RT-630-1
Tricaine methanesulfonate (Finquel) Argent Chemical Laboratories, Inc. C-FINQ-UE-100G Eugenol could also be used as an anesthetic.
Ashland chef knife Chicago Cutlery SKU 1106336
Cutting board Williams-Sonoma 3863586
Hobart verical mixer (40 quart) Hobart Corporation
1.9-L food processor Robot Coupe, Inc. RSI 2Y1 
Polyethylene bags (various sizes) Arcan Inc.
I-Chem jars I-Chem 220-0125
Top-load electronic balance Mettler Toledo Mettler PM 6000 
Sodium sulfate, anhydrous - granular EMD SX0760E-3
Glass extraction thimbles (45 mm x 130 mm) Wilmad-Lab Glass LG-7070-114
Teflon boiling chips Chemware 919120
Rapid Vap nitrogen sample concentrator Labconco 7910000
N-Vap nitrogen concentrator Organomation 112
Soxhlet extraction glassware (500 ml) Wilmad-Lab Glass  LG-6900-104
Hexane Burdick & Jackson  Cat. 211-4
Dichloromethane Burdick & Jackson  Cat. 300-4
Silica gel BDH Cat. BDH9004-1KG
Labl Line 5000 mult-unit extraction heater Lab Line Instruments
Agilent 5973 GC/MS with chemical ionization Agilent 5973N
Internal standard solution  Cambridge Isotope Laboratories EC-1410-1.2
PCB congener calibration standards Accustandard C-CSQ-SET
DB-XLB column (60 m x 0.25 mm, 0.25 micron) Agilent/ J&W 122-1262

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Madenjian, C. P., Carpenter, S. R., Rand, P. S. Why are the PCB concentrations of salmonine individuals from the same lake so highly variable? Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences. 51 (4), 800-807 (1994).
  2. Madenjian, C. P., et al. Net trophic transfer efficiency of PCBs to Lake Michigan coho salmon from their prey. Environmental Science and Technology. 32 (20), 3063-3067 (1998).
  3. Thomann, R. V. Bioaccumulation model of organic chemical distribution in aquatic food chains. Environmental Science and Technology. 23 (6), 699-707 (1989).
  4. Calabrese, E. J., Baldwin, L. A. Performing ecological risk assessments. , Lewis. Boca Raton, Florida. (1993).
  5. Madenjian, C. P., et al. Variation in net trophic transfer efficiencies among 21 PCB congeners. Environmental Science and Technology. 33 (21), 3768-3773 (1999).
  6. Jackson, L. J., Schindler, D. E. Field estimates of net trophic transfer of PCBs from prey fishes to Lake Michigan salmonids. Environmental Science and Technology. 30 (6), 1861-1865 (1996).
  7. Gobas, F. A. P. C., Muir, D. C. G., Mackay, D. Dynamics of dietary bioaccumulation and faecal elimination of hydrophobic organic chemicals in fish. Chemosphere. 17 (5), 943-962 (1988).
  8. Madenjian, C. P., O’Connor, D. V., Rediske, R. R., O’Keefe, J. P., Pothoven, S. A. Net trophic transfer efficiencies of polychlorinated biphenyl congeners to lake whitefish (Coregonus clupeaformis) from their food. Environmental Toxicology and Chemistry. 27 (3), 631-636 (2008).
  9. Isosaarl, P., Kiviranta, H., Lie, Ø, Lundebye, A. K., Ritchie, G., Vartiainen, T. Accumulation and distribution of polychlorinated dibenzo-p-dioxin, dibenzofuran, and polychlorinated biphenyl congeners in Atlantic salmon (Salmo salar). Environmental Toxicology and Chemistry. 23 (7), 1672-1679 (2004).
  10. Buckman, A. H., Brown, S. B., Hoekstra, P. F., Solomon, K. R., Fisk, A. T. Toxicokinetics of three polychlorinated biphenyl technical mixtures in rainbow trout (Oncorhynchus mykiss). Environmental Toxicology and Chemistry. 23 (7), 1725-1736 (2004).
  11. Burreau, S., Axelman, J., Broman, D., Jakobsson, E. Dietary uptake in pike (Esox lucius) of some polychlorinated biphenyls, polychlorinated naphthalenes and polybrominated diphenyl ethers administered in natural diet. Environmental Toxicology and Chemistry. 16 (12), 2508-2513 (1997).
  12. Madenjian, C. P., DeSorcie, T. J., Stedman, R. M. Ontogenic and spatial patterns in diet and growth of lake trout in Lake Michigan. Transactions of the American Fisheries Society. 127 (2), 236-252 (1998).
  13. Paterson, G., Whittle, D. M., Drouillard, K. G., Haffner, G. D. Declining lake trout (Salvelinus namaycush) energy density: are there too many salmonid predators in the Great Lakes? Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences. 66 (6), 919-932 (2009).
  14. Madenjian, C. P., O’Connor, D. V., Nortrup, D. A. A new approach toward evaluation of fish bioenergetics models. Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences. 57 (5), 1025-1032 (2000).
  15. Madenjian, C. P., Pothoven, S. A., Kao, Y. C. Reevaluation of lake trout and lake whitefish bioenergetics models. Journal of Great Lakes Research. 39 (2), 358-364 (2013).
  16. Madenjian, C. P., et al. Evaluation of a lake whitefish bioenergetics model. Transactions of the American Fisheries Society. 135 (1), 61-75 (2006).
  17. Madenjian, C. P., O’Connor, D. V., Chernyak, S. M., Rediske, R. R., O’Keefe, J. P. Evaluation of a chinook salmon (Oncorhynchus tshawytscha) bioenergetics model. Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences. 61 (4), 627-635 (2004).
  18. Madenjian, C. P., David, S. R., Rediske, R. R., O’Keefe, J. P. Net trophic transfer efficiencies of polychlorinated biphenyl congeners to lake trout (Salvelinus namaycush) from its prey. Environmental Toxicology and Chemistry. 31 (12), 2821-2827 (2012).
  19. Madenjian, C. P., O'Connor, D. V. Laboratory evaluation of a lake trout bioenergetics model. Transactions of the American Fisheries Society. 128 (5), 802-814 (1999).
  20. Ballschmiter, K., Bacher, R., Mennel, A., Fischer, R., Riehle, U., Swerev, M. The determination of chlorinated biphenyls, chlorinated dibenzodioxins, and chlorinated dibenzofurans by GC-MS. HRC Journal of High Resolution Chromatography. 15 (4), 260-270 (1992).
  21. Madenjian, C. P., David, S. R., Pothoven, S. A. Effects of activity and energy budget balancing algorithm on laboratory performance of a fish bioenergetics model. Transactions of the American Fisheries Society. 141 (5), 1328-1337 (2012).
  22. Lieb, A. J., Bills, D. D., Sinnhuber, R. O. Accumulation of dietary polychlorinated biphenyls (Aroclor 1254) by rainbow trout. Journal of Agricultural and Food Chemistry. 22 (4), 638-642 (1974).
  23. Niimi, A. J., Oliver, B. G. Biological half-lives of polychlorinated biphenyl (PCB) congeners in whole fish and muscle of rainbow trout (Salmo gairdneri). Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences. 40 (9), 1388-1394 (1983).
  24. Gobas, F. A. P. C., Wilcockson, J. B., Russell, R. W., Haffner, G. D. Mechanism of biomagnification in fish under laboratory and field conditions. Environmental Science and Technology. 33 (1), 133-141 (1999).
  25. Dmitrovic, J., Chan, S. C. Determination of polychlorinated biphenyl congeners in human milk by gas chromatography – negative chemical ionization mass spectrometry after sample clean-up by solid-phase extraction. Journal of Chromatography B. 778 (1-2), 147-155 (2002).
  26. Zorn, M. E., Gibbons, R. D., Sonzogni, W. C. Weighted least-squares approach to calculating limits of detection and quantification by modeling variability as a function of concentration. Analytical Chemistry. 69 (15), 3069-3075 (1997).

Tags

환경 과학 문제 90 영양 전달 효율 폴리 염화 비 페닐 이성체 호수 송어 활동 오염 물질 축적 위험 평가 독성 등가물
호수 송어에 PCB의 동족체의 순 영양 전송 효율의 실험실 평가 (<em&gt; Salvelinus namaycush</em&gt;) 먹이에서
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Madenjian, C. P., Rediske, R. R.,… More

Madenjian, C. P., Rediske, R. R., O'Keefe, J. P., David, S. R. Laboratory Estimation of Net Trophic Transfer Efficiencies of PCB Congeners to Lake Trout (Salvelinus namaycush) from Its Prey. J. Vis. Exp. (90), e51496, doi:10.3791/51496 (2014).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter