C2 - CIZORODÉ LÁTKY V POTRAVNÍM ŘETĚZCI

Perfluorované sloučeniny v rybách

Perfluoroalkylované sloučeniny je společný název pro skupinu syntetických fluorovaných látek, včetně jejich oligomerů a polymerů. Nejdůležitějšími zástupci skupiny perfluorovaných organických látek jsou perfluorooktansulfonát a jeho soli (PFOS) a kyselina perfluorooktanová (PFOA).

Perfluorované sloučeniny mají výjimečné fyzikální a chemické vlastnosti, které je činí cennými při použití v různých odvětvích. Jsou to látky chemicky inertní, vysoce tepelně stabilní, hydrofobní (odpuzují vodu), ale i oleofobní (odpuzují olej) povahy. Pro tyto schopnosti jsou používány jako pomocná činidla při výrobě přípravků k ošetření povrchů různých předmětů, při výrobě polovodičů až po aditiva do hasicích pěn. PFOA se také používá jako pomocné činidlo při výrobě polytetrafluorethylenu známého spíše pod názvy Teflon, Gore-Tex nebo Scotchgard.

Vlastnosti, pro které jsou tak užitečné ve výše zmíněných aplikacích, jsou zároveň důvodem, proč jsou tyto látky tak nebezpečné pro životní prostředí, pokud dojde k jejich průniku. V běžných podmínkách nepodléhá perfluorovaný řetězec fotolýze, hydrolýze ani biodegradaci. PFOS a PFOA jsou konečnými produkty pouze částečné degradace ostatních perfluorovaných látek. V životním prostředí jsou obě tyto látky velmi perzistentní, PFOS má však na rozdíl od PFOA vysoký bioakumulační potenciál. S ohledem na unikátní fyzikální vlastnosti se však na rozdíl od běžných perzistentních organických polutantů (POPs) tyto látky neakumulují v tukové tkáni, nýbrž dochází k vazbě na proteinovou složku tkání (kumulace probíhá zejména v játrech). Mezi škodlivé účinky sledované na vodních i suchozemských organismech při příjmu vyšších dávek patří hepatotoxicita, negativní vliv na gastrointestinální trakt, úbytek tělesné váhy, křeče, dále vliv na reprodukční cyklus a poruchy vývoje plodu, v krajním případě až smrt. Epidemiologické studie naznačují souvislost mezi expozicí a incidencí rakoviny močového měchýře u lidí exponovaných PFOS.

Vzhledem k tomu, že přítomnost PFOS byla zjištěna v organismech ptáků, ryb a savců, je zřejmé, že tato látka může pronikat do potravních řetězců. Vyšší hladiny PFOS byly pozorovány spíše v průmyslových a obydlených oblastech. Alarmující je však skutečnost, že přítomnost PFOS byla zjištěna i ve tkáních zvířat z arktických oblastí, daleko od antropogenních zdrojů.

Přestože zatím neexistují předpisy limitující používání perfluorovaných látek ani limity pro jejich hladiny v životním prostředí, je v současné době snahou jejich aplikaci postupně eliminovat a nahrazovat je jinými látkami, které jsou lépe odbouratelné a nemají vliv na životní prostředí.

Vzhledem k nálezům perfluorovaných látek v některých potravinách se problematikou kontaminace v současné době zabývá i pracovní skupina Evropského úřadu pro bezpečnost potravin (European Food Safety Authority).

V letech 2005 a 2006 realizoval Ústav chemie a analýzy potravin, VŠCHT Praha, jako první v České republice pilotní studii s cílem získat informaci o míře kontaminace vodního ekosystému ČR perfluorovanými látkami. Ve spolupráci s Ing. Tomášem Randákem, Ph.D., z Výzkumného ústavu rybářského a hydrobiologického ve Vodňanech byly v letech 2005 a 2006 provedeny odběry vzorků jater jelce tlouště (Leuciscus cephalus) a cejna velkého (Abramis brama) ve vybraných lokalitách českých řek. V r. 2005 se jednalo o řeky Vltavu a Labe; v r. 2006 byl výzkum zaměřen na screening výskytu perfluorovaných látek ve vodním ekosystému 15 různých toků v České republice. V odebraných vzorcích byl vyšetřen obsah PFOS a PFOA. Přítomnost prvního kontaminantu byla potvrzena ve všech analyzovaných vzorcích, naopak druhá sloučenina nebyla detekována v žádném z nich. Nálezy PFOS se v játrech cejna velkého odloveného v r. 2005 pohybovaly v rozmezí 12–223 µg/kg vzorku; v případě vzorků jater jelce tlouště z let 2005 a 2006 se jednalo o < 6–610 µg/kg vzorku (viz obr. C2.1 a tab. C2.1). V lokalitě Vltava – Zelčín, ve které jako jediné byly provedeny odběry vzorků jater jelce tlouště v obou letech, byly jak v r. 2005, tak v r. 2006 zjištěny podobné hladiny PFOS, tj. 33 µg/kg vzorku a 34 µg/kg vzorku. Z uvedených nálezů podél toku Vltavy a Labe nelze uvažovat na lokalizaci bodového emisního zdroje; nejvyšší kontaminace byla prokázána u cejna velkého v Lysé nad Labem. Je nutné připomenout, že nálezy v játrech ryb indikují biologicky dostupnou frakci PFOS. Rozdíly mezi zjištěnými koncentracemi v jednotlivých druzích není při současném stavu znalostí možné vysvětlit. Problematika vyžaduje další výzkum. Hladiny PFOS nalezené v obou druzích ryb odpovídají publikovaným údajům o nálezech PFOS v játrech sladkovodních druhů ryb, které se pohybují od 5 do 551 µg/kg.

S ohledem na výše zmíněné důkazy o možnosti průniku PFOS do potravního řetězce člověka byly v navazující studii vyšetřeny i vzorky vybraných rybích výrobků s obsahem jater dostupných v běžné tržní síti (viz tab. C2.2). Přítomnost sledovaného kontaminantu byla prokázána u asi 50 % vyšetřených výrobků. Je tedy zřejmé, že k expozici populace může dojít nejen při konzumaci ryb z českých toků, ale i při spotřebě konzervovaných produktů. Tyto analýzy byly finančně podpořeny grantem Fondu rozvoje vysokých škol (G4-773/2006).

C2 - FOREIGN SUBSTANCES IN THE FOOD CHAIN


Perfluorinated compounds in fish

Perfluorinated compounds is a joint name for a group of synthetic fluorinated substances, including their oligomers and polymers. The most important representatives of the group of perfluorinated organic substances consist in perfluorooctane sulphonate (PFOS) and perfluorooctanic acid (PFOA).

Perfluorinated compounds have exceptional physical and chemical properties that make them valuable for use in various branches. These are chemically inert substances that are highly thermally stable, hydrophobic (repel water) and also oleophobic (repel oil) in nature. Because of these properties, they are used as auxiliary agents in the products of preparations for treating the surfaces of various objects, in the production of semiconductors and as additives to fire-fighting foams. PFOA are also used as auxiliary agents in the production of polytetrafluoroethylene, known better under its commercial names of Teflon, Gore-Tex and Scotchgard.

The properties that make it useful in the above applications are also the reason why these substances are so dangerous for the environment if they escape. Under normal conditions, the perfluorinated chain does not undergo photolysis, hydrolysis or biodegradation. PFOS and PFOA are the final products of only partial degradation of other perfluorinated substances. Both these substances are very persistent in the environment; however, in contrast to PFOA, PFOS has a high bioaccumulation potential. However, because of its unique physical properties, these substances do not accumulate in fat tissue, in contrast to common persistent organic pollutants (POPs), but are bound to the protein component of the tissue (accumulation occurs especially in the liver). The harmful effects monitored in aquatic and terrestrial organisms on intake of higher doses include hepato-toxicity, detrimental impacts on the gastrointestinal tract, reduction in body weight, spasms, effects on the reproductive cycle and disorders in foetal development and, in the extreme case, even death. Epidemiological studies indicate a connection between exposure and the incidence of bladder cancer in persons exposed to PFOS.

As the presence of PFOS has been determined in the organisms of birds, fish and mammals, it is apparent that this substance can enter the food chain. Elevated PFOS levels tend to be observed more in industrial and residential areas. However, it is alarming that the presence of PFOS has been determined even in the tissues of animals in arctic regions far away from anthropogenic effects.

Although there are currently no regulations limiting the use of perfluorinated substances or limits for their levels in the environment, attempts are being made at the present time to gradually eliminate their use and replace them by other substances that are more readily degradable and do not have an environmental impact.

As perfluorinated substances have been found in some foodstuffs, the subject of contamination is currently being examined by a working group of the European Food Safety Authority.

In 2005 and 2006, the Institute of Food Chemistry and Analysis of the Institute of Chemical Technology in Prague was the first in the Czech Republic to perform a pilot study to obtain information on the level of contamination of the aquatic ecosystem in the CR by perfluorinated substances. In 2005 and 2006, samples were taken from the livers of chub (Leuciscus cephalus) and bream (Abramis brama) at selected locations on Czech rivers, in cooperation with Ing. Tomáš Randák Ph.D. of the Fish Breeding and Hydrobiological Institute in Vodňany. These studies were carried out on the Vltava and Labe in 2005; research in 2006 was concerned with screening of the occurrence of perfluorinated substances in the aquatic ecosystems of 15 various water courses in the Czech Republic. Selected samples were analyzed for the PFOS and PFOA contents. The presence of the former contaminant was confirmed in all the analyzed samples, while the latter was not detected in any of them. The contents of PFOS in the livers of bream caught in 2005 varied in the range 12–223 µg/kg of sample; the livers of chub caught in 2005 and 2006 contained < 6–610 µg/kg of sample (see Fig. C2.1 and Tab. C2.1). Similar PFOS levels were found in sampled chub livers in 2005 and 2006, i.e. 33 µg/kg of sample and 34 µg/kg of sample, at the Vltava – Zelčín location. The described findings along the Vltava and Labe Rivers do not suggest localization of a point source; the highest contamination was found for a bream from Lysá nad Labem. It should be pointed out that the findings in fish livers indicate a biologically available PFOS fraction. The differences between the determined concentrations in the individual species cannot be explained at the current state of the art. The subject requires further study. The PFOS levels found in both species of fish correspond to the published data on findings of PFOS in the livers of fresh-water fish, varying from 5 to 551 µg/kg.

In relation to the above proof of the potential of penetration of PFOS into the human food chain, subsequent studies were concerned with examining samples of fish products containing liver, normally available in the market network (see Tab. C2.2). The monitored contaminant was found to be present in approx. 50 % of studied products. It is thus apparent that exposure of the population can occur, not only in consumption of fish from Czech waters, but also in consumption of tinned products. These analyses were supported financially by a grant from the University Development Fund (G4-773/2006).


Tab. C2.1 Nálezy PFOS v játrech jelce tlouště odebraných v různých lokalitách na dolních tocích českých řek v r. 2006
Findings of PFOS in the livers of chub taken at various locations in the lower parts of Czech rivers in 2006

Lokalita
Locality

Obsah PFOS      PFOS content

µg/kg vzorku      µg/kg sample

Lužnice – Bechyně

< 6

Otava – Topělec

< 6

Morava – Lanžhot

< 6

Dyje – Pohansko

< 6

Sázava – Nespeky

< 6

Orlice – Hradec Králové

< 6

Cidlina – Libice n. Cidlinou

< 6

Svratka – Židlochovice

< 6

Blanice

< 6

Vltava – Zelčín

34

Berounka – Srbsko

48

Ohře – Terezín

48

Labe – Děčín

128

Jizera – Nový Vestec

133

Bílina – Trmice

610

Zdroj: VŠCHT
Source: VŠCHT

Tab. C2.2 Nálezy PFOS v rybích produktech z tržní sítě
Findings of PFOS in fish products in the market network

Popis vzorku
Description of the sample

Obsah PFOS      PFOS content

µg/kg vzorku      µg/kg sample

Tresčí játra (n = 3)/Cod liver (n = 3)

< 6,0–9,5

Uzená tresčí játra/Smoked cod liver

7,9

Uzené šproty/Smoked sprats

6,3

Pasta ze šprotů/Sprat pate

< 6,0

Sardinky (n = 2)/Sardines (n = 2)

< 6,0

Makrela – filety/Makrel – fillets

< 6,0

Filety ze sleďů/Herring fillets

< 6,0

Mušle v nálevu/Marinated mussels

< 6,0

Zdroj: VŠCHT
Source: VŠCHT

Obr. C2.1 Obsah PFOS v játrech jelce tlouště a cejna velkého odebraných v různých lokalitách na Vltavě a Labi v r. 2005
PFOS contents in the livers of chub and bream taken at various locations on the Vltava and Labe in 2005

OBSAH

Hlavní strana / Main page

CONTENTS