Ανάπτυξη και εφαρμογές αναλυτικών μεθόδων για τον προσδιορισμό ξενοβιοτικών ενώσεων σε ζωικούς και φυτικούς οργανισμούς θαλάσσιων οικοσυστημάτων
Authors: Τραντόπουλος Επαμεινώνδας 
Published: February 2024

Ένα από τα μείζονα θέματα των τελευταίων ετών αποτελεί ο έλεγχος της υπολειμματικότητας οργανικών ρύπων σε περιβαλλοντικά υποστρώματα, γεγονός που καθιστά αναγκαία την ανάπτυξη αξιόπιστων αναλυτικών μεθόδων για τον προσδιορισμό τους. Αν και αυξάνεται ο αριθμός των ερευνών για την εκτίμηση των συγκεντρώσεων οργανικών ρύπων στο περιβάλλον, η πλειοψηφία τους ασχολείται κυρίως με επιφανειακά ύδατα και έδαφος, ενώ είναι λιγοστές αυτές που ασχολούνται με τα υδάτινα οικοσυστήματα, καθώς και τους οργανισμούς που ζούνε σε αυτά. Στην παρούσα Διατριβή αναπτύχθηκαν και επικυρώθηκαν αναλυτικές μέθοδοι για τον προσδιορισμό 14 επιλεγμένων πολυχλωριωμένων διφαινυλίων (PCBs) και 4 μεταβολιτών νιτροφουρανίων σε δείγματα ιχθυρών και θαλασσινών. Οι μέθοδοι τελικά εφαρμόστηκαν σε περιοχές της Ελλάδας και της Πορτογαλίας, που είναι δέκτες διαφορετικών ρύπων ανθρωπογενούς προέλευσης. Κριτήρια για την επιλογή των ενώσεων ήταν η παρουσία τους στο περιβάλλον, καθώς συμπεριλήφθηκαν ενώσεις των οποίων η χρήση έχει απαγορευτεί αλλά ακόμα ανιχνεύονται.Για τον προσδιορισμό των PCBs χρησιμοποιήθηκε σύστημα αέριας χρωματογραφίας συζευγμένο με φασματομετρία μάζας (GC-MS) με συνολικό χρόνο ανάλυσης τα 30 λεπτά. Για τον προσδιορισμό των μεταβολιτών νιτροφουρανίων χρησιμοποιήθηκε σύστημα υγρής χρωματογραφίας συζευγμένης με φασματομετρία μάζας υψηλής διακριτικής ικανότητας, με συνολικό χρόνο ανάλυσης δέκα λεπτά. Για την ποσοτικοποίηση χρησιμοποιήθηκαν καμπύλες προσομοίωσης υποστρώματος και στην περίπτωση των μεταβολιτών νιτροφουρανίων και εσωτερικό πρότυπο. Για τον προσδιορισμό των PCBs στα δείγματα υδρόβιων οργανισμών επιλέχθηκε η μέθοδος εκχύλισης QuEChERS (Quick, Easy, Cheap, Effective, Rugged and Safe). Οι συνθήκες που βελτιστοποιήθηκαν ήταν ο διαλύτης εκχύλισης, τα άλατα εκχύλισης, η ποσότητα δείγματος και οι διαφορετικοί συνδυασμοί προσροφητικών στο στάδιο καθαρισμού. Μετά τη βελτιστοποίηση ακολούθησε και επικύρωση της αναλυτικής μεθοδολογίας για κάθε υπόστρωμα. Στα δείγματα μυδιού οι ανακτήσεις κυμάνθηκαν από 72.5% έως 109.5%, ενώ η τυπική απόκλιση ήταν μικρότερη του 10%. Στα δείγματα ψαριού οι ανακτήσεις κυμάνθηκαν από 72.1% έως 85.0%, ενώ η η επαναληψιμότητα και η ενδοεργαστηριακή αναπαραγωγιμότητα ήταν μικρότερες του 10%. Όσον αφορά τα όρια ποσοτικοποίησης, ήταν μικρότερα από 2.5 ng g-1 για όλα τα PCBs και στα δύο υποστρώματα. Επιπλέον, οι τιμές της (%) επίδρασης του υποστρώματος βρέθηκαν να κυμαίνονται για τα δείγματα μυδιών μεταξύ -28.9% και 22.0% υποδηλώνοντας μέτρια με ελαφριά επίδραση και για τα δείγματα ψαριών μεταξύ -17.8% και 16.0% υποδηλώνοντας ελαφριά επίδραση. Τελευταίο στάδιο για την επικύρωση της αναλυτικής μεθοδολογίας, ήταν και η εκτίμηση της αβεβαιότητας της μεθόδου, όπου βρέθηκε για όλα τα PCBs σε τιμές κάτω του 53% και στα δύο υποστρώματα. Στη συνέχεια, έγινε και επέκταση της επικύρωσης και για τους υπόλοιπους υπό μελέτη οργανισμούς στο χαμηλό επίπεδο εμβολιασμού, με τα αναλυτικά χαρακτηριστικά της μεθόδου να την κάνουν κατάλληλη και για αυτά τα υποστρώματα. Τέλος, ο συντελεστής γραμμικότητας ήταν πάνω από 0.99 σε όλες τις περιπτώσεις.Μετά την επικύρωση της μεθόδου ακολούθησε και εφαρμογή της σε πραγματικά δείγματα υδρόβιων οργανισμών από μία περιοχή στην Ελλάδα και μία στην Πορτογαλία. Στα δείγματα που συλλέχθηκαν από την ελληνική περιοχή δεν βρέθηκε κανένα από τα επιλεγμένα PCBs πάνω από το όριο ανίχνευσης. Αντιθέτως, στην περιοχή από τις εκβολές του Τάγου ποταμού ανιχνεύθηκαν και ποσοτικοποιήθηκαν PCBs στα δείγματα κάβουρα, φυκιών και μυδιών. Έγιναν δύο δειγματοληψίες μέσα στην ίδια χρονιά, μία μετά από περίοδο βροχοπτώσεων και μία μετά από περίοδο ξηρασίας και στη δεύτερη περίοδο, οι θετικές ανιχνεύσεις PCBs ήταν περισσότερες στον αριθμό αλλά και σε μεγαλύτερες συγκεντρώσεις. Για τον προσδιορισμό των μεταβολιτών νιτροφουρανίων στα δείγματα ιχθυρών επιλέχθηκε η υγρή – υγρή εκχύλιση μετά από όξινη υδρόλυση του δείγματος που είναι και η κύρια μέθοδος που χρησιμοποιείται για αυτούς τους αναλύτες. Στα δείγματα ψαριού οι ανακτήσεις κυμάνθηκαν από 85.2% έως 98.4%, ενώ η η επαναληψιμότητα και η ενδοεργαστηριακή αναπαραγωγιμότητα ήταν μικρότερες του 10%. Όσον αφορά τα όρια ανίχνευσης (LOD) και ποσοτικοποίησης (LOQ) υπολογίστηκαν στο 0.1 ng g-1 και 0.25 ng g-1 αντίστοιχα. Τελευταίο στάδιο επικύρωσης της αναλυτικής μεθοδολογίας, ήταν και η εκτίμηση της αβεβαιότητας της μεθόδου, όπου βρέθηκε σε τιμές κάτω του 50% για όλους τους μεταβολίτες. Η επικυρωμένη μεθοδολογία εφαρμόστηκε σε δείγματα ιχθύων από υδατοκαλλιέργεια της Μεσογείου για διάστημα τεσσάρων ετών. Από του τέσσερις μεταβολίτες ανιχνεύθηκε ο μεταβολίτης Amoz, σε μεγάλο αριθμό δειγμάτων αλλά μόνο στο πρώτο εξάμηνο των δειγματοληψιών. Οι συγκεντρώσεις του κυμάνθηκαν από το όριο ποσοτικοποίησης της μεθόδου, μέχρι και 3.96 ng g-1, με το όριο δράσης να είναι 1.0 ng g-1. Όλα τα απαραίτητα από τη νομοθεσία μέτρα λήφθηκαν από την ιχθυοκαλλιέργεια, με αποτέλεσμα στους επόμενους μήνες οι συγκεντρώσεις του Amoz να μειώνονται σταδιακά και τελικώς να έρθουν σε τιμές κάτω από το όριο ανίχνευσης της μεθόδου. Επιπλέον, πραγματοποιήθηκε εκτίμηση της χρόνιας διατροφικής επικινδυνότητας και για τις δύο επιλεγμένες ομάδες ενώσεων. Αναφορικά με την επικινδυνότητα από πολυχλωριωμένα διφαινύλια, ο δείκτης κινδύνου (Hazard Index) δεν ξεπέρασε το 0.25, επιβεβαιώνοντας πως ο κίνδυνος από την κατανάλωση θαλασσινών παραμένει χαμηλός για κάθε τρόφιμο ξεχωριστά. Για τους μεταβολίτες νιτροφουρανίων, δεν υπάρχει συγκεκριμένο αποδεκτό όριο κατανάλωσης, καθώς η νομοθεσία είναι αυστηρή και λαμβάνοντας όλα τα απαραίτητα μέτρα, ο κίνδυνος για τον καταναλωτή παραμένει μηδαμινός.