PCB (POLİKLORİNATE BİFENİL) LERİN BALIKLAR ÜZERİNE OLUMSUZ ETKİLERİ Simay ANGİŞ* Pınar OĞUZHAN* *Atatürk Üniversitesi Su Ürünleri Anabilim Dalı. Erzurum E posta: simayangis@atauni.edu.tr Özet PCB (poliklorinate bifenil) ler klorakne içeren toksikolojik özellikte karmaşık yapıya sahip organik bileşiklerdir. Bu bileşikler akuatik hayatta kontaminant olarak adlandırılan lipofil çevresel kirleticiler olup, oldukça yaygındırlar. PCB ler kullanım alanının geniş ve kalıcı olmalarından dolayı çevrede yaygın bir dağılım gösterirler, bütün canlıların üreme yetisini azaltır ve genlerin değişimine neden olabilirler. Bu derlemede, PCB lerin sucul hayata olumsuz etkilerini ortaya koyan çalışmaların bir araya getirilmesi amaçlanmıştır. Anahtar Kelimeler: PCB, Sucul ekosistem, Toksik kimyasal NEGATIVE EFFECTS OF PCBs ON FISH Abstract PCBs are organic compounds which has complex structure at toxicologic property containing chloracne. PCBs are quite common which contaminant are called at aquatic life and lipophil environmental pollution. PCBs are demonstrated common a spread due to permanent and extensive using place, are decreased reproductive of all the living and may be caused changing of gene. In this review, studies puting forth that negative effects of PCBs on aquatic ecosystem are aimed collection. Keywords: PCB, Aquatic ecosystem, Toxic chemical 1
GİRİŞ Poliklorlu bifenil bileşikleri genellikle sentetik organik kimyasallardır ve her bir PCB molekülü 10 karbon atomu üzerinde farklı sayıda klor atomlarının bulunduğu bir bifenil halkasına sahiptir. PCB ler C 12 H 10 ncln (n=1 10) formülü ile belirtilen 209 farklı bileşikten oluşur. 1929 da üretilmeye başlayan bu kompleks bileşiklerin % 60 90 nını PCB ler oluşturmaktadır (Wu 1996). PCB ler kullanım alanının geniş ve kalıcı olmasından dolayı çevrede yaygın şekilde bulunurlar dioksin ve furan gibi yanma gazlarını içeren bu bileşikler bir çok canlı türünün üreme kabiliyeti ve genetik yapı üzerinde olumsuz etkilerinin ortaya çıkmasından dolayı ABD ve birçok Avrupa ülkesinde son 20 yıldır kullanımı sınırlandırılmıştır. Günümüzde yüzey suları, atıksular, katı atıklar, sediment ve hava örneklerinde yapılan analizler PCB bileşiklerinin halen önemli bir kirletici olduğu belirlenmiştir (Ballschmiter et al., 1980; Travis and Hester 1991; Quingyu et. al., 2001; Anonim 2009). Sayısız kaynaklardan ortaya çıkan PCB kirliliklerinin büyük bir bölümü genellikle doğrudan akarsular, göller ve kıyı suları gibi su sistemlerine bırakılmaktadır. Kaldı ki, atmosfere yayılan ve karasal ortamda beliren aynı kirlilikler de zamanla dünya su kesimlerine yansımış olacaktır. Bu yüzden son yıllarda özellikle iç ve kıyı suları olmak üzere su sistemlerinin ağır bir biçimde PCB atıklarıyla kirlendiği bilinmektedir. Bu nedenle de PCB kaynaklı kirlenmeden dolayı oluşan çevresel sorunları daha çok su ortamındaki biyolojik dengenin bozulması ve su ürünlerinin kirlenmesi biçiminde kendini göstermektedir (Şişman 2007). PCB (Poliklorlu Bifeniller) Poliklorlu bifeniller (PCB); kuramsal olarak 210 çeşit bifenil, terpenil ve naftilen karışımı ile hazırlanan organik bileşiklerdir. 209 farklı klorlanmış PCB konjeneri mevcuttur (UNEP, 1999). PCB ler renksiz, viskoz sıvılar olup sudaki çözünürlükleri çok azdır. Yağ ve organik çözücülerde çözünürler. Isıya son derece dayanıklı olup kimyasal olarak inerttirler. Yanıcı, patlayıcı ve iletkenlik özelliklerden tümüyle arındırılmışlardır. Kaynama dereceleri bileşik çeşidine göre 278 415 o C ye kadar değişir. Fotokimyasal yolla değişik ürünlere dönüşebilirler. Örneğin; 300 o C de 2
ısıtıldıklarında son derece toksik olan poliklorlu dibenzofuranlara (PCDF) dönüşürler (WHO, 1993). Şekil 1 de PCB lerin kimyasal yapısı verilmiştir. Şekil.1. PCB lerin kimyasal yapısı (Wiegel and Wu, 2000). PCB nin kullanım alanları aşağıdaki gibidir (Anonim 2009): 1. Tamamen Kapalı Sistemlerde Transformatörler Farklı elektrik aksamları (kablo, anahtar... vb.) Elektrik motorları ve mıknatısları 2. Kısmen Kapalı Sistemlerde Hidrolik sistemler Isı transfer sistemleri (ısıtıcılar, ısı dönüştürücüler) 3. Açık sistemlerde Plastik üretiminde yumuşatma maddesi Binalarda yalıtım ve yüzey kaplama alanında Boya, mürekkep ve kağıt üretiminde Pestisitlerde Yapıştırıcılarda ve yağlayıcı maddelerde Yangın söndürücülerde PCB nin Sucul Ekosistem Üzerine Etkileri PCB lere ait ilk çevresel problem 1966 yılında İsveçli araştırmacı Sören JENSEN in balık ve kuş örneklerinde pestisit analizi yaparken fazla sayıda (200 civarında) belirlenemeyen bileşikleri saptaması ile ortaya çıkmıştır (Jensen, 1966). 3
PCB ler bozunmaya karşı oldukça dirençli oldukları için çevrede uzun süre kalma eğilimi göstermektedirler Suda çözünmezken, yağda çözünürlükleri çok yüksek olduğu için canlı organizmaların yağ dokularında birikirler. Kuş ve deniz memelilerinin üreme sistemleri üzerine PCB lerin olumsuz etkileri belirlenmiş ve sucul çevre üzerinde problemler oluşturduğu saptanmıştır (Anonim 2009). Suda yaşayan canlılardaki toksik etkileri ve insanlardaki kanserojen etkileri bu bileşiklerin daha fazla önemsenmesini gerektirmektedir. (Alkhatib and Weigand 2002). PCB ler çevrede olduğu gibi balıklarda da kalıcı özelliktedir. Lipofilik yapısından dolayı yağlı balık dokularında yağsız balıklara nazaran daha yüksek konsantrasyonlarda bulunur (Mozaffarian et al., 2006). PCB sazangillerde testosteron, östrojen ve kortizolü baskılamakta ve yumurta koymayı geciktirmektedir (Bengtsson 1980). Diğer bir çalışmada Carassius auratus da 0.73 32 ng /g yaş ağırlık seviyesinde PCB bulunduğu belirlenmiştir (Jeong et al. 2001). 4 balık türünde (Cyprinus carpio, Aconthobrama marmid, Chandrostoma regium, Siluris glanis) yapılan çalışmada PCB, OCP, PBDE gibi organik kirleticilerin seviyelerine bakılmıştır. PCB, OCP, PBDE lipit konsantrasyonları diğer balıklara kıyasla Siluris glanis de daha yüksek olduğu tespit edilmiştir. Cyprinus carpio, Chandrostoma regium, Siluris glanis in kas ve karaciğerlerinde PCB, OCP, PBDE nin daha fazla biriktiği belirlenmiştir (Erdogrula et al. 2005). Temiz ve yoğun kirliliğin olduğu bölgelerde alınan balık örneklerinde dokulardaki PCB konsantrasyonları karşılaştırılmış, kontaminasyonun olduğu bölgelerde yakalanan sazan balıklarının kas dokularında yüksek miktarda PCB bulunduğu belirlenmiştir. (Verweij et al. 2004). Şişman (2007), PCB bileşiklerinin zebra balığı (Danio rerio) nda subletal dozların embriyolojik gelişimde gerilemeye, kalp ve perikardiyal alanda küçülmeye, kan dolaşımında yavaşlamaya, yumurtadan çıkan larva sayısında azalmaya, çeşitli teratojenik etkilere (blastodermal lezyon, ekzogastrolasyon oluşumu, vitellüs kesesi ödemi, kalp ödemi, pigmentasyonun oluşmaması ya 4
da az oluşması, hava kesesinin gelişmemesi, anaxial vücut, boy kısalığı, kuyruk anormalliği) ve ölümlere sebep olduğunu gözlemiştir. Sonuç Sucul ekosistemin en önemli üyesini oluşturan balıklar üzerine bu denli olumsuz etkiye neden olan PCB lerin, balıklarda birikerek insan sağlığını da tehdit etmesi bu bileşiklerin daha fazla önemsenmesini gerektirmektedir. Bu bileşiklerin su kaynaklarına farklı yollardan ulaşmasının engellenmesi zararlarının azaltılmasında en etkili yöntemdir. KAYNAKLAR Alkhatib, C. and Weigand, C., 2002. Parameters Affecting Partitioning of 6 PCB Congeners in Natural Sediment. Environmental Monitoring and Assessment, 78, 1 17. Anonim 2009. http://www.cevreonline.com/atik2/pcbpct.htm Ballschmiter, K. and Zell, M., 1980. Int. J. Environ, Anal. Chem. 8. Bengtsson, B. E., 1980. Long term Effects of PCB (Clophen A 50) Growth, Reproduction and Swiming Performance in the Minnow, Phonixus phonixus. Water Res., 14: 681 688. Erdogrula, Ö., Covacib, A. and Schepensb, P., 2005. Levels of organochlorine pesticides, polychlorinated biphenyls and polybrominated diphenyl ethers in fish species from Kahramanmaras, Turkey. Environment International. Volume 31, Issue 5. pp. 703 711. Jensen, S., 1966. Report of a new chemical hazard. New Scientist. 32, p. 312. Jeong, G.H., Kim, D.Y., Kim, M.O., Lee, J.Y. and Kim, Y.B., 2001. Contents of polychlorinated biphenyls in Carassius auratus from the major river systems in S. Korea. Organohal. Compd. 51. pp. 344 347. Mozaffarian, D. and Rimm, E. B., 2006. Fish intake, contaminants, and human health: evaluating the risks and the benefits. JAMA, 296(15):1885 1899. Quingyu, M., Shaogang, C. and Xiaobai, X., 2001. Sorption Phenomena of PCBs in Environment. Chinese Science Bulletin, Vol 46, Issue 2. Şişman, T., 2007. Poliklorlubifenil Bileşiklerinin Danio rerio nun (Zebra balığı) Gelişimi Üzerine Etkileri. Atatürk Üniv. Fen Bilimleri Enst. Biyoloji Anabilim Dalı, Doktora Tezi, 107 s, Erzurum. 5
Travis, C.C. and Hester, S. T., 1991. Environ. Sci. Technol. 25, 814. UNEP, 1999. Guidelines for the Identification of PCBs and Materials Containing PCBs. Verweij, F., Booijb, K., Satumalaya, K., Molena, van der N. and Oosta van der R., 2004. Assessment of bioavailable PAH, PCB and OCP concentrations in water, using semipermeable membrane devices (SPMDs), sediments and caged carp. Chemosphere Volume 54, Issue 11. pp. 1675 1689. WHO, 1993. O. Wh In: Polychlorinated biphenyls and terphenyls. Second Edition. Environmental Health Criteria 140, World Health Organization. ISBN 92 4 157140 3, Geneva. Wiegel, J. and Wu, Q., 2000. Microbial Dehalogenation of polychlorinated biphenyls. FEMS Microbial Ecology 32: 1 15, 2000 (containing over 20 citations of publications from work done in J. Wiegel s group). Wu, Q., 1996. Microbial Reductive Dechlorination of Polychlorinated Biphenyls (PCBs) in Anaerobic Freshwater Sediment. D. Ph. Thesis University of Georgia. 6