Published August 1, 2022 | Version v1
Publication Metadata-only

Analysis of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in surface sediments and edible aquatic species in an oil-contaminated mangrove ecosystem in Bodo, Niger Delta, Nigeria: Bioaccumulation and human health risk assessment

Creators

  • 1. Shell (Netherlands)
  • 2. University of Port Harcourt

Description

This work investigated the occurrence and risks associated with polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in tissues from five commonly consumed aquatic species (swimming crabs, estuarine shrimp, tiger prawns, periwinkles, and tilapia) and sediment across six sites in the area around Bodo town, in the Niger Delta region of Nigeria. We aimed to establish a relationship between PAH concentrations in sediment and biota, and to derive biota-sediment accumulation factors (BSAFs). Risks to human health associated with consumption of impacted food sources were assessed based on measured biotic concentrations of PAHs. The average concentration of PAHs and the number of PAHs measured above the limit of quantification varied greatly between different biota, with the lowest average concentrations observed in tilapia, followed by tiger prawns, crabs, estuarine shrimp, and the highest concentrations were observed in periwinkles. Similar to biotic concentrations, BSAFs were found to vary greatly across species, sites, and PAHs, though BSAFs for all organisms except periwinkles were below a value of 1. In periwinkles, BSAFs exceeded a value of 1 for phenanthrene (BSAF = 1.7), pyrene (1.5) and benzo[k]fluoranthene (1.7). Risks to human health associated with consumption of these species were assessed using the BaP toxic-equivalent approach for cancer risks and the toxic unit approach which jointly considered carcinogenic but also non-cancer hazards. The BaP toxic-equivalent approach showed that the excess lifetime cancer risk resulting from daily consumption of 0.2 kg of seafood ranged between 1.3 × 10-6 for tiger prawn and tilapia to 4.1 × 10-6 for periwinkles, which is below the excess lifetime cancer risk of 10-4 used by Dutch and Nigerian authorities for sediment intervention values. This finding is supported by the results obtained from the toxic unit approach which indicates that the ratios of the estimated dose and the maximal permissible risk level for summed PAHs never exceeded 1.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

بحث هذا العمل في حدوث الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات (PAHs) والمخاطر المرتبطة بها في أنسجة من خمسة أنواع مائية شائعة الاستهلاك (سرطانات السباحة، والجمبري في مصبات الأنهار، وجمبري النمر، والبلطي) والرواسب عبر ستة مواقع في المنطقة المحيطة بمدينة بودو، في منطقة دلتا النيجر في نيجيريا. كنا نهدف إلى إقامة علاقة بين تركيزات الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات في الرواسب والكائنات الحية، واستخلاص عوامل تراكم الرواسب والحيوانات (BSAFs). تم تقييم المخاطر على صحة الإنسان المرتبطة باستهلاك مصادر الغذاء المتأثرة بناءً على التركيزات الحيوية المقاسة من الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات. تباين متوسط تركيز الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات وعدد الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات المقاسة فوق حد القياس الكمي تباينًا كبيرًا بين الكائنات الحية المختلفة، حيث لوحظ أدنى متوسط تركيزات في البلطي، تليها جمبري النمر وسرطان البحر وجمبري مصب الأنهار، ولوحظت أعلى التركيزات في التجاعيد المحيطة. على غرار التركيزات الحيوية، وجد أن عوامل التساهل البيولوجي تختلف اختلافًا كبيرًا عبر الأنواع والمواقع والهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات، على الرغم من أن عوامل التساهل البيولوجي لجميع الكائنات الحية باستثناء التجاعيد كانت أقل من قيمة 1. في بيريوينكلز، تجاوزت قيمة BSAFs 1 للفينانثرين (BSAF = 1.7)، البيرين (1.5) والبنزو [ك]فلورانثين (1.7). تم تقييم المخاطر على صحة الإنسان المرتبطة باستهلاك هذه الأنواع باستخدام نهج مكافئ السمية BaP لمخاطر السرطان ونهج الوحدة السامة الذي نظر بشكل مشترك في المخاطر المسببة للسرطان ولكن أيضًا المخاطر غير السرطانية. أظهر نهج مكافئ السمية BaP أن خطر الإصابة بالسرطان مدى الحياة الزائد الناتج عن الاستهلاك اليومي البالغ 0.2 كجم من المأكولات البحرية يتراوح بين 1.3 × 10-6 بالنسبة لقريدس النمر والبلطي إلى 4.1 × 10-6 بالنسبة للتجاعيد المحيطة، وهو أقل من خطر الإصابة بالسرطان مدى الحياة الزائد البالغ 10-4 الذي تستخدمه السلطات الهولندية والنيجيرية لقيم تدخل الرواسب. وتدعم هذه النتيجة النتائج التي تم الحصول عليها من نهج الوحدة السامة والتي تشير إلى أن نسب الجرعة المقدرة ومستوى المخاطر الأقصى المسموح به لمجموع الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات لم تتجاوز أبدًا 1.

Translated Description (French)

Ce travail a étudié la présence et les risques associés aux hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) dans les tissus de cinq espèces aquatiques couramment consommées (crabes nageurs, crevettes estuariennes, crevettes tigrées, pervenches et tilapia) et les sédiments sur six sites dans la région autour de la ville de Bodo, dans la région du delta du Niger au Nigeria. Nous avons cherché à établir une relation entre les concentrations de HAP dans les sédiments et le biote, et à dériver les facteurs d'accumulation biote-sédiment (FASB). Les risques pour la santé humaine associés à la consommation de sources alimentaires touchées ont été évalués en fonction des concentrations biotiques mesurées d'HAP. La concentration moyenne de HAP et le nombre de HAP mesurés au-dessus de la limite de quantification variaient considérablement entre les différents biotes, les concentrations moyennes les plus faibles étant observées chez le tilapia, suivies des crevettes tigrées, des crabes, des crevettes estuariennes et les concentrations les plus élevées étaient observées chez les pervenches. Semblables aux concentrations biotiques, les FASB variaient considérablement selon les espèces, les sites et les HAP, bien que les FASB pour tous les organismes à l'exception des pervenches étaient inférieurs à une valeur de 1. Dans les pervenches, les BSAF dépassaient une valeur de 1 pour le phénanthrène (BSAF = 1,7), le pyrène (1,5) et le benzo[k]fluoranthène (1,7). Les risques pour la santé humaine associés à la consommation de ces espèces ont été évalués en utilisant l'approche équivalente toxique BaP pour les risques de cancer et l'approche unitaire toxique qui considérait conjointement les dangers cancérigènes mais aussi non cancéreux. L'approche équivalente toxique du BaP a montré que l'excès de risque de cancer au cours de la vie résultant de la consommation quotidienne de 0,2 kg de fruits de mer variait entre 1,3 × 10-6 pour la crevette tigrée et le tilapia et 4,1 × 10-6 pour les pervenches, ce qui est inférieur à l'excès de risque de cancer au cours de la vie de 10-4 utilisé par les autorités néerlandaises et nigérianes pour les valeurs d'intervention sur les sédiments. Cette constatation est corroborée par les résultats obtenus à partir de l'approche de l'unité toxique qui indique que les rapports entre la dose estimée et le niveau de risque maximal admissible pour les HAP totalisés n'ont jamais dépassé 1.

Translated Description (Spanish)

Este trabajo investigó la ocurrencia y los riesgos asociados con los hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP) en tejidos de cinco especies acuáticas de consumo común (cangrejos nadadores, camarones de estuario, langostinos tigre, periwinkles y tilapia) y sedimentos en seis sitios en el área alrededor de la ciudad de Bodo, en la región del Delta del Níger de Nigeria. Nuestro objetivo fue establecer una relación entre las concentraciones de PAH en el sedimento y la biota, y derivar los factores de acumulación de biota-sedimento (BSAF). Los riesgos para la salud humana asociados con el consumo de fuentes de alimentos afectadas se evaluaron en función de las concentraciones bióticas medidas de HAP. La concentración media de HAP y el número de HAP medidos por encima del límite de cuantificación variaron mucho entre las diferentes biotas, observándose las concentraciones medias más bajas en tilapia, seguidas de langostinos tigre, cangrejos, camarones de estuario, y las concentraciones más altas se observaron en periwinkles. Al igual que las concentraciones bióticas, se encontró que los BSAF variaban mucho entre especies, sitios y PAH, aunque los BSAF para todos los organismos, excepto las vincapervincas, estaban por debajo de un valor de 1. En los bígaros, los BSAF superaron un valor de 1 para fenantreno (BSAF = 1,7), pireno (1,5) y benzo[k]fluoranteno (1,7). Los riesgos para la salud humana asociados con el consumo de estas especies se evaluaron utilizando el enfoque de equivalente tóxico de BaP para los riesgos de cáncer y el enfoque de unidad tóxica que consideraba conjuntamente los peligros cancerígenos pero también no cancerígenos. El enfoque de equivalente tóxico de BaP mostró que el exceso de riesgo de cáncer de por vida resultante del consumo diario de 0,2 kg de mariscos osciló entre 1,3 × 10-6 para el camarón tigre y la tilapia y 4,1 × 10-6 para las vincapervincas, que está por debajo del exceso de riesgo de cáncer de por vida de 10-4 utilizado por las autoridades holandesas y nigerianas para los valores de intervención de sedimentos. Este hallazgo está respaldado por los resultados obtenidos del enfoque de la unidad tóxica, que indica que las proporciones de la dosis estimada y el nivel de riesgo máximo permisible para los HAP sumados nunca superaron 1.

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
تحليل الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات في الرواسب السطحية والأنواع المائية الصالحة للأكل في النظام البيئي لغابات المانغروف الملوثة بالنفط في بودو، دلتا النيجر، نيجيريا: التراكم البيولوجي وتقييم مخاطر صحة الإنسان
Translated title (French)
Analyse des hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) dans les sédiments de surface et les espèces aquatiques comestibles dans un écosystème de mangrove contaminé par le pétrole à Bodo, delta du Niger, Nigeria : bioaccumulation et évaluation des risques pour la santé humaine
Translated title (Spanish)
Análisis de hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP) en sedimentos superficiales y especies acuáticas comestibles en un ecosistema de manglar contaminado con petróleo en Bodo, delta del Níger, Nigeria: Bioacumulación y evaluación de riesgos para la salud humana

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4220793108
DOI
10.1016/j.scitotenv.2022.154802

Is supplement to
https://openalex.org/W2056333669 (Other)
https://openalex.org/W2094170116 (Other)
https://openalex.org/W4247041760 (Other)
https://openalex.org/W2411516730 (Other)
https://openalex.org/W2339473219 (Other)
https://openalex.org/W2095043493 (Other)
https://openalex.org/W2597242474 (Other)
https://openalex.org/W2097137449 (Other)
https://openalex.org/W1970756677 (Other)
https://openalex.org/W1971376528 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Nigeria

References

  • https://openalex.org/W1973916597
  • https://openalex.org/W2010415275
  • https://openalex.org/W2053820264
  • https://openalex.org/W2082612205
  • https://openalex.org/W2087094875
  • https://openalex.org/W2094917916
  • https://openalex.org/W2112688502
  • https://openalex.org/W2131036894
  • https://openalex.org/W2142554477
  • https://openalex.org/W2171647102
  • https://openalex.org/W2233831489
  • https://openalex.org/W2234510295
  • https://openalex.org/W2323901378
  • https://openalex.org/W2560655629
  • https://openalex.org/W2588285497
  • https://openalex.org/W2606044555
  • https://openalex.org/W2805803723
  • https://openalex.org/W2806637425
  • https://openalex.org/W2888862398
  • https://openalex.org/W2897511138
  • https://openalex.org/W2946982590
  • https://openalex.org/W2950539041
  • https://openalex.org/W3006909242
  • https://openalex.org/W3027778941
  • https://openalex.org/W3092025023
  • https://openalex.org/W3205336691
  • https://openalex.org/W4206358784
  • https://openalex.org/W4211023033
  • https://openalex.org/W4213302669
  • https://openalex.org/W4213378121