Levels and sources of PCDDs, PCDFs and dl-PCBs in the water ecosystems of central Poland — A mini review

Polychlorinated dibenzo-p-dioxins (PCDDs) and dibenzofurans (PCDFs) are unwanted by-products in a variety of industrial and thermal processes. They have been present on Earth long before the human era, since they may be also formed as a result of forest fires or volcanic explosions. Polychlorinated biphenyls (PCBs) in turn, have been intentionally produced by humans. Poland was a minor producer of PCB mixtures (Chlorofen and Tarnol), which were a source of direct and indirect environmental diffusion with PCB and less with PCDDs/PCDFs. Industrial accidents with PCDDs/PCDFs were absent in Poland. Their stability and resistance to thermal breakdown made them very dangerous for environment and, in consequence, due to their environmental persistence, bioaccumulation and biomagnification in the terrestrial and aquatic food chains, to humans. Humans may become affected by PCDDs/PCDFs and PCBs through environmental (soil and water contamination, fish and food), occupational (incinerators; pulp, paper and metallurgy industry; copper production), or accidental (Seveso accident) exposure. The aim of this review was to evaluate environmental hazard caused by PCDDs, PCDFs and dioxin-like-PCBs in the central region of Poland based on the accessible data on diffusion of those compounds in sediments and riverine, reservoir and storm water from our previous studies and discussed in the context of other achievements in Poland and elsewhere

Zastosowanie biotestu jako indykatora obecności dioksynopodobnych PCB

Dioxins (polychlorinated dibenzo-p-dioxins, PCDDs, polychlorinated dibenzofurans, PCDFs) and dioxin-like polychlorinated biphenyls (dl-PCBs) are toxic compounds which are commonly present in the food chain. According to the European Union regulations the presence of these compounds in food may be determined by complementary and screening and methods considered confirmatory. The combination of the two methods allows a relatively fast selection of food and feed samples containing dioxins at concentrations exceeding acceptable levels and permits an unequivocal confirmation of tested compounds. The aim of the study was to evaluate the usefulness of the biotest based on genetically modified cell lines sensitive to PCDDs and PCDFs for the simultaneous detection and quantitative determination of dl-PCBs in food samples. Mouse hepatoma cell lines (Hepa1L6.1c3) with the luciferase reporter gene were used. The principle of the biotest involving the dioxin mechanism of action includes the presence of receptor Ah agonist Hepa1L6.1c3 cell line synthesize luciferase at concentrations proportional to the agonist dose. The measurement of luciferase activity for various 2,3,7,8-TCDD concentrations (calibration curve) permits quantitative measurements of the Ah receptor antagonist content in examined food samples. The extraction of dl-PCBs from matrixes (salmon, herring and sprat muscles) was performed using the extraction and purification procedure for PCDDs/PCDFs analysis. Separation of dl-PCB from PCDD/PCDF was done by a column chromatography. The concentration of dl-PCBs was determined using the biotest. The results involving the same samples were compared with those obtained by the HRGC/HRMS method regarded as confirmatory. The results confirm the biotest as a useful method for dl-PCBs determinations; the results obtained by the two methods are parallel and meets the criteria defined by the Commission Regulation (EC) No. 1881/2006.Dioksyny (polichlorowane dibenzo-p-doksyny (PCDD) i polichlorowane dibenzofurany (PCDF)) oraz dioksynopodobne polichlorowane bifenyle (dl-PCB)) są związkami toksycznymi występującymi m.in. w łańcuchu żywieniowym. Zgodnie z przepisami Unii Europejskiej, do oznaczania ich zawartości w żywności można zastosować metody komplementarne: przesiewową i potwierdzającą. Ich połączenie pozwala na stosunkowo szybką selekcję próbek żywności i pasz zawierających dioksyny w stężeniach przekraczających dopuszczalne poziomy oraz pozwala na jednoznaczne potwierdzenie obecności badanych związków. Celem pracy było określenie przydatności biotestu bazującego na genetycznie zmodyfikowanej linii komórek wrażliwych na działanie PCDD i PCDF do równoczesnego wykrywania i ilościowego oznaczania dl-PCB w próbkach żywności. W badaniach zastosowano linię komórkową hepatomy mysiej (Hepa1L6.1c3) z wprowadzonym transgenem lucyferazy pod kontrolą receptora Ah. Zasada biotestu wykorzystującego mechanizm działania dioksyn jest następująca: w obecności agonistów receptora Ah komórki Hepa1L6.1c3 syntezują enzym lucyferazę w stężeniu proporcjonalnym do dawki agonisty. Pomiar aktywności lucyferazy wobec serii stężeń 2,3,7,8-TCDD (krzywa kalibracyjna) pozwala na ilościową ocenę zawartości agonistów receptora Ah w badanym ekstrakcie próbki żywności. Do ekstrakcji dl-PCB z matrycy (mięśnie łososia, śledzia, szprota) użyto zoptymalizowanej dla PCDD/PCDF metody ekstrakcji i oczyszczania. Na kolumnach chromatograficznych oddzielano dl-PCB od PCDD/PCDF. Zawartość dl-PCB oznaczano, stosując biotest. Wyniki uzyskane biotestem porównywano z rezultatami oznaczeń chemiczną metodą potwierdzającą HRGC/HRMS, wykonaną w tych samych próbkach. Uzyskane dane pozwalają ocenić biotest jako przydatne narzędzie w badaniach zawartości dl-PCB, ponieważ wyniki uzyskane obydwoma metodami są porównywalne, a metoda spełnia kryteria określone przepisami prawa wspólnotowego (Rozp. 1881/2006/WE)

Application of screening method for dioxins determination in feed monitoring program in Poland

Realizacja Planów Urzędowej Kontroli Pasz w krajach członkowskich UE jest jednym z elementów strategii „od pola do stołu” Komisji Europejskiej, mającej na celu zmniejszenie narażenia konsumentów na związki toksyczne ulegające kumulacji w łańcuchu pokarmowym. Plany zakładają kontrolę skażenia pasz związkami toksycznymi lub niepożądanymi. W Państwowym Instytucie Weterynaryjnym w Puławach wykonywane są od 2004 roku badania urzędowe zawartości polichlorowanych dibenzo-p-dioksyn (PCDD), polichlorowanych dibenzofuranów (PCDF) oraz dioksynopodobnych polichlorowanych bifenyli (dl-PCB) w paszach. Badania wykonuje się, stosując dwie metody: przesiewową i potwierdzającą. Metoda przesiewowa stosuje do detekcji analitów genetycznie zmodyfikowaną linię komórkową (H1L6.1c3). Komórki tej linii odpowiadają na obecność dioksyn ekspresją genu reporterowego (lucyferazy) proporcjonalnie do ich stężenia. Pomiar aktywności lucyferazy względem krzywej kalibracyjnej 2,3,7,8-TCDD pozwala na półilościowe oznaczenie zawartości dioksyn w próbce. Próbki o podwyższonej zawartości dioksyn (podejrzane, suspected to be non-compliant) przekazywane były do analizy potwierdzającej HRGC/HRMS. Dopuszczalne zawartości dioksyn (PCDD, PCDF i dl-PCB) w paszach określa Dyrektywa 2006/13/WE. Celem prezentowanej pracy była ocena użyteczności metody biotestu (metody stosującej zmodyfikowaną linię komórkową) jako narzędzia w monitoringu pasz. Metoda pozwoliła na preselekcję 100 próbek podejrzanych spośród 895 badanych. Metodą HRGC/HRMS potwierdzono przekroczenie dopuszczalnej zawartości analitów w 26 próbkach. Odsetek wyników fałszywie pozytywnych biotestu wynosił ok. 8%, nie stwierdzono wyników fałszywie negatywnych. Zastosowanie metody polegającej na zmodyfikowanych genetycznie linii komórkowej zmniejsza liczbę stosunkowo drogich analiz HRGC/HRMS, a zatem obniża koszt badań monitoringowych.The implementation of The European Commission strategy “from farm to fork” includes the Plans of Feed Official Control preparation and realization in member states. The plans involve a regular control of feedstuff contamination with toxic or undesirable substances. In Poland, the feed official control of polychlorinated dibenzo-p-dioxins (PCDD), polychlorinated dibenzofurans (PCDF) and dioxin-like polychlorinated biphenyls (dl-PCB) has been conducted in The National Veterinary Research Institute in Pulawy since 2004. Dioxin monitoring in feedstuffs was performed using screening and confirmatory methods. The screening method was based on genetically modified cell line (H1L6.1c3). Cells respond to dioxins presence by expression of reporter gene (luciferase) in concentration-dependent manner. Measurement of luciferase activity and 2,3,7,8-TCDD standard curve allow a semi-quantitative determination of dioxin content in sample extract; samples suspected to be non-compliant with regulation 2006/13/EC were confirmed by the HRGC-HRMS. The aim of the presented study was to evaluate the usefulness of a cell-based method as a screening tool in feed monitoring. This method allowed us to distinguish 100 out of 895 feed samples with dioxin concentration over the permitted level (suspected to be non-compliant). Of the 100 samples, 26 were confirmed by the HRGC/HRMS method to be non-compliant with Directive 2006/13/EC . About 8% of the results obtained by the cell-based method were false positive according to HRGC/HRMS analysis. No false negative screening results were found. The use of the cell-based screening method decreases the number of HRGC/HRMS analysis and consequently lowers the total cost of the dioxins monitoring program

Content of dioxins and related compounds in milk and dairy products determined by biological screening method

Spośród wielu związków chemicznych obecnych w naturalnym środowisku duża część jest uwalniana z przemysłu oraz gospodarstw domowych. Tylko niewielka liczba zanieczyszczeń chemicznych jest regularnie badana i monitorowana. Do tej grupy zaliczają się związki chloroorganiczne określane terminem dioksyny. Związki te ze względu na swoje właściwości fizykochemiczne podlegają kumulacji w bogatych w tłuszcz tkankach zwierząt hodowlanych, a w okresie laktacji przenikają do mleka. Mleko i jego przetwory, jako żywność pochodzenia zwierzęcego, uznawane są za jedno z głównych źródeł ekspozycji ludzi na dioksyny. W celu obniżenia narażenia populacji tą drogą ustalono dopuszczalne limity dioksyn dla mleka i produktów mlecznych. Żywność ta podlega systematycznym badaniom kontrolnym. W latach 2009-2010 wykonano 218 analiz mleka i przetworów mlecznych, poszukując dioksyn i związków pokrewnych, bazując na biologicznej metodzie przesiewowej. Próbki zostały pobrane przez lokalnych próbkobiorców na terenach zakładów mleczarskich. Konieczność badania wynika z ustawy o bezpieczeństwie żywności oraz z indywidualnych wymagań krajów, do których te produkty są eksportowane. Wśród badanych materiałów znalazły się: mleko surowe (46 próbek), mleko w proszku pełne (20) i odtłuszczone (78), sery (39) oraz masło (35). Stwierdzono, że dioksyny, furany i dl-PCB występowały w stężeniach niskich, nieprzekraczających dopuszczalnych limitów określonych w Rozporządzeniu Komisji Europejskiej (WE) 1881/2006 (limit dla sumy PCDD i PCDF wynosi 3 pg WHO-TEQ/g tł., limit dla sumy PCDD, PCDF i dl-PCB - 6 pg WHO-TEQ/g tł.). Spośród 218 próbek 198 zawierało dioksyny poniżej 50% dopuszczalnego limitu. Najwyższe oznaczone stężenie PCDD/PCDF wynosiło 2,22 pg WHO-TEQ/g tłuszczu w próbce pełnego mleka w proszku. Najwyższą zawartość badanych związków (suma PCDD, PCDF i dl-PCB) stwierdzono w próbce masła i wyniosła ona 3,73 pg WHO-TEQ/g tłuszczu. Dioksyny i związki pokrewne występowały na niskich poziomach stężeń w badanych próbkach mleka i produktów mlecznych, dlatego nie mogły stanowić zagrożenia dla konsumentów. Jednakże biorąc pod uwagę właściwości toksyczne badanych związków i ich tendencję do bioakumulacji w tkankach ludzi, mleko i jego produkty powinny podlegać stałej kontroli.Of the many chemicals occurring in the natural environment a large part is released from the industry and households. Only a small number of chemical contaminants is regularly examined and monitored. This group includes chloroorganic compounds called dioxins. Due to their physico-chemical properties, these compounds may cumulate in animal tissues rich in fat and may pass to the milk during lactation. Milk and its products, similarly to the food of animal origin, are considered a major source of human exposure to dioxins. To reduce the exposure of the population, the maximum acceptable limits for dioxins in milk and dairy products were established. Food is subject to systematic control. In 2009 and 2010, 218 milk and milk products samples were analyzed for the presence of dioxins and related compounds using a biological screening method. Samples were collected from local dairies. The necessity of food control results from the law on food safety and the individual requirements of the countries to which the product is exported. Tested materials included: raw milk (46 samples), milk powder, full (20) and skimmed (78), cheese (39) and butter (35). It was found that dioxins, furans and dl-PCBS levels were low, and did not exceed the limits laid down in Commission Regulation (EC) 1881/2006 (the limit for the sum of PCDDs and PCDFs is 3 pg WHO-TEQ/g fat, and that for the sum of PCDDs, PCDFs and dl-PCBs is 6 pg WHO-TEQ/g fat). Of 218 samples examined, 198 contained dioxins below 50% of the permitted limit. The highest measured concentration of PCDD/PCDFs was 2.22 pg WHO-TEQ/g fat in a sample of whole milk powder. The highest content of the tested compounds (sum of PCDDs, PCDFs and dl-PCBs) was found in one butter sample (3.73 pg WHO-TEQ/g fat). Dioxins and related compounds found in samples of milk and dairy products were not a hazard to consumers because their concentrations are low. However, taking into account the toxicity of the tested compounds and their tendency to bioaccumulation in the tissues of humans, milk and dairy products should be subject to permanent monitoring

Badanie poziomów dioksyn w surowym mleku krów i kóz w Polsce

Dioxins due to their toxic properties may pose health risks. These compounds comprise seven congeners of polychlorinated dibenzo-p-dioxins (PCDDs), 10 polychlorinated dibenzofurans (PCDFs) and 12 dl-PCBs. Because the main source of human exposure to dioxins is food of animal origin, the goal of the studies was to assess the levels of 29 congeners of dioxins in cow and goat’s milk from Poland. High resolution gas chromatography coupled with high resolution mass spectrometry (HRGC-HRMS) were used to analyze more than 120 samples in the period of 2006 to 2011. In 94 samples of raw cow's milk an average concentration of PCDD/PCDFs was 0.84 ± 0.60 pg WHO-TEQ/g fat whereas the sum of 29 congeners was 1.35 ± 0.89 pg WHO-TEQ/g fat. The concentrations of dioxins and dl-PCBs were low (30% of limits for whole milk) and the samples met the requirements of the national and European legislation. Within the period of examinations two samples of cow's milk demonstrated the concentrations of PCDD/PCDFs at the action level (2 pg WHO-TEQ/g fat) whereas only one sample revealed the concentration exceeding the permissible content of PCDD/PCDFs (3 pg WHO-TEQ/g fat). Raw goat's milk contains generally higher concentrations than those found in cow’s samples tested (PCDD/PCDFs and dl-PCBs) and the average concentration of PCDD/PCDFs was 1.49 ± 0.97 pg WHO-TEQ/g fat. Of the 33 examined goat’s milk samples, 6 demonstrated the concentrations of dioxins at the “action level” whereas in 1 sample the content of dioxins exceeded the acceptable limits. The obtained results allow to conclude that cow and goat’s milk contains generally low levels of dioxins. High concentrations of dioxins found could be a result of improper feeding of food producing animals.Dioksyny ze względu na właściwości toksyczne mogą stanowić zagrożenie dla zdrowia. Do grupy tej należy 7 kongenerów polichlorowanych dibenzo-p-dioksyn (PCDD), 10 polichlorowanych dibenzofuranów (PCDF) oraz 12 dl-PCB. Ponieważ głównym źródłem narażenia ludzi na dioksyny jest żywność pochodzenia zwierzęcego, celem pracy była ocena poziomów 29 kongenerów dioksyn w mleku krowim i kozim pochodzącym z terenu kraju. Metodą wysokorozdzielczej chromatografii gazowej sprzężonej z wysokorozdzielczą spektrometrią mas (HRGC-HRMS) analizowano w latach 2006-2011 ponad 120 próbek. W 94 próbkach surowego mleka krowiego średnie stężenie PCDD/PCDF wynosiło 0,84 ± 0,60 pg WHO-TEQ/g tł., zaś suma 29 kongenerów 1,35 ± 0,89 pg WHO-TEQ/g tł. Zawartość dioksyn i dl-PCB była niska (do 30% dopuszczalnych limitów dla mleka pełnego) i próbki spełniały wymagania przepisów krajowych i unijnych. W badanym okresie jedynie w dwóch próbkach mleka krowiego stwierdzono stężenie na poziomie progu podejmowania działań (2 pg WHO-TEQ/g tłuszczu) oraz w 1 próbce stężenie przekraczające dopuszczalną zawartość PCDD/PCDF (3 pg WHO-TEQ/g tłuszczu). Surowe mleko kozie generalnie zawierało wyższe niż krowie stężenia badanych związków (zarówno PCDD/PCDF, jak i dl-PCB) i średnia dla PCDD/PCDF wynosiła 1,49 ± 0,97 pg WHO-TEQ/g tłuszczu. W 6 spośród 33 badanych próbek mleka koziego stężenia dioksyn znajdowały się na poziomie „action level”, zaś w jednej próbce zawartość dioksyn przekroczyła dopuszczalne limity. Uzyskane wyniki pozwalają na stwierdzenie, że mleko zawiera niskie poziomy dioksyn, jakkolwiek zdarzały się incydenty wynikające najprawdopodobniej z błędów żywieniowych zwierząt hodowlanych (karma zawierająca dioksyny)

The content of dioxins in fish from the selected polish water reservoirs

Dioksyny są grupą chloroorganicznych związków toksycznych dla ludzi. Do grupy tej zaliczamy siedem kongenerów polichlorowanych dibenzo-p-dioksyn (PCDD), dziesięć polichlorowanych dibenzofuranów (PCDF) oraz dwanaście dioksynopodobnych polichlorowanych bifenyli (dl-PCB). Głównym źródłem narażenia dla człowieka jest żywność pochodzenia zwierzęcego (ponad 80%). Ponieważ ryby stanowią część naszej diety, ze względu na bezpieczeństwo i zdrowie konsumentów wiedza o stopniu ich zanieczyszczenia jest bardzo ważna. W Europie prowadzono wiele badań nad zanieczyszczeniem dioksynami i PCB ryb pochodzących z różnych rzek i akwenów. Brak informacji o poziomie stężeń tych związków w rybach pochodzących z polskich wód śródlądowych stał się jedną z przyczyn podjęcia projektu badawczego, którego celem jest określenie poziomów dwudziestu dziewięciu kongenerów dioksyn i PCB w tkance mięśniowej ryb wolno żyjących. Badaniu poddano 48 próbek: leszcza (Abramis brama), sandacza (Sander lucioperca), szczupaka (Esox lucius), bolenia (Aspius aspius), płoci (Rutilus rutilus), okonia (Perca fluviatilis), złowionych w pięciu rzekach i jeziorach w Polsce: rzekach Wkrze (Żuromin), Brdzie (Człuchów), Wiśle (Nowy Dwór Mazowiecki i Kraków), Zbiorniku Rybnickim (Rybnik) oraz Jeziorze Łańskim (Olsztyn). Analizy chemiczne wykonano metodą rozcieńczeń izotopowych przy użyciu zestawu chromatografu gazowego z wysokorozdzielczym spektrometrem mas (HRGC-HRMS). W badanych próbkach tkanek ryb nie stwierdzono obecności dioksyn w stężeniach przekraczających dopuszczalne limity, które dla ryb zgodnie z rozporządzeniem Komisji Europejskiej (WE) nr 1881/2006 z dnia 19 grudnia 2006 r. wynoszą odpowiednio 4 pg WHO-TEQ dla PCDD/PCDF i 8 pg WHO-TEQ dla PCDD/PCDF i dl-PCB na gram świeżej masy (ś.m.). W wodach uznanych za ekologicznie czyste, tj. Brda, Wkra, Jezioro Łańskie, stężenia oznaczonych związków występowały na bardzo niskim poziomie, na granicy oznaczalności metody, która wynosi 0,13 pg WHO-TEQ/g ś.m. dla dioksyn i furanów, a dla sumy 29 kongenerów 0,33 pg WHO-TEQ/g ś.m. W wodach potencjalnie zanieczyszczonych (rzeka Wisła i Zbiornik Rybnicki) stężenia badanych związków były podwyższone w różnym stopniu w stosunku do wód czystych i w zależności od miejsca pobrania ryb przeważały PCDD, PCDF (Zbiornik Rybnicki) lub dl-PCB (rzeka Wisła). W rybach z Wisły złowionych w okolicach Krakowa, które zawierały najwyższe stężenia badanych związków, stwierdzono dl-PCB w stężeniach od 1,06 ± 0,18 do 2,86 ± 0,48 pg WHO-TEQ/g ś.m. Suma wszystkich kongenerów znajdowała się w zakresie od 1,33 ± 0,22 do 3,49 ± 0,58 pg WHO-TEQ/g ś.m. Podwyższone stężenia dioksyn w tkankach ryb złowionych w Wiśle na wysokości Krakowa, Nowego Dworu Mazowieckiego oraz ze Zbiornika Rybnickiego wskazują na skażenie środowiska wodnego dioksynami i PCB, w którym bytują ryby, oraz na istnienie źródeł tych związków chemicznych w pobliżu miejsc ich pobrania. Badania wykonano w ramach projektu badawczo-rozwojowego NCBR nr 12-0127-10/2010.Dioxins are a group of organochlorine compounds which are toxic to humans. This group includes seven congeners polychlorinated dibenzo-p-dioxins (PCDD), ten polychlorinated dibenzofurans (PCDF), and twelve dioxin-like polychlorinated biphenyls (dl-PCB). The main source of exposure for humans is the food of animal origin (over 80%). Because fish are part of our diet, due to the safety and health of consumers, knowledge about their degree of pollution is very important. In Europe had many studies on pollution of dioxin and PCBs in fish from different rivers and water reservoirs. The lack of information on the level of concentrations of these compounds in fish originating from the Polish inland waters became one of the reasons for a research project, whose purpose is to define the levels of twenty nine congeners dioxins and PCBs in muscle of free-living fish. Forty nine samples of bream (Abramis brama), zander (Sander lucioperca), pike (Esox lucius), asp (Aspius Aspius), roach (Rutilus rutilus), perch (Perca fluviatilis) caught in Polish five rivers and reservoirs: the river Wkra (Zuromin), Brda (Czluchow), Vistula (Nowy Dwor Mazowiecki, and Cracow ), Rybnik Reservoir (Rybnik) and Lansk Lake (Olsztyn) were tested. Chemical analyzes were made using isotope dilution technique with high-resolution gas chromatograph and mass spectrometry detection (HRGC-HRMS). The results have showed there were no samples exceeding the maximum limits, which for the fish in accordance with Commission Regulation (EC) No. 1881/2006 of 19 December 2006 are set to 4 pg WHO-TEQ for PCDD/F and 8 pg WHO-TEQ for PCDD/F and dl-PCB per gram of fresh weight (f.w.). In waters classified as a clean: Brda, Wkra, Lanskie Lake, concentrations of compounds were very low, and were at the limit of quantification of the method, which is 0.13 pg WHO-TEQ/g f.w. for dioxins and furans and for the sum of 29 congeners 0.33 pg WHO-TEQ/g f.w. Potentially contaminated waters (the Vistula River and Rybnik Reservoir) concentrations of tested compounds were increased in varying degrees to the clean waters and depending on the place of collection of fish. PCDDs, PCDFs (Rybnik Reservoir) or dl-PCBs (Vistula River) were dominating compounds. The fish from the Vistula River the vicinity of Cracow, which contained the highest concentrations of tested compounds, dl-PCBs were found at concentrations of 1.06 ± 0.18 to 2.86 ± 0.48 pg WHO-TEQ/g f.w. The sum of all dioxin and dl-PCB congeners were in the range from 1.33 ± 0.22 to 3.49 ± 0.58 pg WHO-TEQ/g f.w. The elevated concentrations of dioxins in fish tissues from Vistula in Cracow and Nowy Dwor Mazowiecki vicinity as well as Rybnik Reservoir indicate contamination of the aquatic environment by dioxins and PCBs, and the existence of sources of these chemicals in the vicinity of fish collection

Dioxin in tissues wild boars and roe deer hunted in selected polish voivodships

Dioksyny (PCDD i PCDF) oraz polichlorowane bifenyle (PCB) należą do grupy trwałych zanieczyszczeń organicznych (TZO), stanowiących poważne zagrożenie dla środowiska i zdrowia ludzi. Przenoszone są wraz z powietrzem na duże odległości, dlatego na kuli ziemskiej nie ma terenów wolnych od tych zanieczyszczeń. Zwierzęta pobierają dioksyny wraz z karmą i kumulują je w swoich organizmach przez całe życie. Celem prowadzonych badań była wstępna ocena skażeń dioksynami i dl-PCB krajowych zwierząt łownych. Badaniami objęto dziki, sarny i jelenie z województw: lubelskiego, warmińsko-mazurskiego, mazowieckiego, podkarpackiego, dolnośląskiego, wielkopolskiego, śląskiego i małopolskiego oraz lubuskiego. Oznaczenia wykonano metodą wysokorozdzielczej chromatografii gazowej sprzężonej z wysokorozdzielczą spektrometrią mas (HRGC-HRMS). Wyniki wstępnych badań wskazują na wyższy poziom dioksyn i dl-PCB w mięśniach jeleniowatych niż w mięśniach dzików. Jeleniowate kumulują ok. 50% więcej badanych kongenerów, zaś stężenia w mięśniach obydwu gatunków zwierząt łownych są wyższe od stwierdzanych w mięśniach zwierząt hodowlanych. Zwierzęta z terenów przemysłowych odkładają w tkankach od 60 do 70% więcej PCDD, PCDF i dl-PCB niż pochodzące z terenów rolniczych. Badania wykonano w ramach projektu badawczo-rozwojowego NCBR nr 12-0127-10/2010.Dioxins (PCDDs and PCDFs) and polychlorinated biphenyls (PCB) belong to the group of persistent organic pollutants (POPs), which are the serious threat to the environment and human health. Dioxins move with the air over long distances, and therefore there is no land free of these pollutants on the globe. The aim of this study was preliminary assessment of dioxins and dl-PCBs contamination of wild animals. The study included wild boar, roe deer and red deer from Lublin, Warmia and Masuria, Mazovia, Sub-Carpathian, Lower Silesia, Wielkopolska, Silesia, Malopolska and Lubuskie Regions. Determinations were made by high resolution gas chromatography coupled with high-resolution mass spectrometry (HRGC-HRMS). Preliminary results indicate the higher level of dioxins and dl-PCBs in the roe dear’s muscles than in the muscles of wild boar. Deer accumulate about 50% more congeners and the level in the muscle of both game species are higher than those found in the muscles of domestic animals. Animals from industrial regions collect in the tissues 60-70% more PCDD, PCDF and dl-PCBs than from agricultural regions. The research was performed in the framework of the National Research and Development Centre no 12-0127-10/2010

Application of screening method for dioxin determination in crisis situations

Dioksyny i dioksynopodobne PCB były źródłem wielu różnych awarii i katastrof ekologicznych oraz skażeń żywności i pasz na świecie. W Europie do najbardziej znanych i brzemiennych w skutkach należy katastrofa ekologiczna w 1976 roku w Seveso (Włochy). Innym przykładem awarii było skażenie mleka, jaj i tłuszczu zwierząt wypasanych na farmach w pobliżu spalarni komunalnych emitujących do środowiska duże ilości tych związków, skażenie mleka krów w wyniku pobierania dioksyn wraz z zanieczyszczoną pulpą cytrusową oraz największa katastrofa, która wystąpiła w Belgii i Europie (1999 rok) w wyniku dodania do pasz 200 litrów oleju skażonego PCB i dioksynami. Powyższe wydarzenia, jak również podjęta przez Wspólnotę Europejską strategia ochrony zdrowia mieszkańców przed szkodliwym działaniem dioksyn zawartych w żywności (ponad 90% dioksyn pobieranych jest wraz z żywnością), ujawniły potrzebę posiadania szybkich metod skryningowych do monitorowania na szeroką skalę żywności i pasz. Dla określenia aktywności biologicznej obecnych w paszy PCDD, PCDF i dl-PCB w opracowanych metodach przesiewowych wykorzystano ekspresję genu reporterowego, aktywność enzymów mikrosomalnych, wiązanie ligandu do receptora i przeciwciał. Obecnie biotest CALUX (ekspresja genu reporterowego) uznawany jest za najlepszą metodę przesiewowego oznaczania dioksyn i dl-PCB w żywności i paszach oraz jest jedynym testem stosowanym w rutynowych badaniach monitoringowych oraz sytuacjach kryzysowych. W pracy przedstawiono rezultaty stosowania metody przesiewowej, bazującej na genetycznie modyfikowanych komórkach hepatomy mysiej, wrażliwych na dioksyny. Podczas incydentów dioksynowych w naszym kraju z metody tej korzystano w badaniach żywności pochodzenia zwierzęcego i roślinnego (mięso i jego przetwory, mleko i produkty mleczne, pasze i składniki paszowe). Zastosowanie metody przesiewowej oznaczania dioksyn umożliwiło szybką selekcję próbek dodatnich i zwiększenie przepustowości laboratorium, co jest istotne w sytuacjach kryzysowych dla skrócenia czasu oczekiwania na wynik. W sytuacjach kryzysowych dotyczących skażenia dioksynami potwierdzono, że szybka metoda przesiewowa jest ważnym narzędziem w ocenie i zarządzaniu ryzykiem oraz bezpieczeństwem żywności.Dioxins and dioxin-like compounds have caused numerous ecological disasters and contamination of food and feed. In Europe, the most famous and fateful environmental disasters was the Seveso accident (Italy) in 1976. Another example was the contamination of milk, eggs and fat of animals grazing on farms near municipal waste incinerators emitting into the environment large amounts of these compounds, contamination of the milk of cows as a result of feeding citrus pulp contaminated with dioxin, and the biggest catastrophe that has occurred in Belgium and in Europe (1999) by adding to feed 200 dm3 of PCB and dioxin contaminated oil. These events, as well as taken by the European Community strategy for health protection of inhabitants from the harmful effects of dioxins in food (more than 90% of dioxin comes from the food), revealed a need for a rapid screening methods for monitoring food and feedstuffs at a large scale. To determine the biological activity of PCDD, PCDF and dl-PCBs present in the feed, developed screening methods use the expression of reporter gene, activity of microsomal enzymes, the binding of ligand to the receptor and to antibody. At present, bioassay CALUX (reporter gene expression) is considered to be the best screening test for determination of dioxins and dl-PCBs in food and feed, and it is the only test used in routine monitoring and in the crisis situations. The paper presents the results of a screening method application based on genetically engineered murine hepatomy cell line, sensitive to dioxins. This method was used to determine dioxins in food of animal and plant origin (meat and its products, milk and milk products, feedstuffs and feedstuff components) during dioxin crises. Application of the screening test allowed rapid selection of positive samples, increase laboratory throughput, and shorten waiting time for results. Shortening the waiting time for results is important in crisis situations. Rapid screening method is an important tool in assessing and managing risk and food safety in emergency situations on the dioxin contamination

Accumulation of PCDD, PCDF, dl-PCB, ndl-PCB in baltic and freshwater fish

Dioksyny należą do grupy związków toksycznych, niebezpiecznych dla zdrowia ludzi. Głównym źródłem narażenia na polichlorowane dibenzo-p-dioksyny (PCDD), polichlorowane dibenzofurany (PCDF), dioksynopodobne polichlorowane bifenyle (dl-PCB), popularnie zwane dioksynami, oraz niedioksynopodobne polichlorowane bifenyle (ndl-PCB) jest żywność pochodzenia zwierzęcego, w tym ryby. Celem pracy było porównanie bioakumulacji 35 kongenerów wyżej wymienionych grup związków w rybach bałtyckich i rybach słodkowodnych. W latach 2006-2009 przeprowadzono badania zanieczyszczenia ryb bałtyckich i ryb słodkowodnych kongenerami PCDD, PCDF, dl-PCB oraz ndl-PCB. Wykonano analizy 113 próbek ryb bałtyckich (śledź, łosoś i szprot) oraz analizy 40 próbek ryb słodkowodnych hodowlanych (karp i pstrąg). W badaniach zastosowano metodę wysokorozdzielczej chromatografii gazowej sprzężonej z wysokorozdzielczą spektrometrią mas (HRGC-HRMS). Wysoka rozdzielczość spektrometru mas, powyżej 10 000, pozwala na identyfikacje i oznaczenie ilościowe dioksyn i związków pokrewnych na poziomie setnych części pg/g. W wyniku przeprowadzonych badań stwierdzono, że dioksyny, furany i PCB występują w większych stężeniach w rybach bałtyckich niż w rybach słodkowodnych. Poziom dioksyn jest 1,4 razy, furanów 10 razy, dl-PCB ponad 13 razy oraz ndl-PCB 12 razy wyższy w rybach bałtyckich. Dominującymi kongenerami dioksyn w rybach bałtyckich są OCDD, l,2,3,7,8PeCDD, l,2,3,4,6,7,8HpCDD, natomiast OCDD i l,2,3,4,6,7,8HpCDD w rybach slodkowodnych. Dominującymi kongenerami furanów w obu grupach ryb są 2,3,7,8 TCDF, 2,3,4,7,8PeCDF oraz w rybach bałtyckich także OCDF. Spośród dioksynopodobnych PCB w obu grupach przeważają kongenery 105 i 118, zaś spośród niedioksynopodobnych PCB kongenery 138 i 153. Średnie stężenia ndl-PCB w rybach bałtyckich wynoszą około 25 ng/g, natomiast w rybach słodkowodnych około 2,1 ng/g. Po uwzględnieniu współczynników toksyczności (WHO-TEFiwg) zawartość PCDD/F wyrażona w WHO-TEQ w rybach bałtyckich zbliża się często do limitu ostrzegawczego, który dla ryb wynosi 3 pg/g świeżej masy. Znacznie większa akumulacja dioksyn w rybach bałtyckich wynika z ich przebywania w zanieczyszczonym środowisku wodnym.Dioxins are a group of toxic substances hazardous to human health. The food of animal origin, including fish, is the main source of exposure to polychlorinated dibenzo-p-dioxins (PCDD), polychlorinated dibenzofurans (PCDF), dioxin-like polychlorinated biphenyls (dl-PCB), commonly called dioxin and non-dioxin-like polychlorinated biphenyls (ndl-PCB). The aim of the study was to compare bioaccumulation of 29 dioxin congeners and 6 of ndl-PCBs in Baltic sea and freshwater fish. The pollution of Baltic and freshwater fish by PCDD, PCDF, dl-PCB and ndl-PCB was studied throughout years 2006-2009. Analysis of 113 samples of Baltic fish (herring, salmon and sprat) and 40 samples of farmed freshwater fish (carp and trout) were carried out To measure the concentrations, high resolution gaś chromatography coupled with high resolution mass spectrometry (HRGC-HRMS) was utilized. Mass spectrometer with resolution over 10 000 allows for the identification and quantification of dioxins and related compounds at the level of 0.01 pg/g. The study results have showed that dioxins, furans and PCBs are present in higher concentrations in Baltic than in the freshwater fish. Dioxin levels are more than l .4 times higher, furans l O times, dl-PCBs over 13 times and ndl-PCBs 12 times higher in the sea fish. The dominant dioxin congeners in Baltic fish were OCDD, 1,2,3,7,8 PeCDD and 1,2,3,4,6,7,8 HpCDD, while in freshwater fish OCDD and 1,2,3,4,6,7,8 HpCDD. Furan congeners dominating in both groups were 2,3,7,8 TCDF, 2,3,4,7,8 PeCDF and OCDF in Baltic fish additionally. Among the dioxin-like PCB congeners PCB-105 and PCB-118 were in the highest concentration while among the non-dioxin-like PCBs: PCB-138and 153. Average concentration of ndl-PCBs in Baltic fish was about 25 ng/g while in freshwater fish 2.1 ng/g. Using toxic equivalency factor (WHO-TEF1998), the content of PCDD/F in Baltic fish expressed in WHO-TEQ was approaching the action level, which for fish is 3 pg/g fresh weight. Significantly higher accumulation of dioxinsin Baltic fish was due to their presence in the polluted aquatic environment