Home About Browse Search
Svenska


Methylmercury in boreal freshwater food webs

Wu, Pianpian (2017). Methylmercury in boreal freshwater food webs. Diss. (sammanfattning/summary) Uppsala : Sveriges lantbruksuniv., Acta Universitatis agriculturae Sueciae, 1652-6880 ; 2017:75
ISBN 978-91-7760-040-4
eISBN 978-91-7760-041-1
[Doctoral thesis]

[img]
Preview
PDF
13MB
[img]
Preview
PDF
816kB

Abstract

Mercury (Hg) and bioaccumulation of its organic form methylmercury (MeHg) has long been regarded as a global issue for human and wildlife health. This is of particular concern for Sweden, where forest harvests and wetlands remain hotspots of MeHg export to boreal freshwaters. The aim of the study was to better understand how environmental change impacts MeHg bioavailability and bioaccumulation with a focus on the base of the food web in Swedish freshwaters.
In the thesis, I first examined the impacts of forest harvest on Hg bioaccumulation in fish. From analysis of more than a thousand fish samples from six lakes, it was clear that there was a large variation of fish Hg levels over time and between lakes. The study emphasizes the need for long-term studies to assess the influences on Hg levels in biota. Beaver ponds were also studied to understand the processes influencing MeHg concentrations in water. Increased MeHg production in the sediment was stimulated shortly after flooding by new beaver dams, and that stimulation was related to the quality of the organic carbon.
To explore the basis for large discrepancies between aqueous MeHg exposure and the ultimate degree of MeHg bioaccumulation in different aquatic ecosystems, a literature review was conducted on MeHg bioaccumulation from water into the base of the food web. The bioconcentration factor for MeHg, that is the ratio of MeHg concentrations in water and seston or zooplankton, was found to be critical for subsequent MeHg bioaccumulation. To better identify linkages between MeHg uptake and different nutrient sources at the base of the food web, fatty acids were used to distinguish specific diet sources in aquatic primary consumers of plankton and macroinvertebrates. Correlation of Hg bioaccumulation with specific fatty acids confirmed that Hg content increased simultaneously with the retention of polyunsaturated fatty acids in primary consumers.
These findings contribute to a better focus on the role of the base of aquatic food webs in transferring MeHg upwards along trophic cascades, as well as landscape influences on elevated MeHg bioaccumulation. Further advances in understanding how the structures at the base of aquatic food webs function with respect to mercury cycling are needed to better predict how changes in the landscape, climate and water chemistry will alter Hg bioaccumulation in fish.

Authors/Creators:Wu, Pianpian
Title:Methylmercury in boreal freshwater food webs
Alternative abstract:
LanguageAbstract
Swedish

Förekomst av kvicksilver (Hg) i akvatiska miljöer och bioackumulering av den organiska formen metylkvicksilver (MeHg) kan ge upphov till skador hos både människor och vilda djur. Områden med skogsavverkningar och våtmarker kan verka som “hotspots” för MeHg-export till sjöar och vattendrag. Syftet med denna avhandling är att förbättra förståelsen för hur miljöförändringar påverkar biotillgänglighet och bioackumulering av MeHg i svenska sötvatten med fokus på basen av den akvatiska näringsväven.
I en studie kring effekter av skogsavverkning på bioackumulering av Hg i fisk detekterades en stor variation mellan olika sjöarna. Studien betonar behovet av långsiktiga studier för att bedöma påverkan på kvicksilvernivåerna i biota. Boreala bäverdammar studerades för att förstå processerna som kan öka MeHg produktionen i sedimenten vid nyetablering av bäverdammar. Ökad MeHg-produktion samt förändringar av kolkvaliteten i sedimenten detekterades kort efter översvämning av skogsmark vid uppbyggnad av nya bäverdammen.
För att ta reda på varför det finns så stora skillnader mellan MeHg-koncentrationen i vatten och MeHg-bioackumulering i olika akvatiska ekosystem genomfördes en omfattande metaanalys. Slutsatsen var att kvoten mellan koncentrationen av MeHg i vattnet och plankton, så kallad biokoncentrationsfaktorn, var avgörande för vidare bioackumulering. För att identifiera kopplingen mellan MeHg i akvatiska biota och näringsupptaget från olika källor i dieten, har fettsyror använts som markör för specifika kostkällor för vattenlevande primära konsumenter av plankton och makroinvertebrater. Genom att korrelera Hg-bioackumulering med specifika fettsyror bekräftade jag att Hg-upptaget ökade samtidigt med fleromättade fettsyror hos primära konsumenter.
Sammanfattningsvis kan dessa resultat bidra till en ökad förståelse för den roll som basen av en näringsväv har för överföring av MeHg högre upp i näringsvävar, samt betydelsen av landskapsfaktorer för bioackumulering av MeHg. Det finns ett behov av vidare forskning med fokus på strukturen och funktionen i botten av akvatiska näringsvävar, för att bättre kunna prediktera hur förändringar i landskapet, klimatet och vattenkemin leder till förändringar i bioackumulation av MeHg i fisk.

Series/Journal:Acta Universitatis agriculturae Sueciae (1652-6880)
Year of publishing :31 August 2017
Depositing date:24 August 2017
Volume:2017:75
Number of Pages:67
Papers/manuscripts:
NumberReferences
IWu P., Bishop K., von Brömssen C., Eklöf K., Futter M., Hultberg H., Martin J., Åkerblom S. Does forest harvest increase the mercury concentrations in fish? Evidence from Swedish lakes. (submitted manuscript)
IICatalán N., Herrero Ortega S., Gröntoft H., Hilmarsson T.G., Bertilsson S., Wu P., Levanoni O., Bishop K., Bravo A.G. (2017). Effects of beaver impoundments on dissolved organic matter quality and biodegradability in boreal riverine systems. Hydrobiologia, 793(1), 135-148
IIIHerrero Ortega S., Catalán N., Björn E., Gröntoft H., Hilmarsson T.G., Bertilsson S., Wu P., Bishop K., Levanoni O., Bravo A.G. High methylmercury formation in ponds fueled by fresh humic and algal derived organic matter. Bioconcentration of aqueous methylmercury in seston predicts methylmercury in fish. (submitted manuscript)
IVWu P., Kainz M.J., Bravo A.G., Åkerblom S., Sonesten L., Bishop K. Bioconcentration of aqueous methylmercury in seston predicts methylmercury in fish. (submitted manuscript)
VWu P., Kainz M.J., Åkerblom S., Sonesten L., Bravo A.G., Branfireun B., Deininger A., Bergström A.-K., Bishop K. Diet source matters for mercury bioaccumulation by primary consumers in the freshwater food webs of Swedish lakes. (manuscript)
Place of Publication:Uppsala
Publisher:Department of Aquatic Sciences and Assessment, Swedish University of Agricultural Sciences
ISBN for printed version:978-91-7760-040-4
ISBN for electronic version:978-91-7760-041-1
ISSN:1652-6880
Language:English
Publication Type:Doctoral thesis
Full Text Status:Public
Agris subject categories.:M Aquatic sciences and fisheries > M40 Aquatic ecology
T Pollution > T01 Pollution
Subjects:(A) Swedish standard research categories 2011 > 1 Natural sciences > 105 Earth and Related Environmental Sciences > Environmental Sciences (social aspects to be 507)
(A) Swedish standard research categories 2011 > 1 Natural sciences > 106 Biological Sciences (Medical to be 3 and Agricultural to be 4) > Ecology
Agrovoc terms:mercury, bioaccumulation, food chains, organomercurial compounds, bioavailability, organic matter, forest operations, wetlands, consumers, methylation, fatty acids
Keywords:mercury, methylmercury, bioaccumulation, bioconcentration, bioavailability, planktonic food web, natural organic matter, primary consumers, methylation, fatty acids
URN:NBN:urn:nbn:se:slu:epsilon-e-4307
Permanent URL:
http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:slu:epsilon-e-4307
ID Code:14505
Faculty:NJ - Fakulteten för naturresurser och jordbruksvetenskap
Department:(NL, NJ) > Dept. of Aquatic Sciences and Assessment
External funders:China Scholarship Council
Deposited By: Pianpian Wu
Deposited On:25 Aug 2017 06:52
Metadata Last Modified:05 Sep 2017 06:49

Repository Staff Only: item control page

Downloads

Downloads per year (since September 2012)

View more statistics

Downloads
Hits