Nationwide PCB congener pattern analysis in freshwater fish samples in France

Analyse à l’échelle nationale des profils de congénères de PCB dans la chair de poissons d’eau douce en France

⁽¹⁾ Irstea, UR MALY, 3 bis Quai Chauveau – CP220, 69336 Lyon, France
⁽²⁾ DREAL Rhône-Alpes, Délégation de bassin, 69453 Lyon, France
⁽³⁾ LABERCA, ONIRIS, 44307 Nantes, France
⁽⁴⁾ ONEMA, DAST, 94300 Vincennes, France

^⋆ Corresponding author: marc.babut@irstea.fr

Received: 13 September 2012
Revised: 7 December 2012
Accepted: 4 January 2013

Abstract

The 2006 european directive on polychlorodibenzodioxins and related compounds in foodstuffs prompted in France a nationwide monitoring study of freshwater fish contamination by these compounds. A database covering about 300 sites (2848 samples of 36 fish species) was obtained from this study. This database was used to explore congener pattern distributions, in order to identify typical sources and the impact of biotransformation on these sources. Fish ecological traits and fish size are the main factors explaining the overall PCB contamination in the two pre-identified categories of species (high or low propensity to accumulate hydrophobic compounds). Lipid content is also an influencing factor, but its relationship to other factors remains uncertain. Species show distinct congener patterns, related more to their physiology than to ecological traits. Spatial patterns were studied on selected sites having more than five individuals analysed – either chub (Squalius cephalus) or barbel (Barbus barbus), the most widespread species in the database –. We identified six patterns, which mainly differed in the respective proportions of congeners potentially biotransformed by fish. No connection to typical sources, e.g. technical mixtures, was identified. These patterns instead represent an ageing path of the initial mixtures; they could be used for setting remediation priorities.

Résumé

La directive européenne fixant les teneurs maximales des polychlorodibenzodioxines et composés apparentés dans les denrées alimentaires, publiée en 2006, a provoqué en France la mise en œuvre à l’échelle nationale d’une étude sur la contamination des poissons d’eau douce par ces composés. Il en a résulté une base de données incluant plus de 300 sites (2848 échantillons provenant de 36 espèces de poisson). Cette base de données a été utilisée pour explorer la distribution de profils de congénères, afin d’identifier des profils typiques de sources, ainsi que l’impact des processus de biotransformation sur ces sources. La taille des poissons et des traits écologiques comme la position dans le cours d’eau et le comportement alimentaire sont les principaux facteurs explicatifs du niveau de contamination par les PCB dans les deux catégories pré-identifiées d’espèces (tendance forte/faible à l’accumulation de composés hydrophobes). Le taux de lipides dans la chair musculaire des poissons exerce également une influence, dont la relation aux autres facteurs reste incertaine. Les profils de congénères diffèrent selon l’espèce, ce qui s’explique mieux par leur physiologie que par les traits écologiques mentionnés. Pour étudier les différences spatiales de profil, nous avons sélectionné les sites pour lesquels au moins 5 échantillons individuels de chevaine (Squalius cephalus) ou de barbeau (Barbus barbus) étaient disponibles. Six profils types ont été identifiés; ceux-ci diffèrent principalement par les proportions respectives de congénères potentiellement biotransformables par les poissons. Il n’a pas été possible d’identifier de profil typique de mélange technique. Ces profils types représentent plutôt des étapes dans l’évolution temporelle de la contamination; ils pourraient être utilisés pour établir des priorités en matière de remédiation.