Kim J, Ross P, Delisle K, Brown T, Bishay F, Noël M. · 2025

Polycyclic Aromatic Hydrocarbons (PAHs) in Marine Sediments: Distribution, Sources, and Biological Risks in the Habitat of Resident Killer Whales and their Prey in British Columbia, Canada

Resumo em português

RESUMO Hidrocarbonetos aromáticos policíclicos (HAPs), uma classe de contaminantes persistentes, bioacumulativos e tóxicos, representam uma ameaça às populações em risco de orcas residentes (Orcinus orca) no nordeste do Oceano Pacífico, e suas presas principais, o salmão-real (Oncorhynchus tshawytscha). As concentrações de 76 HAPs em sedimentos superficiais submareais (1 a 435 m de profundidade) de 98 locais ao longo da costa da Colúmbia Britânica (BC), Canadá, foram analisadas para avaliar seus padrões de distribuição e potenciais fontes. Um subconjunto de HAPs pais e alquilados, incluindo os 16 HAPs prioritários, foi avaliado para estimar riscos biológicos para as orcas residentes e para o salmão-real. A análise de componentes principais (PCA) revelou padrões específicos por local de HAPs nos sedimentos, caracterizados por HAPs pais mais pesados (4–6 anéis aromáticos) e HAPs alquilados mais leves (2–3 anéis aromáticos). A distribuição e os perfis dos hidrocarbonetos aromáticos policíclicos foram fortemente influenciados pelos coeficientes de partição octanol-água (Log K OW) e pelo carbono orgânico total (TOC) (p < 0,05), com a profundidade da água exibindo um gradiente de HAPs mais pesados em sedimentos rasos para HAPs mais leves em sedimentos profundos (p < 0,05). Pontos críticos de fontes pirogênicas e petrogênicas foram identificados ao longo da costa da BC, com a maioria das áreas contaminadas principalmente por entradas pirogênicas associadas à combustão de linhito e carvão betuminoso, e entradas petrogênicas principalmente associadas ao carvão e óleo diesel. O risco biológico, baseado em diretrizes de qualidade de sedimentos (SQGs), quocientes de risco (RQs) e equivalentes tóxicos (TEQs), sugeriu graus variáveis de impactos diretos e indiretos para o salmão-real em Unidades de Conservação (CU) costeiras, bem como para as orcas residentes dentro de seus Habitats Críticos. Entre os Habitats Críticos das orcas residentes, os maiores impactos foram previstos no Habitat Crítico das SRKW ao redor da ilha sul de Vancouver, tanto por efeitos diretos quanto indiretos, com impactos diretos dos HAPs alquilados requerendo consideração especial. Esses achados destacam a necessidade urgente de ações de manejo direcionadas para reduzir as emissões de HAPs de fontes pontuais e difusas em ambientes costeiros para apoiar esforços de conservação do salmão-real e das orcas residentes. Em particular, para as orcas residentes, tais esforços devem ser priorizados dentro do Habitat Crítico SRKW ao redor da ilha sul de Vancouver.

Resumo original em inglês

Abstract Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs), a class of persistent, bioaccumulative, and toxic contaminants, represent a threat to at-risk populations of Resident killer whales ( Orcinus orca ) in the northeastern Pacific Ocean, and their primary prey, Chinook salmon ( Oncorhynchus tshawytscha ). Concentrations of 76 PAHs in subtidal surface sediments (1 to 435 m depth) from 98 sites along the coast of British Columbia (BC), Canada, were analyzed to evaluate their distribution patterns and potential sources. A subset of parent and alkylated PAHs, including the 16 priority PAHs, was evaluated to assess biological risks to Resident killer whales and Chinook salmon. Principal component analysis (PCA) revealed site-specific PAH patterns in sediments, characterized by heavier parent PAHs (4–6 aromatic rings) and lighter alkylated PAHs (2–3 aromatic rings). Polycyclic aromatic hydrocarbon distribution and profiles were strongly influenced by octanol-water partition coefficients (Log K OW ) and total organic carbon (TOC) (p ), with water depth exhibiting a gradient from heavier PAHs in shallow sediments to lighter PAHs in deeper sediments ( p ). Hotspots of pyrogenic and petrogenic sources were identified along the BC coast, with most areas being contaminated by pyrogenic inputs primarily associated with combustion of lignite and bituminous coal, and petrogenic inputs mainly associated with coal and diesel oil. Biological risk, based on sediment quality guidelines (SQGs), risk quotients (RQs), and toxic equivalents (TEQs), suggested varying degrees of direct and indirect impacts for Chinook salmon in nearshore Conservation Units (CUs), as well as for Resident killer whales within their Critical Habitats. Among Resident killer whale Critical Habitats, the greatest impacts were expected in the SRKW Critical Habitat around southern Vancouver Island, from both potential direct and indirect effects, with direct impacts from alkylated PAHs requiring special consideration. These findings highlight the urgent need for targeted management actions to reduce PAH emissions from both point and non-point sources in coastal environments to support conservation efforts for Chinook salmon and Resident killer whales. In particular, for Resident killer whales, such efforts should be prioritized within the SRKW Critical Habitat surrounding southern Vancouver Island.

Espécies citadas

• Orcinus orca · orca
  ?

  Nomes populares variam entre regiões e uma mesma palavra pode designar espécies diferentes. Confira sempre o nome científico: Orcinus orca.
• Oncorhynchus tshawytscha · salmão-real
  ?

  Nomes populares variam entre regiões e uma mesma palavra pode designar espécies diferentes. Confira sempre o nome científico: Oncorhynchus tshawytscha.