umu.sePublications
Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Lead exposure and biological effects in pied flycatchers (Ficedula hypoleuca) before and after the closure of a lead mine in northern Sweden.
Umeå University, Faculty of Science and Technology, Department of Ecology and Environmental Sciences.
Umeå University, Faculty of Science and Technology, Department of Ecology and Environmental Sciences. (Arcum)
IVL Swedish Environmental Research Institute Ltd., P.O. Box 5302, SE-400 14 Gothenburg, Sweden.
Umeå University, Faculty of Science and Technology, Department of Ecology and Environmental Sciences.
2010 (English)In: Environmental Pollution, ISSN 0269-7491, E-ISSN 1873-6424, Vol. 158, no 5, 1368-75 p.Article in journal (Refereed) Published
Abstract [en]

Mining activities affect the surrounding environment by increasing exposure to metals. In this study, metal accumulation and its effects on reproduction and health of pied flycatcher (Ficedula hypoleuca) nestlings were monitored before and up to five years after a lead mine and enrichment plant closed down. The lead concentration in moss, nestling blood, liver and feces all indicated decreased lead exposure by at least 31% after closure, although only blood lead decreased significantly. Although the birds responded fairly well to the changed atmospheric deposition (based on moss samples), concentrations were still higher compared with birds in a reference area, and breeding was affected at the mine (smaller clutches and higher mortality). Surviving nestlings suffered from lower hemoglobin levels, mean cell hemoglobin concentrations and inhibited delta-aminolevulinic acid dehydratase activity. Lead poisoning contributed to poor health and adverse reproductive effects, but other factors (e.g. increased parasitic load) probably also affected the birds.

Place, publisher, year, edition, pages
Elsevier Ltd , 2010. Vol. 158, no 5, 1368-75 p.
Identifiers
URN: urn:nbn:se:umu:diva-33609DOI: 10.1016/j.envpol.2010.01.005ISI: 000277726500034PubMedID: 20116150OAI: oai:DiVA.org:umu-33609DiVA: diva2:315418
Available from: 2010-04-29 Created: 2010-04-29 Last updated: 2017-12-12Bibliographically approved
In thesis
1. Responses to reduced industrial metal emissions: An ecotoxicological study on Pied Flycatcher (Ficedula hypoleuca, Aves)
Open this publication in new window or tab >>Responses to reduced industrial metal emissions: An ecotoxicological study on Pied Flycatcher (Ficedula hypoleuca, Aves)
2010 (English)Doctoral thesis, comprehensive summary (Other academic)
Abstract [en]

Metals have been used by humans for thousands of years, and this has resulted in increased concentrations in the biosphere. The environment around point-sources, such as mines and smelters, are of particular concern, as metals may accumulate to high concentrations, and potentially reach levels toxic to the local flora and fauna. This thesis focuses on the effects on pied flycatcher populations of two such point-sources, a lead mine and enrichment plant, and a sulfide ore smelter. Mining activities at the lead mine ceased in 2001 and pied flycatcher populations were assessed before and after the closure. At the sulfide ore smelter, pied flycatchers were studied during the 1980s. Since then, the metal emissions to air from the smelter (e.g. arsenic, cadmium, copper, mercury, lead and zinc) have been greatly reduced (by 93 – 99%).

Pied flycatchers from these two contaminated environments differed in their responses to reduced atmospheric deposition. At the mine site, nestling responses reflected the reduced atmospheric deposition and less lead accumulated in their tissues. However, lead levels were still high enough to cause negative effects on blood status (δ-aminolevulinic acid dehydratase [ALAD], hemoglobin [Hb], hematocrit [ht], and mean cell hemoglobin concentration) and reproduction (reduced clutch size, increased mortality and reduced breeding success), as was observed when the mine was in operation. Along the pollution gradient away from the smelter, nestling concentrations reflected the metal load in the soil pool, accumulating over time, rather than the atmospheric deposition. This resulted in only a minor response to decreased metal deposition (slightly reduced liver lead concentrations at 3.5 – 90 km from the smelter). This suggests that in environments with highly polluted soils, decreased inputs of atmospheric metal deposition have only minor impacts, and recovery from contamination should not be expected within decades.

The high metal concentrations in the vicinity of the smelter contributed to poorer blood status (ALAD, Hb and ht), induced oxidative damage and defenses, and decreased reproduction (increased mortality and reduced breeding success). There were only minor improvements in blood and reproductive variables at 3.5 km from the smelter.

Abstract [sv]

Metaller är grundämnen som inte kan bildas eller förstöras av människan. De förekommer i mineraler i berggrunden och finns överallt på jorden. Människans användning av metaller har dock medfört att de återfinns i högre halter i miljön än de annars skulle gjort.

Trots att metallerna kan spridas och transporteras långa sträckor med luftmassorna, är det främst kring källorna, såsom metallindustrier, man kan hitta metaller i tillräckligt höga halter för att orsaka skada på växter och djur. I denna avhandling presenteras undersökningar av hur svartvit flugsnappare (Ficedula hypoleuca) påverkas kring två metallindustrier i norra Sverige. Det ena är en numera nedlagd blygruva med anrikningsverk i Laisvall, där vi studerade populationer av svartvit flugsnappare före och efter att industrin stängdes. Det andra är smältverket Rönnskärsverken, utanför Skelleftehamn, som varit i drift sedan 1930-talet. I föroreningsgradienten från smältverket studerades effekter av 20 års kraftigt minskade metallutsläpp till luften som följd av förbättrade reningstekniker.

Resultaten kring industrierna visar att fåglarna svarade olika på de minskade metallutsläppen. Kring blygruvan minskade halterna av bly i flugsnapparungar med samma takt som nedfallen (mätt i mossa) och bytesdjuren (myror). Däremot, kring smältverket, var fåglarna fortfarande exponerade för höga halter av de giftiga ämnena arsenik, kadmium, kvicksilver och bly, på i princip samma nivåer som 20 år tidigare, trots att utsläppen minskat med 93 – 98%. Orsaken till detta tros vara skillnader på föroreningsgraden i markens översta lager, mårskiktet. Vi kunde visa att flugsnapparna kring smältverket främst fick i sig metallerna från marken, som efter flera årtionden med utsläpp från industrin innehöll mycket höga metallhalter. Detta kan förklara att fåglarna trots att utsläppen var låga, fortfarande var utsatta för stor metallexponering. Det snabba svaret på minskad metallspridning (bly och zink) som flugsnapparna vid blygruvan visade, antar vi berodde på att mindre mäng metaller fanns i marken. Trots minskningen var metallhalterna i fåglarna vid gruvområdet fortfarande tillräckligt höga för att, liksom vid smältverket, påverka fåglarnas hälsa. De uppvisade bl.a. låga blodvärden och tecken på oxidativ stress. Vidare var ungdödligheten förhöjd, vilket ledde till lägre häckningsframgång.

Slutsatsen är att markens innehåll av metaller har stor betydelse för återhämtningsförloppet för svartvit flugsnappare efter minskat metallnedfall, och att en relativt snabb återhämtning kan förväntas i områden med något lägre metallhalter i mårskiktet, medan återhämtning i områden där marken är kraftigt förorenad inte kan förväntas förrän efter flera årtionden, även om nedfallet upphört nästan helt.

Place, publisher, year, edition, pages
Umeå: Umeå universitet, Institutionen för ekologi, miljö och geovetenskap, 2010. 48 p.
National Category
Pharmacology and Toxicology Other Biological Topics
Research subject
Ecotoxicology; Animal Ecology; biology, Environmental Science
Identifiers
urn:nbn:se:umu:diva-33767 (URN)978-91-7264-983-5 (ISBN)
Public defence
2010-05-29, KBC-huset, KB3A9, lilla hörsalen, Umeå universitet, Umeå, 10:00 (English)
Opponent
Supervisors
Available from: 2010-05-07 Created: 2010-05-05 Last updated: 2010-05-07Bibliographically approved

Open Access in DiVA

No full text

Other links

Publisher's full textPubMed

Search in DiVA

By author/editor
Berglund, ÅsaIngvarsson, PärNyholm, Erik
By organisation
Department of Ecology and Environmental Sciences
In the same journal
Environmental Pollution

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar

doi
pubmed
urn-nbn

Altmetric score

doi
pubmed
urn-nbn
Total: 257 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf