Heavy metal profile of water, sediment and freshwater cat fish, Chrysichthys nigrodigitatus (Siluriformes: Bagridae), of Cross River, Nigeria

ABSTRACT

Cross River serves as a major source of drinking water, transportation, agricultural activities and fishing in Cross River State, Nigeria. Since there is no formal control of effluents discharged into the river, it is important to monitor the levels of metals contaminants in it, thus assessing its suitability for domestic and agricultural use. In order to determine this, three sampling stations designated as Ikom (Station I), Obubra Ogada (Station II) and Calabar (Station III) were randomly selected to study. For this, ten samples of the freshwater Silver Catfish (Chryshchythys nigrogitatus) (29.4-39.5cm SL, 310-510g), sediment and water were collected from each sampling Station from June 2009-June 2010. The heavy metals profiles of Zn, Cu, Fe, Co, Pb, Cd and Cr, in water, sediments and fish muscle were analyzed by atomic absorption spectrophotometry (AAS). In fish, the heavy metals concentration was found to be Cu>Fe>Zn>Cu>Pb>Cd>Co; the highest mean concentration of Copper (0.297±0.022 μg/g), Cadmium (0.011±0.007μg/g), Iron (0.371±0.489μg/g), Lead (0.008±0.008μg/g), were determined for the fish. In water, the order was found to be Fe>Pb>Zn>Cu>Cr>Cd>Co; the highest mean concentration of Iron (0.009±0.00μg/g), Copper (0.015±0.01 μg/g), Lead (0.0002±0.00μg/g) Cadmium (0.0006±0.001μg/g), Zinc (0.0036±0.003μg/g), were observed in the surface water, respectively. The highest mean concentration of Copper (0.037±0.03μg/g), Iron (0.053±0.04μg/g), Lead (0.0002±0.00μg/g), Cobalt (0.0002±0.00μg/g), Cadmium (0.0006±0.001μg/g) and Zinc (.009±0.0015μg/g) was observed in the bottom water. In sediments, the concentration order found was Zn>Fe>Cu>Pb>Co>Cd; the highest mean concentration of 0.057±0.04μg/g, 0.043±0.03μg/g, 0.0006±0.00μg/g, 0.0002±0.00μg/g, 0.0009±0.00μg/g, 0.099±0.00404μg/g in Iron, Copper, Lead, Cobalt, Cadmium and Zinc were observed in the sediment, respectively; Chromium was not detected in the sediment for the whole sampling area. Most of the heavy metals were below the maximum allowable levels set by the WHO, FEPA and USEPA, except Zinc which mean concentration of 0.099±0.00404μg/g was above the recommended limit of 0.0766μg/g of USEPA in the sediment at Ikom. This implies that the waste assimilation capacity of the river is high, a phenomenon that could be ascribed to dilution, sedimentation and continuous water exchange. This is an indication that an urban and industrial waste discharged into the Cross River has a significant effect on the ecological balance of the river. Thus fish species from the Cross River harvested are safe for human consumption.

RESUMEN

Cross River funciona como una fuente importante de agua potable, transporte, actividades agrícolas y pesqueras en el Estado Cross River, Nigeria. Dado que no existe un control formal de los efluentes vertidos en el río, es importante monitorear los niveles de metales contaminantes en el mismo, por lo tanto la evaluación de su idoneidad para el uso doméstico y agrícola. Para la determinación de lo anterior, tres estaciones de muestreo designadas como Ikom (Estación I), Obubra Ogada (Estación II) y Calabar (Estación III) fueron seleccionadas al azar para el estudio. Se tomaron diez muestras de “Bagre de agua dulce de plata” (Chryshchythys nigrogitatus) de 29.4-39.5cm LE (longitud estándar) y 310-510g de peso, sedimentos y agua fueron recolectadas en cada estación de muestreo de junio 2009 a junio 2010. Los perfiles de metales pesados de Zn, Cu, Fe, Co, Pb, Cd y Cr, en agua, sedimentos y músculos de peces fueron analizados por espectrofotometría de absorción atómica (AAS). En los peces, la concentración de metales pesados que se determinó fue Cu>Fe>Zn>Cu>Pb>Cd>Co, para los peces se determinó una mayor concentración media de cobre (0.297±0.022g/g), cadmio (0.011±0.007μg/g), hierro (0.371±0.489μg/g) y plomo (0.008±0.008μg/g). En el agua, el orden se determinó como sigue Fe>Pb>Zn>Cu>Cr>Cd>Co, con una mayor concentración promedio de hierro (0.009±0.00μg/g), cobre (0.015±0.01g/g), plomo (0.0002±0.00μg/g), cadmio (0.0006±0.001μg/g) y zinc (0.0036±0.003μg/g), se observaron en la superficie del agua, respectivamente. La mayor concentración promedio de cobre (0.037±0.03μg/g), hierro (0.053±0.04μg/g), plomo (0.0002±0.00μg/g), cobalto (0.0002±0.00μg/g), cadmio (0.0006±0.001g/g) y zinc (0.009±0.0015μg/g) se observó en el agua del fondo. En los sedimentos, el orden de concentración fue Zn>Fe>Cu>Pb>Co>Cd, la mayor concentración media fue de 0.057±0.04μg/g, 0.043±0.03μg/g, 0.0006±0.00μg/g, 0.0002±0.00μg/g, 0.0009±0.00μg/g y 0.099±0.00404μg/g para hierro, cobre, plomo, cobalto, cadmio y zinc, respectivamente, no se detectó cromo. La mayoría de los metales pesados por debajo de los niveles máximos permisibles establecidos por la OMS, FEPA y USEPA, con excepción de zinc cuya concentración media fue de 0.099±0.00404μg/g estuvo por encima del límite recomendado de 0.0766μg/g de EPA en el sedimento de la Estación I (Ikom). Esto implica que la capacidad de asimilación de residuos del río es alta, un fenómeno que podría atribuirse a la dilución, la sedimentación y el intercambio continuo de agua. Lo cual es una indicación de que efluentes vertidos en el Cross River por zonas urbanas e industriales tienen un efecto significativo en el equilibrio ecológico del río. Así, las especies de peces del Río Cross son seguras para el consumo humano.