Elemental composition of seaweed (Fucus vesiculosus) from the Swedish west coast

Abstract

Seaweed has the ability to accumulate elements from the surrounding water, such as radionuclides and heavy metals. This makes them into useful bioindicators; suitable for assessing the pollution in the marine environment as well as the effect of potential future additions of heavy metals and radionuclides.

Seaweed content has been examined in many studies, and over long time periods. However, these studies have largely disregarded how the elements are distributed within the seaweed organism. In this project, the localization of elements has been investigated, focusing on around twenty elements and their distribution in cross sections of four different thallus parts of the seaweed species Fucus vesiculosus. The goal was to examine whether elements localize in different tissues and to attempt to quantify this. Elemental concentration maps obtained through micro-PIXE measurements were analyzed. The concentrations in different regions of the samples were extracted and compared.

The results showed that the elements accumulated in different regions. Some, like K and S, showed high concentrations throughout the samples. Others, like Fe and I, were almost only localized in the outermost layer (the meristoderm). For some elements, the highest concentrations were instead found in the inner parts of the cross sections, such as Sr and Ca. The elemental distribution also varied between thallus parts, indicating different structure and morphology. This knowledge can be used to improve how sampling and measurements are conducted and be a foundation for future studies.

Popular Abstract (Swedish)

Om du någon gång tagit en promenad längs en svensk strand, har du nog stött på blåstång. Blåstång är en vanligt förekommande alg längs Sveriges kust, och har det vetenskapliga namnet Fucus vesiculosus. Man känner igen den på de luftfyllda blåsor som hjälper algen att hålla sig flytande nära vattenytan.

Alger och sjögräs är viktiga primärproducenter i marina ekosystem eftersom de producerar näring genom fotosyntes och utgör grunden i näringskedjorna. Blåstången tar upp näringsämnen från vattnet, men kan även ta upp andra ämnen, som föroreningar i form av till exempel tungmetaller eller radioaktiva ämnen. Därför är blåstång en bra bioindikator, alltså en organism som kan användas för att bedöma miljöns hälsa och vilka effekter olika föroreningar har på miljön. Genom att samla blåstång och undersöka vilka ämnen blåstången innehåller, och i vilken mängd, får man alltså även information om vilka ämnen som finns i vattnet runt omkring.

När nya fabriker och kraftverk byggs kan utsläppen till miljön öka. Därför är det viktigt att miljön övervakas, och att det utvecklas pålitliga metoder för att göra detta. Genom att forskning ökar kunskapen om utsläpp och dess påverkan på organismer och ekosystem, kan man införa föreskrifter som skyddar miljön. Tidigare har forskare till exempel kollat på mängden radioaktiva ämnen, bland annat C-14, i blåstång för att kontrollera utsläpp från kärnkraftverk till vattnet.

I det här projektet har vi inte bara mätt den totala koncentrationen av olika ämnen i blåstång, utan även undersökt i vilka delar av organismen de koncentreras. Vi har kollat på tunna tvärsnitt av fyra olika delar av blåstången, bland annat luftblåsorna och bladen. Genom att använda en mätmetod som scannar fram och tillbaka över tvärsnittet och detekterar olika ämnen, får vi en bild som visar hur ämneskoncentrationerna varierar över sjögräsdelen. Mätmetoden som användes kan inte skilja mellan olika isotoper av ämnen, så den mäter inte radioaktiva ämnen direkt. I stället undersöktes runt tjugo ämnen, varav vissa är tungmetaller och andra är ämnen som har radioaktiva isotoper, eller av annan anledning är intressanta.

Fokuset för projektet har varit att utveckla och testa en analysmetod som från mätdatan kan ge kvantitativ information om hur ämnen är distribuerade i blåstången. Vi har undersökt om ämnenas koncentrationer varierar mellan olika lager och olika vävnader inom tvärsnitten av tången, och i så fall var dessa ämnen ackumuleras och har högst koncentration. Vi har också jämfört koncentrationerna mellan de fyra delarna av organismen för att se om det även finns variation där.

Resultaten visar att koncentrationen för många av ämnena varierar mellan vävnaderna. Ämnen som järn (Fe) och jod (I) har generellt högre koncentration i det yttersta lagret av organismen, medan strontium (Sr) och kalcium (Ca) har högre halt i de inre delarna. För de flesta ämnena uppmättes lägst koncentration i toppen av organismen, vilket är den yngsta delen. Vilken del som uppvisade högst koncentration varierade för olika ämnen, till exempel hade kalium (K) högst koncentration i luftblåsan, medan strontium visade högst koncentration i den nedersta delen. Metoden som användes för att kvantisera ämnenas distribution är lovande, men behöver förbättras och testas på en större mängd prover för att ge tydliga och användbara resultat.

• author: Klein, Linnéa
• supervisor: Guillaume Pedehontaa-Hiaa; Kristina Stenström
• organization: Particle and nuclear physics; Department of Physics
• course: FYSK04 20261
• year: 2026
• type: M2 - Bachelor Degree
• subject: Physics and Astronomy
• keywords: Fucus vesiculosus, Seaweed, Radionuclide, Nuclear power plant, micro-PIXE
• language: English
• id: 9238208
• date added to LUP: 2026-06-16 08:35:21
• date last changed: 2026-06-16 08:35:21