Inovace tohoto předmětu je spolufinancována Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky Akvatická ekotoxikologie Sedimenty Advantages and limitations of sediment toxicity tests Advantages • Provide a direct measure of benthic effects. • Limited special equipment is required. • Methods are rapid and inexpensive. • Legal and scientific precedence exist for use; ASTM standards are available. • Tests with spiked chemicals provide data on cause-effect relationships. • Sediment toxicity tests can be applied to all chemicals of concern: • Tests applied to field samples reflect cumulative effects of all contaminants and contaminant interactions. Toxicity tests are amenable to field validation. Modifed from Swartx R. C.: Marine sediment toxicity tests, with permission from Contaminated Marine Sediments-Assessment and Remediation, copyright 1989 by the National Academy of Sciences Courtesy of the National Academy Press. Washington DC. Advantages and limitations of sediment toxicity tests Limitations • Sediment collection, handling, and storage may alter bioavailability. • Spiked sediment may not be representative of field-contaminated sediment. • Natural geochemical characteristics of sediment may affect the response of test organisms. • Indigenous animals may be present in field-collected sediments. • Route of exposure may be uncertain and data generated in sediment toxicity tests may be difficult to interpret if factors controlling the bioavailability of contaminants in sediment are unknown. • Tests applied to field samples cannot discriminate effects of individual chemicals. • Few comparisons have been made of methods or species. • Only a few chronic methods for measuring sublethal effects have been developed or extensively evaluated. Laboratory tests have inherent limitations in predicting ecological effects. • Tests do not directly address human health effects. Table .7. Commonly used species for whole-sediment toxicity testing Organism Endpoint Test duration (d) Habitat Feeding habit Freshwater Hyalella azteca (amphipod)° S, G, R 28 Burrow, epibenthic Deposit feeder Diporeia sp. (amphipod)" S . 28 Burrow, infaunal Deposit feeder Chironomus riparius (midge)" S. G, E l4 Tube dweller Suspension and deposit Chironomus rentans (midge)" S, G 10 Tube dweller Suspension and deposit Hexagenia limbata (mayfly)` S, G, V 10 Tube dweller Suspension and deposit Ceriodaphnia dubia (cladoceran)S, R 7 Water column Suspension feeder Daphnia magna (cladoceran)" S, G, R 10 Water column Suspension feeder Lumbriculus variegatus` S, G, R 28 Burrow, infaunaU Deposit feeder Tubifex tubifex S 28 Burrow, infaunal/epibenthic Deposit feeder Salt water Rhepoxymius abronius (amphipod)r S l0 Burrow, infaunal Deposit feeder, predator Eohaustorius estaurius (amphipod)" S 10 Burrow, infaunal Deposit feeder Ampeiisca ubdita (amphipod)` S, G, R 20 Tube dweller Suspension and deposit Grundidiarela japonica (amphipod)` S, G 10 Tube dwcller Deposit feeder Hyalella azteca (amphipod)" S, G. R 28 Burrow, epibenthiu Deposit fceder Leptocheirus plumurosus (amphipod) S, G, R 28 Burrow, infaunal Deposit feeder Neanthes sp. (polychaetey S, G, R 85 Tube dwcller Deposit feeder Capiteffa capitata (polychaete)` S, G, R 35 Tube dweller Deposit fecdcr Nereis virens (polychaete)' S 12 Tube dweller Dcposit feeder Modified from Nebeker et al. (1989). (Reprinted with permission from Nebeker. A. V, Schuytema, G. S.. Griffis, W. L.. Barbitta, J. A., Carey, L. A.: Effect of sediment organic carbon on survival of Hyalella azteca exposed to DDT and endrin, Environmental Toticology and Chemistry, 8(8):705-718. Copyright 1989 SETAC). DDT LC50 concentrations and 95% confidence intervals at three sediment total organic carbon concentrations for Hyalella azteca. Percent Sediment Total Organic Carbon (TOC) Modified from Nebeker et al. (1989). (Reprinted with permission from Nebeker. A. V, Schuytema, G. S.. Griffis, W. L.. Barbitta, J. A., Carey, L. A.: Effect of sediment organic carbon on survival of Hyalella azteca exposed to DDT and endrin, Environmental Toticology and Chemistry, 8(8):705-718. Copyright 1989 SETAC). Endrin LC50 concentrations and 95% confidence intervals at three sediment total organic carbon concentrations for Hyalella azteca. Percent Sediment Total Organic Carbon (TOC) Survival of the infaunal amphipod, Rhepoxynius abronius in sediment from waterways adjacent to Commencement Bay, Washington. (Reprinted from Marine Rollulion Ruffetin 13: Swnrtz, R. C., Deben, W A., Sercu, K. A., Lamberson, J. O., Sediment toxicity and the distribution of amphipods in Commencement Bay, Washington, USA, pp. 359- 364, Copyright 1982, with permission from Pergamon Press Ltd, Headington Hill Hall, Oxford OX3 OBW, UK.) Adaptace a oscilace Cyklomorfózy planktonních organismů: a – vířník Brachyonus calyciflorus, b – perloočka Daphnia cucullata, c – perloočka Bosmina coregoni Trvalá stádia vodních bezobratlých: a – trvalá vajíčka vířníka, b – gemule houby, c – efipium s trvalými vajíčky perloočky rodu Daphnia, d – statoblast mechovky, c – encystovaná plazivka Vertikální cirkadianní migrace planktonních živočichů. Po setmění vyplouvají živočichové z hlubších vrstev vody k hladině a po rozednění naopak ze svrchních vrstev vody sestupují do hloubky. Šířka polygonů na grafu vyjadřuje relativní četnost jedinců v různých hloubkách - vztaženo na celou populaci planktontů N (podle Whitekera, 1975) Příklady různých adaptací organismů na vliv proudění: 1 utváření listů a řapíku Nuphar luteum, 2 přichycování k podkladu pomocí háčku na končetinách a pošinkách (larva chrostíka), 3 silně zploštělý typ larvy Blephanicera s břišními přísavkami, 4 přidržovácí poloha larev muchniček, 5 boční zátěže schránky larvy chrostíka Silo, 6 příčný a podélný profil těla ryb: A lososovitá ryba z proudící vody, B vrankovitý typ těla (dno tekoucí vody), C cejnovitý tvar těla (volná voda pomalejších toků a nádrží), podle různých autorů Rybí pásma a překrývání výskytu dominantních druhů ichtyofauny na příkladu polské řeky Raba (Starmach, 1956, upraveno) Ukázka příslušníků neustonních organismů. Epineuston: 1 Chromatophyton rosanoffi, 2 Botrydiopsis arhiza, 3 Neustococcus emersus. Hyponeuston: 4 Lampropedia hyalina, 5 Navicula sp., 6 Codonosiga botrytis, 7 Arcelia sp. (podle Ruttnera, 1962) Inovace tohoto předmětu je spolufinancována Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky