Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Đánh giá trầm tích được nạo vét cho việc thả xuống thủy vực: diễn giải sự tích lũy chất ô nhiễm
Tóm tắt
Tiềm năng tích lũy sinh học của các chất ô nhiễm liên kết với trầm tích là một trong những mối quan tâm chính liên quan đến việc thả trầm tích nạo vét xuống các môi trường thủy vực. Các phép thử tích lũy sinh học trong phòng thí nghiệm với các sinh vật đại diện sống ở tầng đáy bị phơi nhiễm với trầm tích nạo vét và trầm tích tham chiếu được sử dụng để đánh giá tiềm năng tác động của việc tích lũy chất ô nhiễm. Hướng dẫn thử nghiệm và đánh giá trầm tích nạo vét cung cấp các suy diễn thống kê và nhiều yếu tố đánh giá (ví dụ, độ lớn sự khác biệt (MOD)) để diễn giải kết quả; tuy nhiên, thông tin chi tiết về việc áp dụng những yếu tố này còn thiếu. Do đó, mục tiêu của nghiên cứu này là cung cấp bối cảnh cho việc áp dụng MOD như là một bằng chứng để đánh giá rủi ro tích lũy sinh học liên quan đến việc thả vật liệu nạo vét trong các môi trường thủy vực bằng cách xem xét độ biến thiên (dưới dạng hệ số biến thiên (CV)), MOD và các khác biệt thống kê liên quan đến nồng độ mô trong các thử nghiệm tích lũy sinh học trong ba trường hợp nghiên cứu. Dựa trên dữ liệu từ các nghiên cứu đã được thẩm định và dữ liệu giám sát vật liệu nạo vét, độ biến thiên trong mẫu tương đối thấp (CV < 50%) của nồng độ mô có thể đạt được đối với các thành phần thường được đánh giá (ví dụ, polychlorinated biphenyls (PCBs), polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs), kim loại và butyl tins). Do đó, các so sánh thống kê thường có thể phát hiện sự khác biệt có ý nghĩa (p < 0.05; α = 0.05) giữa các nồng độ mô với các MOD tương đối thấp (< 2 lần sự khác biệt). Dựa trên độ biến thiên quan sát, MOD và các sự khác biệt thống kê liên quan đến nồng độ mô trong thử nghiệm tích lũy sinh học, MOD 2 lần có thể cung cấp một bằng chứng bổ sung để đánh giá rủi ro tích lũy sinh học khi có sự khác biệt thống kê được quan sát. Những kết quả này cho thấy việc cân nhắc khéo léo về độ biến thiên mẫu và MOD là một yếu tố hữu ích khi phân biệt những khác biệt có ý nghĩa giữa các nồng độ mô chất ô nhiễm.
Từ khóa
#trầm tích nạo vét #tích lũy sinh học #sự khác biệt thống kê #môi trường thủy vực #chất ô nhiễmTài liệu tham khảo
Ahsanullah, M., Mobley, M., & Negilski, D. (1984). Accumulation of cadmium from contaminated water and sediment by the shrimp Callianassa australiensis. Marine Biology, 82, 191–197.
Ankley, G. T., Cook, P. M., Carlson, A. R., Call, D. J., Swenson, J. A., Corcoran, H. F., & Hoke, R. A. (1992). Bioaccumulation of PCBs from sediments by oligochaetes and fishes: Comparison of laboratory and field studies. Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences, 49(10), 2080–2085.
ASTM International. (2014). Measuring the toxicity of sediment-associated contaminants with estuarine and marine invertebrates. E1367–03. ASTM annual book of standards, Vol 11.06. West Conshohocken (PA): p. 444–505.
ASTM International. (2016). Standard guide for determination of the bioaccumulation of sediment-associated contaminants by benthic invertebrates. E1688-10. ASTM annual book of standards, Vol 11.06. Biological effects and environmental fate; biotechnology; pesticides. West Conshohocken (PA): p. 58.
Beckingham, B., & Ghosh, U. (2010). Comparison of field and laboratory exposures to Lumbriculus variegatus to PCB impacted river sediments. Environmental Toxicology and Chemistry, 12, 2851–2858.
Breteler, R. J., & Saksa, F. I. (1985). The role of sediment organic matter on sorption-desorption reactions and bioavailability of mercury and cadmium in an intertidal ecosystem. In R. D. Cardwell, R. Purdy, & R. C. Banner (Eds.), Aquatic toxicology and hazard assessment: Seventh symposium, ASTM STP 854 (pp. 454–468). Philadelphia: American Society for Testing and Materials.
Burkhard, L. P., Arnot, J. A., Embry, M. R., Farley, K. J., Hoke, R. A., Kitano, M., Leslie, H. A., Lotufo, G., Parkerton, T. F., Sappington, K. G., Tomy, G. T., & Woodburn, K. B. (2011). Comparing laboratory and field measured biota-sediment accumulation factors. Integrated Environmental Assessment and Management, 8, 32–41.
DeWitt, T. H., Pinza, M. R., Niewolny, L. A., Cullinan, V. I., Gruendell, B. D.. (1997). Development and evaluation of standard marine/ estuarine chronic sediment toxicity test method using Leptocheirus plumulosus. Prepared for the U.S. Environmental Protection Agency, Office of Science and Technology. PNNL-11768. Pacific Northwest National Laboratory, Richland, WA.
Driscoll, S. K., & McElroy, A. E. (1996). Bioaccumulation and metabolism of benzo[a]pyrene in three species of polychaete worms. Environmental Toxicology and Chemistry, 15(8), 1401–1410.
Egeler, P., Meller, M., Schallnass, H. J., Gilberg, D.. (2005). Validation of a sediment toxicity test with the endobenthic aquatic oligochaete Lumbriculus variegatus by an international ring test. ECT-Oecotoxicologie GmbH, Florsheim/Main, p. 1–192.
Gaskell, P. N., Brooks, A. C., & Maltby, L. (2007). Variation in the bioaccumulation of a sediment-sorbed hydrophobic compound by benthic macroinvertebrates: Patterns and mechanisms. Environmental Science & Technology, 41(5), 1783–1789.
Gobas, F. A., & Arnot, J. A. (2010). Food web bioaccumulation model for polychlorinated biphenyls in San Francisco Bay, California, USA. Environmental Toxicology and Chemistry, 29(6), 1385–1395.
Gray, J. S. (2002). Biomagnification in marine systems: The perspective of an ecologist. Marine Pollution Bulletin, 45, 46–52.
Jackim, E., Morrison, G., & Steele, R. (1977). Effects of environmental factors on radiocadmium uptake by four species of marine bivalves. Marine Biology, 40, 303–308.
Kennedy AJ, Lotufo GR, Steevens JA, Bridges TS. (2010). Determining steady-state tissue residues for invertebrates in contaminated sediment. Dredging Operations and Environmental Research Program. ERDC/EL TR-10-2, U.S. Army Engineer Research and Development Center, Vicksburg, MS.
Lotufo GR, Burton GA, Rosen G, Fleeger JW. (2014). Assessing biological effects. Processes, assessment and remediation of contaminated sediment. In Reible D.D., editor. SERDP and ESTCP remediation technology monograph series. (Ward CH, editor). Springer, New York, USA. Chapter 6.
Luoma, S. N., & Rainbow, P. S. (2005). Why is metal bioaccumulation so variable? Biodynamics as a unifying concept. Environmental Science and Technology, 39, 1921–1931.
Mac, M. J., Edsall, C., Hesselberg, R., Sayers, R.. (1984). Flow through bioassay for measuring bioaccumulation of toxic substances from sediment, final report to Environmental Protection Agency, Washington, DC. 905/3-84/007, p. 17.
Magnusson, K., Ekelund, R., Grabic, R., & Bergqvist, P. A. (2005). Bioaccumulation of PCB congeners in marine benthic infauna. Marine Environmental Research, 61(4), 379–395.
Mearns, AJ, Swartz RC, Cummins JM, Dinnel PA, Plesha P, Chapman, PM, (1986). Inter-laboratory comparison of a sediment toxicity test using the marine amphipod, Rhepoxynius abronius. Marine Environmental Research, 19(1), 13–37.
Melwani, A. R., Greenfield, B. K., & Byron, E. R. (2009). Empirical estimation of biota exposure range for calculation of bioaccumulation parameters. Integrated Environmental Assessment and Management, 5(1), 138–149.
Rubinstein, N. I., Gilliam, W. T., & Gregory, N. R. (1984). Dietary accumulation of PCBs from a contaminated sediment source by a demersal fish (Leiostomus xanthurus). Aquatic Toxicology, 5, 331–342.
Suedel, B. C., Boraczek, J. A., Peddicord, R. K., Clifford, P. A., & Dillon, T. M. (1994). Trophic transfer and biomagnification potential of contaminants in aquatic ecosystems. Reviews of Environmental Contamination and Toxicology, 136, 21–90.
Tetra Tech. (1987). Bioaccumulation monitoring guidance: Strategies for sample replication and compositing. Prepared for office of marine and estuarine protection. U.S. Environmental Protection Agency. Washington, DC. EPA contract no. 68-01-6938.
[USEPA] U.S. Environmental Protection Agency. (1993). Bedded sediment bioaccumulation tests. Office of Research and Development – guidance manual. EPA/600/R-93/183, September 1993.
[USEPA/USACE] U.S. Environmental Protection Agency/ U.S. Army Corps of Engineers. (1991). Evaluation of dredged material proposed for ocean disposal – testing manual. EPA 503-89-1-001, February 1991.
USEPA/USACE. (1998). Inland Testing Manual. Evaluation of dredged material proposed for discharge in waters of the U.S. – testing manual. EPA-B-98-004, February 1998.
USEPA/USACE. (2001). Method for assessing the chronic toxicity of marine and estuarine sediment-associated contaminants with the amphipod Leptocheirus plumulosus, 1st edition. EPA 600/R-01/020, Washington DC and Vicksburg, MS.
Van Geest, J. L., Poirier, D. G., Sibley, P. K., & Solomon, K. R. (2010). Measuring bioaccumulation of contaminants from field-collected sediment in freshwater organisms: A critical review of laboratory methods. Environmental Toxicology and Chemistry, 29(11), 2391–2401.
Von Stackelberg, K., Burmistrov, D., Linkov, I., Cura, J., & Bridges, T. S. (2002). The use of spatial modeling in an aquatic food web to estimate exposure and risk. Science of the Total Environment, 288(1–2), 97–110.
Von Stackelberg, K., Williams, M. A., Clough, J., & Johnson, M. S. (2017). Spatially explicit bioaccumulation modeling in aquatic environments: Results from 2 demonstration sites. Integrated Environmental Assessment and Management, 13(6), 1023–1037.
Wang, W. X. (2002). Interactions of trace metals and different marine food chains. Marine Ecology Progress Series, 243, 295–309.
Wickwire, T., Johnson, M. S., Hope, B. K., & Greenberg, M. S. (2011). Spatially explicit ecological exposure models: A rationale for and path toward their increased acceptance and use. Integrated Environmental Assessment and Management, 7(2), 158–168.
Wolfe, B. W., & Lowe, C. G. (2015). Movement patterns, habitat use and site fidelity of the white croaker (Genyonemus lineatus) in the Palos Verdes Superfund Site, Los Angeles, California. Marine Environmental Research, 109, 69–80.