Interactions among contaminant exposure route, kinetics and toxicity in marine deposit-feeders

Mange kystnære og estuarine sedimenter indeholder relativt høje koncentrationer af persistente og/eller hydrofobe stoffer, såsom metaller og polycykliske aromatiske kulbrinter (PAHer), der primært er tilført det akvatiske miljø som følge af antropogen aktivitet. Der har derfor været stor bevågenhed omkring biotilgængeligheden og effekten af disse stoffer og den deraf følgende indvirkning på økologiske systemer. Sedimentædende organismer kan udgøre et vigtigt led i mobiliseringen af sedimentassocierede kontaminanter, men de grundlæggende mekanismer, der kontrollerer/ påvirker kontaminanternes biotilgængelighed, er sparsomt belyst. Idet opløste kontaminanter traditionelt er blevet anset som værende mere biotilgængelige end sedimentassocierede kontaminanter, er effekterne af disse stoffer primært blevet vurderet, ved at eksponere akvatiske organismer alene til den opløste fase. Relationen mellem forskellige kombinationer af eksponeringsveje (vand vs. sediment), kinetik (dvs. optag, intern skæbne, eliminering) og toksicitet blev undersøgt i den marine børsteorm Capitella species I og den almindelige slangestjerne Amphiura filiformis. Fluoranthen (Flu) anvendtes som organisk- og cadmium (Cd) som uorganisk modelstof. Capitella blev eksponeret enten til opløst (dvs. < 0.45µm) Flu/Cd (WO), til både opløst og sedimentassocieret Flu (PWS) eller til Cd bundet i algeceller (AO). Således blev orme i WO sultet under eksponeringen, mens orme i PWS og AO kunne indtage føde. Slangestjerner blev holdt i sediment, hvortil Flu og organisk materiale i varierende kvalitet var tilsat, i et ’flow-through’ system. Effekter blev rapporteret som ændringer i vækst- og egestionsrater i Capitella og som arm regenererings rate i slangestjerner. Resultaterne fra nærværende afhandling, samt tidligere publicerede resultater, viser tydeligt, at eksponeringsvej har betydning både for uorganiske og organiske kontaminanters toksikokinetik og toksicitet (dvs. den kritiske kropsbyrde: CBR). Eksponering til opløste kontaminanter resulterede i en lavere kropsbyrde, reduceret eliminationsrate og øget toksicitet (dvs. lavere CBR) til sammenligning med eksponering gennem føden hos Capitella sp I. Det er imidlertid ikke muligt fuldstændigt at adskille effekterne af sult fra effekterne af eksponeringsvej. Capitella sp. I udviste en hurtig biotransformeringsevne uafhængig af eksponeringsvej, mens biotransformeringen i slangestjerner var meget begrænset. Kvaliteten af det organiske materiale, der var associeret med de indtagne sedimentpartikler, påvirkede hverken biotransformeringen eller netto akkumulering af Flu i A. filiformis. Endvidere var bioakkumulering ikke relateret til den teoretiske ligevægtsfordeling mellem organismens lipidindhold og sedimentets organiske indhold. Ligevægts-fordelingsmodellen estimerede en langt lavere porevandskoncentration af total Flu end den målte, hvilket drager tvivl om modellens berettigelse til at forudsige porevandskoncentrationer af stoffer såsom Flu. Capitella sp. I påvirkede primært Flu’s skæbne ved biotransformering, mens A. filiformis øgede den nedadrettede transport af Flu i sedimentet. Resultaterne af denne afhandling fremhæver partikelindtagelse som en betydningsfuld måde hvorpå kontaminanter kan indtræde i bentiske fødekæder samt at både moderstof og metabolitter bør følges på alle niveauer i det bentiske system. For at kunne udvikle troværdige og mere økologisk relevante metoder til brug i risikovurdering må relationen mellem effekt, tidsafhængig biotilgængelighed, intern transport og potentiale for trofisk transport derfor undersøges.