Equilibrium partitioning of heavy metals in Dutch soils: Prediction of metal accumulation in earthworms

2.50
Hdl Handle:
http://hdl.handle.net/10029/261284
Title:
Equilibrium partitioning of heavy metals in Dutch soils: Prediction of metal accumulation in earthworms
Authors:
Janssen RPT; Posthuma L; Baerselman R; den Hollander HA; van Veen RPM; Peijnenburg WJGM
Other Titles:
Evenwichtspartitie van zware metalen in Nederlandse bodems: het voorspellen van metaal accumulatie in regenwormen
Abstract:
Om de toepasbaarheid van het evenwichtspartitieconcept voor het voorspellen van de accumulatie van zware metalen in bodemorganismen te toetsen, werd de bodem-invertebraat Eisenia andrei blootgesteld aan zware metalen in een 20-tal matig verontreinigde Nederlandse veldgronden. Onder laboratoriumcondities werden de regenwormen gedurende drie weken in de gronden blootgesteld. Bioconcentratiefactoren (BCF's) voor de metalen Zn, Cu, Pb, Cd, Cr, Ni en As werden berekend als de verhouding tussen de interne lichaamsconcentraties in de wormen en de totaalgehaltes van de zware metalen in de bestudeerde gronden. De BCF's bleken, afhankelijk van het grondtype en het metaal, aanzienlijk te varieren en waren in het algemeen het hoogste voor humusarm duinzand en voor zandgrond en het laagst voor kleigronden. Multivariate statistische analyse liet zien dat de BCF en de evenwichtspartitiecoefficienten van de bestudeerde metalen gerelateerd zijn aan dezelfde bodemfactoren (pH, kleigehalte, gehalte organisch materiaal en het gehalte aan Al-/Fe-oxyhydroxides in de bodem). Dit suggereert dat opname van de zware metalen door de worm ofwel rechtstreeks via het poriewater plaatsvindt, danwel via een opnameroute die sterk aan het poriewater is gerelateerd. Regressievergelijkingen zijn afgeleid voor het voorspellen van BCF-waardes als functie van een aantal eenvoudig te bepalen bodemeigenschappen (ionensterkte, pH, gehalte organisch materiaal, kleigehalte, hoeveelheid organisch materiaal en het gehalte aan Al-/Fe-oxyhydroxides). Door middel van interne validatie kon worden aangetoond dat met behulp van de ontwikkelde modellen, binnen de range van de in deze studie experimenteel bepaalde bodemeigenschappen, betrouwbare voorspellingen gedaan kunnen worden. Kwantitative externe validatie bleek door een gebrek aan geschikte data niet mogelijk. Kwalitatief kon echter worden aangetoond dat de in dit rapport beschreven resultaten overeen komen met eerder in de literatuur beschreven bevindingen.<br>

To evaluate the adequacy of the equilibrium partitioning concept in predicting metal bioaccumulation, a soil invertebrate species (the earthworm Eisenia andrei) was exposed in twenty Dutch field soils with moderate metal contamination. Earthworms were kept in the soils for three weeks under laboratory conditions. The earthworms were considered to act as the 'biotic soil phase', that equilibrates with the solid and liquid phase of soils. Bioconcentration factors (BCFs) for the metals (Zn, Cu, Pb, Cd, Cr, Ni, As) were calculated as the ratio of body- and solid phase metal concentrations. The BCFs varied between soils and between metals. Multivariate statistical analyses suggested that the BCFs for As, Cd, Cu, and Zn are governed by the same soil characteristics (pH, clay content, organic matter content and Al-/Fe-oxyhydroxides content) that determine equilibrium partition coefficients between the soil solid phase and the pore water. This suggests that uptake of metals is either direct from the pore water or indirect through an uptake route closely related to pore water. Regression equations were derived for predicting BCF values as a function of easily determinable soil characteristics (pH, clay content, organic matter content, ionic strength, and Al-/Fe-oxyhydroxides content). By means of internal validation it was shown that the equations obtained are quite stable and can be used to predict BCFs for earthworms in soils that have soil properties within the range encountered in the dataset. Due to a lack of data, external validation was possible only in a qualitative sense. This showed that predictions made with the models described in this contribution are well in line with observations reported in literature.<br>
Affiliation:
ECO
Publisher:
Rijksinstituut voor Volksgezondheid en Milieu RIVM
Issue Date:
31-Dec-1996
Additional Links:
http://www.rivm.nl/bibliotheek/rapporten/719101028.html; http://www.rivm.nl/bibliotheek/rapporten/719101028.pdf
Type:
Onderzoeksrapport
Language:
en
Sponsors:
DGM/SVS/BO
Appears in Collections:
RIVM official reports

Full metadata record

DC FieldValue Language
dc.contributor.authorJanssen RPT-
dc.contributor.authorPosthuma L-
dc.contributor.authorBaerselman R-
dc.contributor.authorden Hollander HA-
dc.contributor.authorvan Veen RPM-
dc.contributor.authorPeijnenburg WJGM-
dc.date.accessioned2017-02-20T07:10:00-
dc.date.issued1996-12-31-
dc.identifier719101028-
dc.description.abstractOm de toepasbaarheid van het evenwichtspartitieconcept voor het voorspellen van de accumulatie van zware metalen in bodemorganismen te toetsen, werd de bodem-invertebraat Eisenia andrei blootgesteld aan zware metalen in een 20-tal matig verontreinigde Nederlandse veldgronden. Onder laboratoriumcondities werden de regenwormen gedurende drie weken in de gronden blootgesteld. Bioconcentratiefactoren (BCF's) voor de metalen Zn, Cu, Pb, Cd, Cr, Ni en As werden berekend als de verhouding tussen de interne lichaamsconcentraties in de wormen en de totaalgehaltes van de zware metalen in de bestudeerde gronden. De BCF's bleken, afhankelijk van het grondtype en het metaal, aanzienlijk te varieren en waren in het algemeen het hoogste voor humusarm duinzand en voor zandgrond en het laagst voor kleigronden. Multivariate statistische analyse liet zien dat de BCF en de evenwichtspartitiecoefficienten van de bestudeerde metalen gerelateerd zijn aan dezelfde bodemfactoren (pH, kleigehalte, gehalte organisch materiaal en het gehalte aan Al-/Fe-oxyhydroxides in de bodem). Dit suggereert dat opname van de zware metalen door de worm ofwel rechtstreeks via het poriewater plaatsvindt, danwel via een opnameroute die sterk aan het poriewater is gerelateerd. Regressievergelijkingen zijn afgeleid voor het voorspellen van BCF-waardes als functie van een aantal eenvoudig te bepalen bodemeigenschappen (ionensterkte, pH, gehalte organisch materiaal, kleigehalte, hoeveelheid organisch materiaal en het gehalte aan Al-/Fe-oxyhydroxides). Door middel van interne validatie kon worden aangetoond dat met behulp van de ontwikkelde modellen, binnen de range van de in deze studie experimenteel bepaalde bodemeigenschappen, betrouwbare voorspellingen gedaan kunnen worden. Kwantitative externe validatie bleek door een gebrek aan geschikte data niet mogelijk. Kwalitatief kon echter worden aangetoond dat de in dit rapport beschreven resultaten overeen komen met eerder in de literatuur beschreven bevindingen.<br>nl
dc.description.abstractTo evaluate the adequacy of the equilibrium partitioning concept in predicting metal bioaccumulation, a soil invertebrate species (the earthworm Eisenia andrei) was exposed in twenty Dutch field soils with moderate metal contamination. Earthworms were kept in the soils for three weeks under laboratory conditions. The earthworms were considered to act as the 'biotic soil phase', that equilibrates with the solid and liquid phase of soils. Bioconcentration factors (BCFs) for the metals (Zn, Cu, Pb, Cd, Cr, Ni, As) were calculated as the ratio of body- and solid phase metal concentrations. The BCFs varied between soils and between metals. Multivariate statistical analyses suggested that the BCFs for As, Cd, Cu, and Zn are governed by the same soil characteristics (pH, clay content, organic matter content and Al-/Fe-oxyhydroxides content) that determine equilibrium partition coefficients between the soil solid phase and the pore water. This suggests that uptake of metals is either direct from the pore water or indirect through an uptake route closely related to pore water. Regression equations were derived for predicting BCF values as a function of easily determinable soil characteristics (pH, clay content, organic matter content, ionic strength, and Al-/Fe-oxyhydroxides content). By means of internal validation it was shown that the equations obtained are quite stable and can be used to predict BCFs for earthworms in soils that have soil properties within the range encountered in the dataset. Due to a lack of data, external validation was possible only in a qualitative sense. This showed that predictions made with the models described in this contribution are well in line with observations reported in literature.<br>en
dc.description.sponsorshipDGM/SVS/BO-
dc.formatapplication/pdf-
dc.format.extent38 p-
dc.format.extent1719 kb-
dc.language.isoen-
dc.publisherRijksinstituut voor Volksgezondheid en Milieu RIVM-
dc.relation.ispartofRIVM Rapport 719101028-
dc.relation.urlhttp://www.rivm.nl/bibliotheek/rapporten/719101028.html-
dc.relation.urlhttp://www.rivm.nl/bibliotheek/rapporten/719101028.pdf-
dc.subject05nl
dc.subjectzware metalennl
dc.subjectbodemnl
dc.subjectregenwormennl
dc.subjectconcentratienl
dc.subjectbio-accumulatienl
dc.subjectbiobeschikbaarheidnl
dc.subjectevenwichtspartitienl
dc.subjectheavy metalsen
dc.subjectsoilen
dc.subjectearthwormsen
dc.subjectbioaccumulationen
dc.subjectconcentrationen
dc.subjectbioavailabilityen
dc.subjectequilibrium partitioningen
dc.titleEquilibrium partitioning of heavy metals in Dutch soils: Prediction of metal accumulation in earthwormsen
dc.title.alternativeEvenwichtspartitie van zware metalen in Nederlandse bodems: het voorspellen van metaal accumulatie in regenwormennl
dc.typeOnderzoeksrapport-
dc.contributor.departmentECO-
dc.date.updated2017-02-20T06:10:01Z-
All Items in WARP are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.