Heavy metal toxicity in Eisenia andrei exposed in soils from a gradient around a zinc smelter (Budel), and comparison with toxic effects in OECD-artificial soil

Abstract

De bruikbaarheid van de resultaten van laboratorium-toxiciteits experimenten, bijvoorbeeld voor risicoschattingsmethodieken, is afhankelijk van de accuratesse waarmee toxische effecten onder veldcondities voorspeld worden. Dit rapport beschrijft de vergelijking tussen toxische effecten van zware metalen bij de worm Eisenia andrei in OECD-kunstgrond en in grond verzameld in een gradient rond de zinksmelter in Budel. Voor beide grondtypen werden concentratie-effect studies gedaan. In de Budelgrond werd de toets uitgevoerd bij de natuurlijke pH van elke grond-batch, en bij een pH gesteld op ca. 5.5. Vergelijkingen werden gemaakt met de reproduktie in OECD-kunstgrond zonder metalen (een van de proefgroepen, pH ca. 5.5), en met literatuur gegevens over OECD-reproduktie toetsen met E. andrei. De mortaliteit van de wormen werd niet beinvloed door de metalen, ook niet in de grond met de hoogste metaalconcentraties. De groei van de wormen werd sterk beinvloed door de pH, terwijl er geen duidelijke invloed van de metaalconcentraties was. De coconproduktie werd sterk beinvloed door de pH, door de metalen, en door andere bodemfactoren. Een logistische afstands-effect relatie werd gevonden voor coconproduktie in de gradient van Budelgrond met de op 5.5 gestelde pH. Omgerekend naar zink-concentratie is er in Budelgrond een vier maal zo hoge zinkconcentratie nodig om dezelfde reproduktie-effecten te veroorzaken als in OECD kunstgrond. Dit effect werd toegeschreven aan een lagere biologische beschikbaarheid en aan antagonistische interacties tussen de metalen die in Budelgrond aanwezig zijn.<br>

Laboratory tests are only valid as input data for risk assessment methods of toxic chemicals in the field if their results are related to field responses. The validity of the OECD-earthworm reproduction test in artificial soil was studied for heavy metals, by comparing the performance of the earthworm Eisenia andrei in soil from the surroundings of the zinc smelter in Budel (Noord Brabant, the Netherlands), of natural acidity or with the pH adjusted to ca. 5.5, with literature data from laboratory studies. Mortality was not affected in the smelter soil. Body growth was affected stronger by pH than by soil pollution. Cocoon production was affected both by heavy metals and by other soil quality parameters, particularly pH. A logistic distance-effect relationship could only be derived for cocoon production in pH-adjusted soils. The toxic effects were, however, lower than in OECD-artificial soil of similar acidity. This was attributed to both low bioavailability of the metals and to joint toxicity (antagonism).<br>