Is the amount of pesticides in Dutch regional surface waters correlated with toxic effects?

Abstract

In de zomer van 2002 werden Nederlandse regionale oppervlaktewateren bemonsterd voor de analyse van 53 bestrijdingsmiddelen en voor toxiciteitsexperimenten. De hydrofobe chemicalien (inclusief de meeste bestrijdingsmiddelen) werden geconcentreerd door sorptie aan kunsthars voorafgaand aan de toxiciteitsexperimenten. De concentraten werden getest met behulp van de PAM test met de groenalg Selenastrum capricornutum, de MicroTox test met de bacterie Vibrio fisheri, the IQ test met de watervlo Daphnia magna, een test met de kreeftachtige Thamnocephalus platyurus en een test met de rotifeer Brachionus calyciflorus. Om 50% inhibitie te veroorzaken moesten de monsters meer dan 100 keer geconcentreerd worden voor de rotifeer test en meer dan 10 keer voor de andere testen. In 44 van de 45 monsters was de concentratie van de gemeten bestrijdingsmiddelen te laag om de toxiciteit te verklaren. Dit impliceert dat de bijdrage van deze bestrijdingsmiddelen aan de totale toxiciteit vermoedelijk erg laag is in de meeste monsters, met uitzondering van een monster dat 3,1 4g parathion /liter bevatte. Dit is dichtbij de parathion concentratie die, volgens de wetenschappelijke literatuur, de mobiliteit van Daphnia magna met 50% verminderd. In onze toxiciteitsexperimenten moest het monster wel 20 keer geconcentreerd worden om 50% van Daphnia magna te remmen. Op dit moment hebben we nog geen goede verklaring voor deze discrepantie. De standaard Daphnia magna test zou kunnen verschillen van de hier gebruikte Daphnia IQ test. Verder onderzoek is nodig om te bepalen of bestrijdingsmiddelen werkelijk een acuut risico vormen voor aquatische ecosystemen in Nederlandse regionale oppervlaktewateren.

In the summer of 2002, Dutch regional surface waters were sampled for analysis of 53 different pesticides and for toxicity measurements. The hydrophobic chemicals, including many pesticides, were concentrated by sorption to synthetic resins before the toxicity measurements. The concentrates were tested with the PAM test using the green algae Selenastrum capricornutum, the Microtox test using the bacterium Vibrio fisheri, the IQ test using the water flea Daphnia magna, a crustacean test using Thamnocephalus platyurus and a rotifer test using Brachionus calyciflorus. In order to obtain 50% inhibition, the samples had to be concentrated over 100 times for the rotifer test and over 10 times for the other tests. In 44 out of 45 samples the observed toxicity was too high to be explained by the low concentrations of the measured pesticides. This implies that the contribution of these pesticides to the total toxicity is probably very low in most samples, except for one sample that contained 3.1 ug/liter of parathion. This is close to the parathion concentration that, according to the scientific literature, can reduce the mobility of Daphnia magna for 50%. In our toxicity tests however, this sample had to be concentrated 20 times in order to inhibit 50% of the Daphnia magna. At the moment, we do not have a good explanation for this discrepancy. The standard Daphnia magna test might differ from the rapid Daphnia IQ test performed here. Further research is needed to determine whether pesticides can really pose an acute threat for aquatic ecosystems in Dutch regional surface waters.