ToxAlert teszt alkalmazása talajszennyezettség minősítésére

A G R O K É M I A É S T A L A J T A N 53 (2004) 3–4

343–354

ToxAlert teszt alkalmazása talajszennyezettség minősítésére 1

KOVÁTS NÓRA, 1 REICHEL ANDREA, 2 SZALAY TÍMEA , 3 BAKONYI GÁBOR és 3 NAGY PÉTER 1

Veszprémi Egyetem, Környezetmérnöki és Kémiai Technológia Tanszék, Veszprém, 2 Veszprémi Egyetem, Zoológia Tanszék, Veszprém és 3 Szent István Egyetem, Állattani és Ökológia Tanszék, Gödöllő

A veszélyeshulladék-lerakók környezetének felmérésére, a hulladéklerakó jelentette környezeti kockázat becslésére és elemzésére részletes ökológiai kockázatbecslési algoritmusokat, eljárásokat dolgoztak ki az USA-ban (US EPA, 1997). Hazánkban a szennyezett területek kármentesítésére 1996-ban indult egy átfogó program a környezetvédelmi tárca kezdeményezésére. A kockázat értékelését nehezíti, hogy általában nem egyetlen vegyi anyag előfordulásáról van szó, hanem leggyakrabban vegyi anyagok keverékéről. Éppen ezért kivételesen nagy szerepet kapnak az ökotoxikológiai tesztek, hiszen ezek a hatások eredőjét mutatják meg, és általuk ismeretlen összetételű anyagok hatása is mérhető. A talajszennyezettség minősítésének számos metodológiai nehézsége ismeretes. Az első maga a mintavétel, azaz megfelelően reprezentatív talajminták begyűjtése. A talaj minden más élőhelynél összetettebb struktúrájánál fogva a talajjellemzők térben annyira eltérhetnek, hogy a szennyező anyagok koncentrációjában akár nagyságrendi különbségek is lehetnek. A heterogenitás horizontálisan és vertikálisan is jellemző. A heterogenitás követéséhez megfelelően sűrű mintavétel szükséges, ez viszont költségnövelő tényezőként jelentkezik. Szintén nehézséget jelenthet a talajban várható expozíciós út jellege, másképpen fogalmazva a terjedés módja. A talajba kerülő szennyező anyag rendszerint nem közvetlenül kerül kapcsolatba az élőlényekkel, hanem először a talajvízben oldódik, megkötődik a talaj szerves vagy szervetlen anyagainak felszínén és a talajlevegőbe jut. Ehhez kapcsolódik a megfelelő ökotoxikológiai tesztek kiválasztása. Az ún. direkt tesztekkel a talajt ténylegesen talajlakó szervezetekkel minősítik, ekkor a tesztszervezet közvetlen kontaktusba kerül a talajjal. A talajból készülhet kivonat is, ekkor – mivel magát a tesztet vizes oldatban végezzük, a tesztszervezet értelemszerűen valamilyen vízi élőlény. Talajkivonat készítése során ugyanakkor problémát okozhat, hogy az általánosan használt kivonószerek (pl. dimetil-szulfoxid, DMSO) tökéletes kioldást nem produkálPostai cím: KOVÁTS NÓRA, Veszprémi Egyetem, Környezetmérnöki és Kémiai Technológiai Tanszék, 8200 Veszprém, Egyetem u. 10. E-mail: [email protected]

344

KOVÁTS et al.

nak, továbbá hígítást eredményezhetnek. Ugyanakkor alkalmasak lehetnek arra, hogy a talajban várható bizonyos expozíciós utakat megfelelően szimuláljanak: ilyen pl. a csapadékvíz vagy felszín alatti víz hatására bekövetkező kimosódás és terjedés (US EPA, 1994). A direkt tesztek – egyértelmű reprezentativitásuk mellett – rendelkeznek egy jelentős hátránnyal: ráfordításigényük magas. Ez alatt nemcsak az időtartamot értjük, hanem a tesztek munkaigényét is. Éppen ezért elsődleges célunk az volt, hogy megvizsgáljuk – egy vizes oldattal dolgozó teszt – a ToxAlert mennyire alkalmas talajszennyezettség minősítésére. A teszt alapelve a biolumineszcencia, az alkalmazott tesztszervezet a Vibrio fischeri (biolumineszcens baktérium). A mérgező anyag változásokat idéz elő a sejtalkotók állapotában – sejtfal, sejtmembrán, az elektrontranszport-rendszer, enzimek, a citoplazma alkotói – amelyek a biolumineszcencia csökkenésében mutatkoznak meg. A lumineszcens baktériumok használata gyors (expozíciós idő mindössze max. 30 perc), egyértelmű és költségkímélő. További fontos szempont, hogy a baktériumok tesztszervezetként való alkalmazása nem okoz etikai problémákat. Ez fontos, hiszen az Európai Unióban egyre nagyobb erőfeszítést tesznek azért, hogy az állatokkal végzett tesztek számát csökkentsék, ill. alternatív teszteket dolgozzanak ki (CEC, 2001; WORTH & BALLS, 2002). A tesztet eredetileg elsősorban szennyvíz minősítésére dolgozták ki, azonban – többek között – BENNETT és CUBBAGE (1992), SVENSON és munkatársai (1996), JOHNSON és LONG (1998), valamint DOHERTY (2001) sikeresen alkalmazták szennyezett talaj és üledék toxicitásának értékelésére is A ToxAlert teszt megbízhatóságának ellenőrzésére a Folsomia candida és Enchytraeus albidus teszteket, ill. talajzoológiai vizsgálatokat alkalmaztuk. Többféle laboratóriumi tesztmódszer ismert szennyező anyagoknak az ugróvillások mortalitására gyakorolt hatásvizsgálatára. Az egyik ilyen eljárást KISS és BAKONYI (1992) dolgozta ki. A talajzoológiában használatos laboratóriumi tesztmódszereket – az ugróvillásokra vonatkozó információkat is magába foglalva – LOKKE és VAN GESTEL (1998) kézikönyve tartalmazza. Az összegyűlt információk alapján dolgozták ki az ISO 11267 sz. szabványt, amely a Folsomia candida faj reprodukciójának vizsgálatát írja le. A televényférgeket illetően elfogadott szabvány nincsen, azonban szennyezett talajok tesztelésére Európában széles körben alkalmazzák ezeket az állatokat. Az általánosan elfogadott módszer segítségével meg lehet állapítani, hogy a vizsgált talaj gátolja-e, és ha igen, milyen mértékben az Enchytraeus albidus televényférgek szaporodását. A talajban lezajló biológiai folyamatoknak – és így a talajokat ért szennyezéseknek – fontos indikátorai a talajlakó szabadon élő fonálférgek (SAMOILOFF, 1987; BONGERS, 1990, 1999; BONGERS & FERRIS, 1999). Ez az állatcsoport komplexitása, egyes taxonjainak eltérő reakciói révén különböző típusú bolygatások hatásainak terepi bioindikációjára kiemelkedően alkalmas, beleértve a

ToxAlert teszt alkalmazása talajszennyezettség jelzésére

345

szervetlen anyagokkal, például nehézfémekkel történt talajszennyezést is (ZULLINI & PERETTI, 1986; WEISS & LARINK, 1991; NAGY, 1999; GEORGIEVA et al., 2002; BAKONYI et al., 2003). Anyag és módszer Mintavétel Mintaterületként egy kohászati veszélyeshulladék-lerakó környezetét jelöltük ki, a területről feltételeztük, hogy a lerakó fennállása alatt esetleg elszenynyeződött. A telephely rövidebb oldalai („A”, ill. „C”) mentén két, hosszabb oldalai („B”, ill. „D”) mentén három mintasorozat felvétele történt, minden esetben három–három zónából. Az első zóna a kerítéshez lehető legközelebb felvett mintákból állt, a második zóna kb. 30 m-rel távolabbról, míg a harmadik zóna ettől újabb kb. 30 m-re gyűjtött mintákat foglalt magában. Az egyes mintaterületek páronként hasonló jellegűek voltak, azaz mezőgazdasági táblák („B” és „C”), illetve elegyes (dominánsan Robinia pseudoacacia) erdő („A” és „D”). A mintavételi területeken összesített átlagmintákat gyűjtöttünk, 15–20 szúrással a talaj felső 10 cm-es rétegéből. Az elvégzett tesztek Biolumineszcencia vizsgálata Vibrio fischerin. – A talajkivonatot 0,1%-os dimetil-szulfoxiddal (DMSO) készítettük. A minta pH-ját 6,0 és 8,0 közé állítottuk be. A teszt elvégzéséhez a Merck által forgalmazott ToxAlert ®100 luminométert használtuk. A módszer elve, hogy először megmérjük a baktériumszuszpenzió lumineszcencia intenzitását (RLU – relative luminescence unit), a baktériumszuszpenzióhoz ezután hozzáadjuk a kontroll-, ill. a mintaoldatot, majd megfelelő inkubációs idő (expozíciós idő) után ismételten mérjük a lumineszcencia intenzitását. Esetünkben az expozíciós idő a választható leghosszabb (30 perc) volt. A ToxAlert ®100 luminométer %-ban adja meg a tesztminta gátló hatását (Ht). Ugróvillás (Folsomia candida) teszt. – Jelen vizsgálatban az ISO 11267 sz. szabványt alkalmaztuk, amely a Folsomia candida ugróvillás faj reprodukcióján keresztül teszteli a szennyező anyagok hatását laboratóriumi körülmények között. A szabványon két változtatást végeztünk. Egyrészt a tesztet nem négy hétig végeztük, ahogyan a szabvány ezt előírja, hanem 5, 6 és 7 hétig. Ezzel az eljárással többlet információhoz jutottunk, mert a populációnövekedés sebességéről is kaptunk adatokat. A hosszabb tesztidőtartam másik oka az volt, hogy a vizsgálatot nem 20 oC-on, hanem 15 oC-on végeztük és ezen a hőfokon az állatok lassabban nőnek.

KOVÁTS et al.

346

Televényféreg (Enchytraeus albidus) teszt. – A módszer segítségével megállapítható, hogy a vizsgált talaj gátolja-e, és ha igen, milyen mértékben az Enchytraeus albidus televényférgek szaporodását. A kísérlet időtartama ebben az esetben is 5, 6, illetve 7 hét volt. A kísérletek végén binokuláris mikroszkóp alatt megszámoltuk az állatokat és elkülönítettük az adult és juvenilis egyedeket. Fonálférgek (Nematoda) vizsgálata. – A fonálférgek kinyerését a Cobb-féle szitasorozatos eljárással végeztük, 100–100 g talajt kifuttatva (S’JACOB & VAN BEZOOIJEN, 1984). A mintákban található fonálférgek abundanciáját transzmissziós preparáló mikroszkóppal, 30–40-szeres nagyítás alatt számolva, állapítottuk meg. A kinyert fonálféreg-együtteseket 3–4%-os formaldehid oldatban rögzítettük a végleges feldolgozásig. Értékelő módszerek Valós környezetben, a fennálló szennyeződés kockázatának értékelése során az is elégséges lehet, ha el tudjuk dönteni toxikusnak kell-e a mintát nyilvánítani vagy sem. A minta akkor tekinthető toxikusnak, ha a mért értékek a kontrolltól statisztikailag szignifikánsan különböznek és/vagy a mért értékek a kontrollhoz képest több mint 20%-os eltérést mutatnak (SUTER, 1996). Ennek megfelelően a ToxAlert teszt esetében a 20%-nál magasabb biolumineszcencia-gátlást mutató mintákat tekintettük toxikusnak. Az állatok létszámának átlagadatait t-próbával hasonlítottuk össze. A juvenilis állatok létszámadataihoz exponenciális görbéket illesztettünk. Ezek alapján állapítottuk meg a populációk növekedésének sebességét. Az illesztéseket a CurveExpert 1.3. (D. Hyams, USA) program segítségével végeztük. A fonálféreg-együttesek vizsgálata az alábbi paraméterek segítségével zajlott: abundancia és genusszám értékek – a szignifikáns hatások vizsgálatára az alapadatok ln(x+1) alapú transzformálását követően egyutas ANOVA-t végeztünk (Statistica for Windows programcsomag). Cönológiai paraméterként a Maturity Index (MI) (BONGERS, 1990) szolgált. Az egyes tesztek elvégzése során kapott eredmények összevetésére korreláció-vizsgálatot végeztünk az SPSS for Windows 9.0 szoftver segítségével. Eredmények és értékelésük A talajminták ToxAlert teszttel végzett elemzése során kapott eredményeket az 1. táblázat tartalmazza. A lerakó környezetéből toxikusnak (20% feletti biolumineszcencia-gátlás) a következő minták mutatkoztak: BII/1 (35,1%), BII/2 (39,45%), BII/3 (26,7%), BIII/2 (26,1%), CI/3 (30,75%), CII/3 (36,6%), DI/1 (38,65%), DII/2 (28,65%), DII/3 (36,35%), DIII/1 (38,6), DIII/2 (28,95%) és DIII/3 (29,65).


347

1. táblázat A hulladéklerakó környezetéből származó minták Vibrio fischeri teszttel végzett ökotoxikológiai elemzésének eredményei (1)

(2)

(1)

(2)

Minta száma

Biolumineszcenciagátlás, %

Minta száma

Biolumineszcenciagátlás, %

AI/1 AI/2 AI/3 AII/1 AII/2 AII/3 BI/1 BI/2 BI/3 BII/1 BII/2 BII/3 BIII/1 BIII/2 BIII/3

5,80 -4,95 0,35 -2,70 -4,55 -7,35 -1,10 -2,75 -1,75 35,10 39,45 26,70 -2,70 26,10 2,45

CI/1 CI/2 CI/3 CII/1 CII/2 CII/3 DI/1 DI/2 DI/3 DII/1 DII/2 DII/3 DIII/1 DIII/2 DIII/3

12,65 17,50 30,75 0,35 -6,55 36,60 38,65 19,70 -3,00 -6,40 28,65 36,35 38,60 28,95 29,60

1. ábra A hulladéklerakó mintaterület, illetve a ToxAlert teszttel 20%-nál magasabb biolumineszcenciagátlást eredményező talajminták (sötét színnel jelölve) elhelyezkedése

KOVÁTS et al.

348

A DIII/1–DII/2–DIII/1, valamint BII/1–BIII/2–BII/3 pontokkal jelzett területek (1. ábra) összefüggő kiterjedésűek, ráadásul a lerakó közvetlen környezetében helyezkednek el. Ez arra enged következtetni, hogy fennállása óta a lerakó valóban jelenthetett kismértékű kockázatot a területre. A DI/1 pont nem kapcsolódik egyértelműen egyik szennyezett területhez sem, feltehetően ennek oka vagy a talaj heterogenitásában, vagy mérési hibában keresendő. A CI/3–CII/3 pontok esetében ugyancsak megkérdőjelezhető a lerakóval való összefüggés. 2. táblázat A hulladéklerakó területéről származó mintákon elvégzett Folsomia candida reprodukciós teszt eredménye (a juvenilis állatok száma a teszt végén) (1)

(2)

(3)

(4)

Minta száma

5 hét

Teszt időtartama 6 hét

Növekedési ráta, b

Korrelációs koefficiens, r

AI/1 AI/2 AI/3 AII/1 AII/2 AII/3

116 139 107 56 77 72

389 371 416 464 83 394

493 412 795 907 342 143

0,52 0,40 0,80 0,89 1,10 n

0,92 0,88 0,99 0,98 0,97 –

BI/1 BI/2 BI/3 BII/1 BII/2 BII/3 BIII/1 BIII/2 BIII/3

131 384 181 312 330 228 362 348 363

311 391 402 493 309 236 402 411 326

885 832 852 656 720 607 883 909 629

1,00 0,49 0,76 1,01 0,51 0,65 0,55 0,58 0,35

0,99 0,93 0,99 0,99 0,91 0,95 0,95 0,97 0,86

CI/1 CI/2 CI/3 CII/1 CII/2 CII/3

* * * 31 13 156

97 49 61 345 285 358

198 474 302 532 548 605

0,61 1,79 1,25 0,61 1,79 1,25

0,99 0,98 0,97 0,99 0,98 0,97

DI/1 DI/2 DI/3 DII/1 DII/2 DII/3 DIII/1 DIII/2 DIII/3

63 48 179 33 22 49 132 43 52

103 98 168 62 72 63 179 92 96

258 308 288 108 125 54 324 309 389

0,81 1,06 0,14 0,58 0,70 n 0,49 1,13 1,28

0,99 0,99 0,79 0,99 0,78 – 0,99 0,99 0,99

7 hét

Megjegyzés: * tönkrement minták; n: nem illeszthető exponenciális görbe


349

A Folsomia candida tesztek alapján (2. táblázat) elmondható, hogy a lerakón kívüli területek talajai a lerakó négy oldalának megfelelően szignifikánsan befolyásolták az állatok szaporodását. A legtöbb állat a B területen, majd az A, C és végül D területeken (átlag = 477,5, 320,9, 258,0 és 137,7 db) született a reprodukciós tesztekben. Mindegyik terület adata szignifikánsan (minimum p < 0,05) különbözött a másikétól. A populációk növekedési rátái ugyanakkor másképpen alakultak. A B és D területek vonalában (a lerakó területén áthúzódva) 3. táblázat A hulladéklerakó területéről származó mintákon elvégzett Enchytraeus albidus reprodukciós teszt eredménye (a juvenilis állatok száma a teszt végén) (1)

(2)

(3)

(4)

Minta száma

5 hét

Teszt időtartama 6 hét

Növekedési ráta, b

Korrelációs koefficiens, r

AI/1 AI/2 AI/3 AII/1 AII/2 AII/3

0 0 0 0 0 0

18 42 18 8 10 3

24 33 34 54 39 10

12* 16,5* 17* 27* 19,5* 5*

0,96 0,75 0,99 0,93 0,96 0,97

BI/1 BI/2 BI/3 BII/1 BII/2 BII/3 BIII/1 BIII/2 BIII/3

0 5 4 7 9 23 15 9 5

27 5 52 48 11 76 37 23 12

17 16 29 10 78 53 59 41 79

8,50* 0,83 0,31 n 1,68 n 0,59 0,67 1,78

0,62 0,95 0,44

0,99 0,99 0,99

CI/1 CI/2 CI/3 CII/1 CII/2 CII/3

10 18 27 11 25 23

12 58 18 10 5 6

83 102 32 102 162 126

1,67 0,71 0,11 1,88 2,11 1,57

0,99 0,99 0,38 0,99 0,98 0,96

DI/1 DI/2 DI/3 DII/1 DII/2 DII/3 DIII/1 DIII/2 DIII/3

5 43 29 25 31 33 73 10 13

6 25 49 13 15 50 67 26 65

261 189 201 153 158 74 57 210 198

2,46 1,55 1,27 1,84 1,73 0,4 n 1,9 1,18

0,99 0,96 0,99 0,98 0,97 0,99

7 hét

Megjegyzés: * az adatokhoz egyeneseket illesztettünk, n: nem illeszthető görbe

0,99

0,99 0,99

KOVÁTS et al.

350

találjuk a legalacsonyabb növekedési rátákat, míg az A és C területeken gyorsabb növekedést mértünk. A televényférgekkel végzett reprodukciós tesztek eredményei (3. táblázat) azt mutatják, hogy a legtöbb állat a D területen, majd a C, B és végül az A területen (átlag = 77,0, 46,1, 27,8 és 16,3 db) született. Szignifikáns különbség az A és C, A és D, valamint a B és D területek között volt (minimum p < 0,05). A populációk növekedési rátái a D jelű terület és a lerakó találkozásánál voltak a legmagasabbak, majd ettől távolodva csökkentek. 4. táblázat A hulladéklerakó területéről származó fonálféreg-együtteseket jellemző alapparaméterek mért és számított értékei (1)

Minta száma

MI

PPI

Taxon

AI/1 AI/2 AI/3 AII/1 AII/2 AII/3 BI/1 BI/2 BI/3 BII/1 BII/2 BII/3 BIII/1 BIII/2 BIII/3 CI/1 CI/2 CI/3 CII/1 CII/2 CII/3 DI/1 DI/2 DI/3 DII/1 DII/2 DII/3 DIII/1 DIII/2 DIII/3

2,73 3,01 2,74 2,81 2,39 2,93 2,75 2,99 2,8 2,93 2,74 2,64 2,65 2,39 2,88 2,47 2,39 2,60 2,37 2,57 2,30 2,36 2,26 2,60 2,34 – 2,37 2,31 2,59 2,58

2,94 2,87 X 2,86 2,25 X 2,21 X 2,68 2,63 2,86 X 2,77 2,96 2,98 X 2,47 2,31 2,13 2,71 2,38 2,6 X 2,65 2,33 – 2,87 2,24 2,73 2,18

21 22 27 19 19 19 19 22 22 24 20 22 20 23 22 22 23 21 21 21 16 27 25 27 23 – 25 27 24 25

(2)

Abundancia 2410 1719 473 976 1163 1180 1180 1404 1269 604 1791 1325 3059 918 1010 2045 1666 2007 3318 643 3278 2666 1097 1106 2188 2259 1442 1887 1193 1479

Megjegyzés: MI: Maturity index; PPI: növényi fonálférgek indexe; Taxon: genuszok száma; Abundancia: egyedek száma a mintában; X: nem értékelhető ez a paraméter; –: nincs adat


351

A mintákból kimutatott fonálféreg-együttesekre jellemző alapparamétereket a 4. táblázat tartalmazza. A fonálféreg abundancia értékek és a taxonszámok egyaránt megfelelnek a hasonló agrárterületeken mért adatoknak. Az abundancia értékekről megállapítható, hogy ezek alapján távolságfüggő hatásokra nem lehet következtetni és az egyes mintasorozatokban sem mutatkozott szisztematikus különbség, bár a C terület értékei kiemelkedtek a többi közül. A lerakóhoz legközelebbi, első zóna értékei átlagosan magasabbak a többinél, azonban ez a különbség nem szignifikáns. A taxonszámok terén sem mutatkozott különbség az üzemtől való távolság hatására, azonban az egyes területek között kimutatható volt egy szignifikáns különbség (p < 0,01). A Maturity Index értékek terület-páronként mutatnak különbséget: az A és B területen magasabbak, mint a C és D oszlopokban. Az itt mért több mint 10%os különbség jelentősnek mondható egy ilyen származtatott érték esetében. Ezt támasztja alá a statisztikai feldolgozás során a területek hatására kapott szignifikáns különbség (p < 0,05). Az egyes zónák között számszakilag tetten érhető egy nagyon enyhe növekedés, ami azonban semmiképp nem mondható számottevőnek, statisztikailag sem szignifikáns. A tesztek összevetése során megállapítottuk, hogy bár a szabványos talajtoxicitás tesztek, valamint a talajzoológiai vizsgálatok eredményei részben eltérnek a ToxAlert alkalmazása során kapott eredményektől, korreláció mutatkozik a ToxAlert, valamint az E. albidus reprodukció és az MI értékei között. Végső konklúzióként elmondható, hogy megbízhatóságát, precizitását, kivitelezhetőségét tekintve a ToxAlert teszt alkalmasnak bizonyult veszélyeshulladék-lerakók környezetterhelésének minősítésére, így a kármentesítés első, diagnosztikai fázisában ez a teszt fontos szerepet kaphat, jelentős költségmegtakarítást érve el. Összefoglalás Az ökotoxikológiai tesztek a talaj össz-toxicitását, a hatások eredőjét mutatják meg, és általuk ismeretlen összetételű anyagok hatása is mérhető. Az ún. direkt tesztek során a tesztszervezet közvetlen kontaktusba kerül a talajjal, míg a kivonatot alkalmazó tesztek elsősorban arra alkalmasak, hogy csapadékvíz vagy felszín alatti víz hatására bekövetkező kimosódást és terjedést vizsgáljunk. A direkt tesztek, egyértelmű reprezentativitásuk mellett, rendelkeznek egy jelentős hátránnyal: jelentős expozíciós idővel dolgoznak (4–8 hét). Éppen ezért elsődleges célunk az volt, hogy megvizsgáljuk egy vizes oldattal dolgozó teszt, a ToxAlert mennyire alkalmas talajszennyezettség minősítésére. Mintaterületként egy alumíniumipari veszélyeshulladék-lerakó környezetét jelöltük ki, a területről feltételeztük, hogy a lerakó fennállása alatt elszennyeződött. A ToxAlert teszt alapelve a biolumineszcencia, az alkalmazott tesztszervezet a Vibrio fischeri (biolumineszcens baktérium). Toxikus hatásra biolumineszcencia-gátlás következik be.

KOVÁTS et al.

352

A ToxAlert teszt megbízhatóságának ellenőrzésére alkalmazott vizsgálatok a Folsomia candida és Enchytraeus albidus tesztek, ill. talajzoológiai vizsgálatok voltak. A fonálféreg-együttesek jellemzésére az abundancia és genusszám értékek, valamint a Maturity Index szolgált. Az eredmények értékeléséből kitűnik, hogy a Folsomia candida, ill. az Enchytraeus albidus laboratóriumi reprodukciós tesztjeiben mért paraméterei alapján nem sikerült távolsághatást kimutatni. A fonálféreg-közösségek elemzése során sem sikerült szennyezettséget egyértelműen megállapítani, az abundancia értékek és a taxonszámok egyaránt megfelelnek a hasonló agrárterületeken mért adatoknak. A ToxAlert teszt eredményei alapján a lerakó szomszédságában két összefüggő szennyezett területet is sikerült lehatárolni, amely a lerakó jelentette környezeti kockázatra enged következtetni. Végső megállapításként elmondható, hogy a ToxAlert teszt alkalmasnak bizonyult veszélyeshulladék-lerakók környezetterhelésének minősítésére, így a kármentesítés első, diagnosztikai fázisában ez a teszt fontos szerepet kaphat. Kulcsszavak: kármentesítés, talajtoxicitás, ToxAlert, direkt tesztek Irodalom BAKONYI, G., NAGY, P. & KÁDÁR, I., 2003. Long term effects of heavy metals and microelements on nematode assemblage. Toxicology Letters. 140–141. 391–401. BENNETT, J. & CUBBAGE, J., 1992. Review and Evaluation of Microtox® Test for Freshwater Sediments. Environmental Assessment Program Report, 92-e04. Washington State Department of Ecology. Olympia, Washington. BONGERS, A. M. T., 1990. The Maturity Index: an ecological measure of environmental disturbance based on nematode species composition. Oecologia. 83. 14–19. BONGERS, A. M. T., 1999 The Maturity Index, the evolution of nematode life history traits, adaptive radiation and c-p scaling. Plant and Soil. 212. 13–22. BONGERS, A. M. T. & FERRIS, H., 1999. Nematode community structure as a bioindicator in environmental monitoring. Trends Ecol. Evol. 14. 224–228. Commission of the European Communities (CEC), 2001. White Paper. Brussels. DOHERTY, F. G., 2001. A review of the Microtox® Toxicity Test System for assessing the toxicity of sediments and soils. Water Quality Research Journal of Canada. 36. (3) 475–518 GEORGIEVA, S. S. et al., 2002. Nematode communities under stress: the long-term effects of heavy metals in soil treated with sewage sludge. Applied Soil Ecology. 20. 27–42. JOHNSON, B. T. & LONG, E. R., 1998. Rapid toxicity assessment of sediments from estuarine ecosystems: A new tandem in vitro testing approach. Environ. Toxicol. Chem. 17. (6) 1099–1106 KISS, I. & BAKONYI, G., 1992. Guideline for testing the effects of pesticides on Folsomia candida Willem (Collembola): laboratory tests. In: Guidelines for Test-


353

ing the Effects of Pesticides on Beneficial Organisms: Description of Test Methods. (Ed.: HASSAN, S. A.) IOBC/WPRS Bulletin XV. 131–138. LOKKE, H. & VAN GESTEL, C. A. M., 1998. Handbook of Soil Invertebrate Toxicity Tests. John Wiley & Sons. Chichester, England. NAGY, P., 1999. Effects of an artificial metal pollution on nematode assemblage of a calcareous loamy chernozem soil. Plant and Soil. 212. 35–47. S’JACOB, J. J. & VAN BEZOOIJEN, J., 1984. A Manual for Practical Work in Nematology. Wageningen Agricultural University, Department of Nematology. Wageningen. SAMOILOFF, M. R., 1987. Nematodes as indicators of toxic environmental contaminants. In: Vistas on Nematology. (Eds.: VEECH, J. A. & DICKSON, D. W.) 433–439. Painter Printer Co. DeLeon Springs, Florida. SUTER, G. W., 1996. Risk Characterization for Ecological Risk Assessment of Contaminated Sites. Environmental Restoration Risk Assessment Program, Lockheed Martin Energy Systems, Inc., Oak Ridge, Tennessee, ES/ER/TM-200. SVENSON, A. et al., 1996. Sediment contaminants and Microtox toxicity tested in a direct contact exposure test. Environ. Toxicol. Water Qual. 11. (4) 293–300. US EPA, 1994. Using Toxicity Tests in Ecological Risk Assessment. Eco Update Intermittent Bulletin. Vol. 2. No. 1. US EPA, Office of Solid Waste and Emergency Response. Washington, D. C. US EPA, 1997. Ecological Risk Assessment Guidance for Superfund: Process for Designing and Conducting Ecological Risk Assessments. EPA 540-R-97-006. Washington, D. C. WEISS, B. & LARINK, O., 1991. Influence of sewage sludge and heavy metals on nematodes in an arable soil. Biol. Fertil. Soils. 12. 5–9. WORTH, A. & BALLS, M., 2002. Alternative (Non-animal) Methods for Chemical Testing: Current Status and Future Prospects. Report by ECVAM and the ECVAM Working Group on Chemicals. European Centre for the Validation of Alternative Methods, Institute for Health & Consumer Protection, European Commission Joint Research Centre, Ispra. ZULLINI, A. & PERETTI E., 1986. Lead pollution and moss-inhabiting nematodes of an industrial area. Water, Air, Soil Pollut. 27. 403–410. Érkezett: 2004. február 2.

KOVÁTS et al.

354

Assessment of Soil Contamination using ToxAlert Test 1

N. KOVÁTS1, 1A. REICHEL, 2T. SZALAY , 3 G. BAKONYI and 3P. NAGY

1

School of Environmental Engineering and Chemical Technology, University of Veszprém, 2 Department of Zoology, University of Veszprém, Veszprém and 3 Department of Zoology and Ecology, Szent István University, Gödöllő (Hungary)

S um ma ry Toxicity tests are useful tools in the assessment of total soil toxicity as they measure the aggregate effect of all the contaminants, while contaminants of unknown composition can also be assessed. In direct tests, the test organisms are in direct contact with the soil, while tests using soil extracts are useful in investigating how the various contaminants are transferred from sediment or soil by runoff or leaching. Direct tests, however representative they are, have a significant disadvantage, as the tests take 4–8 weeks. Therefore, the primary goal in the present work was to investigate to what extent a very cost-effective aqueous test, ToxAlert, could be used for assessing soil contamination. The survey area was the neighbourhood of a hazardous waste disposal site, which could be assumed to be contaminated. The ToxAlert test is based on bioluminescence inhibition, and the test organism is Vibrio fischeri (a bioluminescent bacterium). In order to determine the applicability of this test, direct tests were applied, based on Folsomia candida and Enchytraeus albidus reproduction, and, in addition, a zoological soil survey was conducted. Nematode communities were characterized by abundance, taxon number and Maturity Index. No distance-dependent effects were detected in either the Folsomia candida or Enchytraeus albidus laboratory reproduction tests. The analysis of the nematode communities gave no clear indication of contamination; both the abundance and taxon richness values corresponded to the data measured in comparable agroecosystems. Based on the results of the ToxAlert test, two contaminated areas could be delineated, both adjacent to the waste disposal site, suggesting that there was a real ecological risk. As a final conclusion, ToxAlert appears to be suitable for assessing the risk posed by hazardous waste disposal sites, so this test could play an important role in the first, diagnostic phase in eliminating the damage. Table 1. Results of ecotoxicological analysis based on Vibrio fischeri tests for soil samples taken from the neighbourhood of the waste disposal site. (1) Sample number. (2) Inhibition. Table 2. Results of Folsomia candida reproduction tests for soil samples taken from the waste disposal site (number of juveniles at the end of the test). (1) Sample number. (2) Duration of the test (5, 6 or 7 weeks). (3) Growth rate (b). (4) Correlation coefficient (r). Note: *Spoilt samples; n: No exponential curve could be fitted. Table 3. Results of Enchytraeus albidus reproduction tests for soil samples taken from the waste disposal site (number of juveniles at the end of the test). (1)–(4) and Note: See Table 2. Table 4. Basic data for nematode assemblages originating from the waste disposal site (measured or estimated values). MI: Maturity Index. PPI: index for plant feeders. Richness: number of nematode taxa. Abundance: number of nematodes in the sample. X: data cannot be interpreted; -: no data. Fig. 1. Location of the waste disposal site and of soil samples exhibiting bioluminescence inhibition of more than 20% in the ToxAlert test (dark coloured).

ToxAlert teszt alkalmazása talajszennyezettség minősítésére

Recommend Documents