Effekten av aluminium på marflo (Gammarus lacustris)

Abstract

Helt siden starten av 1900-tallet har man forsket på sur nedbør og hvilke effekter det har for naturen. Det har vært mange teorier om årsaken til at vann og vassdrag blir giftige etter å ha vært utsatt for sur nedbør. Tidligere forskning kom til slutt frem til at økte konsentrasjoner av aluminium i avrenningen til vann og vassdrag regnes som den mest alvorlige konsekvensen av sur nedbør. Det er også godt dokumentert at det er en sammenheng mellom aluminium i vannet og fiskedød. En grundig gjennomgang av litteraturen viser at det er gjort lite forskning på evertebrater og aluminium. Den begrensede forskningen som er gjort har ikke klargjort betydningen av aluminium for de enkelte artene, eller hvilke mekanismer som ligger bak giftvirkningen. Vi har i denne oppgaven tatt for oss arten marflo (Gammarus lacustris). Marflo er en tangloppe (Amphipoda) som regnes for å være svært følsom for lav pH, og det er tidligere registrert nedgang i antall bestander av marflo som følge av sur nedbør. I våre eksperimenter har vi brukt marflo for å finne svaret på om aluminium er like giftig for evertebrater som for fisk. Det ble utført tre forsøk hvor dyrene ble eksponert for fire forskjellige vanntyper, inkludert ubehandlet driftsvann (kontroll, pH 7,3); Surt Al-rikt vann med pH 5,8 (ustabil) ved å tilsette aluminiumnitrat (Al3NO3) og salpetersyre (HNO3), surt Al-rikt vann med pH 4,8 (stabil) ved å tilsette aluminiumnitrat og dobbelt så mye salpetersyre, og surt Al-fattig vann med pH 4,8 ved å tilsette bare salpetersyre. Hvert forsøk varte i 18 dager. Resultatene våre viser at det var en statistisk signifikant forskjell i dødelighet mellom de ulike vanntypene (p < 0,001 (log-rank)) i alle tre forsøkene. Dyrene eksponert for surt Al-rikt vann (stabil) og Surt Al-fattig vann hadde 100% dødelighet i alle forsøkene. I eksponeringene med surt Al-rikt vann (ustabil) var dødeligheten 8% i forsøk 1, 67% i forsøk 2 og 63% i forsøk 3. Dødeligheten i ubehandlet driftsvann var 8% i forsøk 1, 0% i forsøk 2 og 8% i forsøk 3. Våre resultater viser at ved pH 4,8 er det H+-konsentrasjonen i vannet som først og fremst har effekt på marflo. Vi finner ingen holdepunkter for at aluminium er mer giftig for marflo ved pH rundt 5,8 enn ved pH rundt 4,8, slik det er vist å være for fisk. Resultatene viser også at Al-polymersiering har stor betydning for effekten av surt Al-rikt vann på marflo ved pH 5,8, og at effekten er sammenlignbar med det som tidligere er vist for fisk. Aluminium synes å ha en viktig rolle når det gjelder effekten av sur nedbør på evertebrater generelt, og marflo spesielt. Aluminium kan se ut til å ha noe mindre betydning for effekten av sur nedbør for evertebrater sammenlignet med fisk.

Since the beginning of the 20th century research has been conducted on acid precipitation and its effects on nature. Many theories have emerged as to why lakes and streams become toxic to aquatic animals after being exposed to acid precipitation. Previous research eventually concluded that the increase in concentration of aluminum in the water is considered the most serious consequence of acid precipitation. The correlation between aqueous aluminum and fish toxicity is well documented. A thorough review of the literature shows that little research has been conducted on invertebrates and aluminum. The research that has been conducted has not clarified the importance of aluminum or the mechanism behind the toxic effect on each of the species studied. In this study we have used the amphipod Gammarus lacustris in our experiments. G. lacustris is considered to be sensitive to low pH, previously there have been registrations of a decrease in the number of populations as a result of acid precipitation. We have performed three consecutive experiments were the animals were exposed to four different treatments, including untreated water (control, pH 7,3), acidic Al-rich water with pH 5,8 (unstable) by adding aluminum nitrate (Al3NO3) and nitric acid (HNO3) to the water, acidic Al-rich water with pH 4,8 (stable) by adding aluminum nitrate and twice as much nitric acid, and acidic Al-poor water with pH 4,8 by adding only nitric acid. The experiments lasted for 18 days. Our results show that there was a statistically significant difference in mortality between the waters tested (p < 0,001 (log-rank)). Animals exposed to acidic Al-rich water (stable) and acidic Al-poor water had a mortality of 100% in all three experiments. The mortality in the exposure to acidic Al-rich water (unstable) was 8% in experiment 1, 67% in experiment 2 and 63% in experiment 3. The mortality in the untreated water varied between 0 and 8%. At pH 4,8 the concentration of H+-ions is the primary reason to the effect on G- lacustris. We could not prove aluminum to be more toxic to G. lacustris at pH 5,8 than at pH 4,8, as it is for fish. Al-polymerization is of great importance for the effect of acidic Al-rich water on G. lacustris at pH 5,8, and the effect is comparable to that previously shown for fish. Aluminum appears to be of great importance to the effect of acidic precipitation on invertebrates in general, and G. lacustris in particular. Aluminum seems to have a little less significance for the effect of acidic precipitation on invertebrates compared to fish.