3.5. Relationship between chemical concentration and toxicity. Toxicity index
The soils tested in this research had a complex mixture of contaminants
with different behaviors in soils. Moreover, in most cases their
toxic effects did not seem directly related to the total soil concentration
of toxic elements. A Toxicity Index (TI)was used to explain if the results
could be justified by the contaminants present in the sample and to
estimate the contribution of individual elements to themixture's toxicity
(Vaj et al., 2011). TIs were defined as the quotient between the soil
contaminant concentration and the toxicity of the substance measured
as L(E)C50. Thus, the toxicity index of a substance i on effect j (TIi,j)
was calculated by the following:
TIi; j
¼ Ci=L E ð ÞC50
where Ci is the concentration of the individual chemical i in themixture
and L(E)C50i,j is themedian lethal or effect concentration of a chemical i
on effect j. L(E)C50 ecotoxicity values on soil and aquatic organisms
used for determining the TI index for As and metals were obtained
from the literature (ECOTOX Database, 2013; EU, 2013). Values of the
TI for soil organisms based on total soil concentration are shown in
Table 8.
These data revealed that the mixture's effects were dominated by
arsenic, with TI values for earthworms one order of magnitude higher
than Zn and Cu, and TI values for plants one order of magnitude higher
than Zn and two orders higher than Cu in most soils. Toxicity data
of As for microorganisms were not found and hence the TI could not
be determined for this element. The TI of Cd in soils was less than 0.2
toxic units, except for plants in soil S3. Therefore, Cd should not contribute
to the toxicity of the mixture, except for the indicated exception
(McLaughlin et al., 2000). Taking into account the high toxic index
determined for soils near the mine, especially for their As content
(Table 8), a higher toxicity in S2 to plants and in S3 to earthworms is
expected. In S4, a TI higher than 1 was measured for As to earthworms
and plants. However, earthworms were unaffected in this soil. In these
cases, risk analysis based on geochemical data alone would overestimate
the toxicity of the samples, because the observed toxicity was
less than what would be expected from their soil concentration (TI).
A possible explanation is that the L(E)C50 values described in the literature
are based on laboratory toxicity tests, which are performed on
soils freshly spiked with element salts. However, in the field, element
availability decreases with time, mainly due to weathering processes
(Ma et al., 2005; Song et al., 2006). Thus, the use of toxicity data obtainedwith
spiked soils can result in an overestimation of the hazards posed
by element contaminated soils (Lock and Janssen, 2003; Oorts et al.,
2007). One approach to solving this problem would be to compare
data from the literaturewith trace element concentrations in the weakly
adsorbed, easily extractable fraction. Accordingly, toxicity indices were
also calculated on the basis of the fraction extracted by ammonium
sulfate.
These values, as well as the sum of the TIs for As and metals in soil,
were lower than 1 for all soils and elements except for Zn towards
plants in soil 2, where the TI was 1.6 and the sum of TI for all elements
was 1.8. However, adverse effects were observed for all soil organisms,
indicating that the easily extractable fraction was also unable to explain
soil toxicity. Therefore, in this research, chemical analysis based on
either total or extractable concentrations of soil trace elements did not
allow, in most cases, the prediction of soil toxicity for soil organisms,
underscoring the importance of including ecotoxicological analyses
in the evaluation of soil contamination. Moreover, an effort to obtain
more relevant and realistic toxicity data must be made.
Toxicity of leachateswas primarily due to Zn and then to Cu, according
to the TIs.Nevertheless, at difference of soil samples, Cd also contributed
to the overall toxicity of the leachates. The high TI estimated for
daphnia explained the 100% mortality found in soils 2 and 3. However,
in soil 4, effects on survival were very low (16 ±2%) despite the fact
that the TI values for Zn and Cu were N1. In algae, observed effects
were also lower than expected according to the TI, except for in soil 5.
Finally, inwater samples taken at the site, observed toxicity could be
explained by the concentration of contaminants measured. Thus, great
differences were found between the TIs calculated for A1 and A2 and
the rest of the samples (see Table 9). Samples A1 and A2 had the highest
toxicity indices, especially for Zn and Cu, with EC50 values between 0.6
and 2.2 to daphnia and algae. Samples A3, A5 and A9were the least toxic
to daphnia, corresponding with the low TIs measured in these samples.
Sample A9's TI for algae was lower than 1 and it did not s
3.5 . ความสัมพันธ์ระหว่างความเข้มข้นของสารเคมีและสารพิษ ดัชนีความเป็นพิษดินที่ใช้ในงานวิจัยนี้มีส่วนผสมที่ซับซ้อนของสารปนเปื้อนมีพฤติกรรมที่แตกต่างกันในดิน นอกจากนี้ ในกรณีส่วนใหญ่ของพวกเขาพิษไม่ได้ดูเหมือนจะเกี่ยวข้องโดยตรงกับความเข้มข้นของดินทั้งหมดขององค์ประกอบที่เป็นพิษ เป็นพิษที่ดัชนี ( Ti ) ถูกใช้เพื่ออธิบายว่า ผลลัพธ์จะเป็นคนชอบธรรมโดยการปนเปื้อนอยู่ในตัวอย่าง และประมาณผลงานของแต่ละองค์ประกอบ เพื่อ themixture ของความเป็นพิษ( vaj et al . , 2011 ) มอก. กำหนดเป็นระดับระหว่างดินความเข้มข้นของสารปนเปื้อนและความเป็นพิษของสาร วัดเป็น L ( E ) c50 . ดังนั้น ความเป็นพิษของสารในดัชนีผล J ( tii , J )คำนวณได้โดยต่อไปนี้ :ที่ J¼ CI = L E ðÞ c50แล้ว CI คือความเข้มข้นของสารเคมีใน themixture บุคคลและ L ( E ) c50i J เป็น themedian ร้ายแรงหรือผลความเข้มข้นของสารเคมีที่ผมผลเจ. L ( E ) c50 ecotoxicity ค่าในดินและสัตว์น้ำใช้สำหรับการกำหนดดัชนี Ti เป็นโลหะที่ได้รับและจากวรรณกรรม ( ecotox ฐานข้อมูล 2013 ; EU , 2013 ) ค่าของTi สำหรับสิ่งมีชีวิตในดินตามความเข้มข้นของดินทั้งหมดจะแสดงในตารางที่ 8ข้อมูลเหล่านี้ พบว่า ส่วนผสมของผลถูกครอบงำโดยสารหนูกับค่า TI สำหรับไส้เดือนหนึ่งลำดับความสำคัญสูงสูงกว่า Zn และ Cu และ Ti ค่าสำหรับพืชหนึ่งลำดับความสำคัญสูงกว่าใน 2 คำสั่งสูงกว่าทองแดงในดินมากที่สุด ข้อมูลความเป็นพิษเป็นเพราะจุลินทรีย์ไม่พบ และเพราะตีไม่ได้ได้รับการพิจารณาสำหรับองค์ประกอบนี้ Ti แคดเมียมในดินน้อยกว่า 0.2หน่วยที่เป็นพิษ ยกเว้นพืชใน S3 ดิน ดังนั้น ควรสนับสนุนซีดีเพื่อความเป็นพิษของสารผสม ยกเว้นที่ระบุข้อยกเว้น( แม็กลาฟลิน et al . , 2000 ) พิจารณาดัชนีที่เป็นพิษสูงกำหนดให้ดินใกล้เหมือง โดยเฉพาะของพวกเขาเป็นเนื้อหา( ตารางที่ 8 ) , ระดับความเป็นพิษในพืชและใน S2 S3 กับไส้เดือน คือคาดว่า ใน S4 , Ti สูงกว่า 1 วัดเป็นไส้เดือนและพืช อย่างไรก็ตาม ไส้เดือนได้รับผลกระทบในดิน ในเหล่านี้กรณี , การวิเคราะห์ความเสี่ยงตามข้อมูลเดียวจะถึงค่าที่สูงเกินไปความเป็นพิษของตัวอย่าง เนื่องจากพบความเป็นพิษ คือน้อยกว่าสิ่งที่จะคาดหวังจากความเข้มข้นของดิน ( TI )คำอธิบายที่เป็นไปได้คือ L ( E ) c50 ค่าตามที่อธิบายไว้ในวรรณกรรมใช้ในการทดสอบความเป็นพิษของห้องปฏิบัติการ ซึ่งจะดำเนินการบนดินสดถูกแทงด้วยแร่ธาตุ อย่างไรก็ตาม ในด้านองค์ประกอบห้องพักที่ลดลงกับเวลา ส่วนใหญ่เนื่องจากการกระบวนการ( ma et al . , 2005 ; เพลง et al . , 2006 ) ดังนั้น การใช้ obtainedwith ข้อมูลความเป็นพิษดินแหลมสามารถผลในการประเมินมากเกินไปของอันตรายที่ถูกวางโดยองค์ประกอบของดินปนเปื้อน ( ล็อคและ Janssen , 2003 ; oorts et al . ,2007 ) วิธีการหนึ่งที่จะแก้ปัญหานี้ได้ จะต้องเปรียบเทียบข้อมูลจาก literaturewith ธาตุความเข้มข้นในกะปวกกะเปียกดูดซับธาตุได้อย่างง่ายดาย , เศษส่วน ดังนั้นดัชนีความเป็นพิษคือยังคำนวณบนพื้นฐานของส่วนสกัดด้วยแอมโมเนียซัลเฟตค่าเหล่านี้ รวมทั้งผลรวมของ มอก. เป็นและโลหะในดินต่ำกว่า 1 สำหรับทุกองค์ประกอบยกเว้นสังกะสีที่มีต่อดินพืชในดิน 2 ที่ตีคือ 1.6 และผลรวมของ Ti กับทุกส่วนคือ 1.8 อย่างไรก็ตาม ผลข้างเคียงที่พบได้ในสิ่งมีชีวิตในดินทั้งหมดที่ระบุว่าส่วนสกัดยังไม่สามารถอธิบายได้อย่างง่ายดายความเป็นพิษในดิน ดังนั้นในงานวิจัยนี้ การวิเคราะห์สารเคมีตามให้รวม หรือ ปริมาณความเข้มข้นของธาตุดิน ไม่ได้อนุญาต , ในกรณีส่วนใหญ่ , การทำนายความเป็นพิษต่อสิ่งมีชีวิตในดินดินประเทศกำลังพัฒนา ( รวมทั้งวิเคราะห์ ecotoxicologicalในการประเมินการปนเปื้อนของดิน นอกจากนี้ ความพยายามที่จะได้รับที่เกี่ยวข้องมากขึ้นและมีเหตุผลข้อมูลความเป็นพิษต้องทําความเป็นพิษของ leachateswas หลักเนื่องจากสังกะสีแล้วจะลบ ตามไปออสเตรีย อย่างไรก็ตาม ในความแตกต่างของตัวอย่างดินยังสนับสนุนซีดีเพื่อความเป็นพิษโดยรวมของน้ำชะ . สูงประมาณ ตีสำหรับสั่นสะเทือนได้ 100% อัตราการตาย พบในดินที่ 2 และ 3 อย่างไรก็ตามในดิน 4 ต่อการอยู่รอดต่ำมาก ( 16 ± 2% ) ทั้งๆที่ตีค่าสังกะสีและทองแดงเป็น N1 . ในสาหร่าย พบว่าผลยังต่ำกว่าคาดไปตามทิ ยกเว้นในดิน 5 .ในที่สุด ตัวอย่างที่ใช้ถ่ายในเว็บไซต์ พบความเป็นพิษได้อธิบายโดยความเข้มข้นของสารปนเปื้อนได้ ดังนั้น , มากได้พบความแตกต่างระหว่างการคำนวณสำหรับ A1 และ A2 และ มอก.ส่วนที่เหลือของตัวอย่าง ( ตารางที่ 9 ) ตัวอย่าง A1 และ A2 ได้สูงสุดดัชนีความเป็นพิษโดยเฉพาะสังกะสีและทองแดงที่มีค่าระหว่าง 0.6 ec502.2 การสั่นสะเทือน และสาหร่าย ตัวอย่าง A3 A5 และ a9were อย่างน้อยที่เป็นพิษจะสั่นสะเทือน , สอดคล้องกับ มอก. วัดต่ำ ตัวอย่างเหล่านี้ตัวอย่างของสาหร่าย Ti A9 ต่ำกว่า 1 และมันไม่ได้เ
การแปล กรุณารอสักครู่..
