Influence of Ag and Cu Contaminated Sediments on the Bioaccumulation and Chronic Toxicity to the Clam Macoma balthica

Ag과 Cu로 오염된 퇴적물이 이매패류 Macoma balthica의 체내 금속축적과 만성독성에 미치는 영향

A laboratory microcosm experiment was conducted to evaluate a major metal uptake route as well as chronic toxic effects of the clam, Macoma balthica exposed to Ag and Cu contaminated sediments. Twenty five clams were exposed to the sediments contaminated with four levels of Ag $Ag(0.01-0.87\mu{mol}\;g^{-1})$ and $Cu(0.75-5.55\mu{mol\;g^{-1})$ for 90 days. AVS (acid volatile sulfide) concentration in the sediments, considered as major factor controlling metal geochemistry and bioavailability, was manipulated to evaluate its effects on Ag and Cu bioaccumulation in M. balthica. Following 90-d exposure, the tissue Ag and Cu in M. balthica increased linearly with the Ag and Cu concentrations in sediments extracted with 1 N HCI (SEM, simultaneously extracted metals with AVS). The bioaccumulation of Ag and Cu in M. balthica was little influenced by difference in [SEM] - [AVS] values, suggesting a minor contribution of pore water metals to bioaccumulation. Tissue Ag and Cu concentrations directly influenced on the clearance rate and glycogen content of the clams. The clams with highest tissue Ag $(1.0\pm{0.2}\mu{mol}\;g^{-1})$ and Cu concentrations $(2.7\pm{0.3}\;\mu{mol}\;g^{-1})$ had only 18-43% of clearance of the clams exposed to uncontaminated sediments. Similarly, glycogen content of the exposed clams had a inverse relationship with tissue Ag and Cu concentrations. These results suggest that M. balthica exposed to Ag and Cu contaminated sediments accumulates metals largely by ingestion of contaminated sediments and can display chronic effects as reduced clearance rate and glycogen content.

Ag와 Cu로 오염된 퇴적물이 이매패류 Macoma balthica에 미치는 만성독성영향과 주요한 중금속 흡수경로를 평가하기 위해, 실험실에서 미소생태계 실험이 수행되었다. 실험생물인 M. balthica는 4개의 농도구배를 갖는 $Ag(0.01-0.87\mu{mol}\;g^{-1})$와 $Cu(0.75-5.55\mu{mol\;g^{-1})$로 오염된 퇴적물에서 90일 동안 배양되었다. 퇴적물 내 중금속의 지화학적 분포 특성과 생물이용도를 조절한다고 알려진 AVS(acid volatile sulfide)의 농도를 변화시켜, AVS가 M. balthica의 Ag와 Cu의 체내축적에 미치는 영향을 평가하였다. 90일간 노출된 후, M. balthica가 축적한 Ag와 Cu의 농도는 1 N HCI로 추출된 퇴적물 내 중금속의 농도(SEM, simultaneously extracted metal)와 양의 상관성을 보이며 증가하였다. Ag와 Cu의 체내 축적은 [SEM]-[AVS]값에 큰 영향을 받지 않았는데, 이것은 공극수 내 용존태로 존재하는 Ag와 Cu가 생물 체내 축적에 크게 기여하지 않았다는 것을 암시한다. 체내 축적된 Ag와 Cu는 M. balthica의 여수율과 글리코겐 함량에 직접적인 영향을 미쳤다. 최대 $1.0\pm{0.2}\mu{mol}\;Ag\;g^{-1}$와 $2.7\pm{0.3}\mu{mol}\;Cu\;g^{-1}$를 축적한 M. balthica의 여수율은 오염되지 않은 퇴적물에 노출된 실험조개의 18-43%에 불과하였다. 이와 유사하게, 중금속 처리군에 노출된 M. balthica의 글리코겐 함량은 체내 Ag와 Cu의 농도와 음의 상관성을 나타내었다. 본 연구의 결과는 Ag와 Cu로 오염된 퇴적물에 노출된 M. balthica는 주로 퇴적물의 섭식을 통해 중금속을 축적하며, 여수율과 글리코겐 함량의 감소와 같은 만성독성영향을 나타낼 수 있다는 것을 암시한다.