The Influence of Acid Volatile Sulfide (AVS) on the Bioavailabiltiy and Toxicity of Cd, Ni, and Zn in Sediments to Marine Polychaete Neanthes Arenaceodentata

A sediment exposure experiment was conducted to investigate the influence of acid volatile sulfides (AVS) and simultaneously extracted metals (SEM) in sediments on the bioavailability and toxicity of Cd, Ni and Zn to a marine polychaetes Neanthes arenaceodentata. The test animals were exposed to contaminated sediments spiked by metal mixtures of Cd, Ni, Zn (0.5～15 $\mu$mol/g of total SEM) in low (～1 $\mu$mol/g), medium (～5 $\mu$mol/g) and high AVS series (～10 $\mu$mol/g) to determine bioaccumulation, mortality and individual growth rate in each treatment after 20 days. Cd and Zn bioaccumulation in test animals increased with increasing of overlying water (OW) concentration controlled by AVS. In contrast, Ni bioaccumulation increased with increase of SEM concentration. Mortalities and growth inhibitions of N. arenaceodentata observed in only treatments with ［SEM-AVS］>0, due to a high level of OW-Zn. With regard to the mortality, the 20-d LC5O value fur OW-Zn was 9.3(8.0$\pm$11.0) $\mu$M. The LOEC (Lowest Observed Effect Concentration) for Tissue-Zn was 7.8 $\mu$mol/g and the NOEC (No Observed Effect Concentration) was 6.2 $\mu$mol/g. Regarding the inhibition of individual growth rate, the LOEC fer Tissue-Zn was 5.9 $\mu$mol/g, and NOEC was 5.1 $\mu$mol/g. In this study, the toxicity of dissolved metals, especially for Zn, was overemphasized due to the reduced distribution coefficients (K$\_$d/s) of metals in the experimental sediments.

Cd, Ni, Zn로 오염된 퇴적물에 노출된 Neanthes arenaceodentata의 금속 생물축적, 사망 및 성장저해에 대한 Acid Volatile Sulfide(AVS) 영향

퇴적물 내 황화물(acid volatile sulfide, AVS)이 저서 생물의 금속 생물 축적 및 독성 반응에 어떠한 영향을 미치는 지를 이해하기 위해서 해양 다모류인 Neanthes arenaceodentata를 이용한 퇴적물 노출실험을 수행하였다. 이를 위해서 세 개의 다른 AVS 농도군에 대조구를 포함한 다섯 개의 농도 구배로 Cd, Ni, Zn를 오염시킨 퇴적물에서 N. arenaceodentata를 20일간 배양한 후 실험생물의 체내 금속 축적량과 그에 따른 사망률 및 성장률을 조사하였다. N. arenaceodentata에 의한 금속의 생물축적은 Cd과 Zn의 경우 AVS 농도의 영향을 받아서 해수(overlying water, OW)내 용존 금속 농도에 비례해서 증가했다. Ni은 AVS농도에 영향을 받지 않고 퇴적물 내 금속(simultaneously extracted metals. SEM)농도에 비례해서 증가했다. N. arenaceodentata의 사망과 성장률 저해현상은 SEM과 AVS 간의 몰농도차가 영보다 큰 조건(［SEM-AVS］>0)에서만 관찰되었는데 용존 Zn에 의한 결과로 추정되었다. OW-Zn의 20-d LC50값은 9.3(8.0$\pm$11.0) $\mu$M이었다. 사망률에 대한 체내 Zn 농도의 최소영향농도(LOEC)는 7.8 $\mu$mol/g이었고, 최대무영향농도(NOEC)는 6.2$\mu$mol/g이었다. 성장률 저해에 대한 체내 Zn 농도의 LOEC는 5.9$\mu$mol/g이었고, NOEC은5.1 $\mu$mol/g토이었다. 본 실험에서는 실험실 조건에서 인위적으로 오염시킨 퇴적물 내 Zn의 입자상 Zn 농도와 용존 Zn농도의 비 (K$_{d}$ )가 현장 퇴적물에 비해서 10배 정도 감소함으로써 결국 용존 Zn에 의한 독성이 과대평가된 것으로 보인다.