Advances in marine ecotoxicology: laboratory tests versus field assessment data on sediment quality studies

Abstract

Ecotoxicology is concerned with describing and predicting the behaviour of substances in the environment and the response of biological systems, and ultimately with assessing the risks associated with emissions. These assessments are complicated from a basic-science point of view and they should be carried out by using integrative assessments. Contaminated sediments are a significant regulatory issue with important science implications. Determining the impact of contaminated sediments is a key element in environmental risk assessment and management of water resources. Tests for ecotoxicology assessment in sediments may be conducted either in the laboratory or field. Both approaches have advantages and disadvantages. Data from different studies performed in laboratory conditions and in field assessments are compared here. The principal advantages of sediment toxicity tests in the laboratory are the possibility to standardize methodologies and to provide direct evidence of sediments as causative agents of toxicity; however, the results are difficult to extrapolate to the field. The results obtained here show the importance of the end point selected in each test and the variability of the responses. Therefore, the results highlight the necessity and importance of the battery-of-tests approach for toxicity assessment. On the other hand, field sediment toxicity has the advantage of empirical evidence and strong correlative indication of the contaminants responsible for toxicity; however, the results obtained from these tests are highly affected by casualty, so it is not possible to isolate a single causative factor. When structural macrofaunal parameters are incorporated into field tests, the results are even more difficult to interpret, because their parameters can be mainly related to organic enrichment or another kind of natural stress, such as salinity gradient, tidal stress conditions, etc.

La ecotoxicología es la ciencia que describe y predice el comportamiento de las sustancias en el medio ambiente y las respuestas biológicas del sistema para así, finalmente, evaluar el riesgo asociado con estas emisiones. Estas evaluaciones son difíciles de realizar desde el punto de vista científico y deberían ser elaboradas mediante métodos integrados. Los sedimentos se contemplan, desde el punto de vista científico, como un componente clave en el ecosistema para la evaluación de la calidad ambiental. Los tests de toxicidad de los sedimentos se pueden llevar a cabo tanto en el laboratorio como en el medio teniendo ambos ventajas y desventajas. En este trabajo se comparan los datos obtenidos de distintos experimentos realizados en el laboratorio y un estudio elaborado en el campo. Las principales ventajas de los tests que se han llevado a cabo en el laboratorio fueron la posibilidad de estandarizar la metodología y la evidencia directa que se obtiene de que el sedimento contaminado es el causante de la respuesta biológica; sin embargo, estos resultados son difíciles de extrapolar a la naturaleza. Los resultados obtenidos en este estudio muestran también la importancia de la variable seleccionada en cada test así como la variabilidad en sus respuestas. Por lo tanto, los resultados resaltan la necesidad y la importancia de la utilización de una batería de tests para la evaluación de la toxicidad. Por otra parte, los estudios realizados in situ tienen la ventaja de la evidencia empírica y la fuerte indicación entre la correlación de la toxicidad y los resultados obtenidos; sin embargo, estos resultados están muy afectados por el azar, lo que imposibilita aislar un único factor causante de la respuesta biológica. Los resultados son incluso más difíciles de interpretar cuando se realizan índices estructurales de la macrofauna porque éstos pueden estar más relacionados con el contenido en materia orgánica u otra causa de estrés natural, como puede ser un gradiente de salinidad producido por la marea, etc.