Toxicity of sewage sludge to Crangon crangon and Artemia salina, with reference to other marine Crustacea

Toxicité des boues de station d'épuration sur Crangon crangon et Artemia salina en référence à d'autres Crustacés marins

Department of Biological Sciences, Napier University, Colinton Road, Edinburg, UK

Received: 9 December 1992
Accepted: 2 July 1993

Abstract

The toxicity of sewage sludge to adult and larval Sand shrimp, Crangon crangon, and larval brine shrimp Artemia salina, was studied. Temporal changes in toxicity, ammonia and pH of sewage sludge in seawater were determined. The feasibility of sediment choice bioassays using adult Crangon were examined. The 24 h LC50 of sewage sludge at 20 °C was 0.4% sludge for Crangon larvae, and 10.0% for Artemia larvae. Toxicity to Crangon larvae decreased with decreasing ammonia and increasing pH as sludge decayed over 7 days. In adult Crangon, a dose response with greater variation at < 3% sewage sludge (wet volume in seawater) was found. For adult Crangon at 10 °C, the LT50 at 1% sludge was 80-90 h and 96 h LC50 0.8-1.7% sludge. No clear differences were apparent between 96 h LC5O's in static and 24 h renewal tests. Adult Crangon avoided sediments mixed to concentrations of 6.25% and 10% sewage sludge, but buried at similar frequencies in uncontaminated and 1.57% sludge sediments. In addition to possible chemical effects from ammonia and other sewage sludge components (e.g. metals, organochlorines, hydrocarbons), sludge solids may have physical effects on Crustacea. Bioaccumulation is possible if persistent contaminants occur in the sludge. From estimated field concentrations of sewage sludge, and the results of this and other toxicity studies, lethal effects at sewage sludge disposal sites are believed unlikely. However, further sediment studies (longer-term, life-cycle, bioaccumulation, and mesocosm) are required to evaluate the role of sediment tests in understanding the effects of sewage sludge on benthic Crustacea.

Résumé

La toxicité des boues de station d'épuration sur les adultes et les larves de la crevette grise, Crangon crangon, et sur les larves d'Artemia salina, a été étudiée. Des modifications de la toxicité de l'ammoniaque, du pH des boues dans l'eau de mer ont été déterminées. La faisabilité des tests dans le choix du sédiment en utilisant des adultes de Crangon crangon a été examinée. La concentration létale LC50 (24 h) de boue à 20 °C est de 0,4 % de boue pour des larves de Crangon, et 10 % pour des larves d'Artemia. Pour les larves de Crangon, la toxicité diminue avec la baisse de l'ammoniaque et l'augmentation de pH lorsque la décomposition des boues excède 7 jours. Chez les adultes de Crangon, une réponse est observée avec de grandes variations à une proportion inférieure ou égale à 3 % de boue (volume humide en eau de mer). Pour des adultes de Crangon à 10 °C, le temps létal, LT50, à 1 % de boue est de 80-90 h et 96 h pour LC50 0,8-1,7 % de boue. Aucune différence apparente des LC50 (96 h) entre les tests en milieu statique et ceux où le milieu est renouvelé toutes les 24 h n'a été observée. Les crevettes Crangon adultes évitent des sédiments mélangés à des concentrations de 6,25 et 10 % de boue, mais elles s'enfouissent à des fréquences similaires dans des sédiments non contaminés et à 1,6 % de boue. Aux effets chimiques de l'ammoniaque et d'autres composantes des boues (ex. métaux, composés organochlorés, hydrocarbures), des aggrégats peuvent avoir des effets physiques sur les crustacés. La bioaccumulation est possible si des contaminants rémanents se trouvent dans les boues. A partir des concentrations estimées sur le terrain, et les résultats de cette étude, et d'autres études de toxicité, les effets létaux de boues sur les sites d'épandage sont considérés comme peu probables. Cependant, d'autres études de sédiment (à plus longs termes, sur des cycles biologiques, sur la bioaccumulation et sur le mésocosme) sont nécessaires pour estimer le rôle des tests de toxicité du sédiment pour la compréhension des effets des boues d'épandage sur les Crustacés benthiques.