Aluminum-dominated acute toxicity to the cladoceran Ceriodaphnia dubia in neutral waters downstream of an acid mine drainage discharge

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Acid mine drainage (AMD) is traditionally considered to impact aquatic ecosystems by acidification, metal precipitation smothering stream substrates, and sediment toxicity in association with trace metals. Using Ceriodaphnia dubia as a test organism, we conducted whole effluent toxicity (WET) tests with both field-collected and laboratory-synthesized AMD samples to investigate possible mechanisms of reduced benthic macroinvertebrate community diversity in neutral (pH > 7.0) waters downstream of an acidified tributary. Our results indicate that Al and Fe in transition from acidic waters to neutralizing receiving streams can cause acute toxicity to standard invertebrate test organisms at neutral pH. Aluminum, with an average LC50 (50% lethal concentration) of 2880 µg·L–1, was determined to be the cause of acute toxicity in the field for up to a mile downstream of the AMD-influenced tributary and was the likely cause of reduced community diversity at those sites. Although Fe singly may cause acute toxicity in this type of system, it appears to reduce the toxicity of combinations of other metals such as Al, Cu, and Zn.

Les rejets acides des opérations minières (AMD) affectent les écosystèmes aquatiques, croit-on, par l'acidification, la précipitation de métaux qui encrasse les substrats des cours d'eau et la toxicité des sédiments associée à la présence de métaux en traces. Nous avons utilisé Ceriodaphnia dubia comme organisme expérimental pour effectuer des tests de toxicité de l'effluent entier (WET) avec des échantillons d'AMD récoltés sur le terrain et d'autres synthétisés en laboratoire pour déterminer les mécanismes qui causent une réduction de la diversité de la communauté des macroinvertébrés dans des eaux neutres (pH > 7,0) en aval d'un tributaire acidifié. Nos résultats indiquent que l'Al et le Fe en transition depuis les eaux acides vers les cours d'eau récepteurs neutralisants peuvent causer une toxicité aiguë chez les organismes étalons à un pH neutre. L'aluminium, qui a une concentration létale LC50 moyenne de 2880 µg·L–1, s'avère être la cause de la toxicité aiguë qui s'observe sur le terrain jusqu'à 1 mille en aval d'un tributaire affecté par l'AMD et il est la cause probable de la réduction de la diversité de la communauté à ces sites. Bien que le Fe puisse causer une toxicité aiguë dans ce genre de système, il semble qu'il réduise la toxicité des combinaisons d'autres métaux tels que l'Al, le Cu et le Zn.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: December 1, 2001

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  • Published continuously since 1901 (under various titles), this monthly journal is the primary publishing vehicle for the multidisciplinary field of aquatic sciences. It publishes perspectives (syntheses, critiques, and re-evaluations), discussions (comments and replies), articles, and rapid communications, relating to current research on cells, organisms, populations, ecosystems, or processes that affect aquatic systems. The journal seeks to amplify, modify, question, or redirect accumulated knowledge in the field of fisheries and aquatic science. Occasional supplements are dedicated to single topics or to proceedings of international symposia.
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