Copper inhibition of phytoplankton in Saginaw Bay, Lake Huron

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Abstract:

Field surveys and bioassays during 1999 and 2000 demonstrated trace metal effects on the phytoplankton of inner and outer regions of Saginaw Bay, Lake Huron. Addition of as little as 1 µg·L–1 copper suppressed algal biomass, measured as particulate chlorophyll a, compared with control treatments, additions of ethylenediaminetetraacetic acid, or additions of carrier water alone. Suppression effects of copper, added alone or in combination with cadmium, lead, and thallium, were evident in inner and outer regions of Saginaw Bay during both spring and summer when phytoplankton communities were composed alternatively of diatoms and cyanobacteria. Experimental treatments were conducted in parallel with measurements of metal concentrations and metal complexation capacities of lake water collected by ultraclean trace metal techniques. Despite apparent overchelation of dissolved copper by organic ligands in Saginaw Bay, additions of a few tens of nanomoles of copper per litre strongly reduces algal biomass compared with control treatments. These results suggest that metal concentrations in some Great Lakes waters in equilibrium with natural chelators may be above the essential requirements and potentially at levels of incipient toxicity to the native phytoplankton communities.

Des inventaires de terrain et des essais biologiques en 1999 et 2000 ont démontré les effets des métaux en traces sur le phytoplancton des régions intérieure et extérieure de la baie de Saginaw au lac Huron. L'addition d'une quantité aussi faible que 1 µg·L–1 de cuivre supprime la biomasse des algues, mesurée en tant que chlorophylle a particulaire par comparaison avec les témoins qui ont reçu des additions d'acide éthylènediamine tétra-acétique ou des additions de l'eau de dilution seule. Les effets de suppression du cuivre, ajouté seul ou en combinaison avec du cadmium, du plomb et du thallium, sont apparents dans les régions intérieure et extérieure de la baie de Saginaw, tant au printemps qu'à l'été, à des moments où les communautés phytoplanctoniques sont composées respectivement de diatomées et de cyanobactéries. Les expériences ont été réalisées en parallèle à des dosages des concentrations de métaux et des mesures du pouvoir de complexation des métaux de l'eau du lac récoltée par des techniques ultra-propres pour l'analyse des métaux en traces. Malgré une chélation excessive du cuivre dissous par les ligands organiques dans la baie de Saginaw, l'addition de quelques dixs de nanomoles de cuivre par litre réduit considérablement la biomasse des algues, par comparaison avec les témoins. Ces résultats indiquent que les concentrations de métaux dans certaines eaux des Grands Lacs en équilibre avec les agents de chélation naturels peuvent dépasser les besoins essentiels des communautés indigènes de phytoplancton et se situer potentiellement à des concentrations correspondant à un début de toxicité.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: October 1, 2004

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