Evaluation of the threat of marine CO2 leakage-associated acidification on the toxicity of sediment metals to juvenile bivalves

Basallote, M. Dolores; Rodríguez‐Romero, Araceli; Orte, Manoela Romanó de; DelValls, T.À.; Riba, Inmaculada

doi:10.1016/j.aquatox.2015.07.004

Cited by 29 publications

(11 citation statements)

References 62 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Order By: Relevance

“…The total dissolved As concentration decreased with acidi cation has been previously reported in experiments conducted with CO 2 . These results, which are in agreement with the results of this study, indicate that the total As in seawater would be less available to the marine biota under acidic conditions (Bassalote et al, 2015).…”

Section: Resultssupporting

confidence: 93%

Study of biogeochemical processes in an intermittently anoxic coastal system (Gulf of Elefsis) under simulated ocean acidification conditions

Kapetanaki¹,

Καπετανάκη²

View full text Add to dashboard Cite

Πρόσφατα το ενδιαφέρον έχει επικεντρωθεί στην παράλληλη συνύπαρξη έλλειψης οξυγόνου και οξίνισης των θαλασσών (ΟΘ) και των ταυτόχρονων επιπτώσεών τους στη βιογεωχημεία της θάλασσας. Συνήθως το ατμοσφαιρικό CO2 είναι ο κύριος μοχλός της ΟΘ. Ωστόσο, η μικροβιακή αποσύνθεση της οργανικής ύλης (OΥ) στα παράκτια θαλάσσια περιβάλλοντα προκαλεί αυξημένη οξύτητα σε βαθύτερα στρώματα παρόμοια ή ακόμα και υπερβαίνουσα των μελλοντικών προβλέψειων για την παγκόσμια ΟΘ. Οι πειραματικές μελέτες σε παράκτιες περιοχές με αυξημένες εισροές ΟΥ και θρεπτικών συστατικών, παράλληλα με διαλείπουσες υποξικές/ανοξικές συνθήκες, παρέχουν καλύτερη κατανόηση των μηχανισμών που επηρεάζουν τα θρεπτικά και τη βιογεωχημεία του άνθρακα κάτω από τις αναδυόμενες επιδράσεις της μείωσης του παράκτιου pH. Δύο εργαστηριακά πειράματα μικρόκοσμων με ελεγχόμενη εισαγωγή CO2 διεξήχθησαν με θαλασσινό νερό και επιφανειακό ίζημα από το βαθύτερο τμήμα του κόλπου Ελευσίνας (Σαρωνικός κόλπος, Ανατολική Μεσόγειος), με στόχο τη μελέτη της συν-εξέλιξης των διεργασιών που επηρεάζονται από τη μείσωση του διαλυμένου οξυγόνου και του pΗ λόγω α) της αποικοδόμησης της ΟΥ και (β) της μελλοντικής ανθρωπογενούς αύξησης του ατμοσφαιρικού CO2. Στις υποξικές και περισσότερο οξυνισμένες συνθήκες, παρατηρήθηκε σημαντική αύξηση της αλκαλικότητας κυρίως λόγω των HCO3- που παράχθηκαν έναντι των CO32- για να αντισταθμιστεί η αύξηση του CO2, και στις μεταβολές των μορφών αζώτου προς παραγωγή ΝΗ4+. Η μείωση των NO3- και των NO2-, παράλληλα με την αύξηση των ΝΗ4+, κατέδειξε επιβράδυνση των διαδικασιών οξείδωσης αμμωνίου και μείωση της παραγωγής NO3-. Επιπλέον, ο μειωμένος λόγος DIN:DIP, η επικράτηση οργανικών μορφών θρεπτικών έναντι των ανόργανων, η περιορισμένη αποικοδόμηση DON και οι υψηλότερες συγκεντρώσεις DOC ενδεχομένως μαρτυρούν την αναστολή της αποσύνθεσης OΥ σε χαμηλότερα pΗ. Κατά τη διάρκεια έντονων υποξικών και πιο οξινισμένων συνθηκών, τα θρεπτικά βρέθηκαν απαραίτητα για τον υπολογισμό του συστήματος των ανθρακικών στον πυθμένα της Ελευσίνας, παρουσιάζοντας σημαντική αρνητική ανάδραση στην οξίνιση, ενώ οι βαθμοί κορεσμού των ανθρακικών υπολογίστηκαν γύρω στο 1,5. Περιορισμένη αύξηση της αλκαλικότητας παρατηρήθηκε και συσχετίστηκε με τη συμβολή των HCO3- και οργανικών συστατικών όπως το DOC και το DOP. Η οξείδωση ΝΗ4+ επιβραδύνθηκε στην περίπτωση αυτή και παρατηρήθηκαν διεργασίες νιτροποίησης. Τα PO43- βρέθηκαν σημαντικά αυξημένα για πρώτη φορά σε χαμηλότερo pΗ, χωρίς ανακαταβύθιση κατά την επανοξυγόνωση. Τέλος, τα αποτελέσματά αυτά υπογραμμίζουν την ανάγκη για λεπτομερείς μελλοντικές μελέτες του συστήματος ανθρακικών στις παράκτιες περιοχές όπου κυριαρχούν οι υποξικές/ανοξικές συνθήκες, συνοδευόμενες από άλλες βιογεωχημικές παραμέτρους και κατάλληλα σχεδιασμένα πειράματα για την κατανόηση των διεργασιών ή των μεταβολών λόγω μείωσης του pH.

show abstract

Section: Resultssupporting

confidence: 93%

Study of biogeochemical processes in an intermittently anoxic coastal system (Gulf of Elefsis) under simulated ocean acidification conditions

Kapetanaki¹,

Καπετανάκη²

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Then, sediment elutriate was obtained by mixing sediment and filtered seawater. The mixture was kept under agitation (50 rpm) for 30 min, followed by a settling period of 12 h [20]. After this procedure, the supernatant fraction was extracted and placed in glass tubes (20 mL of sample per replicate).…”

Section: Chronic Testmentioning

confidence: 99%

“…Recent studies have evaluated the relationship between decrease in seawater pH, adverse effects on marine organisms, and changes in the metal concentrations [7,8,[18][19][20][21][22][23]. However, none of these studies have been designed or applied under an integrative point of view using multiples lines of evidence as recommended by [24].…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Integrative Assessment of Sediments Affected by CO2 Enrichment: A Case Study in the Bay of Santos—SP, Brazil

et al. 2021

Self Cite

View full text Add to dashboard Cite

CO2 enrichment in the marine environment caused by leakages from carbon capture and storage technologies may occur over operational procedures. An integrated approach using weight-of-evidence was applied to assess the environmental risk associated with the acidification caused by CO2 enrichment in coastal sediments from Santos (Brazil). Chemical analyses (metal(loid)s and organic contaminant (e.g., hydrocarbons), toxicity tests (amphipods mortality, sea-urchin embryo-larval development) and macro-benthic community structure alteration assessment were performed with different acidified scenarios (pH 8.0–6.0) for two stations with different contamination degrees. These lines of evidence were statistically analyzed and integrated (multivariate analysis and ANOVA). Results of toxicity showed significant chronic effects starting at pH 7.0 while acute effects were observed starting at pH 6.5. The macro-benthic community integrity showed significant differences for all treatments at the Piaçaguera channel station, considered to be moderately contaminated. Results from the multivariate analysis correlated toxic effects and increase in the mobility of some elements with acidification. Also, the biological indexes were correlated with concentrations of dissolved Zn in seawater. The pH of 6.0 was extremely toxic for marine life due to its high acidification and metal bioavailability. The approach herein identified and discriminated the origin of the degradation caused by the acidification related to the enrichment of CO2.

show abstract

“…Furthermore, both pH and As can change organisms biochemical and physiological performance, increasing their sensitivity to these or other environmental factors. However, to our knowledge, few studies assessed the combined effects of seawater acidification and As on marine invertebrates (Basallote et al, 2015;Moreira et al, 2016a;Ricevuto et al, 2016).…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 98%

The impacts of As accumulation under different pH levels: Comparing Ruditapes decussatus and Ruditapes philippinarum biochemical performance

Velez

Figueira

Soares

et al. 2016

Environmental Research

View full text Add to dashboard Cite

Marine bivalves have been used to assess environmental As contamination and the effects of seawater acidification when both factors are acting alone, but limited information is available regarding the impacts of both factors acting in combination. The aim of this study was to compare physiological (glycogen) and biochemical (lipid peroxidation, superoxide dismutase, catalase, glutathione-S-transferase and alkaline phosphatase) responses in both native (Ruditapes decussatus) and introduced (R. philippinarum) clams, when exposed to the combined effects of pH (7.8, control; 7.3) and As concentrations (0 and 4mg/L). The combined effect of As and pH on the health risks associated with clam consumption was also analyzed. Results revealed that both species were able to accumulate As under both pH levels, although higher As concentrations where observed under low pH. Thus, predicted pH decrease will potentiate health risks associated with the consumption of such species, since less amount of clams exposed to As is needed for an adult to exceed the provisional tolerable weekly intake (PTWI). Low pH, As exposure and the combination of both factors did not negatively affect the native species, since clams were able to maintain their physiological and biochemical performance among all conditions. On the other hand, R. philippinarum was negatively affected by As exposure at control pH (7.8), inducing biotransformation and antioxidant defense mechanisms against As toxicity. R. philippinarum exposed and non-exposed to As presented similar responses under low pH although at this condition the introduced species accumulated twice the amount of As than R. decussatus.

show abstract

Evaluation of the threat of marine CO2 leakage-associated acidification on the toxicity of sediment metals to juvenile bivalves

Cited by 29 publications

References 62 publications

Study of biogeochemical processes in an intermittently anoxic coastal system (Gulf of Elefsis) under simulated ocean acidification conditions

Study of biogeochemical processes in an intermittently anoxic coastal system (Gulf of Elefsis) under simulated ocean acidification conditions

Integrative Assessment of Sediments Affected by CO2 Enrichment: A Case Study in the Bay of Santos—SP, Brazil

The impacts of As accumulation under different pH levels: Comparing Ruditapes decussatus and Ruditapes philippinarum biochemical performance

Contact Info

Product

Resources

About