塩分濃度と水の化学的性質が2種のユリハリン系魚類に対するカドミウムの急性毒性に及ぼす影響

The influence of salinity and water chemistry on acute toxicity of cadmium to two euryhaline fish species.

• Gretchen K Bielmyer-Fraser
• Benjamin Harper
• Codie Picariello
• Aaron Albritton-Ford

抄録

カドミウム（Cd）の毒性は淡水域に生息する魚類の特徴としてよく知られているが、河口域や海水域でのカドミウムの毒性を調べた研究は少ない。カドミウム（Cd）の毒性は淡水に生息する魚類ではよく知られているが、河口域や海水環境でのカドミウムの毒性影響を調べた研究は少ない。また、現在の環境規制では、塩分濃度の異なる水域では金属感受性が変化する可能性があるにもかかわらず、生物の生理機能を考慮していないことが指摘されている。本研究では、塩分濃度の変化が幼生（7～9 日齢）の F. heteroclitus と K. marmoratus の急性カドミウム毒性に及ぼす影響を調べた。カドミウムの96時間致死濃度（LC50）の中央値を6種類の塩分濃度で計算した。その結果，塩分濃度が高くなるにつれて，両魚種とも塩分濃度 18ppt までは金属毒性が低下し，塩分濃度 12ppt 以上では F. heteroclitus の方が K. marmoratus よりも感受性が高かった。塩水のどの成分がカドミウム毒性に対する保護効果があるかを調べるために，CaSO（100 mg/Lと200 mg/L），CaCl（200 mg/L），MgSO（300 mg/L）がK. marmoratusに対するカドミウム毒性に及ぼす影響を調べた。その結果、カルシウムとの競合および塩化物との錯形成により、カドミウムのK. marmoratusに対する毒性が低下することが明らかになった。これらの知見は、カドミウムのサイト別水質基準を決定するための海洋・河口域の生物学的リガンドモデルの改良に利用できる可能性がある。

The euryhaline killifishes, Fundulus heteroclitus and Kryptolebias marmoratus inhabit estuaries that rapidly change salinity. Although cadmium (Cd) toxicity has been well characterized in fish inhabiting freshwaters, fewer studies have examined the toxic effects of Cd in estuarine and saltwater environments. Additionally, current environmental regulations do not account for organism physiology in different salinity waters even though metal sensitivity is likely to change in these environments. In this study, we investigated effects of changing salinity on acute Cd toxicity to larval (7-9 d old) F. heteroclitus and K. marmoratus. Median 96-h lethal concentrations (LC50) for Cd were calculated for both fish species at six different salinities. As salinity increased, metal toxicity decreased in both fish species up to 18 ppt salinity; and F. heteroclitus were more sensitive than K. marmoratus at salinities above 12 ppt. To determine which components of saltwater were protective against Cd toxicity, we investigated the influence of CaSO (100 and 200 mg/L), CaCl (200 mg/L), and MgSO (300 mg/L) on Cd toxicity to K. marmoratus. The results demonstrated that both competition with calcium and complexation with chloride reduced the toxic effects of Cd to K. marmoratus. These findings could be used to improve marine/estuarine biotic ligand models for the determination of site-specific water quality criteria for Cd.

Copyright © 2018 Elsevier Inc. All rights reserved.