ASTM E2591-07(2013)
用两栖动物进行全部沉积物毒性试验的标准指南

Standard Guide for Conducting Whole Sediment Toxicity Tests with Amphibians

被代替

标准号

ASTM E2591-07(2013)

发布

2013年

发布单位

美国材料与试验协会

替代标准

ASTM E2591-22

当前最新

ASTM E2591-22

 

 

引用标准

ASTM D4447 ASTM E1367 ASTM E1391 ASTM E1439 ASTM E1525 ASTM E1611 ASTM E1688 ASTM E1706 ASTM E177 ASTM E691 ASTM E729 ASTM E943

适用范围

1.1 本标准涵盖了获得有关测试材料毒性的实验室数据的程序（例如，沉积物或含氢土壤（即在生长季节中饱和、淹没或积水足够长的土壤，以形成厌氧（缺氧） ) 有利于水生植被生长和再生的条件)) 两栖动物。该测试程序使用北方豹蛙 (Rana pipiens) 的幼虫。如果有足够的处理、喂养和敏感性数据，也可以使用其他无尾类物种（例如，绿蛙（Rana clamitans）、林蛙（Rana sylvatica）、美洲蟾蜍（Bufo americanus））。测试材料可以是从现场收集的沉积物或含氢土壤，或者在实验室中添加化合物。
1.2 测试程序描述了为期 10 天的全沉积物毒性测试，并评估死亡率和选定的亚致死终点（即体宽、体长）。毒性测试在包含 100 mL 沉积物和 175 mL 上覆水的 300 至 500 mL 室中进行。每天更新覆盖的水，并且一旦两栖动物幼虫达到 Gosner 25 阶段（鳃盖闭合），就会在毒性测试期间对其进行喂养。该测试程序旨在评估淡水沉积物，然而，在 10 天的测试中，R. pipiens 可以耐受轻度盐水（不超过约 2500 mg Cl/L，当 Na+ 为阳离子时相当于盐度约 4.1）。此类测试应始终包括同时进行的淡水控制。可根据具体地点的需求考虑替代测试持续时间和亚致死终点。进行统计评估以确定测试材料是否比实验室控制沉积物或现场收集的参考样品的毒性明显更高。
1.3 在适当的情况下，本标准的设计与美国环境保护署 (USEPA, (1))2 中描述的先前开发的评估沉积物对无脊椎动物毒性的方法（例如，Hyalella azteca 和 Chironomus dilutus 毒性测试）一致。淡水沉积物测试指南、测试方法 E1367 和 E1706，以及指南 E1391、E1525、E1611 和 E1688。延长至 10 天或更长的测试，包括生长等亚致死测量，被认为在识别慢性毒性方面更有效，从而划定中度污染区域 (1-3)。
1.4 许多历史上的两栖动物研究，包括水和沉积物暴露，都使用了较短持续时间（5 天或更短）（例如 4-7 天）的测试，尽管经常评估存活和亚致死终点，但有大量证据表明测试持续时间较长可能对某些污染物更敏感 (8, 9)。为开发和验证该测试方案而进行的研究包括长期（通过变态）调查，其他研究人员也对无尾动物进行了长期测试 (7-11)。在制定这些程序的过程中，我们试图平衡实际评估的需求和评估长期影响的重要性，以便结果能够证明所需的准确性和精确度。最新的无脊椎动物沉积物毒性测试方案涵盖了较长持续时间的研究，可以测量生殖终点 (1, 12)。由于亚致死终点的敏感性增加，此类测试也可能有助于评估毒性。从技术或金钱的角度来看，无尾动物的完整生命周期研究（包括繁殖）通常是不可行的。然而，如果特定地点的信息表明存在的污染物可能会影响其他终点（包括致畸性），则可以通过变态来增加毒性测试的持续时间，或者可以测量额外的亚致死终点（例如，行为受损、畸形、时间- 变形）。在项目或研究计划的制定过程中应考虑可能包含这些终点和延长测试长度（见 8.1.1）。
1.5 本标准中提出的方法是根据国防部 (DoD) 研究计划制定的，并在风险评估人员指导手册中提出。 1 本指南由 ASTM 环境评估、风险管理和纠正措施委员会 E50 管辖，生物效应和环境归宿小组委员会 E50.47 直接负责。当前版本于 2013 年 3 月 1 日批准。2013 年 3 月发布。最初于 2007 年批准。上一个版本于 2007 年批准为 E2591-07。 DOI：10.1520/E2591-07R13。 2 括号内的黑体数字指的是本标准末尾的参考文献列表。版权所有 © ASTM International，100 Barr Harbor Drive，PO Box C700，West Conshohocken，PA 19428-2959。美国 1  和州/联邦监管机构参与风险评估工作计划和报告的审查和批准 (13)。为了开发这种方法，进行了许多加标沉积物测试 (13, 14)。自该方法开发以来，它已被实际用于评估从几个州和联邦环境站点现场收集的沉积物 (15, 16)。对于大多数这些研究，使用了首选的测试生物——Rana pipiens。在马萨诸塞州公路局运营的铅污染国家主导场地，由于 Rana pipiens (17) 的可用性问题，沉积物测试系统中使用了 Xenopus laevis（非洲爪蛙），该测试方法也用于评估田纳西州由 USEPA 4 区领导的镉污染场地的沉积物毒性 (18)。该方法用于帮助描述污染物对两栖动物的潜在影响，并在必要时帮助制定初步补救目标。所有测试均按照本标准中提出的方法评估暴露 10 天后的存活和生长影响。
1.6 利用两栖动物幼体评估环境毒性并不新鲜。研究人员利用蝌蚪来检查金属和有机化合物的毒性。大多数这些研究都是通过水暴露进行的，通常采用类似于指南 E729 (19-29) 中描述的鱼类或无脊椎动物暴露的方式。很少有研究关注无尾幼虫暴露于沉积物的情况，所采用的方法也有很大差异，从原位围栏 (30) 到使用不同暴露条件和生物年龄的实验室测试 (4、8、31-33)。没有发现使用与本标准中描述的相同测试条件的研究。然而，以下小节描述了一些基于实验室的沉积物对两栖动物影响的评估。
1.6.1 在实验室中用两栖动物进行沉积物毒性试验，试验持续时间从 4 天（4, 31，指南 E1439-98 附录 X2）到 12 天（33），直至变态（8, 32）。对北美原产无尾动物进行的沉积物毒性测试是从 Gosner 23 至 25 阶段（8、32、33）之间的幼虫蝌蚪开始的。测试温度在 21 至 23°C 之间，蝌蚪达到 Gosner 25 阶段后开始喂食。食物来源为 Tetramin™ (8)、煮沸的生菜 (32) 或煮沸的生菜和消散的兔粮颗粒 (33)。测试以静态更新模式进行，以不同的速率（每天（31、33）、每周（8）、每 3 至 5 天（32））进行水更换。测试设计（重复次数、测试容器大小、每个重复的生物体数量）根据研究目的而变化，在水族馆 (32)、大型垃圾箱 (8) 或游泳池 (33) 中进行了多项测试。测试终止时评估的终点包括存活（4、8、31-33）、生长（8、31-33）、金属生物累积（8）、发育率（8、32）、畸形（31、32）、游泳速度(33) 和觅食活动水平 (32)。
1.6.2 为了评估与含有 PCB 的沉积物直接接触的影响，Savage 等人。 (32) 将幼虫蝌蚪（Gosner 阶段 23 至 25；木蛙（R. sylvatica））暴露于现场收集的沉积物中，条件是允许与沉积物直接接触并通过 500 µm 网状屏障与沉积物分离。研究发现，当允许直接接触沉积物时，通过变态观察到的对蝌蚪的致死和亚致死影响更加明显。本标准中描述的测试条件允许蝌蚪与沉积物保持直接接触。
1.6.3 非洲爪蟾沉积物毒性测试的重点是评估沉积物提取物（而不是整个沉积物）对青蛙胚胎的发育影响。已经开发出一些方法，通过将胚胎封闭在位于沉积物-水界面区域沉积物顶部的聚四氟乙烯网状插入物中，将囊胚期胚胎暴露于沉积物中（31，指南 E1439-98 附录 X2）。这些研究评估了 4 天暴露期后胚胎的存活、生长和身体畸形。本标准中描述的测试条件允许使用较旧的测试生物体与沉积物进行更直接的接触，并允许更长的暴露时间。
1.7 沉积物毒性试验是在多证据范式中评估沉积物污染对两栖动物影响的有效手段。当毒性测试采样站与沉积物分析化学样品和生态调查位于同一地点时，评估最为有力，从而可以对生态风险评估中同时发生的数据进行详细评估。毒性测试和分析样品的空间和时间共置对于确定污染物特定效应和评估污染物生物利用度特别重要。
1.8 为了使沉积物毒性试验灵敏，必须有足够的持续时间来测量潜在的毒性，并且必须在试验生物生命周期的适当发育阶段进行。使用最近孵化的蝌蚪并进行 10 天的沉积物暴露测试，以评估生长终点，满足这两个敏感性要求。
1.9 以 SI 单位表示的值应被视为标准值。本标准不包含其他计量单位。
1.10 本标准并不旨在解决与其使用相关的所有安全问题（如果有）。本标准的使用者有责任在使用前建立适当的安全和健康实践并确定监管限制的适用性。

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