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Spatial and temporal variability of particle bound insecticides in a temporarily open estuary: an exposure and effect assessment

  • The research described in this thesis was designed to yield information on the impact of particle-bound pesticides on organisms living in the interface between sediment and water column in a temporarily open estuary (TOCEs). It was hypothesized that natural variables such as salinity and temperature and anthropogenic stressors such as particle-bound pesticides contribute to the variability of the system. A multiple line of evidence approach is necessary due to the variability in sediment type, contaminant distribution and spatial and temporal variability within the ecosystem in particular within TOCEs. The first aim of this thesis was to identify which particle-bound pesticides are important to the contamination of the Lourens River estuary (Western Cape, South Africa), taking into account their environmental concentrations, physico-chemical and toxicological properties (Exposure assessment). The second aim was to identify spatial and temporal variations in particle bound pesticide contamination, natural environmental variables and benthic community structure (effect assessment). The third aim was to test the hypothesis: "does adaptation to fluctuating salinities lead to enhanced survival of the harpacticoid copepod Mesochra parva when exposed to a combination of particle associated chlorpyrifos exposure and hypo-osmotic stress during a 96 h sediment toxicity test?" The last aim was to identify the driving environmental variables (including natural and anthropogenic stressors) in a "natural" (Rooiels River) compared to a "disturbed" (Lourens River) estuary and to identify if and how these variables change the benthic community structure in both estuaries. Data produced in this research thus provide important information to understand the impact of pesticides and its interaction with natural variables in a temporarily open estuary. To summarise, this study indicated, by the use of the multi-evidence approach, that the pesticides endosulfan and chlorpyrifos posed a risk towards benthic organisms in a temporarily open estuary in particular during spring season. Furthermore an important link between pesticide exposure/ toxicity and salinity was identified, which has important implications for the management of temporarily open estuaries.
  • Die in dieser Studie beschriebene Forschungsarbeit hatte primär das Ziel, den Einfluss partikelgebundener Pestizide auf Organismen in der flockenartigen Schicht zwischen Sediment und Wasser in einem temporär offenen Ästuar zu erfassen. Dabei wurde die Hypothese aufgestellt, dass natürliche Variablen wie Salzgehalt und Temperatur sowie anthropogene Stressfaktoren wie partikelgebundene Pestizide zur Variabilität des Systems beitragen. Die Variabilität der Sedimentzusammensetzung, der Verteilung der Kontamination, sowie der räumlichen und zeitlichen Unterschiede im Ökosystem, speziell in temporär offenen Ästuaren, macht hier einen kompositionellen Ansatz notwendig. Das erste Ziel dieser Arbeit war die Identifikation der partikelgebundenen Pestizide, die zur Kontamination des Lourens-River-Ästuars beitragen, unter Berücksichtigung ihrer Umweltkonzentrationen sowie physikalisch-chemischer und toxischer Eigenschaften (Expositionsanalyse). Das zweite Ziel war die Identifikation räumlicher und temporärer Variabilität partikelgebundener Pestizide, natürlicher Umweltvariablen und benthischer Artenzusammensetzung (Wirkungsanalyse). Das dritte Ziel der Studie war es, die Hypothese zu testen, ob Anpassung an schwankende Salzgehalte die Überlebensrate von einem harpacticoiden Copepoden Mesochra parva fördert, bei gleichzeitiger Aussetzung von Chlorpyrifos und hypoosmotischem Stress während eines 96-stündigen Sedimenttoxizitätstests. Das letzte Ziel der Studie beinhaltete die Identifikation jener Umweltvariablen (einschließlich natürlicher und anthropogener Stressoren), die ein Ästuar beinflussen. Zu diesem Zweck wurde ein natürliches Ästuar (Rooiels River) mit einem anthropogen beeinflussten Ästuar (Lourens River) verglichen. Die Ergebnisse dieser Arbeit sind somit für das Verständis der Wirkung von Pestiziden und ihrer Interaktion mit natürlichen Parametern in einem temporär offenen Ästuar von großer Bedeutung. Zusammenfassend zeigt diese Arbeit mit ihrem kompositionellen Ansatz auf, dass Pestizide wie Endosulfan und Chlopyrifos ein Risiko für die benthische Artengemeinschaft in einem temporär offenen Ästuar darstellen, insbesondere während des Frühjahrs. Desweiteren wurde nachgewiesen, dass Exposition und Toxizität von Pestiziden eng mit dem Salzgehalt in temporär offenen Ästuaren verknüpft sind. Diese Erkenntnis hat wichtige Folgen für den Schutz von temporär offenen Ästuaren.

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Metadaten
Author:Silke Bollmohr
URN:urn:nbn:de:hbz:lan1-3972
Title Additional (German):Räumliche und zeitliche Variabilität partikelgebundener Insektizide in einem temporär offenen Ästuar: eine Expositions- und Wirkungsanalyse
Advisor:Ralf Schulz
Document Type:Doctoral Thesis
Language:English
Date of completion:2009/05/05
Date of publication:2009/05/05
Publishing institution:Universität Koblenz-Landau, Campus Landau, Universitätsbibliothek
Granting institution:Universität Koblenz-Landau, Campus Landau, Fachbereich 7
Date of final exam:2009/03/11
Release Date:2009/05/05
Tag:Meiofauna; Multivariable Statistik
risk assessment
GND Keyword:Mesofauna; Pestizid; Risikoanalyse; Sediment; Südafrika; Ästuar
Number of pages:xiv, 128
Institutes:Fachbereich 7 / Institut für Umweltwissenschaften
Dewey Decimal Classification:5 Naturwissenschaften und Mathematik / 55 Geowissenschaften, Geologie / 550 Geowissenschaften
Licence (German):License LogoEs gilt das deutsche Urheberrecht: § 53 UrhG