Hvordan påvirkes meitemark av blyforurenset jord fra skyte- og øvingsfelt?

Abstract

Meitemark har mange viktige funksjoner i jorda, men meitemark kan påvirkes negativt av bly (Pb) og andre tungmetaller i jord. Jord i skyte- og øvingsfelt kan inneholde høye konsentrasjoner av Pb og andre metaller som stammer fra ammunisjon. Biotilgjengeligheten av Pb i ammunisjonsrester er ikke nødvendigvis sammenliknbar med biotilgjengeligheten av mer løselige blysalter, som ofte benyttes i risikovurderinger. Det er kjent at jordegenskaper som pH, innhold av totalt organisk karbon (TOC) og kationbyttekapasitet (CEC) kan påvirke meitemark og biotilgjengelighet av Pb i jorda. I denne studien ble det undersøkt hvordan meitemark påvirkes av Pb i jord med forskjellige egenskaper. Overlevelse, vekst, reproduksjon og opptak av Pb hos meitemark (Eisenia fetida) ble undersøkt i jord fra fem skyte- og øvingsfelt i ulike deler av Norge. Rein og forurenset jord fra hvert skytefelt ble blandet for å oppnå jordblandinger med ulike konsentrasjoner av Pb. Meitemarken viste høy grad (>7 av 10) av overlevelse i alle jordblandingene som ble undersøkt, både i prøvene av rein jord og i jordblandingene med konsentrasjoner av Pb opp til 3300 mg/kg. Det var en del variasjoner mellom veksten og reproduksjonen hos meitemarken i den reine jorda fra skyte- og øvingsfeltene, noe som indikerte at jordegenskapene påvirket meitemarken. Det var en tendens til at veksten hos meitemarken ble noe påvirket av Pb i jorda fra enkelte skyte- og øvingsfelt, mens reproduksjonen ble betydelig påvirket av Pb i jorda fra alle skyte- og øvingsfeltene. Antall avkom i jordblandingene avtok med økende konsentrasjon av Pb i jorda, og det ble ikke påvist betydelig reproduksjon i jord med >500 mg Pb/kg. Opptaket av Pb i meitemarken økte med konsentrasjonen av Pb i jordblandingen som meitemarken var blitt eksponert for, men opptaket ble også påvirket av jordegenskaper. Statistiske analyser indikerte at TOC og CEC i jorda hadde en negativ påvirkning på vekst og reproduksjon hos meitemarken, mens pH hadde en positiv påvirkning. Det var en sterk korrelasjon mellom TOC og CEC i jorda, og begge disse parameterne var negativt korrelert med pH i jorda. Det var derfor vanskelig å avgjøre hvilke(n) parameter(e) som hadde størst betydning for vekst og reproduksjon hos meitemarken. Meitemark som var blitt eksponert for jord med omtrent 1500 mg Pb/kg i fire uker ble tilbakeført i rein jord. Etter tilbakeføring kunne meitemarken i stor grad reprodusere, selv om den ikke hadde skilt ut akkumulert Pb. Resultatene indikerte at høy konsentrasjon av Pb i jorda ikke skadet reproduksjonsevnen hos meitemarken, men at avkommene ikke tolererte høy konsentrasjon av Pb og derfor ikke vokste opp i den forurensede jorda. En risikovurdering basert på resultatene viste at dersom både meitemarken selv og dyr som spiser den skal være beskyttet (95 %), bør ikke konsentrasjonen av Pb i jorda overstige naturlig bakgrunnskonsentrasjon. Reproduksjonsforsøket viste at meitemarken ikke reproduserte i jord med høye konsentrasjoner av Pb, og om meitemarken heller ikke oppholder seg i jord med høye Pb-konsentrasjoner anses risikoen for sekundær forgiftning å være liten.

Earthworms are important for a number of soil functions, but earthworms can be adversely affected by lead (Pb) and other contaminants in the soil. Soils in shooting ranges may contain high concentrations of Pb and other metals originating from ammunition. The bioavailability of Pb in ammunition residues is not necessarily comparable to the bioavailability of more soluble Pb salts which are often used in risk assessments. Soil properties such as pH, content of total organic carbon (TOC) and cation exchange capacity (CEC) can affect earthworms and the bioavailability of Pb in soil. This study investigated the influence of Pb on earthworms in soils with different properties. Survival, growth, reproduction and uptake of Pb in earthworms (Eisenia fetida) in soil from five shooting ranges in different parts of Norway was investigated. Clean and contaminated soil from each shooting range was mixed to obtain different concentrations of Pb. The earthworms showed a high degree (>7 of 10) of survival in all the soils, both in the samples of clean soil and in the soil mixtures with concentrations of Pb up to 3300 mg/kg. Variations in the growth and reproduction of the earthworms in the clean soil samples from the different shooting ranges indicated that the soil properties affected the earthworms. The growth of the earthworms seemed to be affected by Pb in the soil from some of the shooting ranges, while Pb significantly affected the reproduction of the earthworms in the soil from all the shooting ranges. The number of juveniles in the soil mixtures decreased with increasing concentration of Pb, and no significant reproduction was detected in soil with >500 mg Pb/kg. The uptake of Pb in the earthworms increased with the concentration of Pb in the soil mixture that the earthworms had been exposed to, but the uptake was also affected by the soil properties. Statistical analyses indicated that TOC and CEC of the soil had a negative effect on the growth and reproduction of the earthworms, while pH had a positive effect. The TOC and CEC of the soils were strongly correlated, and these parameters were negatively correlated with the soil pH. The correlations made it difficult to determine which parameter(s) that had the greatest impact on the growth and reproduction of the earthworms. Earthworms which had been exposed to soil with approximately 1500 mg Pb/kg for four weeks were transferred to clean soil. After the transfer, the earthworms could reproduce, even if they had not excreted accumulated Pb. The results indicated that high concentration of Pb in the soil did not damage the reproductive function of the earthworms, but the juveniles did not tolerate high concentration of Pb and did not survive in the contaminated soil. A risk assessment based on the results showed that to protect (95%) both the earthworms and the animals that eat earthworms, the concentration of Pb in the soil should not exceed natural background concentration. The reproduction results showed that the earthworms did not reproduce in soil with high concentrations of Pb, and if the earthworms do not stay in soils with high concentration of Pb, the risk of secondary poisoning can be considered small.