ASTM E2591-22
Guía estándar para realizar pruebas de toxicidad de sedimentos completos con anfibios

Estándar No.

ASTM E2591-22

Fecha de publicación

2022

Organización

American Society for Testing and Materials (ASTM)

Ultima versión

ASTM E2591-22

Alcance

1.1 Esta norma cubre procedimientos para obtener datos de laboratorio relacionados con la toxicidad del material de prueba (por ejemplo, sedimento o suelo hídrico (es decir, un suelo que está saturado, inundado o estancado durante el tiempo suficiente durante la temporada de crecimiento para desarrollar condiciones anaeróbicas (faltas de oxígeno). ) condiciones que favorecen el crecimiento y regeneración de la vegetación hidrofítica)) a los anfibios. Este procedimiento de prueba utiliza larvas de la rana leopardo del norte (Lithobates pipiens). Se pueden utilizar otras especies de anuros (por ejemplo, la rana verde (Lithobates clamitans), la rana de bosque (Lithobates sylvatica), el sapo americano (Bufo americanus)) si se dispone de datos suficientes sobre manipulación, alimentación y sensibilidad. El material de prueba puede ser sedimentos o suelo hídrico recolectados en el campo o enriquecidos con compuestos en el laboratorio. 1.2 El procedimiento de prueba describe una prueba de toxicidad de sedimentos completos de 10 días con una evaluación de la mortalidad y criterios de valoración subletales seleccionados (es decir, ancho y largo del cuerpo). Las pruebas de toxicidad se realizan en cámaras de 300 a 500 ml que contienen 100 ml de sedimento y 175 ml de agua suprayacente. El agua suprayacente se renueva diariamente y las larvas de anfibios se alimentan durante la prueba de toxicidad una vez que alcanzan la etapa 25 de Gosner (cierre del opérculo sobre las branquias). El procedimiento de prueba está diseñado para evaluar sedimentos de agua dulce; sin embargo, R. pipiens puede tolerar agua ligeramente salina (que no exceda aproximadamente 2500 mg Cl/L, equivalente a una salinidad de aproximadamente 4,1 cuando Na+ es el catión) en pruebas de 10 días, aunque dichas pruebas siempre deben incluir un control simultáneo de agua dulce. Se pueden considerar duraciones de prueba alternativas y criterios de valoración subletales en función de las necesidades específicas del sitio. Se realizan evaluaciones estadísticas para determinar si los materiales de prueba son significativamente más tóxicos que el sedimento de control de laboratorio o una muestra de referencia recolectada en el campo. 1.3 Cuando corresponde, esta norma ha sido diseñada para ser consistente con métodos previamente desarrollados para evaluar la toxicidad de los sedimentos para los invertebrados (por ejemplo, pruebas de toxicidad de Hyalella azteca y Chironomus dilutus) descritos en la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (USEPA, (1))2 Guía de prueba de sedimentos de agua dulce, Métodos de prueba E1367 y E1706, y Guías E1391, E1525, E1611 y E1688. Las pruebas que se extienden hasta 10 días o más, e incluyen mediciones subletales como el crecimiento, se consideran más efectivas para identificar la toxicidad crónica y así delimitar áreas de contaminación moderada (1-3). 1.4 Muchos estudios históricos de anfibios, tanto de exposición al agua como a sedimentos, han utilizado pruebas de menor duración (5 días o menos) (por ejemplo, 4-7) y, aunque a menudo se evaluaron criterios de supervivencia y subletales, existe evidencia sustancial de que las pruebas Los de mayor duración probablemente sean más sensibles a algunos contaminantes (8-10). Las investigaciones realizadas para desarrollar y validar este protocolo de prueba incluyeron investigaciones a largo plazo (mediante metamorfosis) y otros investigadores también realizaron pruebas de larga duración con anuros (7-20). Curiosamente, algunos estudios con anuros han demostrado que un crecimiento significativamente reducido (por ejemplo, masa corporal total, longitud del hocico) puede detectarse antes en una prueba a más largo plazo (por ejemplo, entre los 14 y 20 días), pero no puede distinguirse estadísticamente en animales mayores. organismos más adelante en la prueba (11, 14). En el desarrollo de estos procedimientos, se intentó equilibrar las necesidades de una evaluación práctica con la importancia de evaluar los efectos a más largo plazo para que los resultados demuestren la exactitud y precisión necesarias. Los protocolos de pruebas de toxicidad de sedimentos más recientes para invertebrados han abarcado estudios de mayor duración que permiten medir los criterios de valoración reproductivos (1, 21). Estas pruebas, debido a la mayor sensibilidad de los criterios de valoración subletales, también pueden ser útiles para evaluar la toxicidad. Los estudios del ciclo de vida completo de los anuros (incluida la reproducción) normalmente no son viables ni desde el punto de vista técnico ni monetario. Sin embargo, si la información específica del sitio indica que es probable que los contaminantes presentes afecten otros parámetros (incluida la teratogenicidad), entonces la duración de la prueba de toxicidad puede aumentar mediante metamorfosis o se pueden medir parámetros subletales adicionales. 1 Esta guía está bajo la jurisdicción de Comité E50 de ASTM sobre Evaluación Ambiental, Gestión de Riesgos y Acción Correctiva y es responsabilidad directa del Subcomité E50.47 sobre Efectos Biológicos y Destino Ambiental. Edición actual aprobada el 1 de enero de 2022. Publicado en abril de 2022. Aprobado originalmente en 2007. La última edición anterior fue aprobada en 2013 como E2591–07(2013). DOI: 10.1520/E2591-22. 2 Los números en negrita entre paréntesis se refieren a la lista de referencias al final de esta norma. Copyright © ASTM International, 100 Barr Harbor Drive, PO Box C700, West Conshohocken, PA 19428-2959. Estados Unidos Esta norma internacional fue desarrollada de acuerdo con los principios internacionalmente reconocidos sobre estandarización establecidos en la Decisión sobre Principios para el Desarrollo de Normas, Guías y Recomendaciones Internacionales emitida por el Comité de Obstáculos Técnicos al Comercio (OTC) de la Organización Mundial del Comercio. 1 (por ejemplo, alteración del comportamiento, deformidades, metamorfosis del tiempo). La posible inclusión de estos puntos finales y la extensión de la duración de la prueba deben considerarse durante el desarrollo del proyecto o plan de estudio (ver 8.1.1). 1.5 La metodología presentada en este estándar fue desarrollada bajo un programa de investigación del Departamento de Defensa (DoD) y presentada en un manual de orientación para el personal de evaluación de riesgos y los reguladores estatales/federales involucrados en la revisión y aprobación de planes e informes de trabajo de evaluación de riesgos (22). . Para desarrollar este método, se realizaron una serie de pruebas con sedimentos enriquecidos (22, 23). Desde el desarrollo de la metodología, se ha utilizado operativamente para evaluar sedimentos recolectados en el campo de varios sitios ambientales estatales y federales (24, 25). Para la mayoría de estos estudios se utilizó el organismo de prueba preferido, Lithobates pipiens. En un sitio dirigido por el estado contaminado con plomo, operado por el Departamento de Carreteras de Massachusetts, se usó Xenopus laevis (rana africana con garras) en el sistema de prueba de sedimentos debido a problemas de disponibilidad con Lithobates pipiens (26). El método de prueba también se usó para evaluar la toxicidad de los sedimentos. en un sitio dirigido por la Región 4 de la USEPA contaminado con cadmio en Tennessee (27). La metodología se utilizó para ayudar a caracterizar los efectos potenciales de los contaminantes en los anfibios y para ayudar a desarrollar objetivos correctivos preliminares, si fuera necesario. Todas las pruebas evaluaron los efectos de supervivencia y crecimiento después de 10 días de exposición de acuerdo con los métodos presentados en esta norma. 1.6 El uso de larvas de anfibios para evaluar la toxicidad ambiental no es nuevo. Los investigadores han utilizado renacuajos para examinar la toxicidad de metales y compuestos orgánicos. La mayoría de estos estudios se han realizado mediante exposición al agua, generalmente de manera similar a la exposición a peces o invertebrados, como se describe en la Guía E729 (28-40). Menos estudios se han centrado en la exposición de larvas de anuros a sedimentos, y los métodos empleados varían ampliamente, desde recintos in situ (15, 41) hasta pruebas de laboratorio que utilizan condiciones de exposición variables y edades de organismos (4, 8, 14, 39, 42-44). ). No se identificaron estudios que utilizaran las mismas condiciones de prueba que se describen en esta norma. Sin embargo, en las siguientes subsecciones se describen varias evaluaciones de laboratorio de los efectos de los sedimentos en los anfibios. 1.6.1 Las pruebas de toxicidad de sedimentos realizadas en el laboratorio con anfibios se realizaron en un rango de duraciones de prueba de 4 días (4, 39, 42, Guía E1439-98 Apéndice X2) a 12 días (44) y a través de la metamorfosis (8, 14 , 43). Las pruebas de toxicidad de sedimentos con anuros nativos de América del Norte se iniciaron con renacuajos larvarios entre los estadios 23 y 25 de Gosner (8, 43, 44). Las temperaturas de prueba estuvieron entre 21 °C y 23 °C y la alimentación comenzó después de que los renacuajos alcanzaron la etapa 25 de Gosner. Las fuentes de alimento fueron TetraMin3 (8), lechuga romana hervida (43), lechuga romana hervida y alimento para peces en hojuelas (14) o lechuga romana hervida. lechuga y bolitas de comida para conejos disipadas (44). Las pruebas se realizaron en modo de renovación estática con reemplazos de agua realizados a tasas variables (diariamente (42, 44), semanalmente (8), cada 3 a 5 días (43)). El diseño de la prueba (número de réplicas, tamaño del recipiente de prueba, número de organismos por réplica) varió según el objetivo del estudio, con varias pruebas realizadas en acuarios (14, 43), contenedores grandes (8) o piscinas (44). Los criterios de valoración evaluados al finalizar la prueba incluyeron supervivencia (4, 8, 14, 42-44), crecimiento (8, 14, 42-44), bioacumulación de metales (8), tasas de desarrollo (8, 14, 43), deformidades (14 , 42, 43), velocidad de natación (44) y niveles de actividad de búsqueda de alimento (43). 1.6.2 Para evaluar el efecto del contacto directo con los sedimentos que contienen PCB, Savage et al. (43) expusieron renacuajos larvarios (estadios 23 a 25 de Gosner; ranas de madera (R. sylvatica)) a sedimentos recolectados en el campo en condiciones que permitieron tanto el contacto directo con el sedimento como la separación del sedimento con una barrera de malla de 500 µm. El estudio encontró que los efectos letales y subletales en los renacuajos observados a través de la metamorfosis eran más pronunciados cuando se permitía el contacto directo con el sedimento. Fuentes et al. (39) evaluaron la toxicidad aguda de dos formulaciones de Roundup4 (un herbicida ampliamente utilizado con el ingrediente activo glifosato) para seis especies de anuros, incluido Lithobates pipiens, tanto en condiciones de solo agua como de agua + sedimento. El estudio encontró que la toxicidad de los herbicidas a base de glifosato se reducía en presencia de sedimentos, probablemente debido a la sorción a las partículas de sedimento y la materia orgánica asociada. Las condiciones de prueba descritas en esta norma permiten que los renacuajos mantengan contacto directo con el sedimento. 1.6.3 Las pruebas de toxicidad de sedimentos con Xenopus laevis se han centrado en evaluar los efectos de desarrollo de extractos de sedimentos, a diferencia de sedimentos completos, en embriones de rana. Se han desarrollado métodos que exponen los embriones en etapa de blástula a sedimentos encerrando los embriones en un inserto de malla de teflón que descansa sobre la parte superior del sedimento en la región de la interfaz sedimento-agua ((42), Guía E1439-98 Apéndice X2). Estos estudios se realizan para evaluar la supervivencia, el crecimiento y las malformaciones físicas de los embriones después de un período de exposición de 4 días. Las condiciones de prueba descritas en esta norma permiten un contacto más directo con el sedimento, utilizando organismos de prueba más antiguos y una mayor duración de exposición. 1.7 Las especies de anfibios pueden ser receptores clave de posibles sustancias químicas preocupantes en sitios contaminados. Aunque históricamente no se han incluido a menudo en las evaluaciones de riesgos, la importancia de los anfibios como especies sensibles y clave se reconoce cada vez más, particularmente considerando la disminución de las poblaciones de anfibios en todo el mundo, que puede deberse a múltiples agentes de estrés localizados en lugar de una causa única y dominante (45 ). La falta de representación de los anfibios como especies sustitutas probablemente se deba a múltiples factores, incluido el escaso conocimiento de las poblaciones e historias de vida de los anfibios locales, la escasez de datos de toxicidad aplicables y la inconsistencia en los protocolos de evaluación estandarizados. Johnson et al. (2000) proporcionan una revisión de los métodos de evaluación de riesgos ecológicos para los anfibios y las lagunas en los datos y métodos existentes sobre la toxicidad de los anfibios. (46). La importancia de los anfibios en el proceso de evaluación de riesgos ecológicos es reconocida por Medio Ambiente y Cambio Climático de Canadá en la Guía de Evaluación de Riesgos Ecológicos bajo el Plan de Acción Federal para Sitios Contaminados (47). Las pruebas de toxicidad de sedimentos son un medio eficaz para evaluar el impacto de la contaminación de sedimentos en los anfibios en un paradigma de múltiples líneas de evidencia. La evaluación es la más potente 3 TetraMin es una marca registrada de TETRA GMBH. 4 Roundup es una marca registrada de Monsanto Company. E2591 − 22 2 cuando las estaciones de muestreo de pruebas de toxicidad están ubicadas junto con muestras de química analítica de sedimentos y estudios ecológicos, lo que permite una evaluación detallada de los datos concurrentes en la evaluación de riesgos ecológicos. La ubicación conjunta espacial y temporal de las pruebas de toxicidad y las muestras analíticas es particularmente importante para establecer efectos específicos de contaminantes y evaluar la biodisponibilidad de los contaminantes. 1.8 Para que una prueba de toxicidad de sedimentos sea sensible, debe tener una duración suficiente para medir la toxicidad potencial y debe realizarse durante la etapa de desarrollo apropiada del ciclo de vida del organismo de prueba. El uso de renacuajos recién nacidos y la realización de la prueba de exposición a sedimentos durante 10 días para permitir la evaluación de los puntos finales de crecimiento cumple con ambos requisitos de sensibilidad. 1.9 Los valores indicados en unidades SI deben considerarse estándar. No se incluyen otras unidades de medida en esta norma. 1.10 Esta norma no pretende abordar todos los problemas de seguridad, si los hay, asociados con su uso. Es responsabilidad del usuario de esta norma establecer prácticas apropiadas de seguridad, salud y medio ambiente y determinar la aplicabilidad de las limitaciones reglamentarias antes de su uso. 1.11 Esta norma internacional fue desarrollada de acuerdo con los principios internacionalmente reconocidos sobre estandarización establecidos en la Decisión sobre Principios para el Desarrollo de Normas, Guías y Recomendaciones Internacionales emitida por el Comité de Obstáculos Técnicos al Comercio (OTC) de la Organización Mundial del Comercio.

ASTM E2591-22 Documento de referencia

• ASTM D4447 Guía estándar para la eliminación de muestras y productos químicos de laboratorio
• ASTM E1023 Guía estándar para evaluar el peligro de un material para los organismos acuáticos y sus usos
• ASTM E1192 Guía estándar para realizar pruebas de toxicidad aguda en muestras ambientales acuosas y efluentes con peces, macroinvertebrados y anfibios
• ASTM E1367 Guía estándar para realizar pruebas de toxicidad de sedimentos estáticos de 10 días con anfípodos marinos y estuarinos
• ASTM E1391 Guía estándar para la recolección, almacenamiento, caracterización y manipulación de sedimentos para pruebas toxicológicas
• ASTM E1439 Guía estándar para realizar el ensayo de teratogénesis de embriones de rana-Xenopus (FETAX)
• ASTM E1525 Guía estándar para el diseño de pruebas biológicas con sedimentos
• ASTM E1611 Guía estándar para realizar pruebas de toxicidad de sedimentos con anélidos poliquetos
• ASTM E1688 Guía estándar para la determinación de la bioacumulación de contaminantes asociados a sedimentos por invertebrados bentónicos
• ASTM E1706 Método de prueba estándar para medir la toxicidad de contaminantes asociados a sedimentos en invertebrados de agua dulce
• ASTM E1733 Guía estándar para el uso de iluminación en pruebas de laboratorio
• ASTM E177 Práctica estándar para el uso de los términos precisión y sesgo en los métodos de prueba ASTM
• ASTM E1847 Práctica estándar para el análisis estadístico de pruebas de toxicidad realizadas según las pautas de ASTM
• ASTM E691 Práctica estándar para realizar un estudio entre laboratorios para determinar la precisión de un método de prueba
• ASTM E729 Guía estándar para realizar pruebas de toxicidad aguda en materiales de prueba con peces, macroinvertebrados y anfibios
• ASTM E943 Terminología estándar relacionada con los efectos biológicos y el destino ambiental*， 2023-06-01 Actualizar

ASTM E2591-22 Historia

• 2022 ASTM E2591-22 Guía estándar para realizar pruebas de toxicidad de sedimentos completos con anfibios
• 2013 ASTM E2591-07(2013) Guía estándar para realizar pruebas de toxicidad de sedimentos completos con anfibios
• 2007 ASTM E2591-07 Guía estándar para realizar pruebas de toxicidad de sedimentos completos con anfibios