Biolog Ecoplate® as a supplementary tool for evaluating ecotoxicity in a freshwater microplanton community
Author
Battersby, Emilie May
Term
4. Term
Publication year
2024
Submitted on
2024-06-03
Pages
65
Abstract
Produktionen og udledningen af kemikalier sker hurtigere, end vi kan nå at vurdere og overvåge deres økotoksiske effekter. Derfor er der behov for alternative metoder, der hurtigt kan sige noget om, hvordan kemikalier påvirker hele mikrobielle fællesskaber. Dette projekt undersøger, om Biolog Ecoplates® – mikroplader med mange forskellige kulstofkilder, hvor farveskift viser, hvilke stoffer et mikrobielt fællesskab kan udnytte – kan bruges som en fællesskabsbaseret metode til at vurdere toksicitet og til at opdage, om VUV-behandling (vakuum‑ultraviolet lys) kan mindske toksicitet. I laboratoriet blev der opstillet små ferskvandsmikrokosmos med en mikroplanktonsammensætning (mikroskopiske alger og bakterier). Hvert mikrokosmos blev udsat for enten et af tre biocider (benzalkoniumklorid, chlorhexidin eller didecyldimethylammoniumklorid) eller herbicidet glyphosat. Derudover blev de samme kemikalier testet efter VUV‑behandling. Efter ni dage blev prøver fra hvert mikrokosmos podet i Biolog Ecoplates®. For at understøtte vurderingen af Ecoplates®-metoden blev der også målt ATP‑koncentration (energi‑molekyle, der indikerer levende biomasse/aktivitet) og optalt kolonidannende enheder (CFU; dyrkbare mikroorganismer). Biolog Ecoplates® registrerede ikke tydeligt en generel toksisk effekt af biociderne på den samlede aktivitet i pladerne, selvom en sådan effekt var forventet. Til gengæld kunne pladerne i nogen grad skelne mellem substratudnyttelsesmønstre i forurenede og kontrolsamfund, hvilket peger på ændringer i funktionel diversitet og dermed en mulig forskydning i samfundsstrukturen. Dette var især tydeligt i mikrokosmos med didecyldimethylammoniumklorid eller glyphosat samt i mikrokosmos med VUV‑behandlede varianter af disse stoffer. Ecoplates® indikerede også, at VUV‑behandling mindskede toksicitet ved at forhindre det fald i funktionel diversitet, der ellers blev observeret ved eksponering for de undersøgte biocider. Samlet set tyder resultaterne på, at Biolog Ecoplates® har potentiale som en fællesskabsniveau‑metode til at vurdere kemikaliers påvirkning af ferskvandsmikroplankton og til at følge effekten af VUV‑baseret toksicitetsreduktion.
The production and release of chemicals is outpacing our ability to assess and monitor their ecological toxicity, so we need alternative methods that can quickly evaluate community‑level effects. This project tests whether Biolog Ecoplates®—microplates with many different carbon sources that change color to show how a microbial community uses substrates—can be used to assess toxicity and to detect whether vacuum‑ultraviolet (VUV) treatment reduces toxicity. We set up small laboratory freshwater microcosms containing a microplankton community (microscopic algae and bacteria). Each microcosm was exposed to one of three biocides (benzalkonium chloride, chlorhexidine, or didecyldimethylammonium chloride) or the herbicide glyphosate. We also tested the same chemicals after VUV treatment. After nine days, samples from each microcosm were inoculated into Biolog Ecoplates®. To support the evaluation of the Ecoplates® method, we also measured ATP concentration (an energy molecule indicating living biomass/activity) and counted colony‑forming units (CFU; culturable microbes). The Ecoplates® did not clearly detect a general toxic effect of the biocides on overall plate activity, even though such an effect was expected. However, they did distinguish substrate‑use patterns between contaminated and control communities, indicating changes in functional diversity and a likely shift in community structure. These differences were especially evident in microcosms with didecyldimethylammonium chloride or glyphosate, including their VUV‑treated versions. The Ecoplates® also indicated that VUV treatment mitigated toxicity by preventing the decline in functional diversity that was otherwise observed with the examined biocides. Overall, the findings suggest that Biolog Ecoplates® show promise as a community‑level tool to assess chemical impacts on freshwater microplankton and to track toxicity reduction after VUV treatment.
[This summary has been rewritten with the help of AI based on the project's original abstract]
Documents