Potenzielles Risiko einer akuten Toxizität durch AgI-Wolken-Seeding für Boden- und Süßwasserbiota
Silver iodide is one of the most common nucleating materials used in cloud seeding. Previous cloud seeding studies have concluded that AgI is not practically bioavailable in the environment but instead remains in soils and sediments such that the free Ag amounts are likely too low to induce a toxicological effect. However, none of these studies has considered the continued use of this practice on the same geographical areas and thus the potential cumulative effect of environmental AgI. The aim of this study is to assess the risk of acute toxicity caused by AgI exposure under laboratory conditions at the concentration expected in the environment after repeated treatments on selected soil and aquatic biota. To achieve the aims, the viability of soil bacteria Bacillus cereus and Pseudomonas stutzeri and the survival of the nematode Caenorhabditis elegans exposed to different silver iodide concentrations have been evaluated. Freshwater green algae Dictyosphaerium chlorelloides and cyanobacteria Microcystis aeruginosa were exposed to silver iodide in culture medium, and their cell viability and photosynthetic activity were evaluated. Additionally, BOD5 exertion and the Microtox® toxicity test were included in the battery of toxicological assays. Both tests exhibited a moderate AgI adverse effect at the highest concentration (12.5 µM) tested. However, AgI concentrations below 2.5 µM increased BOD5. Although no impact on the growth and survival endpoints in the soil worm C. elegans was recorded after AgI exposures, a moderate decrease in cell viability was found for both of the assessed soil bacterial strains at the studied concentrations. Comparison between the studied species showed that the cyanobacteria were more sensitive than green algae. Exposure to AgI at 0.43 μM, the reference value used in monitoring environmental impact, induced a significant decrease in photosynthetic activity that is primarily associated with the respiration (80% inhibition) and, to a lesser extent, the net photosynthesis (40% inhibition) in both strains of phytoplankton and a moderate decrease in soil bacteria viability. These results suggest that AgI from cloud seeding may moderately affect biota living in both terrestrial and aquatic ecosystems if cloud seeding is repeatedly applied in a specific area and large amounts of seeding materials accumulate in the environment.
Silberjodid ist eines der am häufigsten verwendeten Nukleierungsmittel für Cloud Seeding. Frühere Studien zum Cloud Seeding kamen zu dem Schluss, dass AgI in der Umwelt praktisch nicht bioverfügbar ist, sondern in Böden und Sedimenten verbleibt, so dass die freien Ag-Mengen wahrscheinlich zu gering sind, um eine toxikologische Wirkung hervorzurufen. In keiner dieser Studien wurde jedoch die fortgesetzte Anwendung dieser Praxis in denselben geografischen Gebieten und damit die mögliche kumulative Wirkung von AgI in der Umwelt berücksichtigt. Ziel dieser Studie ist es, das Risiko einer akuten Toxizität durch AgI-Exposition unter Laborbedingungen in der Konzentration zu bewerten, die in der Umwelt nach wiederholten Behandlungen ausgewählter Boden- und Wasserbiota zu erwarten ist. Um die Ziele zu erreichen, wurde die Lebensfähigkeit der Bodenbakterien Bacillus cereus und Pseudomonas stutzeri und das Überleben des Fadenwurms Caenorhabditis elegans, der verschiedenen Silberiodid-Konzentrationen ausgesetzt war, bewertet. Die Süßwasser-Grünalgen Dictyosphaerium chlorelloides und die Cyanobakterien Microcystis aeruginosa wurden Silberjodid im Kulturmedium ausgesetzt, und ihre Zelllebensfähigkeit und photosynthetische Aktivität wurden bewertet. Zusätzlich wurden die BSB5-Belastung und der Microtox®-Toxizitätstest in die Batterie der toxikologischen Tests aufgenommen. In beiden Tests wurde bei der höchsten getesteten Konzentration (12,5 µM) eine mäßige negative Wirkung von AgI festgestellt. Allerdings erhöhten AgI-Konzentrationen unter 2,5 µM den BSB5. Obwohl nach einer AgI-Exposition keine Auswirkungen auf die Wachstums- und Überlebensendpunkte des Bodenwurms C. elegans festgestellt wurden, wurde bei beiden untersuchten Bodenbakterienstämmen bei den untersuchten Konzentrationen eine moderate Abnahme der Zelllebensfähigkeit festgestellt. Der Vergleich zwischen den untersuchten Arten zeigte, dass die Cyanobakterien empfindlicher waren als die Grünalgen. Die Exposition gegenüber AgI bei 0,43 μM, dem bei der Überwachung der Umweltauswirkungen verwendeten Referenzwert, führte bei beiden Phytoplanktonstämmen zu einer signifikanten Abnahme der photosynthetischen Aktivität, die in erster Linie mit der Atmung (80 % Hemmung) und in geringerem Maße mit der Nettophotosynthese (40 % Hemmung) verbunden ist, sowie zu einer mäßigen Abnahme der Lebensfähigkeit der Bodenbakterien. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass AgI aus Cloud Seeding die in terrestrischen und aquatischen Ökosystemen lebenden Biota mäßig beeinträchtigen kann, wenn Cloud Seeding wiederholt in einem bestimmten Gebiet angewendet wird und sich große Mengen an Seeding-Material in der Umwelt ansammeln.