History and sensitivity comparison of two standard whole-sediment toxicity tests with crustaceans: the amphipod Hyalella azteca and the ostracod Heterocypris incongruens microbiotest

Historique et comparaison de la sensibilité de deux tests standard de toxicité sur crustacés de sédiments entiers: Hyalella azteca et Heterocypris incongruens

⁽¹⁾ Flemish Environmental Agency VMM, Aalst, Belgium
⁽²⁾ Centre Saint-Laurent, Environment Canada, Montreal, Quebec, Canada
⁽³⁾ Laboratory for Environmental Toxicology and Aquatic Ecology, Ghent University, Ghent, Belgium
⁽⁴⁾ MicroBioTests Inc., Mariakerke (Gent), Belgium

^⋆ Corresponding author: guido.persoone@ugent.be

Received: 28 February 2015
Revised: 20 April 2015
Accepted: 11 May 2015

Abstract

The review first details the development of the test procedures with Hyalella azteca which historically emerged as one of the recommended test species for whole-sediment assays and its gradual standardization and endorsement by national and international organizations. The sensitivity and precision of the H. azteca test for application on chemicals and on real world sediments is discussed. The review subsequently addresses the development of the whole sediment microbiotest with the ostracod crustacean Heterocypris incongruens with larvae of this test species hatched from dormant eggs (cysts), rendering this assay stock culture/maintenance free. The application of the 6-day ostracod microbiotest on sediments in Canada and in Belgium is discussed, as well as its endorsement by the ISO subsequent to an extensive international interlaboratory ring test. The sensitivity of the amphipod and ostracod tests is compared by data from studies in which both assays were applied in parallel. A comparison of more than 1000 ostracod/amphipod data pairs of a 12-year river sediment monitoring study in Flanders/Belgium confirmed that both whole-sediment assays have a similar sensitivity and that the 6-day ostracod microbiotest is a valuable and cost-effective alternative to the 10−14 day amphipod test for evaluation of the toxic hazard of polluted sediments.

Résumé

Historique et comparaison de deux tests de toxicité «de contact direct» sur des sédiments avec le crustacé amphipode Hyalella azteca et le microbiotest ostracode avec Heterocypris incongruens. Cet article synthèse rappelle tout d’abord le développement des méthodes test faisant appel à l’amphipode Hyalella azteca – une espèce qui historiquement a été une des premières à être recommandée comme espèce test pour l’évaluation de la toxicité des sédiments et qui a ensuite graduellement fait l’objet de normalisation et d’acceptation par des instances nationales et internationales. L’article traite ensuite de la sensibilité et la précision de H. azteca quant à l’utilité de son application pour apprécier la dangerosité de contaminants chimiques et de sédiments naturels d’intérêt. La publication détaille ensuite le développement plus récent d’un microbiotest (essai biologique entrepris à petite échelle) dit «de contact direct», dans lequel des larves du micro-crustacé ostracode Heterocypris incongruens sont exposées à un sédiment. Comme ce microbiotest utilise des larves écloses de «stades de dormance» (cystes cryptobiotiques), il a l’avantage remarquable d’être totalement émancipé d’un besoin de culture en continu de stocks des organismes test. Sont décrites des applications pour ce microbiotest-ostracode de 6 jours d’exposition, conduites au Canada et en Belgique, lesquelles ont contribué à sa reconnaissance par l’ISO comme test standard, après la tenue réussie d’un vaste exercice international d’inter-calibration. Un regard intéressé est porté sur la comparaison de la sensibilité des tests amphipode et ostracode à partir de données d’études menées sur des échantillons semblables. Des sensibilités concordantes pour ces deux tests ont été trouvées au regard de plus de 1000 paires de données comparatives générées dans le cadre d’une étude de surveillance de sédiments de rivières réalisée en Flandres, Belgique, et qui s’est échelonnée sur une période de 12 ans. Celle-ci confirme l’utilité du test ostracode de 6 jours, lequel offre une alternative pratique au test amphipode de 10−14 jours pour l’évaluation de l’écotoxicité de sédiments contaminés.