| dc.description.abstract | Uran er et radioaktivt grunnstoff som kan opptre som en miljøgift. Antropogene kilder omfatter lekkasje fra urangruver og kjernekraftverk, forbrenning av petroleumsbasert drivstoff (som kull) og produksjon av og bruk av fosfatbasert gjødsel (Markich 2002). Naturlige høye mineralforekomster av uran kan også være kilder til økt urankonsentrasjon i miljøet. Uran er både kjemisk og radiologisk giftig, men biotilgjengelighet og toksisitet kan påvirkes både av urans tilstandsform og jord eller vanns kjemiske parametere. Tidligere studier med uran og juvenil laks har vist at pH-verdien i vann har stor effekt på urans tilstandsform (Teien 2013). Det ble observert at endringer i pH-verdi førte til en endret toksisitet fra uran mot laks. LC-50 (Lethal Concentration 50%) falt fra 25 mg/l til 1.4 mg/l ved økning i pH fra pH 6.0 til pH 7.9 (Teien 2013).
Problemstillingen for denne masteroppgaven er: I hvilken grad er endring av urans tilstandsformer, og urans toksisitet mot nematoden C. elegans, avhengig av pH? Siden modellorganismen Caenorhabditis elegans (C. elegans) hadde blitt brukt til å undersøke urans toksisitet flere ganger før (Dutilleul et al. 2013; Goussen et al. 2013; Jiang et al. 2009), ble det bestemt å bruke denne som testorganisme. C. elegans nematoder lever naturlig i jord, derfor ble kunstig jordporevann brukt som testmedium. Varmeinaktivert Escherichia coli (E. coli) bakterier ble anvendt som næringskilde for nematodene.
Hovedhypotesen for oppgaven er: Et fall fra pH 7.5 til pH 6.0 i en jordporevannløsning vil føre til endringer i urans tilstandsform og derav vil urans toksisitet mot nematoden C. elegans øke. Hypotesen ble testet ved å eksponere nematodene for forskjellige urankonsentrasjoner (90, 10, 1.0 og 0.10 µM) ved forskjellige pH-verdier (7.5, 7.0, 6.5, 6.0 og 5.5). Eksponeringen ble gjort i brønner på mikrotiterplater; ca. 30 nematoder ble tilsatt til hver brønn. SSPW (simulated soil pore water) ble brukt som testmedium, og pH ble justert med salpetersyre. Kontroll-løsninger uten uran ble opparbeidet for å kontrollere naturlig dødelighet for de forskjellige pH-verdiene. Løsninger med natriumnitrat ble også opparbeidet for å kontrollere toksisiteten til nitrat. Etter en 96 timers inkubering ved 18 °C ble prosent nematodedød per konsentrasjon per pH regnet ut, basert på antallet nematoder som overlevde. For urankonsentrasjon 10 µM ble to repetisjoner utført for å øke statistisk signifikans av data.
Konsentrasjonene av uran og dets tilstandsformer i SSPW ble kontrollert under forsøket. Prøver ble fraksjonert med enten høy-hastighets sentrifugering, membran ultrasentrifugering eller sprøytefilter filtrering. Uraninnholdet i både fraksjon- og totalprøvene ble bestemt med et ICP-MS (Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometer) instrument. Uraninnholdene i prøvene ble sammenlignet for å gi en oversikt over endring av urans tilstandsformer med hensyn på pH.
Kontroll-løsningene med SSPW viste at hverken pH (5.5 til 7.5) eller natriumnitrat (0.20 til 0.00020 mM) hadde effekt på nematodene. Fraksjonering av prøver med nominell urankonsentrasjon 10 µM viste et omslagspunkt ved pH 7.4. Uran fra SSPW med pH under dette omslagspunktet var i liten grad løst, og var kompleksbundet til organisk materiale i form av døde E. coli bakterier. Uran fra SSPW med pH over 7.4 var i stor grad løst som tilstandsformer med lav molekylær masse. Nematodedødelighet for SSPW med nominell urankonsentrasjon 10 µM og pH 7.55 ± 0.070 var 18 ± 5.2 % døde. Nematodedødeligheten for SSPW med samme urankonsentrasjon og pH under 7.4 var 64 ± 3.8 % døde eller mer. pH påvirket altså tydelig urans toksisitet. Videre var endringen i toksisitet mot nematoden C. elegans korrelert med endring av urans tilstandsform, noe som støtter hypotesen. | nb_NO |
