Determination of leachate toxicity through acute toxicity using Daphnia pulex and Anaerobic Toxicity Assays

Abstract

The municipal solid waste (MSW) of large cities, in particular the ones of developing countries, is mainly disposed in landfills (LFs), whose inadequate management generates the emission of greenhouse gases and the production of leachates with high concentrations of organic and inorganic matter and, occasionally heavy metals. In this study, the toxicity of the leachates from an intermediate-age municipal landfill was evaluated by ecotoxicity and anaerobic toxicity tests. The acute toxicity assays with Daphnia pulex presented a toxic unit (TU) value of 49,5%, which indicates that these leachates should not be directly discharged into water sources or percolate into the soil because they would affect the ecosystems related to these waters. According to statistical analyses, the leachate toxicity is mainly associated with the inorganic fraction, having the chlorides, calcium hardness and, calcium as the greatest influences on the toxicity. The anaerobic toxicity test showed that in the exposure stage, the methanogenic activity exceeded the control one, which suggests that the anaerobic bacteria easily adapted to the leachate. Therefore, this treatment could be an alternative to mitigate the toxicity of the studied leachates. The inhibition presented in the recovery stage, represented by a reduction of the methanogenic activity, may be because the amount of supplied substrate was not enough to fulfill the carbon and nutrient requirements of the bacterial population present.Keywords: Daphnia pulex, leachate, municipal landfill, anaerobic toxicity. RESUMENLos residuos sólidos municipales (RSM) de las grandes urbes, en particular las de países en desarrollo, son predominantemente arrojados en rellenos sanitarios (RS), cuyo manejo inadecuado genera la emisión de gases de efecto invernadero y la producción de lixiviados con altas concentraciones de materia orgánica e inorgánica y, ocasionalmente, de metales pesados. En este estudio se evaluó la toxicidad de los lixiviados de un relleno sanitario municipal de edad intermedia, mediante ensayos de ecotoxicidad y de toxicidad anaerobia. Los ensayos de toxicidad aguda con Daphnia pulex presentaron valores de UT de 49,5%, lo que indica que estos no deben ser vertidos directamente a fuentes de agua ni deben percolar en el suelo, pues afectarían los ecosistemas que se sirvan de estas aguas. De acuerdo con los análisis estadísticos, la toxicidad del lixiviado está asociada principalmente a la fracción inorgánica, siendo los cloruros, la dureza cálcica y el calcio los parámetros de mayor influencia. Los ensayos de toxicidad anaerobia mostraron que en la etapa de exposición la actividad metanogénica superó a la del control, lo que sugiere que las bacterias anaerobias se adaptaron fácilmente al lixiviado y, por lo tanto, esta puede ser una alternativa de tratamiento para mitigar la toxicidad de los lixiviados estudiados. La inhibición presentada en la etapa de recuperación, representada en una reducción de la actividad metanogénica, puede deberse a que la cantidad de sustrat...