Loading...
HomeMy WebLinkAboutDERR-2024-007795Great Salt Lake Study Team  Preliminary investigation of  selenium in water, bottom sediment,  and biota, Great Salt Lake, Utah  Preliminary investigation of  selenium in water, bottom sediment,  and biota, Great Salt Lake, Utah  Bruce Waddell, USFWS, Salt Lake City, UT  David L. Naftz USGS, Salt Lake City, UT  Briant A. Kimball, USGS, Salt Lake City, UT  John R. Garbarino, USGS, Denver, CO  Bruce Waddell, USFWS, Salt Lake City, UT  David L. Naftz USGS, Salt Lake City, UT  Briant A. Kimball, USGS, Salt Lake City, UT  John R. Garbarino, USGS, Denver, CO  Data collection, analysis, and graphic  support: Rex Sohn, Elise Boeke, Nathan  Darnall, Doyle Stephens, Rob Baskin,  and Melanie Markin  Data collection, analysis, and graphic  support: Rex Sohn, Elise Boeke, Nathan  Darnall, Doyle Stephens, Rob Baskin,  and Melanie Markin Great Salt Lake Study Team  GSL ISSUES ¨Closed basin: Salinit y is 3 to 5 X higher than  seawater ¨Runoff from urban, agriculture, and mining ¨Currently (2002)­­No numeric standards for Se  or other trace contaminants ¨R317­2­6. Use Designations.  6.5 Class 5 ­­ The Great Salt Lake. Protected for  primary and secondary contact recreation, aquatic  wildlife, and mineral extraction.  Photo courtesy of Don Paul Great Salt Lake Study Team  GLOBAL IMPORTANCE OF GSL ¨ Area of Hemispheric Importance ¨ > 85 million bird­use days ¨ 30 percent of world’s population of  Wilson’s Phalarope ¨ 0.5 to 1.5 million Eared Grebes ¨ 15.5 M lbs of BS cysts harvested this year  Photo courtesy of Don Paul Statistics  courtesy of GSL Ecosystem Project Great Salt Lake Study Team  PRELIMINARY  INVESTIGATIONS BY  USFWS AND USGS  PRELIMINARY  INVESTIGATIONS BY  USFWS AND USGS ¨Establishing historical trends in trace  element loadings ¨Refining methods for trace element anal ysis  in high saline matrices ¨Establishing trace element concentrations in  biota (eared grebes and brine shrimp) ¨Establishing historical trends in trace  element loadings ¨Refining methods for trace element anal ysis  in high saline matrices ¨Establishing trace element concentrations in  biota (eared grebes and brine shrimp) Great Salt Lake Study Team  L AKE CORES FROM GSL  PROVIDE HISTORICAL ARCHIVE  L AKE CORES FROM GSL  PROVIDE HISTORICAL ARCHIVE  Great Salt Lake Great Salt Lake  UT AH UT AH  Red Butte Res. Red Butte Res.  Decker Lake Decker Lake Great Salt Lake Study Team  PATTERN RECOGNITION  ANALYSIS  PATTERN RECOGNITION  ANALYSIS ¨PCA is used to reduce  the dimensionality of  the data set ¨New plotting axis are  combinations of  original variables ¨View geochemical  process instead of  concentration ¨PCA is used to reduce  the dimensionality of  the data set ¨New plotting axis are  combinations of  original variables ¨View geochemical  process instead of  concentration Great Salt Lake Study Team  VERTICAL PROFILE OF PC  SCORES IN GSL  VERTICAL PROFILE OF PC  SCORES IN GSL  25  20  15  10  5  0  1738  1758  1776  1793  1810  1986  1825  1842  1859  1878  1897  1916  1933  1950  1996  1964  1974  1980  1992  DE PTH,   I N   C E NT IMETERS   SEDI M ENT  D AT E  EXPLANATION EXPLANATION  HEALTHY  UNHEALTHY  Principal component  3 scores Great Salt Lake Study Team  ANALYTICAL  METHODS FOR  TRACE ELEMENTS  ANALYTICAL  METHODS FOR  TRACE ELEMENTS USGS National Lab, Denver, CO  Arsenic  As separated saline matrix before quantitation using IC  Cl interference with ICPMS is eliminated using IC separation  Detection limits enhanced using arsine generation  Transition metals  Metals separated from saline matrix using ion chromatography  Metals can be preconcentrated  Selenium  Determined by GFAAS  Jones, S.R., and Garbarino, J.R., 1999, USGS OFR 98­639, 39 p.  Arsenic  As separated saline matrix before quantitation using IC  Cl interference with ICPMS is eliminated using IC separation  Detection limits enhanced using arsine generation  Transition metals  Metals separated from saline matrix using ion chromatography  Metals can be preconcentrated  Selenium  Determined by GFAAS  Jones, S.R., and Garbarino, J.R., 1999, USGS OFR 98­639, 39 p. Great Salt Lake Study Team  Dissolved As, in mg/L Shallow  depth  (0.5 to 1.0 m)  Dissolved As, in mg/L Shallow  depth  (0.5 to 1.0 m)  85  89  88  88  91 91  92  94  92  90  94  91  91  S. Arm GSL  F a r m i n g t o n   B a y  92  Mean As in GSL  (Tayler, 1980)  Upper       Lower  brine         brine  (ppb)         (ppb)  100            205  Fall 2001 Great Salt Lake Study Team  ­10  ­8  ­6  ­4  ­2  0  0 1 2 3 4  0 30 60 90  As, mG/L  DO  DO, MG/L  DEPTH BELOW WATER SURFACE, IN  METERS  As  ­10  ­8  ­6  ­4  ­2  0  0 2 4 6  0 30 60 90  As, mG/L  DO  DO, MG/L  DEPTH BELOW WATER SURFACE, IN  METERS  As  Redox controls As  with depth  Redox controls As  with depth  GSL 4  GSL  2820 Great Salt Lake Study Team  Dissolved Se, in mg/L  (shallow /deep)  Dissolved Se, in mg/L  (shallow /deep)  5 mg/L Se is  Water  Quality  Criteria in  freshw ater  5 mg/L Se is  Water  Quality  Criteria in  freshw ater  <20/ND  <20/ND  <20/35  45/ND  <20/60  20/30  <20/50  <20/<20  30/30  30/ND  26/ND  S. Arm GSL  F a r m i n g t o n   B a y  <20/70  Fall 2001 Great Salt Lake Study Team  EXPLANATION EXPLANATION  USFWS SAMPLING SITES USFWS SAMPLING SITES  S. Arm GSL  F a r m i n g t o n   B a y Great Salt Lake Study Team  0.00  1.00  2.00  3.00  4.00  5.00  Se ,  ( mg/g DW)  Brine Shrimp Sediment  Se IN S. ARM BRINE SHRIMP  AND SEDIMENT (synoptic samples)  Se IN S. ARM BRINE SHRIMP  AND SEDIMENT (synoptic samples)  A  B  A Bird repro­  ductive  threshold 3­8  ppm DW  B Average Se in  freshwater  environments  = 0.2–2.0 ppm  N=38 N=80 Great Salt Lake Study Team  Se ,  ( mg/g DW )  04/00 05/00 09/98 11/97 12/98  0.00  4.00  8.00  12.00  16.00  20.00  Se IN EARED GREBE LIVERS  N=3  N=21 N=12  N=3  22 T  N=4  Pre­breeding         Fall staging/molt Great Salt Lake Study Team  CONCLUSIONS CONCLUSIONS ¨Sediment core indicates increasing  anthropogenic influences in recent sediments  (after mid­1900s) ¨Se in water column ranges from < 20 to ~ 70 mg/L ¨Lake turnover could impact trace metal cycling ¨Se in brine shrimp are low, but approaching  dietary level of concern for bird reproduction ¨Apparent doubling of Se in livers from eared  grebes between September and December ¨Sediment core indicates increasing  anthropogenic influences in recent sediments  (after mid­1900s) ¨Se in water column ranges from < 20 to ~ 70 mg/L ¨Lake turnover could impact trace metal cycling ¨Se in brine shrimp are low, but approaching  dietary level of concern for bird reproduction ¨Apparent doubling of Se in livers from eared  grebes between September and December Great Salt Lake Study Team  CURRENT AND NEEDED WORK CURRENT AND NEEDED WORK  UDNR/USGS ¨Detailed bathymetry of south arm ¨Areal and vertical distributions of nutrients, trace  elements, and N, C, and S isotopes in south arm  USFWS ¨Finalize and publish report ¨Hg and PAHs issues in Farmington Bay tributaries ¨Biological effects of trace metals on Eared Grebes  UDNR/USGS ¨Detailed bathymetry of south arm ¨Areal and vertical distributions of nutrients, trace  elements, and N, C, and S isotopes in south arm  USFWS ¨Finalize and publish report ¨Hg and PAHs issues in Farmington Bay tributaries ¨Biological effects of trace metals on Eared Grebes