Ecotoxicologia metalelor grele in lunca Dunarii - CESEC
Ecotoxicologia metalelor grele in lunca Dunarii - CESEC Ecotoxicologia metalelor grele in lunca Dunarii - CESEC
Ecotoxicologia metalelor în lunca Dunării 149 inundate); 10. Fe, Mn în apa subterană: corelare negativă cu condiţiile redox în orizontul corespunzând nivelului apei subterane; 11. Fe, Mn, Zn, Cr, Pb în apa de suprafaţă: corelare pozitivă cu importanţa evapotranspiraţiei în reducerea volumului apei de suprafaţă; 12. Fe, Mn, Zn în apa de suprafaţă: corelare pozitivă cu intensitatea fluxurilor subterane încărcate cu metal provenind din ecosisteme de grind adiacente; 13. Cd în apa de suprafaţă şi subterană: corelare pozitivă cu concentraţia totală din sol, modulată (în cazul apei de suprafaţă) de mărimea volumului de apă de inundaţie; 14. Fe, Mn, Zn, Pb în macrofite acvatice: corelare pozitivă cu concentraţiile din apa de suprafaţă; 15. Cu, Cd în macrofite acvatice: corelare negativă cu concentraţiile din apa de suprafaţă; 16. Fe, Mn, Zn, Cu, Cr, Pb, Cd în seston: corelare cu structura granulometrică a sestonului controlată de sedimentarea diferenţiată de-a lungul gradienţilor succesionali. Alte posibile cauze avansate ipotetic pentru explicarea distribuţiei metalelor sunt: 17. Zn în sol: eliberarea metalelor din sol în condiţii de inundare, datorită mobilităţii mari; 18. Cu în sol: cantitatea şi calitatea materiei organice din sol; 19. Cu, Pb în sol: depuneri atmosferice; 20. Cd în sol: concentraţii mici în materia organică nedescompusă acumulată şi export prin apa de inundaţie al Cd eliberat în cursul descompunerii macrofitelor acvatice; 21. Diferenţe subteran vs. suprateran pentru Fe, Zn, Cu, Cr în plante: mecanisme fiziologice de reglaj; 22. Fe, Zn, Cu, Cr, Pb, Ni în plante: particularităţile fiziologice ale speciilor de plante; 23. Fe în apa de suprafaţă: eliberarea metalelor din sol în condiţii de inundare, datorită mobilităţii mari la potenţial redox scăzut; 24. Cu şi Pb în apa de suprafaţă: imobilizarea metalelor (inclusiv a celor rezultate din descompunerea macrofitelor acvatice) la nivelul solului în condiţii redox scăzute; 25. Fe în apa subterană: tehnica de prelevare (posibile schimburi intensificate cu apa de suprafaţă în lungul tubului piezometric); 26. Fe, Mn, Zn în apa de suprafaţă: eliberarea metalelor din macrofitele acvatice în timpul descompunerii; 27. Fe, Mn, Zn, Cu, Cr, Pb, Cd în seston: schimbarea structurii sestonului prin dezvoltarea fracţiilor planctonice pe măsura staţionării apei în ecosisteme. În susţinerea mecanismelor propuse mai sus vin informaţiile din literatură, datele referitoare la parametrii de control ai comportamentului metalelor obţinute în ecosistemele celor două serii succesionale investigate şi, în ce priveşte seria a din O. Fundu Mare, datele preliminare referitoare la fracţii de metale din sol cu mobilitate diferită. Se cunoaşte că mineralele din fracţiile fine (argile), deşi nu includ metale grele în structura lor au asociate cu ele cantităţi mari de metale faţă de alte fracţii granulometrice, datorită adsorbţiei la suprafaţa particulelor (Kabata-Pendias şi Pendias, 1992). Acest proces este favorizat, în cazul unor metale cum sunt Cd, Ni, Cu şi Pb, de substanţele humice (Laxen, 1985). Corelaţiile menţionate le-am stabilit pe baza datelor de granulometrie a solurilor (Benea, 1997) şi a datelor de materie organică totală (evaluată prin pierderea la calcinare). Tiparul de distribuţie în sol prezentat de Cd arată predominanţa adsorbţiei la particulele minerale fine în cazul acestui metal şi slaba afinitate pentru oxizii Fe şi Mn, dominanţi ca forme ale acestor elemente în ecosistemele de grind, ceea ce este în acord cu datele de literatură (Forbes şi colab., 1976). Faptul că este comparativ mai puţin Cd în sedimentul bogat în materie organică din lacuri faţă de cel din mlaştini, mai mineral, vine în sprijinul afirmaţiei că afinitatea Cd pentru mineralele din fracţia argiloasă este mai mare decât pentru liganzii organici; în literatură unele studii susţin, iar altele contrazic această afirmaţie (Kabata-Pendias şi Pendias, 1992).
150 Rezultate şi discuţii Spre deosebire de Cd, Zn şi Cu sunt raportate ca metale cu mare potenţial de a fi adsorbite pe oxizii de Fe şi Mn (de ex. Forbes şi colab., 1976). Zn în sol este asociat preponderent cu oxizii de Fe şi Al şi cu argile. Tiparul de distribuţie observat în cazul Zn sugerează rolul foarte important al oxizilor în imobilizarea Zn în sistemele rar inundate din Insula Mică a Brăilei. Pe de altă parte, Zn este cunoscut ca element cu mobilitatea ridicată, concentraţiile din apa interstiţială fiind în domeniul 4-270 ppb (Kabata-Pendia şi Pendias, 1992), comparabil cu cel care caracterizează apa subterană din sistemele investigate. Fe, Cu şi Mn formează sulfuri stabile în solurile inundate, coprecipitând şi alte elemente cum sunt Cd, Ni şi Zn (Jenne, 1976). În condiţiile din lacurile puţin adânci este deci probabil să nu fi avut loc o mobilizare directă a acestor metale din sediment (sedimentul nu a trecut prin faze de oxidare pe perioada studiilor, o secare a lacurilor având loc doar în vara lui 1998). Metalele din apa lacurilor puteau proveni direct doar din descompunerea macrofite, în timp ce metalele din apa de inundaţie a mlaştinilor şi depresiunii interioare puteau proveni şi din sediment, care a trecut prin faze cu potenţial redox ridicat. Mobilitatea redusă a Cu şi îndeosebi a Pb este frecvent raportată (surse citate de Kabata-Pendias şi Pendias, 1992), ceea ce vine să susţină observaţiile noastre cu privire la aparenta imobilizare a acestor metale din apa de suprafaţă. Aceiaşi autori raportează că este tipic pentru Cu şi Pb să se acumuleze în orizontul superficial, diferit de ceea ce s-a observat în ecosistemele din luncă. Explicaţia este probabil legată de regimul inundaţiilor, care face ca orizontului superficial să i se adauge în fiecare an un nou strat de sediment proaspăt şi duce în acelaşi timp fie la îngroparea litierei nedescompuse, fie la exportarea ei din ecosistem. Descreşterea concentraţiilor de Mn şi Zn este probabil rezultatul scăderii potenţialului redox al solului cu adâncimea, ceea ce duce la reducerea formelor oxidate ale Mn şi mobilizarea metalelor adsorbite, cum este şi Zn. Creşterea cu adâncimea a concentraţiilor de Cr şi Cd ar putea fi datorată depunerii de straturi de sediment cu concentraţii mai mici. Acumularea preferenţială a Cu şi Pb în rădăcini faţă de organele supraterane este de asemenea frecvent raportată, ca şi translocarea masivă a unor elemente mobile la potenţial redox scăzut în sol (cum sunt Mn şi Fe) către părţile supraterane ale plantelor (surse citate de Kabata-Pendias şi Pendias, 1992). Tabelul 31 prezintă distribuţia procentuală a metalelor în fracţiile evaluate în solul ecosistemelor de grind, depresiune inundabilă şi mlaştină (staţiile H2, H3 şi H4), calculată în raport cu concentraţia în extractul cu apă regală (Schimb. = fracţia schimbabilă, Carb. – fracţia asociată carbonaţilor, UR = fracţia uşor de redus, MR. = fracţia moderat de redus, Ads. Org. = fracţia adsorbită pe substanţa organică). În urma inspecţiei tabelului se pot constata următoarele: • Procentele în care metalele sunt distribuite în fracţii cu mobilitate diferită se încadrează în domeniul din literatură (Barona şi colab., 1994, Asami şi colab., 1995, BCR, 1998, Ngiam şi Lim, 2001, Rouset şi Lopez-Sanchez, 2001, Nome şi colab., 2001, Dollar şi colab., 2001); • Ponderea Fe, Mn şi Zn în forme rapid transferabile către apa de suprafaţă şi plante (fracţia schimbabilă) creşte dinspre grind către ecosistemele de depresiune interioară şi mlaştină, în timp de ponderea Pb scade; • Ponderea Mn sub formă de oxizi uşor de redus scade pe acest gradient, la fel ca şi ponderea Cr, Cu, Pb şi Zn asociată oxizilor de Mn; • Ponderea Cr scade şi în cazul fracţiei de oxizi mai greu de redus (dominată de oxizi de Fe); • Pe gradientul menţionat creşte ponderea Cr, Cu, Fe şi Pb în fracţia adsorbită la materia organică. Distribuţia metalelor în fracţiile schimbabilă şi uşor de redus din solul ecosistemelor de depresiune şi mlaştină sugerează că este posibil transferul Fe, Mn. Zn (mai puţin al Cr, cu mare afinitate pentru materia organică) în apa de inundaţie şi în plante.
- Page 99 and 100: 98 Rezultate şi discuţii
- Page 101 and 102: 100 Rezultate şi discuţii
- Page 103 and 104: 102 Rezultate şi discuţii O dată
- Page 105 and 106: 104 Rezultate şi discuţii
- Page 107 and 108: 106 Rezultate şi discuţii În tab
- Page 109 and 110: 108 Rezultate şi discuţii concent
- Page 111 and 112: 110 Rezultate şi discuţii de meta
- Page 113 and 114: 112 Rezultate şi discuţii G3 H3 5
- Page 115 and 116: 114 Rezultate şi discuţii Cele ma
- Page 117 and 118: 116 Rezultate şi discuţii 100.00
- Page 119 and 120: 118 Rezultate şi discuţii oberva
- Page 121 and 122: 120 Rezultate şi discuţii bivalve
- Page 123 and 124: 122 Rezultate şi discuţii cazuril
- Page 125 and 126: 124 Rezultate şi discuţii preleva
- Page 127 and 128: 126 Rezultate şi discuţii Faptul
- Page 129 and 130: 128 Rezultate şi discuţii investi
- Page 131 and 132: 130 Rezultate şi discuţii stocul
- Page 133 and 134: 132 Rezultate şi discuţii
- Page 135 and 136: 134 Rezultate şi discuţii 3.5 Tip
- Page 137 and 138: 136 Rezultate şi discuţii concent
- Page 139 and 140: 138 Rezultate şi discuţii Distrib
- Page 141 and 142: 140 Rezultate şi discuţii Figura
- Page 143 and 144: 142 Rezultate şi discuţii ‣ În
- Page 145 and 146: 144 Rezultate şi discuţii Figura
- Page 147 and 148: 146 Rezultate şi discuţii Figura
- Page 149: 148 Rezultate şi discuţii Figura
- Page 153 and 154: 152 Rezultate şi discuţii în caz
- Page 155 and 156: 154 Rezultate şi discuţii Din ana
- Page 157 and 158: 156 Rezultate şi discuţii Tabelul
- Page 159 and 160: 158 Rezultate şi discuţii Tabelul
- Page 161 and 162: 160 Rezultate şi discuţii
- Page 163 and 164: 162 Rezultate şi discuţii Tabelul
- Page 165 and 166: 164 Rezultate şi discuţii În ser
- Page 167 and 168: 166 Rezultate şi discuţii 166
- Page 169 and 170: 168 Rezultate şi discuţii Legend
- Page 171 and 172: 170 Rezultate şi discuţii în lab
- Page 173 and 174: 172 Rezultate şi discuţii 3.7 Eva
- Page 175 and 176: 174 Rezultate şi discuţii 450.0 1
- Page 177 and 178: 176 Rezultate şi discuţii Figura
- Page 179 and 180: 178 Rezultate şi discuţii
- Page 181 and 182: 180 Rezultate şi discuţii diferit
- Page 183 and 184: 182 Rezultate şi discuţii de 42.8
- Page 185 and 186: 184 Rezultate şi discuţii Tabelul
- Page 187 and 188: 186 Rezultate şi discuţii de exce
- Page 189 and 190: 188 Rezultate şi discuţii localiz
- Page 191 and 192: 190 Rezultate şi discuţii Tabelul
- Page 193 and 194: 192 Rezultate şi discuţii 35 Igno
- Page 195 and 196: 194 Rezultate şi discuţii mai apr
- Page 197 and 198: 196 Rezultate şi discuţii Evaluar
- Page 199 and 200: 198 Rezultate şi discuţii 3.9.2 C
150 Rezultate şi discuţii<br />
Spre deosebire de Cd, Zn şi Cu sunt raportate ca metale cu mare potenţial de a fi adsorbite pe<br />
oxizii de Fe şi Mn (de ex. Forbes şi colab., 1976). Zn în sol este asociat preponderent cu oxizii de<br />
Fe şi Al şi cu argile. Tiparul de distribuţie observat în cazul Zn sugerează rolul foarte important<br />
al oxizilor în imobilizarea Zn în sistemele rar <strong>in</strong>undate d<strong>in</strong> Insula Mică a Brăilei. Pe de altă parte,<br />
Zn este cunoscut ca element cu mobilitatea ridicată, concentraţiile d<strong>in</strong> apa <strong>in</strong>terstiţială fi<strong>in</strong>d în<br />
domeniul 4-270 ppb (Kabata-Pendia şi Pendias, 1992), comparabil cu cel care caracterizează apa<br />
subterană d<strong>in</strong> sistemele <strong>in</strong>vestigate.<br />
Fe, Cu şi Mn formează sulfuri stabile în solurile <strong>in</strong>undate, coprecipitând şi alte elemente cum<br />
sunt Cd, Ni şi Zn (Jenne, 1976). În condiţiile d<strong>in</strong> lacurile puţ<strong>in</strong> adânci este deci probabil să nu fi<br />
avut loc o mobilizare directă a acestor metale d<strong>in</strong> sediment (sedimentul nu a trecut pr<strong>in</strong> faze de<br />
oxidare pe perioada studiilor, o secare a lacurilor având loc doar în vara lui 1998). Metalele d<strong>in</strong><br />
apa lacurilor puteau proveni direct doar d<strong>in</strong> descompunerea macrofite, în timp ce metalele d<strong>in</strong><br />
apa de <strong>in</strong>undaţie a mlaşt<strong>in</strong>ilor şi depresiunii <strong>in</strong>terioare puteau proveni şi d<strong>in</strong> sediment, care a<br />
trecut pr<strong>in</strong> faze cu potenţial redox ridicat.<br />
Mobilitatea redusă a Cu şi îndeosebi a Pb este frecvent raportată (surse citate de Kabata-Pendias<br />
şi Pendias, 1992), ceea ce v<strong>in</strong>e să susţ<strong>in</strong>ă observaţiile noastre cu privire la aparenta imobilizare a<br />
acestor metale d<strong>in</strong> apa de suprafaţă. Aceiaşi autori raportează că este tipic pentru Cu şi Pb să se<br />
acumuleze în orizontul superficial, diferit de ceea ce s-a observat în ecosistemele d<strong>in</strong> luncă.<br />
Explicaţia este probabil legată de regimul <strong>in</strong>undaţiilor, care face ca orizontului superficial să i se<br />
adauge în fiecare an un nou strat de sediment proaspăt şi duce în acelaşi timp fie la îngroparea<br />
litierei nedescompuse, fie la exportarea ei d<strong>in</strong> ecosistem. Descreşterea concentraţiilor de Mn şi<br />
Zn este probabil rezultatul scăderii potenţialului redox al solului cu adâncimea, ceea ce duce la<br />
reducerea formelor oxidate ale Mn şi mobilizarea <strong>metalelor</strong> adsorbite, cum este şi Zn. Creşterea<br />
cu adâncimea a concentraţiilor de Cr şi Cd ar putea fi datorată depunerii de straturi de sediment<br />
cu concentraţii mai mici.<br />
Acumularea preferenţială a Cu şi Pb în rădăc<strong>in</strong>i faţă de organele supraterane este de asemenea<br />
frecvent raportată, ca şi translocarea masivă a unor elemente mobile la potenţial redox scăzut în<br />
sol (cum sunt Mn şi Fe) către părţile supraterane ale plantelor (surse citate de Kabata-Pendias şi<br />
Pendias, 1992).<br />
Tabelul 31 prez<strong>in</strong>tă distribuţia procentuală a <strong>metalelor</strong> în fracţiile evaluate în solul ecosistemelor<br />
de gr<strong>in</strong>d, depresiune <strong>in</strong>undabilă şi mlaşt<strong>in</strong>ă (staţiile H2, H3 şi H4), calculată în raport cu<br />
concentraţia în extractul cu apă regală (Schimb. = fracţia schimbabilă, Carb. – fracţia asociată<br />
carbonaţilor, UR = fracţia uşor de redus, MR. = fracţia moderat de redus, Ads. Org. = fracţia<br />
adsorbită pe substanţa organică). În urma <strong>in</strong>specţiei tabelului se pot constata următoarele:<br />
• Procentele în care metalele sunt distribuite în fracţii cu mobilitate diferită se încadrează în<br />
domeniul d<strong>in</strong> literatură (Barona şi colab., 1994, Asami şi colab., 1995, BCR, 1998, Ngiam şi<br />
Lim, 2001, Rouset şi Lopez-Sanchez, 2001, Nome şi colab., 2001, Dollar şi colab., 2001);<br />
• Ponderea Fe, Mn şi Zn în forme rapid transferabile către apa de suprafaţă şi plante (fracţia<br />
schimbabilă) creşte d<strong>in</strong>spre gr<strong>in</strong>d către ecosistemele de depresiune <strong>in</strong>terioară şi mlaşt<strong>in</strong>ă, în<br />
timp de ponderea Pb scade;<br />
• Ponderea Mn sub formă de oxizi uşor de redus scade pe acest gradient, la fel ca şi ponderea<br />
Cr, Cu, Pb şi Zn asociată oxizilor de Mn;<br />
• Ponderea Cr scade şi în cazul fracţiei de oxizi mai greu de redus (dom<strong>in</strong>ată de oxizi de Fe);<br />
• Pe gradientul menţionat creşte ponderea Cr, Cu, Fe şi Pb în fracţia adsorbită la materia<br />
organică.<br />
Distribuţia <strong>metalelor</strong> în fracţiile schimbabilă şi uşor de redus d<strong>in</strong> solul ecosistemelor de<br />
depresiune şi mlaşt<strong>in</strong>ă sugerează că este posibil transferul Fe, Mn. Zn (mai puţ<strong>in</strong> al Cr, cu mare<br />
af<strong>in</strong>itate pentru materia organică) în apa de <strong>in</strong>undaţie şi în plante.