Ecotoxicologia metalelor grele in lunca Dunarii - CESEC

Ecotoxicologia metalelor în lunca Dunării 171
incubare (rata de denitrificare a crescut de la 70 la 90 ng N 2 / g s.u. / oră), urmată apoi de o
puternică inhibare (EC 50 = 488.17 ppm, calculată faţă de rata iniţială). Curba doză - răspuns în
cazul solului stimulat (experimentul 2 varianta B) a avut o formă similară cu cea a solului care a
avut rată mare de denitrificare în mod natural (experimentul 1 varianta B), dar concentraţia de
Cu de la care a apărut inhibarea a fost mult mai mare. Explicaţia aceastei diferenţe este probabil
asociată unor particularităţi ale celor două soluri (reflectate de pH-ul mai ridicat al solului utilizat
în al doilea experiment, a se vedea capitolul de organizare a programului de cercetare).
S-a mai raportat creşterea ratei de denitrificare în cazul unor pesticide (Pell şi colab., 1998).
Efectul stimulator obţinut în variantele experimentale A poate fi explicat prin omorârea şi liza
organismelor din comunitatea microbiană (şi pe această cale furnizarea de substrat energetic
denitrificatorilor), poate fi un simptom de stres (creşterea necesarului de substrat energetic sau
perturbarea mecanismelor metabolice). Prin urmare un astfel de simptom (stimularea) ar putea fi
la fel de sever ca şi descreşterea activităţii.
Denitrificatorii fac parte din microflora zimogenă, cu efective populaţionale mici la concentraţii
reduse de substrat energetic, dar competitivi la concentraţii mari de substrat (Johansson şi colab.,
1998). Inhibarea denitrificării observată în variantele experimentale B (cu rate mari de
denitrificare la debut) poate fi datorată inhibării enzimelor sau creşterii microorganismelor
(Baath, 1989), Atunci când se adaugă substrat, microorganismele zimogene încep să se dezvolte
şi sintetizează enzime care ar putea fi sensibile la metale, ceea ce ar duce la descreşterea
activităţii (experimentul 2 varianta B). Acest efect poate fi datorat şi descreşterii sintezei de
enzime ca urmare a inhibării creşterii microorganismelor. Putem presupune că mecanisme
similare au acţionat în experimentul 1 varianta B, când substratul exista deja în condiţii naturale.
Stabilizarea ratei de denitrificare (experimentul 1, varianta B, figura 45) poate indica faptul că o
parte din micoorganismele denitrificatoare sunt mai rezistente la Cu.
Deşi denitrificarea a fost afectată de metale, este important să remarcăm că aceasta nu a avut loc
in situ. Nu este posibil să comparăm direct rezultatele experimentelor cu cele ale studiului de
teren, deoarece concentraţiile estimate în teren au fost cele totale. Prin urmare, nu putem
concluziona că denitrificatorii sunt afectaţi de metale în teren. Totuşi, presupunând că, după
omogenizare, concentraţiile de metale din soluţia solului au fost aceleaşi cu cele din soluţia
adăugată după incubare, putem calcula concentraţiile maxime la care nu se observă încă un efect
(NOEC) şi în raport cu greutatea uscată a solului (0.083 ppm s.u. Cu şi 2.64 ppm s.u. Zn în cazul
primului experiment, varianta B). Aceste concentraţii reprezintă mai puţin de 1% din
concentraţia totală de metale estimată în sol. Luând în considerare că fracţia uşor disponibilă de
metale variază de la aproape absenţă în solurile puternic reduse (Forstner, 1989) la câteva
procente din concentraţia totală în condiţii de potenţial redox mai ridicat (Asami şi colab., 1994),
un efect al metalelor în sistemul real nu poate fi exclus. Concentraţiile (fracţie uşor schimbabilă)
pe care le-am determinat în 2001 au fost în mlaştina H4 de 0.67 ppm Cu şi 3.77 ppm Zn. Se
poate observa că aceste concentraţii sunt comparabile (în cazul Zn) cu cele calculate anterior, sau
mult mai mari (în cazul Zu), ceea ce, în condiţiile în care asimilăm fracţia uşor schimbabilă cu
cea care poate afecta direct denitrificatorii, sugerează că există şi un efect in situ al Zn şi Cu.
Rezultatele experimentelor arată că, în caz că un astfel de efect este prezent, el ar fi variabil,
stimulativ la localizările spaţiotemporale cu rate de denitrificare joase şi inhibitor la cele cu rate
de denitrificare mari. Putem considera că există o serie de argumente care susţin că activitatea
microorganismelor implicate în denitrificare în ecosistemele din Insula Mică a Brăilei este
influenţată de concentraţiile de metale, dar confirmarea definitivă necesită studii suplimentare.
De asemenea, pentru a calcula efecte asupra emisiilor de N 2 şi N 2 O la nivel de complex este
necesară dezvoltarea unor modele predictive ale ratei de denitrificare şi speciaţiei metalelor, care
să aibă şi componentă spaţială (GIS), ca instrument pentru extrapolarea cât mai exactă a
rezultatelor la scara complexelor de ecosisteme.