Ecotoxicologia metalelor grele in lunca Dunarii - CESEC

20
Analiza critică a cunoaşterii
Pornind de la argumentarea prezentată în capitolul 2 al Anexei 1 şi de la importanţa recunoscută
a serviciului de retenţie a azotului şi metalelor în zona inundabilă a Dunării (Vădineanu
şiCristofor , 1994), am urmărit în ce măsură literatura de specialitate include studii referitoare la
co-ocurenţa sau interferenţa cauzală a mecanismelor care susţin retenţia metalelor şi azotului.
Rezumatul analizei, prezentat mai jos, are următoarea structură:
‣ circuitele biogeochimice ale metalelor şi azotului; particularităţi ale lor în zone umede, în
special din sistemele fluviale
‣ efecte ecotoxicologice, evaluarea şi predicţia deteriorării; efectele metalelor asupra ciclării
azotului
‣ direcţii de cercetare identificate
1.1 Circuitele biogeochimice
1.1.1 Circuitele metalelor
1.1.1.1 Distribuţia în diferite compartimente şi biodisponibilitatea
Termenul “metale grele” desemna în mod convenţional acele metale care au o densitatea mai
mare de 5g/cm 3 . La ora actuală, deşi termenul s-a păstrat, se lucrează cu clasificări care ţin seamă
de proprietăţile chimice ale metalelor şi care nu mai respectă neapărat criteriului referitor la
densitate (Nieboer şi Richardson, 1980, citaţi de Streit, 1992, Walker şi colab., 1996). Metalele
din grupul “metalelor grele” manifest` caracteristici chimice diferite şi ca urmare vor diferi şi din
punct de vedere al comportamentului în ecosisteme, al bioacumulării şi ecotoxicităţii (Streit,
1992).
Fiecare metal poate fi caracterizat de un factor de perturbare antropogenă (FPA), definit ca
raportul între intrările naturale globale anuale şi intrările datorate activităţilor umane. Acesta,
alături de potenţialul de toxicitate al metalului, este un factor important în alegerea metalelor ce
trebuie luate în lucru. Pb, Cd, Cu şi Zn au cei mai ridicaţi FPA (Forstner şi Wittman, 1981,
Ramade, 1992). Cr are şi el un FPA supraunitar, dar este printre cele mai puţin toxice metale
grele (Fostner şi Wittman, 1981). Cele mai toxice efecte le au Cd, Hg şi Pb. Ca urmare, deşi are
un FPA estimat de doar 0.8, iar intrările lui antropogene au actualmente o tendinţă de scădere ca
rezultat al restricţiilor în utilizare, Hg este considerat un metal de primă importanţă
ecotoxicologică.
Metalele în ecosisteme sunt majoritatea sub formă de complexe cu liganzi organici şi anorganici.
Ele diferă în funcţie de preferinţa faţă de liganzi şi pot fi clasificaţi în cationi metalici de tip A,
de tip B şi intermediari (Streit, 1992). Învelişul electronic al cationilor de tip A nu este uşor
deformabil sub influenţa câmpurilor produse de liganzii adiacenţi. Ei formează complexe în
special cu ioni fluorură, clorură şi molecule care au oxigenul ca atom donor. Exemple tipice sunt
ionii metalelor alcaline, alcalino-pământoase şi Al 3+ , Cr 3+ , Fe 3+ . Ei nu vor fi legaţi în general la
structuri osoase sau la grupări tiol proteice, ca metalele tip B sau cele intermediare. Cationii
metalici de tip B au învelişul electronic mai deformabil şi deci mai polarizabil. Vor coordona în
special liganzi care conţin N, S şi I ca atomi donori. Împreună cu S 2- şi HS - vor forma sulfuri
insolubile iar cu proteinele complexe puternice. Tipice pentru grupa B sunt Ag + şi Hg 2+ .
Intermediare mai apropiate de tipul A sunt Co 2+ , Ni 2+ şi Pb 2+ , iar intermediare mai apropiate de B
sunt Cd 2+ şi Cu + . În plus, unele metale pot fi alchilate (Hg, posibil Pb). După cum se observă,
metalele din grupul “metalelor grele” manifestă caracteristici chimice diferite şi ca urmare vor
diferi şi din punct de vedere al comportamentului în ecosisteme, al bioacumulării şi ecotoxicităţii
(Streit, 1992).
Metalele grele sunt printre poluanţii ubicuitari, fiind distribuiţi global la nivel atmosferic,
continental, limnic şi marin (Ramade, 1992). În acelaşi timp toate metalele sunt natural întâlnite