Ecotoxicologia metalelor grele in lunca Dunarii - CESEC

22
Analiza critică a cunoaşterii
biotop cum sunt sedimentul, PSM 3 şi DOM 4 (eventual adsorbit pe particule minerale). Metalele
sunt cei mai stabili poluanţi toxici, neputând fi eliminate prin biodegradare, ci cel mult
indisponibilizate prin trecerea în sedimentele inactive biologic 5 . Disponibilitatea metalelor din
orizontul superficial va depinde de procese mecanice, fizico-chimice şi biologice. O bună parte
din metale sunt adsorbite la suprafaţa detritusului sau acizilor humici. Mobilizarea POM 6 şi a
DOM coloidal ca urmare a activităţii enzimatice extracelulare (a enzimelor libere sau a celei
adsorbite), are efect asupra repartiţiei metalelor, putându-le trece, cel puţin temporar, în faza
dizolvată, cu consecinţe asupra biodisponibilităţii (limitare la detritofagi şi filtratori ori acces
pentru toate compartimentele).
Sedimentele sunt rezervorul final al celor mai multe metale poluante. Ele furnizeză o înregistrare
pe termen lung a intrărilor naturale şi antropice, atunci când procese post-depoziţionale nu au
avut loc. Eficienţa acumulării la nivelul acestui rezervor va depinde de condiţiile redox de la
interfaţa sediment-apă şi de viteza de sedimentare. În condiţii reducătoare are loc o îmbogăţire a
lor cu metale, datorită precipitării sulfurilor şi legării la materia organică ce se acumulează.
Fazele solide oxidate de fier şi mangan se vor dizolva, iar materialul adsorbit se va redistribui
între fazele nou formate şi soluţie.
Concentraţiile şi speciaţia chimică a metalelor în compartimentele de biotop diferă în funcţie de
valorile anumitor parametri fizico-chimici. Printre aceşti parametrii se numără şi metale care nu
au potenţial de toxicitate ridicat, dar care prin rolul lor central în procesele chimice din faza
apoasă pot controla comportamentul celorlalte metale. Fierul şi manganul intră în această
categorie de metale. În funcţie de potenţialul redox pot avea stări de oxidare diferite şi pot forma
compuşi cu solubilităţi diferite. Formele insolubile pot forma particule şi coloizi capabili să
adsoarbă la suprafaţă metale cu potenţial de toxicitate mare, dar cu comportament mai puţin
senzitiv la potenţialul redox, reducându-le astfel disponibilitatea pânâ la schimbarea condiţiilor.
Alţi ioni reduc biodisponibilitatea metalelor grele competiţionând cu acestea la siturile de intrare
în organisme sau le reduc toxicitatea imobilizându-le după intrarea în organism (cazul Ca faţă de
Cd, respectiv al Se faţă de Hg şi Cd). Deşi nu se pot face generalizări complete cu privire la
disponibilitatea Cd în funcţie de paramteri fizico-chimici ai apei, Ca dizolvat a fost frecvent
utilizat ca variabilă independentă, alături de carbon organic şi TRP 7 (Wright şi Welbourn, 1994).
Există, de asemenea, şi relaţii de sinergism sau antagonism între unele metale grele. Zn
atenuează efectul toxic al Cd şi Hg anorganic, probabil prin inducerea sintezei de metalotioneine
(Belmonte şi colab, 1989, Rivera şi colab, 1990, Xue şi colab. 1995). Studiile cu privire la
metalele grele în apele anoxice au relevat că speciile reduse ale Mn, Fe şi Co sunt mai solubile
decât cele oxidate (Ozturk, 1995, Chiffoleau şi colab., 1994). Kerner şi Krogman (1994)
recomandă analizarea separată a conţinutului de metale grele în fracţiile particulate permanent şi
temporar suspendate, deoarece fracţia permanent suspendată conţine mai mult carbon organic şi
poate lega cantităţi mai mari de metale grele.
Pentru diferite metale grele, fracţia coloidală este predominantă în fracţia aşa-numit “dizolvată”.
A fost demonstrat că materialul coloidal (10 kD - 0,4 μm) joacă un rol important în determinarea
comportamentului metalelor grele (Dai şi Martin, 1995, Kuchler şi colab. 1994, Martin şi Dai,
1995). Stabilitatea unor astfel de complexe, şi deci biodisponibilitatea metalelor, depinde de
gradul de ocupare al siturilor de adsorbţie (Chakrabarti şi colab., 1994, Buckeley (1994).
Compuşii organici sunt importanţi şi la nivelul apei interstiţiale. Mobilitatea cationilor metalelor
3 Materie particulată în suspensie.
4 Materie organică dizolvată.
5 Adâncimea de la care sedimentul acvatic şi al zonelor umede este inactiv este variabilă. Wood şi Shelley (1999) consideră că media este de 8cm,
dar în cazul zonelor umede împădurite ea este desigur mai mare.
6 Materie organică particulată
7 Fosfor reactiv total