Ecotoxicologia metalelor grele in lunca Dunarii - CESEC

Ecotoxicologia metalelor grele in lunca Dunarii - CESEC Ecotoxicologia metalelor grele in lunca Dunarii - CESEC

20.01.2015 Views

Ecotoxicologia metalelor în lunca Dunării 45 1) Construirea de modele prin estimarea directă a schimbărilor ce au avut loc, urmată de stabilirea mecanismelor. Odată construite, astfel de modele pot fi utilizate pentru evaluarea continuă a stării sistemelor ecologice prin activitatea de monitoring. Monitoringul face apel la aşa numiţi indicatori, parametri ce caracterizează anumite compartimente biotice sau abiotice sau anumite procese. La observarea unor schimbări nedorite pot fi identificate şi îndepărtate cauzele 10 care au determinat-o. 2) Construirea de modele prin folosirea datelor de laborator cu privire la efectele asupra unor sisteme simple (rezultate din experimente ecotoxicologice), aşa numite modele ecotoxicologice cu privire la schimbările din ecosistemele naturale (o metodă ilustrată de protocoalele de evaluare a riscului, Cairns şi colab., 1993). Simplitatea modului de generare a unor astfel de modele face ca ele să fie larg utilizate în asistarea actului de decizie. Ele reprezintă de fapt ipoteze a căror confirmare se poate face doar în contextul cercetării sistemelor ecologice. 1.3.1. Monitoringul sistemelor ecologice 11 Orice parametru măsurabil are o anumită valoare în privinţa evaluării stării ecosistemului. Din considerente practice, însă, anumiţi parametrii - indicatori - trebuie selectaţi. Un indicator este “o caracteristică a mediului care, atunci când este măsurată, cuantifică mărimea stresului, caracteristicile habitatului, sau răspunsul ecosistemului la un anumit tip de expunere” (Hunsaker şi Carpenter, 1990, citaţi de Cairns şi colab., 1993). Modul de selecţie a indicatorilor afectează în mod direct eficienţa programului de monitorizare. Pe baza articolelor a diverşi autori, caracteristicile unui indicator ideal ar trebui să fie: • relevant biologic, adică important pentru menţinerea integrităţii sistemului ecologic • sensibil la factorul de stres • specific, în măsură să ‘spună’ care este factorul de stres responsabil • măsurabil, prin metode standardizate • interpretabil, capabil să distingă între condiţii acceptabile şi neacceptabile • ieftin dpdv al costurilor de măsurare • rapid, dpdv al timpului necesar măsurării • neredundant cu alţi indicatori utilizaţi • integrativ, rezumând informaţia unor indicatori nemăsuraţi • anticipator, capabil să furnizeze informaţii înainte ca o degradare serioasă să fi survenit • nedestructiv pentru ecosistem În plus, ar trebui să existe date istorice pentru indicatorul respectiv, în scopul comparării. Unele din aceste caracteristici sunt valabile şi pentru alegerea parametrilor de control ai unui anumit proces (de exemplu pentru alegerea parametrilor ce controlează biodisponibilitatea metalelor grele în ecosistem). Desigur, nici un indicator nu poate răspunde la nivelul maxim tutuor acestor cerinţe În funcţie de programul de monitorizare se selectează indicatorii ale căror caracteristici corespund cel mai bine scopului acestui program. Condiţiile subliniate se consideră că trebuie să fie îndeplinite de orice tip de program de monitorizare. Un program axat pe diagnoza perturbărilor trebuie să utilizeze indicatori specifici, iar unul care are ca output prevenirea impactului trebuie să utilizeze şi indicatori anticipatori. 10 În sensul de factori de comandă externi care au acţionat prin mecanisme deja cunoscute. 11 O tratare in extenso a chestiunii monitoringului sistemelor ecologice o face Ciolpan (2005). În acest capitol voi insista doar pe aspecte relavante ecotoxicologic.

46 Analiza critică a cunoaşterii Tipuri de indicatori Indicatorii fizici/chimici. Dau informaţii cu privire la concentraţiile substanţelor responsabile de perturbarea, posibilă sau actuală, a sistemului ecologic, cu privire la parametrii de control ai comportamentului acestor substanţe şi cu privire la modificărilor de biotop determinate de perturbare. Acestea din urmă pot, desigur, deveni factori de control ai comportamentului substanţei. În momentul când unele substanţe ating concentraţii detectabile în sistemul ecologic, impactul biologic deja a avut loc. Nu este însă cazul metalelor grele, care prezintă valori de fond detectabile. Indicatori la nivel individual şi populaţional. Problema generală asociată indicatorilor biologici este că tind să integreze efectele a numeroşi factori de stres, mai mult pe măsură ce se urcă în ierarhia organizatorică. Tipuri de indicatori la aceste niveluri biologice de organizare includ: efecte biochimice, încărcătură de metale ca indicator de expunere, rată de creştere a indivizilor, carcinogeneză, susceptibilitate la boală, efecte comportamentale, schimbări morfologice, parametrii populaţionali (legaţi de mărimea populaţiei - natalitate, mortalitate -, structura pe vârste sau dimensiuni, distribuţia spaţială), abundenţa numerică şi biomasică a populaţiei. O parte aceşti indicatori pot fi utilizaţi nu doar în monitorizare, ci şi în testele de toxicitate (metoda ‘bottom-up’). Schimbările în biochimia individului sunt baza a numeroase efecte la niveluri mai înalte de organizare, şi în primul rând baza efectelor fiziologice şi comportamentale. Măsurătorile la nivel individual (determinări de activităţi enzimatice, de ex.) pot avea un bun caracter anticipator. Totuşi astfel de efecte nu sunt în directă proporţionalitate cu concentraţia de metale decât pe domenii restrânse (vezi capitolul “Efecte la nivel individual”). Faptul că sunt în general metalspecifice le limitează utilizarea ca indicatori integrativi de poluare, dar le face apte pentru diagnosticare. Din punct de vedere al interesului de anticipare, însă, alterările observate pot fi doar prima etapă a unui răspuns biologic, posibil urmată de mecanisme compensatorii de adaptare la expunerea pe termen mai lung. Speciile avute în vedere sunt în general prădătorii terminali, ca cei mai sensibili. Organisme de tipul celor din fitoplancton, cu mecanisme reduse de stocare inactivă sau excreţie, pot fi la fel, sau chiar mai sensibile decât prădătorii de vârf. Nu există organism indicator ideal (Cairns, 1986b). Ca urmare trebuie alese un număr de specii indicatoare, funcţie de condiţiile locale, care să satisfacă, dacă e posibil criteriul de relevanţă biologică. Indicatori ecosistemici. Două tipuri de indicatori pot fi identificaţi: bazaţi pe structura biocenozei şi indicatori funcţionali. În general nu este avută în vedere structura întregii biocenoze, ci a unor comunităţi particulare. Comunităţile relativ bine studiate şi care se pretează la utilizarea ca indicatori sunt, potrivit lui Cairns şi colab. (1993) umătoarele: păsări, peşti, zooplancton, zoobentos, fitoplacton şi perifiton. Parametri utilizaţi pentru a caracteriza structura comunităţilor la monitorizare sunt în general numărul de specii, diversitatea specifică, abundenţa/dominanţa relativă, biomasa, structura trofică. Numeroşi indici de diversitate au fost utilizaţi în ecologie. Cel mai utilizat a fost Shannon-Wiener, el traducând cel mai bine schimbările în bogăţia specifică (Boyle şi colab., 1990 citaţi de Ramade, 1992). Dezavantajul major al lui este că acordă aceeaşi pondere speciilor cu aceaşi pondere, indiferent de afinităţile taxonomice. În scopul depăşirii acestui avantaj, Osborne şi colab., 1980 (citaţi de Ramade, 1992) au propus utilizarea unui indice de diversitate

<strong>Ecotoxicologia</strong> <strong>metalelor</strong> în <strong>lunca</strong> Dunării 45<br />

1) Construirea de modele pr<strong>in</strong> estimarea directă a schimbărilor ce au avut loc, urmată de<br />

stabilirea mecanismelor. Odată construite, astfel de modele pot fi utilizate pentru evaluarea<br />

cont<strong>in</strong>uă a stării sistemelor ecologice pr<strong>in</strong> activitatea de monitor<strong>in</strong>g. Monitor<strong>in</strong>gul face apel<br />

la aşa numiţi <strong>in</strong>dicatori, parametri ce caracterizează anumite compartimente biotice sau<br />

abiotice sau anumite procese. La observarea unor schimbări nedorite pot fi identificate şi<br />

îndepărtate cauzele 10 care au determ<strong>in</strong>at-o.<br />

2) Construirea de modele pr<strong>in</strong> folosirea datelor de laborator cu privire la efectele asupra unor<br />

sisteme simple (rezultate d<strong>in</strong> experimente ecotoxicologice), aşa numite modele<br />

ecotoxicologice cu privire la schimbările d<strong>in</strong> ecosistemele naturale (o metodă ilustrată de<br />

protocoalele de evaluare a riscului, Cairns şi colab., 1993). Simplitatea modului de generare a<br />

unor astfel de modele face ca ele să fie larg utilizate în asistarea actului de decizie. Ele<br />

reprez<strong>in</strong>tă de fapt ipoteze a căror confirmare se poate face doar în contextul cercetării<br />

sistemelor ecologice.<br />

1.3.1. Monitor<strong>in</strong>gul sistemelor ecologice 11<br />

Orice parametru măsurabil are o anumită valoare în priv<strong>in</strong>ţa evaluării stării ecosistemului. D<strong>in</strong><br />

considerente practice, însă, anumiţi parametrii - <strong>in</strong>dicatori - trebuie selectaţi. Un <strong>in</strong>dicator este<br />

“o caracteristică a mediului care, atunci când este măsurată, cuantifică mărimea stresului,<br />

caracteristicile habitatului, sau răspunsul ecosistemului la un anumit tip de expunere” (Hunsaker<br />

şi Carpenter, 1990, citaţi de Cairns şi colab., 1993). Modul de selecţie a <strong>in</strong>dicatorilor afectează în<br />

mod direct eficienţa programului de monitorizare.<br />

Pe baza articolelor a diverşi autori, caracteristicile unui <strong>in</strong>dicator ideal ar trebui să fie:<br />

• relevant biologic, adică important pentru menţ<strong>in</strong>erea <strong>in</strong>tegrităţii sistemului ecologic<br />

• sensibil la factorul de stres<br />

• specific, în măsură să ‘spună’ care este factorul de stres responsabil<br />

• măsurabil, pr<strong>in</strong> metode standardizate<br />

• <strong>in</strong>terpretabil, capabil să dist<strong>in</strong>gă între condiţii acceptabile şi neacceptabile<br />

• ieft<strong>in</strong> dpdv al costurilor de măsurare<br />

• rapid, dpdv al timpului necesar măsurării<br />

• neredundant cu alţi <strong>in</strong>dicatori utilizaţi<br />

• <strong>in</strong>tegrativ, rezumând <strong>in</strong>formaţia unor <strong>in</strong>dicatori nemăsuraţi<br />

• anticipator, capabil să furnizeze <strong>in</strong>formaţii îna<strong>in</strong>te ca o degradare serioasă să fi survenit<br />

• nedestructiv pentru ecosistem<br />

În plus, ar trebui să existe date istorice pentru <strong>in</strong>dicatorul respectiv, în scopul comparării.<br />

Unele d<strong>in</strong> aceste caracteristici sunt valabile şi pentru alegerea parametrilor de control ai unui<br />

anumit proces (de exemplu pentru alegerea parametrilor ce controlează biodisponibilitatea<br />

<strong>metalelor</strong> <strong>grele</strong> în ecosistem).<br />

Desigur, nici un <strong>in</strong>dicator nu poate răspunde la nivelul maxim tutuor acestor cer<strong>in</strong>ţe În funcţie de<br />

programul de monitorizare se selectează <strong>in</strong>dicatorii ale căror caracteristici corespund cel mai<br />

b<strong>in</strong>e scopului acestui program. Condiţiile subl<strong>in</strong>iate se consideră că trebuie să fie îndepl<strong>in</strong>ite de<br />

orice tip de program de monitorizare. Un program axat pe diagnoza perturbărilor trebuie să<br />

utilizeze <strong>in</strong>dicatori specifici, iar unul care are ca output prevenirea impactului trebuie să utilizeze<br />

şi <strong>in</strong>dicatori anticipatori.<br />

10 În sensul de factori de comandă externi care au acţionat pr<strong>in</strong> mecanisme deja cunoscute.<br />

11 O tratare <strong>in</strong> extenso a chestiunii monitor<strong>in</strong>gului sistemelor ecologice o face Ciolpan (2005). În acest capitol voi <strong>in</strong>sista doar pe aspecte relavante<br />

ecotoxicologic.

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!