Ecotoxicologia metalelor grele in lunca Dunarii - CESEC

86
Descrierea programului de cercetare
790 (amonte Calafat) si 175 pe Dunare (O. Fundu Mare). Prelevarea s-a facut din diferite tipuri
de ecosisteme începând de la ţărm până la mlaştinile din interiorul complexelor investigate.
Fiecare probă a constat din trei unităţi de probă.
Rata de denitrificare a fost evaluată în toate ecosistemele în care s-a evaluat concentraţie de
metale în sol şi sediment. Numărul de unităţi de probă, perioada şi frecvenţa de prelevare au fost
aceleaşi ca în cazul metalelor (Iordache şi Cociug, date nepublicate). Pentru evaluarea ratelor de
denitrificare s-a folosit metoda incubării cu acetilenă. Solul a fost prelevat pe o adâncime de 8
cm într-un tub de plastic cu perforaţii, care să faciliteze difuzia gazelor, şi introdus într-un flacon
etanş de 250 ml. În flacon s-au injectat 20 ml de acetilenă produsă într-o lampă de carbid conexat
la un sistem care permite prelevarea acetelinei la o presiune de 1 atm. După 2 min de la injectare
flacoanele s-au depresurizat şi s-au lăsat la incubat timp de 4h la temperatura ambiantă.
Acetilena inhibă enzima implicată în ultima etapă a denitrificării, ceea ce duce la acumularea de
N 2 O în flacon. După incubare s-au prelevat câte 5 ml de probă de aer din flacon utilizând un
flacon vidat de tip Venoject. Pentru a calcula rata de denitrificare raportată la gram de sol uscat
s-a evaluat greutatea solului incubat şi volumul de aer prin cântărirea flaconului gol înainte de
incubare, a flaconului cu probă, recântărire după umplerea spaţiului gol din flacon cu apă şi
calcularea diferenţelor de greutate. Umiditatea solului s-a determinat în laborator. Pe probele de
aer s-a determinat concentraţia de N 2 O la un gaz cromatograf Varian echipat cu o coloană cu
umplutură Porapaq Q şi detector cu captură de electroni.
2.3 Experimente de laborator
În vederea evaluării efectelor metalelor asupra ratei de denitrificare nu am efectuat experimente
in situ (de tip “enclosures”) din considerente etice, impuse de orice finanţator, la a căror
oportunitate subscriem (ar fi indus o poluare cu metale). Experimentul de laborator pentru care
am optat, adaptat după Pell şi colab. (1998), a presupus incubarea solului / sedimentului cu
concentraţii din ce în ce mai mari de metal (sub formă de clorură) în soluţia solului. Metalele
studiate au fost cele identificate ca fiind corelate cu rata de denitrificare în mlaştini şi lacuri
foarte puţin adânci, deoarece aceste ecosisteme sunt inundate pe o perioadă lungă, sedimentul lor
este saturat cu apă aproape tot timpul, şi ca urmare s-a considerat că experimentul reflectă mai
bine condiţiile din sistemul real (decât dacă ar fi fost studiate metalele corelate cu denitrificarea
în pădurile naturale). Rata de denitrificare s-a evaluat tot prin inhibare cu acetilenă. În primul
experiment, sedimente cu rată de denitrificare scăzută (varianta 1A) şi rată de denitrificare
ridicată (varianta 1 B), selectate pe baza studiilor anterioare, au fost incubate cu concentraţii de
metale variind de la valori de fond la 16 ppm în soluţia de incubare (fracţie dizolvată). Deoarece
răspunsul a fost foarte diferit între cele două variante experimentale, s-a derulat un al doilea
experiment. În acesta s-a folosit doar sediment cu rată joasă de denitrificare incubat în două
variante: prima cu concentraţii crescătoare de metale în soluţia de incubare (de la valori de fond
la 512 ppm, varianta 2A), a doua cu metale, substrat şi resursă energetică pentru a stimula
denitrificarea (KNO 3 1mM şi glucoză 20mM, varianta 2B). Fiecare variantă de incubare a avut
cât trei replicate la fiecare concentraţie de metal. Caracteristicile generale ale sedimentelor
utilizate sunt prezentate în tabelul 10.
Tabelul 10 Caracteristicile generale ale sedimentelor utilizate în experimente.
Experiment şi Tip
Pierdere la Potenţial redox la pH Fe Rata de denitrificare la
variantă granulometric calcinare
(%)
prelevare (mV,
primii 5 cm)
(%) prelevare (ngN 2 /g
s.u./oră)
1 Varianta A Praf nisipos 4.1 % 150 7.43 3.1 10.27
1 Varianta B Argilă prăfoasă 6.2 % 30 7.19 5.0 75.17
2 A şi B Praf 5.2 % 75 7.64 4.5 0.62
Concentraţia de incubare nu arată neapărat efectul inundaţiei, deoarece pe durata acesteia nu are