Le concentrazioni dei metalli verificate nei tessuti degli organismi di diversa origine sono risultate diverse.
Negli organismi originari del Serchio, caratterizzati dalle dimensioni più piccole, l’accumulo dei metalli risulta ampiamente maggiore. Gli organismi dello Scolmatore, pur avendo dimensioni considerevolmente maggiori, non presentano alcun aumento significativo dei metalli nei loro tessuti , eccetto l’accumulo di piombo nel sedimento del campione.
Ahrens (Ahrens et al., 2001) ha osservato che, nel polichete Nereis succinea, l’assimilazione di alcuni contaminanti organici, è maggiore negli individui più grandi perché hanno un tratto intestinale più lungo degli individui piccoli. Questo determina un tempo di transito superiore nel tubo digerente, consentendo una migliore efficienza di assimilazione.
Tuttavia la lunghezza del tratto digerente non è l’unico aspetto importante perché le proprietà chimico-fisiche dell’ambiente, la concentrazione dei metalli nel sedimento ed il tasso d’ingestione del cibo sono tutti fattori che influenzano l’assimilazione dei metalli e possono svolgere ciascuno un ruolo chiave, (Landrum et al., 1995) causando situazioni di variabilità.
La biodisponibilità dei metalli è determinata dalla composizione granulometrica del sedimento, dalla quantità di materia organica e dalla concentrazione dei metalli stessi nel sedimento.
La presenza di una frazione granulometrica fine risulta fondamentale per il bioaccumulo dei metalli dato che essi sono prevalentemente associati a questa frazione, la quale viene ingerita da Hediste diversicolor mediante la dieta. La composizione granulometrica di un sedimento può essere legata alla quantità di materia organica ed in seguito alla sua degradazione le dimensioni delle particelle possono diminuire .
La decomposizione della sostanza organica determina il rilascio di materiale organico disciolto (DOM) nell’acqua interstiziale, il quale svolge un’azione chelante nei confronti dei metalli presenti, riducendo la loro mobilità, dato che le forme complessate si presentano meno disponibili rispetto alle forme libere (Luoma and Bryan, 1981).
L’accumulo di ogni metallo avviene in un modo diverso, perché la sua biodisponibilità è mediata da molti fattori chimico-fisici (pH, ossigenazione, presenza di ossidi e solfuri) i quali possono avere un’importanza variabile in base al metallo stimato. Le concentrazioni di cadmio nei sedimenti utilizzati come controllo e nel campione risultano ampiamente simili (controllo 0,06 mg/kg, campione 0,07 mg/kg) e la granulometria presenta piccole differenze (fig. 3.2 e fig. 3.3).
Il bioaccumulo di cadmio è risultato variabile tra gli individui di Hediste diversicolor di diversa provenienza. Gli organismi originari del Serchio hanno accumulato il metallo solo dopo l’esposizione al sedimento campione mentre quelli provenienti del Magra hanno accumulato il metallo da entrambi i sedimenti utilizzati nel test (fig. 3.5).
La biodisponibilità del cadmio, è determinata da un ampio numero di variabili e la sua assunzione da parte dei policheti dipende principalmente dalla concentrazione del metallo nell’acqua interstiziale (Ray et al., 1980).
Il cadmio si mostra meno disponibile in presenza di ossidi di ferro e anche elevate quantità di calcio ed anidride carbonica presenti in soluzione possono ridurne la sua biodisponibilità dato che competono per i siti di legame con cui il cadmio viene assunto (Lloyd, 1992).
Nel polichete Hediste diversicolor è stata appurata la presenza di una “stress protein” (Demuynuk e Dainaut-Curtois, 1993) la cui sintesi viene indotta dalla presenza del cadmio. Essa svolge un azione analoga alle metallo-tioneine che sono presenti in diversi organismi marini.
Le concentrazioni di cromo e nichel nei tessuti dei policheti sono correlate alle concentrazioni di questi metalli nel sedimento, in quanto si osserva un maggiore accumulo di essi nel sedimento di controllo, che possiede concentrazioni superiori di questi due metalli (tabella 3.4, fig. 3.7, e fig. 3.15).
Questo particolare può essere spiegato dal fatto che gli Hediste diversicolor, scavando le gallerie nel substrato creano un microambiente in cui la concentrazione di nichel provocata dall’ossigenazione del sedimento, può raggiungere i valori elevati nell’acqua interstiziale (Pesch et al., 1995). Questo fatto favorisce il rilascio del metallo, rendendolo disponibile per l’assunzione da parte dell’organismo sia tramite assorbimento attraverso la superficie corporea sia attraverso il tratto digerente (Otero et al., 2000).
Un meccanismo di bioaccumulo simile si può presentare anche per il cromo in quanto la forma trivalente del metallo che risulta stabile nel sedimento, si può trasformare in cromo esavalente come conseguenza del mescolamento e della ossigenazione dovuti all’attività di bioturbazione svolta dal polichete (Ecological analyst, 1981). Inoltre, l’assorbimento di cromo dai sedimenti risulta significativamente influenzato dalla salinità dell’ambiente, dimostrandosi più evidente ai bassi livelli di essa (Mayer and Schick, 1981).
Il bioaccumulo di rame nei tessuti di Hediste diversicolor , è risultato significativo soltanto per gli organismi originari del Serchio esposti al sedimento denominato campione (fig. 3.13), sebbene i due tipi di sedimento utilizzati nel test presentino concentrazioni abbastanza simili di questo metallo(tabella 3.4).
Hediste diversicolor possiede la capacità di regolare il contenuto di rame nei suoi tessuti ed accumula questo metallo nei nefridi ed all’interno di granuli legati alla membrana delle cellule epidermiche. Il fatto che il rame venga concentrato nel nefridio, suggerisce che questo organo possa svolgere una funzione di regolazione (Bryan and
Gli organismi di Hediste diversicolor possono essere caratterizzati da un elevata tolleranza verso il rame e riescono a sopravvivere a concentrazioni del metallo superiori a 3000 μg/g nei sedimenti ed alle concentrazioni di 1500 μg/g all’interno dell’organismo (Grant et al., 1989).
La tolleranza alle concentrazioni elevate di rame sembra essere basata geneticamente, come risultato dell’adattamento a situazioni ecologico-ambientali particolari.
L’accumulo di mercurio non risulta proporzionale alle sue concentrazioni rilevate nei sedimenti (tabella 3.4, fig. 3.9), ciò è stato confermato anche da Stefanini (Stefanini, 2000). La mobilità del metilmercurio e del mercurio nei sedimenti risulta essere regolata dalla quantità di materia organica presente (Mason and Lawrence, 1999).
La biodisponibilità di mercurio può essere influenzata inoltre anche dai fluidi digestivi, che agendo come un solvente molto efficace per le diverse forme di questo metallo associate al materiale particellato, favoriscono al suo accumulo (Lawrence et al.,1999). L’accumulo di vanadio si dimostra indipendente dalla sua concentrazione nei sedimenti (tabella 3.4, fig. 3.19). Miramaud, (1979) osserva che Hediste diversicolor non riesce a concentrare il vanadio in grande quantità.
Il vanadio si può presentare in svariate forme grazie al suo comportamento chimico complesso e ai suoi numerosi stadi di ossidazione che variano da -1 fino + 5. La sua biodisponibilità può essere condizionata da un insieme dei processi ossidativi e dalla complessazione (Thompson et al., 2002).
L’accumulo dello zinco si mostra differente dal quello osservato per gli altri metalli perché i tessuti del polichete presentano le concentrazioni del metallo molto superiori a quelle rilevate nei sedimenti testati ( tabella 3.4, e tabelle 3.5, 3.6, 3.7). Un aspetto simile è stato riscontrato anche da Volpi-Ghirardini in uno studio sulla laguna di Venezia (Volpi-Ghirardini et al., 1997).
Hediste diversicolor ha la capacità di regolare i livelli dello zinco nei suoi tessuti, poiché a questo metallo appartiene un ruolo strutturale nelle mascelle dell’animale dove si presenta in elevate quantità, talvolta associato a materia organica (Bryan and Gibbs, 1979).
Le concentrazioni elevate di zinco negli organismi, che possono essere anche superiori a quelle riscontrate nel sedimento, non indicano necessariamente il suo accumulo poiché sono legati soprattutto a bisogni fisiologici degli organismi dovuti al ruolo strutturale del metallo nelle mascelle del polichete.
La concentrazioni di piombo nei tessuti degli organismi, si amplifica con l’incremento delle concentrazioni del metallo all’interno dei sedimenti. (tabella 3.4, fig.3.11).
Gli individui di Hediste diversicolor sono forniti di alcuni meccanismi per la detossificazione del piombo, tramite i quali questo metallo non essenziale viene conservato negli sferocristalli della parete di tubo digerente oppure all’interno dei lisosomi mineralizzati che sono presenti sia nelle cellule epidermiche sia nell’intestino (Mouneyrac et al., 2003).
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I risultati di questo lavoro hanno dimostrato che:
• Il bioaccumulo di cromo, di nichel e di piombo nei tessuti degli organismi di Hediste diversicolor aumenta all’aumentare delle concentrazioni di questi metalli nei sedimenti.
• Le concentrazioni di zinco nei tessuti di Hediste diversicolor risultano superiori rispetto alle concentrazioni rilevate nei sedimenti testati, dato che il metallo svolge un ruolo strutturale nelle mascelle dell’organismo.
• Vanadio e mercurio non si accumulano negli organismi in misura proporzionale alla loro concentrazione nei sedimenti.
• L’accumulo di cadmio da sedimenti che presentano livelli simili di contaminazione è risultato differente a seconda della provenienza degli organismi.
• Sia le differenti dimensioni che la diversa provenienza degli organismi utilizzati nel test influiscono sull’accumulo dei metalli pesanti.
I risultati riportati in questo lavoro hanno quindi evidenziato che le concentrazioni dei metalli rilevate nei tessuti degli organismi provenienti dai tre siti di prelievo sono risultate diverse sia prima che dopo l’esposizione al sedimento di controllo e al campione. Ciò potrebbe essere in parte attribuibile all’esposizione degli organismi ai sedimenti nativi con diversi livelli di contaminazione.
Questo studio si può concludere con le seguenti considerazioni:
• L’accumulo dei metalli pesanti negli organismi varia a seconda della provenienza e delle dimensioni degli organismi impiegati.
• Le differenze osservate tra le concentrazioni dei metalli rilevate nei tessuti degli organismi dopo la loro esposizione ai sedimenti testati per 28 giorni, potrebbero essere influenzate dall’esposizione ai contaminanti presenti nei sedimenti nativi. • Il test di bioaccumulo deve essere allestito con gli organismi di Hediste
diversicolor aventi dimensioni simili e medesima provenienza per rendere le sue risposte uniformi e confrontabili nel tempo.
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