2009 01 02 1954

G W v.nl **.-« S I Dufly. (’A#«wvłv^*wU, W<ntwj itil? ISBN >-41-15324-3. C by W MN 20ifl

13.2. Klasyfikacja metali

Postaci metali w wodzie i biodostępność

Zainteresowanie spccjacją metali w wodzie związane jest z problemami ich bio-dostępności i toksyczności. Z olbrzymiej ilości badań dotyczących metali w różnych miejscach na całym święcie jasno wynika, żc nic wystarczy dokonać pomiaru całkowitego stężenia metalu w próbce wody, aby określić ryzyko jego efektów toksycznych. Opracowano wiele modeli służących do opisu sposobu pobierania metalu przez żywe organizmy, łącznic z rolą jego specjacji w określaniu wielkości tej absorpcji. Biotyczny model ligandu (BMI.) jest jedną z takich teorii, która wzbudziła zainteresowanie, ale nie została powszechnie zaakceptowana. W celu zrozumienia podstaw tej teorii przypomnijmy sobie pojedynczą komórkę lub ich zbiór tworzący bardziej złożony organizm. W celu wywołania efektu toksycznego metal zanieczyszczający najpierw sam musi się przyłączyć, w wyniku jakiegoś procesu wiążącego, do ścianki komórki. Innymi słowy, ścianka komórki działa jak ligand zdolny do skomplcksowania metalu i usunięcia go z roztworu. Dalsze etapy obejmują przeniesienie metalu do wnętrza komórki i jego oddziaływanie z enzymami i innymi cząsteczkami uczestniczącymi w metabolizmie. Podstawową cechą wspierającą ten model jest fakt. że istnieje krytyczna wartość stężenia substancji zanieczyszczającej na powierzchni organizmu, która powoduje, że jest ona toksyczna.

Jeżeli cząsteczki na ściance komórki wykazują działanie kompleksujące, to może się zdarzyć, żc będą musiały konkurować z ligandami już związanymi z metalem, które utrzymują go w roztworze. Z tego powodu teoria la przewiduje, żc dostępność jonu metalu do jego pobrania będzie zależna nic od wartości stężenia metalu, na działanie którego narażony jest organizm, ale raczej od stężenia wolnego, nieskompleksowanego metalu — to znaczy metalu, który bez trudu zdolny jest do utworzenia wiązania z ligandami występującymi na ściankach komórki.

Okazało się, że model BMI. prawidłowo przewiduje istnienie związku między stężeniem wolnych jonów metalu i jego absorpcją przez ryby i bezkręgowce. Obecnie prowadzone są badania mające na celu dokonanie modyfikacji tej teorii i jej rozszerzenie na inne układy i szczególne rodzaje środowiska. Istnieją jednak liczne sytuacje środowiskowe, w których zależności między stężeniem wolnych jonów metalu w wodzie i jego absorpcją nie występują'. Dotyczą one warunków nierównowagowych, obecności określonego rodzaju ligandów organicznych, tioli lub tiosiarczanów w wodzie, komplck-sowania przez przyswajalne związki organiczne, takie jak cytryniany, wyjątkowo twardej wody i wiązania metali z koloidami. Pomimo tych i innych ograniczeń udowodniono, że biotyczny model ligandu jest znacznie lepszy od innych modeli, opartych na całkowitych stężeniach metalu.

’P.M. Chapman, F Wang, C R. Janssen, R R. Guulct, C.N. Kamundc. „Conducting ccological risk assessments of inorganic metals and mctalloids: currcnt status". Uum. Ecol. Risk Assess.. 9. 641 (2003).