CHIMIA ȘI MANAGEMENTUL CALIȚĂȚII PRODUSELOR DE CONSUM [605737]

MINISTERUL EDUCAȚIEI NAȚIONALE
UNIVERSITATEA "OVIDIUS " DIN CONSTANȚA
FACULTATEA DE ȘTIINȚE APLICATE ȘI INGINERIE
CHIMIA ȘI MANAGEMENTUL CALIȚĂȚII PRODUSELOR DE CONSUM
ÎN RELAȚIE CU MEDIUL

LUCRARE DE DISERTAȚIE

Coordonator științific
Conf. univ . dr. ing. Lucica BARBEȘ

MASTERAND: [anonimizat]
2018

MINISTERUL EDUCAȚIEI NAȚIONALE
UNIVERSITATEA "OVIDIUS " DIN CONSTANȚA
FACULTATEA DE ȘTIINȚE APLICATE ȘI INGINERIE
CHIMIA ȘI MANAGEMENTUL CALIȚĂȚII PRODUSELOR DE CONSUM
ÎN RELAȚIE CU MEDIUL

STUDIUL XRF AL
CONTAMINANȚILOR DIN
MYTILUS GALLOPROVINCIALIS

Coordonator științific
Conf. univ. dr. ing. Lucica BARBEȘ

MASTERAND: [anonimizat]
2018

DECLARAȚIE

Subsemnata COROIU Andra Ștefania , absolvent ă a Facultății de Științe Aplicate și
Inginerie, Universitatea „Ovidius ” din Constanța, promoția 2018 , programul de studii
Chimia și managementul calițății produselor de consum în relație cu mediul , declar pe
proprie r ăspundere că lucrarea de disertație am red actat -o cu respectarea regulilor dreptului
de autor, conform actelor normative în vigoare (Legea 8/1996 modificată și completată prin
Legea nr. 285/2004, Ordonanța de Urgență nr. 123/2005, modificată și Legea nr. 329/2006).
Pentru eliminarea acuzațiilor de plagiat:
– am executat lucrarea personal, nu am copiat -o și nu am cumpărat -o, fie în întregime, fie
parțial;
– textele din surse românești, precum și cele traduse din alte limbi au fost prelucrate de mine
și sintetizate rezultând un text original;
– în cazul utilizării unor fraze citate exact, au fost indicate sursele bibliografice
corespunzătoare, imediat după frazele respective.
Am luat la cunoștintă că existența unor părți nereferențiale sau întocmite de alte persoane
poate conduce la anularea di plomei de disertație .

Data: Semnătura:

REZUMATUL LUCRĂRII

Lucrarea de disertație cu tema „ Studiul XRF al contaminanților din Mytilius
galloprovincialis ” prezintă importanța înț elegerii impactului poluării asupra ecosistemul marin,
implicit asupra specie i Mytilius galloprovincialis .
Lucrarea de disertație este structurată în două părți și include 4 capitole, organizate într -o
succesiune logică, pentru analiza progresivă și argumentată a problemelor ce decurg din monitorizarea
ecosistemului Mării Negre .
În primul capitol, „ Ecosistemul mar in” sunt prezentate aspecte referi toare la caracterizarea
bazin ului hidrografic complex al Mării Negre și definirea principalelor caracteristici fizico -chimice
(curen ți marini, temperatura, salinitatea, suspensii și sedimente) și câteva caracteristici biologice
reprezentate de principal ele specii din Marea Neagră și zonele unde acestea sunt prezente .
În capitolul 2, „ Biocenoza midiilor de pe substrat stâncos și de adânc ” este caracteri zată
principala clasă Bivalvia a speciei Mytilus galloprovincialis , care se găse ște în abunden ță atât pe
substrat stâncos cât și în adânc , prezentând diferite boli datorate poluării din ultimii ani.
În cel de -al treilea capitol, intitulat “ Stadiul actual al cercetarilor în domeniul geoecologiei
marine ”, este prezentată una dintre metode le spectral e de ultimă generație (spectrometria de
fluorescen ță cu raze X) care este util izată la scară mondială în analiza organismelor acvatic e și a
ecosistemelor în care sunt prezente.
În partea a II -a a lucrării de disertație sunt prezentate datele experimentale cu materialele și
metodele de lucru utilizate în analiza contaminanților anorganici (Cd, Ni, Pb, Sn, ș.a.) prezenți în
specia Mytilius galloprovincialis din zona litorală a Mării Negre (Constanța Nord) și cea a zonei de
influență a Dunării (brațul Sf. Gheorghe).
Lucrarea de disertație cuprinde la final referințele bibliografice utilizate și concluziile
generale pe care le -am desprin s din analiza complexă a aspectelor tehnico – științifice necesare în
elaborarea lucrării de disertație.

CUPRINS

pag.
INTRODUCERE 6
I. DATE DE LITERATUR Ă 8
CAP. 1. ECOSISTEMUL MARIN 8
1.1. Particularită ți generale 8
1.2. Caracteri sticile fizico -chimice ale Mării Negre 9
1.2.1. Curenții marini 9
1.2.2. Temperatura 9
1.2.3 Salinitatea 10
1.2.4. Sedimente 11
1.3. Carateristici biologice ale ecosistemului marin 12
CAP.2. BIOCENOZA MIDIILOR DE PE SUBSTRAT STÂNCOS ȘI DE
ADÂNC 14
2.1. Bioce noza midiilor de piatră 14
2.2. Biocenoza midiilor de adânc 15
2.3. Caracterizarea general ă a speciei Mytilus galloprovincialis 17
2.4 Efectele poluării și a bolilor infec țioase asupra molu ștelor bivalve 18
CAP. 3. STADIU L ACTUAL AL CERCETĂRILOR Î N DOMENIUL
GEOECOLOGIEI MARINE 24
II. STUDIU DE CAZ 32
CAP. 4. ANALIZA BIOMETRIC Ă ȘI SPECTRALĂ A MIDIILOR 32
4.1. Prelevare probe 32
4.1.1. Midii de piatră 32
4.1.2. Midii de ad ânc 34
4.2. Analiza biometric ă 36
4.3. Pregă tirea probelor pentru analiza spectrală 39
4.3.1 Liofilizare 39
4.3.2 Mojarare 40
4.4. Analiza spectral ă XRF 41
4.5. Rezultate le analizei XRF 42
CONCLUZII 49
BIBLIOGRAFIE 51

6
INTRODUCERE

Considerată în perioada 1960 – 1970 ca una dintre cele mai productive mări, cu
organsime pelagice și bentale de o abunden ță remarcabilă, Marea Nea gră, cu precădere
partea sa nord -vestică , a suferit între anii 1980 -2000 schimbări dramatice dat orate
accentuă rii fenomenului de eutrofizare, poluă rii, supra pescuitului, precum și apariției unor
specii invazive ( Mnemiopsis leydi , Rapana venosa , etc) , biodiversitatea scăzând î n mod
dramatic.
În ultimele decenii, ca urmare a implementă rii unor directi ve europene (Directiva
Cadru Apă, Directiva Nitraț i, Directiva Ape Uzate, Directiva Moluș te, Directiva Cadru
privind Strategia pentru Mediul Marin – 2008/56/CE ) au fost aplicate o serie de programe
de măsuri care conduc la o refacre a ecostistemului marin și la o folosire sustenabilă a
resurselor marine, atât vi i, cât ș i mineral e.
Una dintre resursele marine vii, a cărei importanță economică a crescut vertiginos
în ultimele două decenii , este populația de midii (cu precă dere specia Mytilius
galloprovinciali s). Creșterea consumului de midii înregistrat î n ultimii ani , în Marea
Neagră , a impus dezvoltarea programele lor de monitori zare a habi tatelor acestei specii,
precum și a stă rii lor de sănă tate, inclusi v nivelul de contaminare chimică și microbiologică
(afectate de poluarea excesivă și expunerii către diverși contaminanți ).
Sursele generale de poluare provin de la orașele din zon a costieră unde deversarea
deșeurilor industriale, menajere , a apelor uzate încă se face fără menajamente , însă nici
transportul naval, platformele petroliere sau agricultura nu sunt de neglijat. Toate aceste
surse terestre și de pe mare, generează un aport de metale grele în ecosistem, care sunt
transportate în apă , fie în formă dizolvată , fie stocate în sedimente le marine . În comb inație
cu poluarea, agenții patogeni proveniți din diverse surse pot avea efecte devastatoare
asupra moluștelor bivalve și implicit a populației consumatoare.
Transferul metalelor de -a lungul lanțurilor trofice poate avea ca rezultat, transferul
trofic al acestora către oameni prezentând un risc potențial pentru sănătatea publică prin
consumul de produse marine contaminate, așa cum au mai fost descrise cazuri în anii
anteriori în alte țări.
Aceste organisme marine preiau din hrană sau apă metalele prin pro cesul de filtrare
care mai apoi sunt ac umulate în mușchi sau țesuturi, de obicei sunt stocate în țesuturile la
nivelul cărora au fost preluate.

7
Având în vedere importanța acestor organisme vii atât în ecosistemul acvatic cât și
în cel terestru s -a făcut o comparare a rezultatelor obținute în urma analizării metalelor
acumulate de midiile găsite pe substrat stâncos, într-o zonă puternic populată turistic, la o
adâncime de 0,5 m și a midiilor din larg, prelevate la o adâncime de 30-40 m.

8
I.DATE DE LITERATURĂ
CAPITOLUL 1
ECOSISTEMUL MARIN
1.1 Particularități generale
Purtând caracteristici deosebite, Marea Neagră se prezintă ca un bazin a cărei
origine provine din erele îndepărtate, unde o vastă întindere de apă, cu denumirea de Marea
Sarmatică, a suferit o regresiune, formându -se mai multe bazine. Cunoscut în trecut ca
lacul Pontic, fenomenele tectonice au dus la crearea unei strâmtori – Bosfor, prin care
ulterior apele sărate din Marea Mediterană au pătr uns formând astfel Marea Neagră [1].
Din punct de vedere geografic, limitele care înconjoară actualul bazin al Mării
Negre sunt cuprinse între 40°55' – 46°32' latitudine nordică și 27 °27' – 41°42' longitudine
estică, bazinul avand o formă ușor alungită și îngustată la mijloc (Fig. 1.1) .

Fig. 1.1. Harta geografică a Mării Negre

Aria toatală a bazinului este de 42 .488 km2, iar volumul de apă este de cca. 537.000
km3. Marea Neagră prezintă o ad âncime medie de 1.271 m, maxima (2.212 m) ating ându-
se în partea central -vestică . Lungimea tot ală a țărmului Mării Negre este de circa 4.340
km, din care țărmul rom ânesc prezintă lungimea de 244 km, mai mică comparativ cu
celelalte state riverane (Bulgaria – 300 km; Georgia – 310 km; Rusia – 475 km; Turcia –
1.400 km și Ucraina – 1.628 km) [2 ].

9
Din punct de vedere al activității biologice, Marea Neagră a prezentat o deficiență
majoră în ceea ce privește fauna, însă datorită aportului crescut de ape dulci sau fluviale,
au dus la aclimatizarea unor specii specifice zonei.
Apa din bazinul Mării Negre, provine din trei mase de ap ă, cu caracteristici total
diferite. Apa salmastră provine ca rest din vechiul lac pontic, apa mediteraneană, provenită
în cantități mici și ajunge în Marea Neagră prin sistemul Bosfor -Marea Marmara –
Dardanele și apa dulce adusă de principalele fluvii, în special în partea nord -vestică a
bazinului. Amestecul acestor tipuri de ape, duce în final la delimitarea a două pături
distincte : apă dulce – apă de suprafață, ușoară, provenită în mare parte din aluviunile
fluviilor și apa săr ată care intră prin Bosfor ce prezintă particularități fizice și chimice
diferite față de apa Mării Negre. Diferențele de salinitate influențează amestecul celor două
pături făcându -l foarte lent.
În ceea ce privește viața biologică din adâncuri, aceasta e ste influențată atât de
diferențele semnificative de salinitate, sau densitate, ce determină o stratificare puternică a
coloanei de apă , curenții verticali foarte slabi care nu pot aera apele de profunzime , ceea ce
conduce la o zonă anoxică al că rei volum este de cca. 80 -82 % din volumul total, care și nu
poate oferi posibilitatea desfășurării vieții la ad âncimi de peste 150 – 200 m (cu excepția
unor comunităț i microbiene anaerobe) [2] .
1.2. Caracteristicile fizico -chimice ale Mării Negre
Caracter isticile fizico -chimice variază extrem de mult anual, sezonal poate chiar
diurn, variații determinate de trei factori principali : variabilitatea ridicată a debitelor
marilor fluvii din nord -vest (Dună re, Nistru, Bug, etc) .
1.2.1 Curenții marini
Dat fiind faptul că bazinul prezintă o adâncime destul de mică (2 .245 m),
amplitudinea valurilor este scăzută, mareea este foarte puțin sezizabilă , iar nivelul mării
poate fi în scădere din cauza barajelor de pe fluvii ; curenții pot fi bine sesizabili însă nu
constanți. Pe o rază de 0 -60 m prezintă discontinuități ale direcției. Au viteze cuprinse între
0,30-1 m/s, ceea ce face ca temporar să apară curenți locali, resimțiți și în zona litoralului
românesc. Direcția și viteza curenților sunt influențate de variațiile sezonie re, aportul
afluenților , dar și mișcarea de rotație a Pământului.
1.2.2 Temperatura
În zona de mică adâncime temperatura apei prezintă variații mari, fiind supusă în
mare masură, diminuat ca valoare și decalat în timp, evoluției temperaturii aerului. Loca l,

10
evoluția temperaturii apelor este dictată de masele de apă fluviale și de curenții ascendenți
de adâncime.
În timpul lunilor de iarnă (decembrie – februarie ), temperatura apei crește odată cu
adâncimea.
Temperaturile de iarnă prezintă valori cuprinse î ntre 0,5 – 2,00C la suprafață și între
5,2 – 7,70C la 25 m adâncime. În dreptul gurilor de vărsare ale Dunării în se zonul rece,
datorită faptului că temperatura apelor du lci este mai scăzută decât cea a apelor marine
(uneori chiar cu 5,80C), în limitele ad âncimilor de 0 -10 m, se pot înregistra frecvent
temperaturi negative ( -1,30C). Din acest motiv, în iernile mai severe (cum ar fi cazul
iernilor 1953/1954, 1962, 1972/1973, 1995/1996, 2002/2003, 2005/2006), marea poate
îngheța pe o distanță de câteva zeci s au chiar sute de metri spre larg.
În zona de larg, primavara începe să apară stratificarea termică, care devine mai
pronunțată în lunile de vară. În stratul de suprafață (0 – 20 m) te mperatura este relativ
constantă (ating ând valori de 25 – 26 °C în iulie -august), după care, între ad âncimi de 20 –
30 m, scade brusc (aceasta zonă se numește termoclina), cu un gradient de p ână la 1 °C/m.
Sub 30 – 40 m temperatura se menț ine c onstantă p ână la fund, valoarea ei fiind î n jur de 8
°C.
În lun ile octombrie -noiembri e, termoclina se erodează , se produce o omogenizare
termică a maselor de apă, temperaturile fiind uniforme pâna la 30 – 50 m adâncime [3].
1.2.3 Salinitatea
Marea Neagră este un bazin mezomixohalin. Echilibrul salin actual al Mării Negre
este rezultatul:
 unui proces îndelungat de schimburi de ape prin sistemul de strâmtori Bosfor –
Marea Marmara -Dardanele,
 regimului hidrologic care intervine în stabilirea bilanțulu i hidric general al
bazinului .
Salinitatea este direct influențată de curenți și de aportul de apă dulce, astfel încât
variază mult în raport cu depărtarea față d e gurile Dunării și de adâncime [1].
În fața gurilor Dunării, ca o consecință a manifestării fenomenului de “upwelling”
compensatoriu, salinitatea apelor de profunzime este neobișnuit de ridicată. Pătrunderea
lentilelor de apă sărată dinspre est sau sud -est nu are loc în mod permanent, ci numai
atunci când masele de apă ale cur entului principal nord -sud nu pătrund în adâncime până la
fund, adică în cazul unor viituri moderate sau în lipsa unor viituri statornice din sectorul
nordic. În astfel de condiții, salinități de 18‰ sau peste această valoare se înregistrează

11
frecvent chiar și la 10 m adâncime, în special la nord de paralela de 450. Salinitatea apelor
de contact la fundurile de mică a dâncime, între 0 si 30 m, suferă variații foarte mari, în
special în cazul zonelor de amestec permanent din fața gurilor Dunării, cât și în
extremitatea sudică a insulei Sacalin și Portița. În aceste zone oscilațiile extreme constituie
un fenomen obișnuit și permanent; doar mai la sud de paralela 44040’ oscilațiile sunt mar i
cu caracter sezonier [4].
La adâncimile ce depășesc 30 m se poate vorbi de existența unor concentrații saline
stabile de cel puțin 18‰. Media generală pentru spațiul cuprins între izoba tele de 30 și 50
m este de 18,29‰, deși extremele de variație oscilează între 16,3 – 19,7‰ la nord de
paralela 44040’ și între 16,8 – 19,2‰ la sud de aceasta [4].
Se estimează că apele Mării Negre conțin aproximativ 2.5 -3 milioane de tone de
hidrogen sulfu rat. Condițiile anoxice au apărut acum aproximativ 7500 de ani, la puțin
timp după formarea mării actuale și au progresat rapid, astfel încât după doar 2000 de ani,
aproximativ jumătate din masa apei devenise anoxică [1].
1.2.4 Sedimente
Dinamica vărsării apelor dunărene determină și răspândirea suspensiilor. Aportul
de sedimente este str âns legat de aportul apelor dulc i al marilor fluvii tributare, î n cazul
litoralului romanesc, de aportul Dunarii. Sedimentarea este produsă prin procesele de
precipitare co loidală, procese a căror intensitate este determinată de:
 direcția și forța vânturilor,
 intensitatea agitației valurilor, în cazul apelor de mică adâncime .
Sedimentele cele mai recente apar sub forma unui strat superficial de mâl galben,
gelatinos în zone le de mică adâncime din apropierea coastelor, însă el poate lipsi sa u poate
avea o prezență efemeră [5].
Tipuri de sedimente întâlnite pe platforma continentală românească a Mării Negre :
 nisip, acoperă plajele și în general fundurile de mică adâncime;
 nisip mâlos, acoperă fundurile puțin adânci;
 scrădiș recent, la adâncimi variabile în funcție de jocul curenților;
 substrat dur, reprezentat în general de calcare sarmatice, fie dispuse în platforme
întinse de piatră, fie ca pietre izolate cu aspect morenaic. În zona gurilor Dunării
apare o varietate a acestuia și anume fundurile argilos – marnoase, dispuse în insule
izolate în etajul infralitoral, până la adâncimile de 15-20 m [5].
Un biotop aparte, cu totul caracteristic spațiului predeltaic, îl formează camc a. De -a
lungul digurilor canalului Sulina, sub acțiunea curentului circular, materiile vegetale aduse

12
de Dunăre sunt depuse pe o porțiune de coastă lungă de circa 3 km. În funcție de anotimp
și de nivelul Dunării, stratul poate atinge grosimi variabile .
Începând cu circalitoralul se întâlnesc:
 mâlurile cu Mytilus ;
 mâlurile faseolinifere;
 sedimentele cu Phyllophora ;
 paleoscrădișul de tip caspic.
În urma furtunilor, valurile stârnite răscolesc fundul acestor adâncimi, sedimentele
fine reintră în suspensie – suspensii de origine secundară – diferite de cele primare
dunărene.
Purtate de curenți, aceste ape devenite tulburi în mod secundar și se pot menține în
apropierea fundului. Sedimentele și sedimentarea intensă influențează comunitățile bentale,
așa cum su spensiile influențează dinamica planctonului.
În viața hidrobionților un rol important îl are și natura aluviunilor pe care fluviile
tributare bazinului Mării Negre le descarcă. Aceste fluvii spală terenuri sedimentare, motiv
pentru care ele aduc cantități însemnate de săruri de calciu. Balanța dintre ionii
monovalenți (Na+,K+) și cei bivalenți (Ca 2+,Mg2+), înclină în favoarea celor din urmă.
Acești ioni au frecvent acțiune antagonică asupra aceleiași funcții metabolice [6].
1.3 Caracteristici biologice ale ecosistemului marin
Așa cum se descriu anterior proprietățile fizico -chimice ale Mării Negre, acestea
prezintă particulariăți importante asupra desfășurării proceselor biologice din bazin.
Dezvoltarea organismelor este posibilă pe de o parte, datorită platformei continentale
extinse, cât și aportului de substanțe nutritive aduse de apele fluviale care pot ajuta și la
popularea cu pești a bazinului. Un aspect negativ însă, se poate contura din cauza
variațiilor de temperatură bruște care pot micșora semn ificativ diversitatea planctonului.
Planctonul este bogat în forme vegetale și animale ; reparti ția lui făcându -se, în
principal în zona eufotică (cca. 60 m ad âncime), dar și mai jos, p ână la intefaț a
oxic/anoxic.
Fitoplancton ul este reprezentat de peste 17 5 de specii și peste 300 de unități taxonomice.
Zooplanctonul prezintă particularități mai sărace decât fitoplanctonul, fiind mai bine
dezvoltat iarna decât vara ; din cauza faptului că este consumat de către specii precum
hamsie, șprot etc.
Nectonul este constituit în mare parte din categoriile de pești și m amifere de tipul delfinilor
[6].

13
Din cele peste 60 de pești care populează bazinul Mării Negre, peste 35 de specii
sunt valoroase din punct de vedere economic, însă calitatea și cantitatea peștelui vari ază de
la an la an din cauza factorilor externi care fac ca producția de pește sa fie una destul de
mică comparativ cu alte mări.
Speciile care prezintă valoare economică sunt : Sprattus sprattus (șprot), Trachurus
trachurus (stavrid), Engraulis encrasicho lus (hamsia), Mugil cephalus (chefal), Pelamys
sarda (pălămida), Scomber scombrus (scrumbia albastră), Huso huso (sturion) , clupeide,
midii, rapane și o specie de Squalus acanthias (rechin).
Organismele bentale sunt caracteristice z onei platformei contin entale (p ână la
adâncimi ale fundului mă rii de 200 m), sub acest nivel fiind prezentă o populație bentonică
formată din bacterii care duc la acumularea hidrogenului sulfurat [7].
Potrivit cercetătorilor, zona bentală este împățit în :
 Zona prelitorală , este zona dintre linia ță rmului și izobata de 10 m. Caracteristicile
principale pentru această zonă sunt sedimentele de tip molasă , adică sedimente terigene
cu o structură variabilă și cu specific litologic variabil ;
 Zona litoral ă, pornește de la izobata de 10 m, până la 70 m, unde principalii biotopi
sunt nisipul și mâlul populate de o masă de moluște bivalve ;
 Zona sublitorală cuprinde o întinere vastă, pornind de la 70 m până la limita vieții
aerobe. Principalele caracteristici ale zonei sunt luminozitatea scăzută și mâlul fin
impregnat cu cochilii de moluște [5].
Din punct de vedere biologic, în Marea Neagră se disting o serie complexe
biocenotice alcătuite din plante și animale care prezintă numeroase beneficii economice
[8].

14
CAPITOLUL 2
BIOCE NOZA MIDIILOR DE PE SUBSTRAT STÂNCOS Ș I DE
ADÂNC

Denumirea de midie este atribuită mai multor specii de moluște bivalve . Sunt
reconosci bile după cochilia solidă cu coajă groasă, de culoare maronie spre albastru -violet.

În Marea Neagră și Marea Mediterană se găsesc două specii mai importante (din
punct de vedere ecologic, cat si economic) , și anume M. galloprovincialis respectiv M.
edulis care apar sub forma unor asocia ții compacte, întâlnite sub stabilopozi sau pietrele
marine, numite bancu ri. M idiile se fixează cu a jutorul unor filamente, cu num ele de byssus
[9].
2.1 Biocenoza midiil or de piatră
Datorită substratului stâncos, fauna este dominată de organism macrobentice , în
majoritatea cazurilor forme de M. galloprovincialis , care prin prezența lor formează un
substrat secundar neregulat.
Coloniile acestei specii determină de cele m ai multe ori modificari substanțiale prin
existența unor spații interstițiale dintre indivizi ș i byssus. Dinamica a pei, salinitatea,
turbiditatea ș i sursele de sedimente duc la colmatarea coloniilor.
Dinamica apei est e o prim ă cauză care poate duce la strivirea sau desprinderea
bancurilor de midi i de pe substratul pietros, ducâ nd as tfel la mo dificarea mediei de vârstă .
Acțiunea îngheț ului este un alt fenomen cu puternic impact asupra dezvoltarii
colonii lor de midii. A dâncimea mică a apei duc e la mortalitatea ca urmare a răcirii
excesive a apei și a acț iunii mecanice a blocurilor de gheață produse de valuri.
Aceste cauze duc așadar la o dinamica inegală a populaț iilor de midi i din zona de
piatră, influențâ nd aspect ul ca litativ eterogen, distribuția în spațiu fiind chiar haotică .
Subcenoza midiilor de piatră este caracterizată de fâșia inferioară a infralitoralului
pietros. Datorită caracterului ferm al substratului și condiț iilor hidrologice slab dinamice
subcenoza este diferențiată net prin aspectul omogen [10].
Zona din care fac parte aceste colonii heterogene, este de mică adâncime, cuprinsă
între 0,5 – 5 m .
În figura 2.1 se află harta cu reparti ția asociațiilor de molu ște de pe platforma
continentală a Mării Negre.

15

Fig. 2.1 Repartiț ia asociațiilor de moluș te de pe platform a continentală a Mă rii Negre [11 ]

2.2 Biocenoza midiilor de adânc
Este una dintre cele mai caracteristice ș i mai bine delimitate biocenoze, atât pentru
litoralul românesc , cât și pentru î ntreg bazinul Marii Negre . În dreptul coaste i românesti,
această biocenoză ocupă o zonă vastă cuprinsă între 25 – 45 m ș i 48 – 70 m adâncime, dar
se prezintă sub forma sa tipica între 30 și 50 m adâncime. Ea ocupa întotdeauna în spațiu o
diferență de nivel pe ve rticală de cel puțin 20 m, lățimea fâșiei de fund ocupată variind
între minimum 8 k m (la sud -est de Sf. Gheorghe) ș i maximum 10 0 km la est de Sulina.
Suprafața totală ocupată în fața coaste i românești cuprinde o suprafață de circa 7.000
km2[12].
Substratul este alcătuit din mâluri cenuș ii cu o p roporție variabilă de scrădiș. O altă
caracteristică a acestei biocenoze o reprezintă stabilitatea mai mare a factorilor d e mediu
(salinitate, temperatură, curenț i).
Din ca uza mâlului aleuritic foarte puțin consisten t, populațiile formei
conducă toare /dominante – M. galloprovincialis – au o distribuție neuniformă, formând
mici aglomerări, aș a-zisele „cuiburi de midii”.
Biomasa medie generală a biocenozei midiilor de adânc este de aproximativ 400
g/m2, din care peste 7 5% revin speciei M. Galloprovincialis . Date mai noi arată biomase
medii ale midiilor de mâl de circa 500 g/m2 [11].

16
Datorită variației calitative a substratului, î n cadrul acestei biocenoze există
deosebiri locale însemnate în ceea ce privește compoziția c alitativă și cantitativă a speciilor
ce se instalează, fapt ce ne permite să distingem la litoralul nostru entităț i bionomice cu
rang inferior, cele mai importante fiind:
a) Subcenoza Mytilus – Lithothamnion – Phyllophora . În fața coaste i româneș ti
aceasta subcenoză ocupă spațiul aflat la est de meridianul de 300 și la nord de paralela de
450, pătrunzând în adâncime până la 45 -48 m. Substratul este cara cterizat prin dezvoltarea
masivă a algelor calcaroase roș ii din genul Lithothamnion , determinând o n atura mai dură a
substratu lui. Rarele taluri ale algei roș ii Phyllophora se pot fixa pe un astfel de substr at, iar
specia bentala dominantă , M. galloprovincialis prezinta populaț ii mai uniform distribuite.
Biomasa medie generală a bentosului se ridică la aproxi mativ 1.700 g/m2, din care
89 % este dată de midii. Biodiversitatea acestei subcenoze este mai mare decât în cea
tipică. Pe lângă speciile caracteristice subc enozei tipice, aici mai pot fi î ntâlnite
gastropodul Calyptraea chinensis , crustaceele Phtisica ma rina si Caprella acanthifera ,
spongierii din genul Haliclona .
b) Subcenoza Mytilus – Modiolus phaseolinus face tranziția de la mâlurile cenuș ii
cu Mytilus la cele albă strui cu Modiolus .
c) Mâlurile cu Melinna palmata . Acumularea detrituș ului în sedimente p rodusă î n
ultima v reme a permis dezvoltarea masivă a populaț iilor polichetului Melinna palmata . În
dreptul coastelor româneș ti, mâlurile cu Melinna au maximul de dezvoltare î n zona Chituc
– Capul Midia, î ntre 20 – 40 m adâncime, unde ocupă o suprafață de peste 1.100 km2 .
Substratul este alcă tuit din mâluri aluvionare fine, sărace în scrădiș .
Populațiile de Melinna palmata de aici au o densitate medie de 2.331 ex/m2 și o
biomasa de 73,2 g/m2, însă valorile maxime pot depăș i 17.700 ex/m2, respectiv, 570 g/m2 .
Deși Melinna palmata reprezintă î n mod constant peste 90% din abundența totală a
macrobento sului, biomasele sunt dominate în proporț ie de peste 50% de Mya arenaria și
M. galloprovincialis .
În ultimele pat ru decenii s -a produs o evidență sărăcire calitat ivă în biocenoza
midiilor de mâl, numărul speciilor macrobentale înregistrate fiind cu 30% mai mic.
Aceasta situație a fost creată de dezvoltarea exuberantă a fitoplanctonului care a culminat
cu producerea de înfloriri fit oplanctonice ample, cu consecințe grave asupra stării
populaț iilor benta le [12].

17
2.3 Caracterizarea general a s peciei Mytilus galloprovincialis
Principala caracteristică a acestei clase de moluște, este faptul că au co rpul învelit
în două valve calcaroase, dispuse lateral. Modul de viață a acestora este sedentar iar
hrănirea se face prin filtrarea apei. Aceste particularități ecologice au dus la modificarea
morfologiei externe și interne ale acesteia [12].

Fig. 2.1. Mytilus g alloprovincialis
Modificarea cea mai importantă care a avut loc, a fost reducerea extremității
cefalice marcată de prezența orificiului bucal, încadrat de patru lobi bucali cu rol în
direcționarea particulelor alimentare acumulate la nivelul branhi ilor în gură. Piciorul
prezintă o formă de lama de secure ajutând molusca la deplasare și îngroparea în substrat.
Masa viscerală se prezintă sub aspect saciform și atârnă în cavitatea paleală delimitând cei
doi lobi ai mantalei ce captușesc cei doi lobi la interior. Branhiile sunt ciliate și se găsesc în
parea posterior -inferioară a masei viscerale și separă cavitatea paleală într -o cavitate
branhială ce comunică cu exteriorul printr -un sifon branhial și o cavitate cloacală
comunicând la rândul ei cu exteri orul printr -un sifon cloacal.
Pe fața internă a valvelor se disting alte tipuri de structuri. Sub umbone se află
platoul cardinal unde apar proeminențe de tipul unor dinți cardinali și fosete cardinale.
Dentiția prezintă un rol important în clasificație, m ai ales atunci când nu se poate studia
organizația internă [12].

Fig. 2.2 Structura internă M. Galloprovincialis [12]

18
În timpul filtrării prin acest sistem la nivelul branhiilor sunt re ținute particulele
aflate în suspensie în apă. Tot în timpul acestui fenomen, are loc și schimbul gazos, astfel
că apa care ajunge în cavitatea cloacală este este cură țată de particulele aflate în suspensie
dar este săracă în oxigen dizolvat [12].
În figura 2 .2, este conturat procesul de filtrare a apei marine de către o m idie de
tipul M. galloprovincialis .

Fig. 2.2 Filtrare a apei marine [12]
În ceea ce privește valvele acestea pot fi dispuse sub forme și mărimi diferite. Din
punct de vedere morfologic, la exteriorul valvelor se observă o zonă superioară
proeminent a, numi ta umbonele , de la care pornesc coastele lipsite de ornamentații.

Fig. 2.3 Structura externă bivalve [12]
2.4. Efectele poluării și a bolilor in fecțioase asupra moluștelor bivalve
Comunitatea m oluștele lor acvatice este model ul ideal pentru monitorizarea stării
mediului și a stării de sănă tate a habitatelor bentale .
Ca orice organism animal , moluș tele sunt supuse unei game largi de boli
infecț ioase cu efecte semnificative asupr a ecologiei lor, ajungând u-se în final să fie afect ați
și consumatorii acestora.

19
Activitățile antropice, care implică în special contaminanți chimici care poluează
mediul, pot afecta și parametrii ec ologici și fiziologici ai moluștelor .
În combinație, poluarea și agenții patogeni reprezintă o amenințare gr avă la adresa
sănătății comunităților acvatice care a fost recunoscut ă din ce în ce mai mult.
Ultimile studii au ca scop determinarea principalelor cauze care duc la infestarea
organismelor marine, principalele cauze, efectele și tratamentele aplicate ace stora [13].
Boli virale
Bolile virale răspândite în clasa moluștelor, reprezintă un punct de interes pentru
cercetători, care consideră că stresul este un factor major în izbucnirea bolilor virale printre
nevertebrate. Un principal factor îl constituie pol uarea termică care a dus la identificarea
unui tip de Herpes printre stridii din cauza încălzirii apei folosite în stațiile pentru
producere de energie electrică. Studiile de laborator cu privire la patologia birnavirusurilor
pentru scoici de tipul Meretri x lustoria au arătat rezultate similare sub regimuri de
temperatură diferite.
S-a constatat o creștere a mortalității în timpul creșterii temperaturii după infecție și
o scădere a ratei mortalității după scăderea temperaturii.
Utilizând același sistem gaz dă-virus, în alte studii suplimentare de laborator s -au
investigat efectele metalelor grele (cadmiu, mercur, cupru și zinc) asupra susceptibilității
scoicii cu o infecție virală. S -a constatat că expunerea către virus în astfel de condiții a
scocilor duce la o mortalitate de 52% după 5 săptămâni. Contaminarea cu metale grele
pentru o săptâmână urmată de o infecție virală a dus la creșterea ratei mortalității cu 90%.
Cercerătorii care s -au axat pe studierea acestui caz au concluzionat c ă efectele
imunomodu latoare ale poluării cu metale este un factor determinant care influențează
populația prin dinamica transmiterii bol ii, creșterea susceptibilității ale moluște lor la
infecție. Cu toate acestea, mărimea populației gazdă, etapa de viață sau densitatea și mod ul
de expun ere la stres (virus + metal sau metal + virus) sunt factori importanți în dinamica
bolii.
Virușii sunt cunoscuți de asemenea și pentru cauzarea mai multor tipuri de cancer
atât uman cât și în viața sălbatică. În cazul moluștelor au fost raportat e tumori canceroase
cauzate de interacții între vir uși și produse chimice toxice [13].

20

Fig. 2.4. Midii cu tumori canceroase [13]

Neoplaziile raportate în cazul speciilor bivalve sunt o proliferare a celulelor
anormale care au origini mai puțin cunoscut e. Se pare că acestea sunt în strânsă legătură cu
poluarea mediului marin care tulbură aceste specii [14].
Boli bacteriologice
Infectarea cu diverse bacterii patogene este destul de greu analizat și de descris în
cazul moluștelor bivalve. Bolile bacteriene afectează deseori moluștele în mod diferit în
funcție de stadiul lor de viață. Inf ecțiile sunt descrise de obicei pe stadii larvare, în care
sunt asoc iate cu mortalități ridicate de obicei în exploatațiile de crescătorii de crustacee,
dar au fost identifi cate doar câteva specii cu boli la adulți.
Bacteriile care sunt non-specifice la moluște au fost utiliz ate ca biomarkeri pentru a
studia imunotoxicitatea mai multor tipuri de substanțe chimi ce. Prin injectarea cu bacterii
în hemolimf a indivizilor expuși toxicității, cercetătorii au studiat modificările indus e de
contaminanți în fagocitoză, viteza de eliminare a bacteriilor și, în con secință, cuantificarea
acestora sub expunerea poluanților.
Cu toate a cestea, au fost raportate studii cu privire la interac țiile cu Vibrio spp .
În urma unei expuneri timp de șapte zile la cupru apoi cadmiu, urmată de
inocularea cu Vibrio tubiashii s-a constatat o creștere semnificativă a numărului total de
celulele circulante sanguine (apararea organismului) în timp ce expuner ea la cupru a dus la
reducere a numărului de eozinofile circulante și a produc erii superoxidului intracelular în
gazdele infectate cu bacterii. În plus, midii expuse metalelor grele și bacteriilor în același
timp au dus la creștere a mort alității în comparaț ie cu expunerea doar la metale în cadrul
aceleiași specii [14] .

21

Fig. 2.5. Expunerea bivalvelor parazitului
Vibrio tubiashii [15]
O altă expunere la contaminanți s -a dovedit a fi fatală în cazul infecției și cu
Rickettsia a moluștelor aflate lângă o staț ie petrolieră.
Efectele poluării așadar, pot duce la modificări ale activității metabolice care pot
schimba structura ADN -ului iar sub expunere toxică pot apărea mutații genetice.
Boli produse de protozoare
Protozoarele sunt paraziți comuni ai moluștelor, deși ele sunt studiate în principal
din punct de vedere al importanței economice. Majoritatea investigațiilor s -au concentrat
asupra speciilor Perkinsus spp ., în special P. marinus și, într -o mai mică măsură ,
Haplosporidium spp., Marteilia spp., și Bonam ia osteae din cauza efectelor devastatoare în
cazul bivalvelor de cultură.
Cel mai studiat parazit, este Perkinsus spp ., din cauza mortalității crescute
cauzate bivalvelor. Transmiterea se face de la o moulscă infestată către una sănătoasă
direct în mediu l de v iață [15].

Fig. 2.6. Infestarea cu patogeni a bivalvelor
(a) Perkinsus marinus, (b) Haplosporidium nelson , (c) Bonamia ostreae (d) Marteilia
refringens [15]

22
Au fost supuse investigării efectele directe ale altor substanțe toxice asupra
parazitulu i P. marinus. S-a constatat că fluoretanul, amoniacul, fenatren, nitrat ul și fosfat ul
nu au avut niciun efect asupra parazitului . În contrast, un ames tec erbicid comun, care
conține ingrediente active care imită ho rmonii de creștere ai plantelor reduce proliferarea,
dar numai la conc entrații ridicate.
Fluoretanul și fenatrenul sunt compuși obișnuiț i ai HAP iar absența oricărui efect
asupra înmulțirii parazitului după exp unere în acest studiu sugerează că impactul poluării
cu HAP asupra mol uștelor infectat e cu P. marinus poate fi doar un produ s al expunerii
toxice al parazit ului gazdă.
S-a constat că moluștele expuse la "Roundup", un erbicid pe bază de glifosfat, des
folosit, în combinație cu infecțiile produse de Perkinsus olseni au condus la o creștere a
mortalității în comparație cu scoicile expuse doar la glifosfat, în care nu au apărut
mortalități. Se pare așadar, că asocierea dintre erbicid și p arazit poate fi fatală pentru
moluștele comestibile [15].
Boli produse de trematode
Trematodele sunt paraziți de tipul viermilor plați, omniprezenți ai moluștelor cu
cicluri de viață complexe, care infectează o serie de animale vertebrate și nevertebrate.
Adulții maturi ocupă gazda vertebrată și eliberază ouă. Prima etapă larvară liberă,
miracidia, ieșită din ou se localizează și infectează molusca. Aceasta este prima gazdă
intermediară, sau primară, unde trematoda efectuează o serie de cicluri asexuate pentru a
produce în cele din urmă embrioni care se dezvoltă în cercariae iar pentru a -și continua
ciclul de viaț ă infectează un alt vertebrat sau gazdă a nevertebratelor. Cand cercariae
infectează un alt nevertebrat se dezvoltă într -un stadiul intermediar numit metacercariae .
Trematode le pot provoca o patologie extinsă gazdelor care pot să afecteze
fiziologia, imuno logia, ecologia și endocrinologia acestora [16].

Fig. 2.7 Fosilele bivalvelor afectate de tremadode [14]

23
Este evident că interacțiunile dintre bolile infecțioase și poluanții din populațiile de
moluște sunt complexe. Ca atare, definirea tendințele majore ale proceselor interactive
devin dificile. Corelații corecte între rezultatele din laborator și domeniu nu au fost încă
obținute în mod concludent, în principal datorită faptului că există puține sisteme gazdă –
patogeni care au fost s tudiate în profunzime în ambele domenii [16].
Factori care pot fi importanți pentru apariția bolii în medii contaminate includ rolul
altor vietăți care pot fi implicate în ecologie ca agenți patogeni sau care acționează ca și
gazde rezervor, variații ale rezistenței genetice î ntre diferitele populații ale aceleiași specii
de moluște, determinarea celei mai sensibile stadii de viață a moluștei, modificări în
specificitatea speciilor gazdă a bolilor contaminate, stresul, amestecuri de agenți patogeni
diferiți în populațiile stres ate,și dezvoltarea rezistenței agenților patogeni la expunerea de
contaminanți.
Cu toate acestea, din studiile efectuate până în prezent rezultă clar că agenții
patogeni aduc o diferență importantă modului în care moluștele răspund la expunerea
contaminanț ilor.
O influență dominantă tuturor interacțiunilor dintre agenții pat ogeni și poluanți sunt
condiții le climatice atât la scară locală, cât și la nivel regional. Climatul va afecta atât
biodisponibilitatea, cât și efectele toxice ale contaminanților, pre cum și dezvoltarea
patoge nului și transmiterea bolii [16].
În cee ce privește afecțiunile cauyate fie de acumulare fie de intoxicația cu plumb
în organismele umane sunt: hipertensiune arteriale, nephrite cornice, hiperactivitate la
copii , anemie, scăderea capacității de concentrare, afecțiunea vaselor creierului.

24
CAPITOLUL 3
STADIUL ACTU AL AL CERCETARILOR IN DOMENIUL GEOECOLOGIEI
MARINE

În ultimii ani literatura de specialitate prezintă mai multe metode și tehnici
analitice capabile să ofere informații importante cu privire la conț inutul de metale din
nevertebratele acvatice.
Pentru a determina con ținutul de metale din probele organice și anorganice se
pot utili za o mare varietate de tehnici analitice, cum ar fi spectrometria de absorb ție
atomică (AAS), spectrometria de emisie optică cu plasmă cuplată inductiv (ICP -OES) și
fluorescen ța cu raze X (XRF), cu limite similare de detec ție.
Exceptâ nd fluorescența cu raze X, celelate tehnici analitice presupun costuri
ridicate de investiții în cazul spectrometriei de emisie optică cu plasmă cuplată inductiv
(ICP -OES) se presupune un efort analitic semnificativ din cauza extracțiilor chimice
laborioase, a costurilor operaționale ridicate, reactivi, materiale de laborator și gaze care
presupun pr ețuri ridicate considerabil.
În schimb pentru a se evita aceste eforturi analitice, s -a constatat că metoda
fluorescenței cu raze X prezintă numeroase avantaje :
 Concentra țiile elementare se pot obține direct de pe suprafața probei;
 Necesită un efort anali tic și o minimă pregătire a probelor;
 Măsurătorile sunt rapide ; de la cateva secunde pâ nă la cîteva minute;
 Se pot măsura simultan pâ nă la 34 de elemente;
 Este o tehnică analitică non -distructibilă iar probele se pot păstra pentru alte
analize.

O etapă pr eliminară în analiza probelor este calibrarea riguroasă a echipamentelor
de lucru, deoarece este important să se obț ină date reproductibile și de înaltă calitate [17].
Spectrometria de fluorescență face obiectul mu ltor studii din ultimii 10 ani. Ță ri
precum Japonia, Rusia, Turcia, Mexic sau Cuba au găsit aceasta tehnică ca fiind aplicabilă
în general analizelor de mediu, de tipul sediment e, moluște sau apă . Majoritatea
cercetă rilor din prezent sunt axate pe verificarea biodiver sității de efe ctele antropog ene,
schimbă ri climatice, etc .

25
Un studiu important [18], s-a axat pe determinarea concentra țiilor de radionuclizi
din probe de M. galloprovincialis din mediul marin turc, folosindu -se ca tehnică analitică
spectrometria cu raxe X, datorită capacității acest eia de a detecta și elemente radioactive de
tipul Cs, K, Ra, Pb , U.
Radionuclizii artificiali au fost eliberați în atmosferă din cauza testării armelor
nucleare (în special în anii 1960) și accidentelor nucleare, cum ar fi CNE Cernobî l din
1986 , care au contribui t la radioactivitatea exi stentă în mediul marin. Din cauza acestor
activități umane, unii radionuc lizi artificiali importanți ( Cs, Sr , I) au fost eliberați în
atmosferă ajungând în mediul marin prin diferite evenimente meteorologice fiind
acumulate în apa de mare, biota și sedimente și astfel ajungând la oameni prin intermediul
lanțurilor alimentare [18].
Dintre acești radionuclizi, Cs este cel mai important în ceea ce privește
radioecologia deoarece are un timp de înjumătățire fizic relativ lung (30,2 ani), se
acumulează în țesuturile moi, emite beta particule și raze gamma și are proprietăți chimice
similare potasiu lui.
M. galloprovincialis este unul dintre cele mai convenabile specii bioindicator
pentru determ inarea poluării marine datorită capac ității mari de acumulare .
Rezultatele obținute în cadrul studiului oferă informații clare și precise, metoda
folosită având aplicabilitate ridicată și pe viitor .
Un alt studiu [19], în cadrul căruia s -a folosit aceeiași tehnică analitică, se prezintă
determinarea elementelor pornind de la numărul atomic 13 (Al) până la numărul atomic 92
(U).
Rolul studiului este de a aduce dovezi cu privire la tulburările antropogene
cumulative din ulti mul secol ce au dus la epuizarea co nsiderabilă a mobilizării moluș telor
din arhipelagul cubanez. Două efecte succesive ( canalizarea apei și baraj ele și poluarea cu
mercur ) au provocat o diversitate constantă și epuizarea de la 70 de specii de moluște în
1900 până la mai p uțin de cinci în 2010. Doar tri specii persistă în es tuar: Nuculana acuta ,
Caecum pulchellum și Finella dubia .
Au fost identificat e 37 de specii și 31 de familii în Nucleul 18 și 53 de specii și 31
de familii în N ucleul 19. Combinația dintr e cele două nuclee a condus la un total de 77 de
specii care aparțin 38 de familii și repartizarea geografică este prezentată în fig. 3.1. .

26

Fig. 3.1. Harta cu zonele studiate
În ceea ce privește re zultatele obținute, concentra țiile elementelor (Fe, Ni, Rb și
Ga) au fost mai mari în Nucleul 18 decât în Nucleul 19. În Nucl eul 18, concentra țiile de Fe
au prezentat un nivel al cre șterii constant de la 1900 până la aproximativ 1980. De atunci,
Fe a pr ezentat valori scăzute până în prezent. În Nucleul 19, concentra țiile de Fe au
înregistrat o scădere constantă din 1900 până în prezent (fig. 3.2. ).

Fig. 3.2. Distribu ția concentrației de Fe

27
Raportul Si / Al din Nucleul 18 a înregistrat o scădere de la 1910 până în 1930. Din
1930 până la mijlocul anilor 1970, valorile au fost relativ stabile. După aceasta, raportu l a
crescut și valorile au arătat o mai mare variabilitate. În Nucleul 19, raportul Si / Al a fost
stabil din 1900 până la 1970, iar valorile au crescut u șor. La începutul secolului XX,
valorile Si / Al au fost cele mai r idicate în ambele Nuclee (Fig.3.3. ).

Fig 3.3 . Distribuția raportului Si /Al

În Nucleul 18, concentra țiile de Hg au crescut br usc după 1980 cu valori mai mari
decât pragul efecte lor aparente (AET = 0,41 μg g-1)
A existat o scădere constantă după 1997, dar niveluri le erau încă mult peste AET.
Nucleul 19 a arătat, de asemenea, o u șoară creștere a concentra ției Hg după 1980, dar
nivelurile au fost sub AET (fig. 3.4.) .

Fig 3. 4 Distribu ția concentrației de Hg

Diversitatea moluștelor măsurată ca SR a scăzut puternic în secolul trecut, însă
declanșarea declinului a di ferit în ambele nuclee. Nucleul 18 a arătat o scădere constantă a
SR de la începutul secolului . Analiza compoziției speciilor a indicat o reducere progresivă
din numărul speciilor înlocuind un set de specii de altul. Câ teva speci i persistă de la

28
începutul anilor 1900 până în prezent: Nuculana acuta, Finella dubia și Caecum
pulchellum .
Înainte de 1960, peste 18 specii de bază, erau erbivore sau carnivore, iar spe ciile
pentru hrană au contribuit cu aproximativ 20% din numărul total de specii. Contribuția
speciilor pentru hrană a crescut dramatic după 196 0. În cele trei , cele mai recente
eșantioane (din 1972, 1993 și 2002) au fost observate numai speciile pentru hran ă de tipul
Nuculana acuta ale căror valori sunt prezentate în fig. 3 .5..

Fig 3.5. Schimbări temporale (pe perioada unui secol ) în moluște din două nuclee
ale râului Sagua La Grande. (A) Bogă ția speciilor observate; (B) (se indică unele
evenimente antropice relevante cu săgeți); și (C) coordonarea de către NMDS a
eșantioanelor pe baza prezen ței / absen ței moluște

29
Nucleul 19 a prezentat valori relativ stabile ale SR până la cca. 1970, o ușoară SR
crește până în 1985 și de atunci un declin puternic până aproape în ultimii 20 de ani .
Rezultatele au mai arătat că fenomenel e meteorologice în cele mai multe cazuri nu
au influen țat negativ pe termen lung fauna molustică, iar impactul antropic sugerează că
rezistența acestui sistem de estuar este compromisă [19].
O al tă aplicaț ie a acestei tehnici [20], s-a dovedit a fi utilă și precisă pentru
investigarea din punct de vedere sedimentologic ș i mineralogic cu accent pe Sr, S și Ca,
izotopi de carbonat, gips și celestit din depozitele miniere din zona Ciprului ș i Qatar.
Încă din timpul Miogenului ș i a Neogenei, m ediile calcaroa se au avut un puternic
impact asupra migra ției fluide care duce la mineralizarea Sr. În re giunea Golfului, algele
au favorizat migrarea laterală a fluidelor, dar a avut un efect de etan șare astfel încât orice
mineralizare epigenetică bazată pe fluxul de li chid pe verticală a fost împiedicat (fig. 3.6.) .

Fig. 3.6 . Specimen de celestit
a) relief masiv d e celestit (structura modificată de prelucră ri miniere)
b) și c) specimen cu concentraț ii de celestit d) agregate subț iri de celestit [20]

Toate probele colectate au fost împăr țite în jumătă ți, o parte s -a utilizat pentru
analizele chimice care implică urme și izotopi și celelalte pentru examinarea mineralogică.
Elementele m ajore și oligoelemente le au fost analizat e prin spectrometrie fluorescenț ă cu
raze X (XRF) care func ționează în modul conven țional , astfel obținându -se informaț ii
importante cu privire la concentraț iile elementelor urmă rite [20].

30

Fig 3.7 . Distribuția celestitei în roci

Fig 3. 8 Forma microscopiă mineralizată a celestitei
Conform studiului [21], s-a realizat investigarea a trei specii d e gastropode
(Contectiana listeri , Lymnaea stagnalis și Bithynia tentaculata ) pent ru a monitoriza
concentrația de metale grele (Cu, Zn, Mn și Fe) în lacurile din sudul Uralului. Probele au
fost prelevat e din două lacuri (iunie -iulie 2015): Lacul Ilmenskoe (o zon ă de referință) și
Lacul Tabankul (considerat perturbat)
Gastropodele au fost utilizate de mult timp ca biomonitori ai contaminări i
cauzate de metalele grele în mediile acvatice. Concentrația d e metale grele la cele trei
specii de gasteropod e au fost măsurate utilizând analiza fluorescenței cu raze X (XRF).
Valorile cele mai ridicate ale factorilor de bioacumular e (BAF) au fost găsiți pentru Cu și

31
Zn în țesuturile moi ale gastropodelor. Un coefi cient de corelație semnificativ pentru Cu,
Zn, Mn și concentrația de Fe în țesuturile moi și în cochilii și concentrația metalelor grele
în apă a fost găsită pentru toate speciile studiate .
În figura 3.9 sunt reprezentate speciile monitorizate împreună c u concentrațiile
metalelor acumulate din mediul marin [21].

Fig. 3.9 Reprezentare grafică a speciilor analizate [20]

Așadar, conform studiilor de specialitate din ultimii ani, spectrometria de
fluorescența cu raze X este una din tehnicile analitice pr eferate de specialiști și
recomandată pentru rezultatele precise .

32
II. STUDIU DE CAZ
CAPITOLUL 4
ANALIZA BIOMETRIC Ă ȘI SPECTRALĂ A MIDIILOR

Pentru partea experimentală a lucrării au fost selectate m oluștele bivalve care sunt
indicatori importa nți în determinarea calității apelor. Acestea se găsesc într -o mare
varietate de habitate, se hrănesc cu zooplancton, fitoplancton și materii organice , filtrând
apa mării.
4.1 Prelevare probe
4.1.1 Midii de piatră
Descrierea zonei de lucru
Pentru acest studiu , în luna februarie 2018 au fost colectați 10 indivizi /stație de
Mytilus galloprovincialis din fiecare stație de pe litoral ul românesc al Mării Negre , din
zona nordică a plajei “Trei Papuci”, Consta nța (fig.4.1.) .
Aceasta zonă a fost aleasă , pe de o parte ca urmare a lucră rilor hidrotehnice din
ultimii 3 ani (extin dere diguri longitudinal, nisipă ri etc), care au determinat modifică ri ale
habita telor bentale, iar pe de altă parte datorită potenț ialului turistic ridicat , zona fiind
puternic populată î n timpul sezonului estival.

Fig. 4 .1 Zona de lucru (Statiile A, B si C )

33
Cele trei stații de pe substratul cărora s -au făcut prelevările (Fig 3.1), au fost
denumite astfel: Stația A ( N 44°12357’ E 28°39119’ ), Stația B (N 44°12237’ E 28°3900’ )
și Stația C (N 44°12094’ E 28°39252’) pe o distanța totală de 1,5 km.
Echipamente și măsură tori
Echipamente le pentru prelevare au fost următoarele: o plasă bentonică (Fig 4 .2) cu
ajutorul căreia midiile sunt colectate prin răzuire ușoară de pe stabilopod și prinse în plasă,
borcane de sticlă (Fig. 4 .3), unde probele au fost introduse după prelevar e, o geantă
termoizolantă (Fig 4 .4.) pentru a transporta și a păstra probele la o temperatură cât mai
scăzută.

Fig. 4.2 Plasă bentonică

Fig. 4.3 Borcan de s ticlă
4°12'35.

Fig. 4.4 Geantă termoizolantă

În fig. 4.5. se prezintă un bac de midi din specia Mytilus observant la prelevarea
probelor.

34

Fig. 4.5 Bancuri de midii pe stabilopozi

4.1.2. Midii de adâ nc
Descrierea zonei de lucru
Zona de lucru aleasă pentru prelevarea midiilor de adânc, se afla sub influenț a
aportului de ape dulci, tubide și bogate în nutrienț i a Dunării, fiind situate în zona de
vărsare a braț ului Sf. Gheorghe. Perioada de prelevare, sfârș itul lunii mai 2018 a coincis cu
perioada de deb it ridicat al Dună rii, ce a determinat o stratificare a coloanei de apă la
adâncimi de 5 -6 m.

Cele trei sta ții de pe substratul cărora s -au făcut prelevările (Fig 3.1), au fost
denumite astfel: Stația MN 176 DRAGA 1/ ST 061 (Lat.: 44ș53,529șN – Long.:
29ș45,510șE ), Stația: MN176 DRAGA 2 ST 052 (Lat.: 44ș54,406 șN – Long:
29ș46,969 șE), Stația: MN176 DRAGA 3 ST 043 (Lat.: 44ș55,513 șN – Long: 29ș48,400 șE)
pe o distan ță totală de aproximativ 2 km (fig. 4.6.) .

Fig. 4 .6 Zona de lucru MN 176

35
Echipamente și măsură tori
Prelevarea probelor a avut loc la bordul navei de cercetare multidisciplinară “Mare
Nigrum”, aparținând INCD GeoEcoMar București, folosind o dragă cu lăț ime de 2,5 m,
lungimea plasei de 7 m și ochiurile plase i de 1,5 cm (fig. 4.7, fig. 4.8.) .

Fig 4.7. Dragă bentică

Fig 4.8 . Operaț ia de dragare midii
În laborator, toate probele au fost mai întâi clătite cu apă distil ată, curățate cu
ajutorul unui bisturiu de diversele formațiuni de pe cochilie, clătite din nou cu apă distilată
și lăsate 10 minute la uscat pe o hârtie absorbantă (fig. 4.9.) .

Fig. 4.9 Probe Mytilus g alloprovincialis

36
Înainte de colectarea țesutul moale, fiecare individ a fost analizat din punct de
vedere morfologic. Pentru analiza biometrică, au fost efectuate următoarele măsurători:
lungimea cochiliei (L), lățimea cochiliei (w) și masa cochiliei (m).
Măsurătorile au fost realizate cu ajutorul unui șubler digital (±0,01cm) și greutățile
folosind o balanță digitală (±0, 01g). Rezultatele măsurătorilor au fost prelucrate prin
metode statistice, cu scopul de a evidenția informaț ii utile privind vârsta midiei.
4.2. Analiza biometrică
Prima etapă face referire la rezultatele obținute în urma analizei biometrice
efectuate în laborator, iar în tabelul 4.1 sunt prezentați cei trei parametrii fizici : lungime
[mm], l ățime [mm] și masă totală [g], cu ajutorul cărora putem afla informații cu privire la
vârsta moluștelor.

Tabel 4 .1. Coordonatele și ad âncimea prelevării midiilor din zona “Trei Papuci”
Stație Latitudine [° ']
Longitudine [° '] Adâncime [m]
A N 44°12357’
E 28°39119’ 0,5
B N 44°12237’
E 28°3900’ 0,5
C N 44°12094’
E 28°39252’ 0,6

Tabel 4 .2. Coordonatele și ad âncimea prelevării midiilor din zona de influență a Dunării
Stație Latitudine [° ']
Longitudine [° '] Adâncime [m]
MN 176 DRAGA 1
ST 061 44ș53,529 ’N 29ș45,510 ’E 40
MN 176 DRAGA 2
ST 052 44ș54,406’ N 29ș46,969’ E 36
MN 176 DRAGA 3
ST 043 44ș55,513’N 29ș48,400’ E 35

Pentru midiile de piatră , în urma analizelor biometrice, s -au obținut rezultatele din
tabelul 4 .3 după cum urmează:

37

Tabel 4.3 Rezultatele analizei biometrice a indivizilor M. galloprovincialis de piatră
Stația
Lungime
[mm] Lățime [mm] Masă totală [g] Masă ț esut
umed [g] Masă ț esut
uscat [g]
A
60.5 38.5 18.85 5.31 1.32
56.0 30.5 8.10 2.60 0.38
55.2 35.5 11.77 2.65 0.43
68.2 39.8 11.89 3.22 0.55
50.2 31.1 8.75 2.68 0.44
B
55.6 36.3 12.10 2.70 0.37
55.1 35.8 11.90 2.67 0.35
50.0 29.9 9.82 2.54 0.22
60.8 38.0 10.62 2.77 0.98
50.9 35.0 10.22 2.15 0.49
C 55.5 36.8 11.63 2.45 0.71
65.8 38.9 10.33 1.99 0.59
55.0 36.0 13.42 1.87 0.40
50.1 34.8 11.00 2.19 0.31
50.2 33.5 11.71 3.02 1.02

Pentru fiecare staț ie, distribu ția masei totale (g) și a lungimii (mm), au fost
prelucrate statistic cu ajutorul software -ului XLST AT din programul Microsoft Excel.
Normalitatea distribuției rezultatelor a fost testată folosind testele testul Shapiro -Wilk ș i
testul Anderson -Darling (prag de confidență 0,5) .
Aplicarea testelor Shapi ro – Wilk și testul Anderson -Darling variabilelor lung ime și
masă totală arată o non-normalitate semnificati vă a distribuției lungimilor (Shapiro -Wilk –
p = 0,015 respecti v Anderson – Darling – p = 0.015), respectiv o normalitate semnificativă
în cazul masei totale ( Shapi ro – Wilk – p = 0.576 si testul Anders on-Darling – p = 0.351.
De asemenea și în cazul midi ilor de adânc s -a aplicat testul Shapi ro – Wilk și testul
Anderson -Darling variabilelor lungime și masă totală arată o non-normalitate semnificati vă
a distribuției lungimilor (Shapiro -Wilk – p = 0,183 respecti v Ander son – Darling – p =
0.160), și masei totale ( Shapi ro – Wilk – p = 0.059 și testul Anderson -Darling – p = 0.053).
Pentru midiile de adânc, în urma analizelor biometrice, s -au obținut rezultatele din
tabelul 4.4 după cum urmează:

38

Tabel 4.4. Rezultatele analizei biometrice a indivizilor M. galloprovincialis de adânc
Stația
Lungime
[mm] Lățime [mm] Masă totală
[g] Masă ț esut
umed [g] Masă țesut
uscat [g]
1
38.5 15.5 7.50 1.110 0.222
32.9 14.5 7.10 0.698 0.139
17.2 7.9 8.97 0.086 0.017
38.9 15.7 9.01 1.120 0.224
35.2 14.1 7.02 0.841 0.168
2
19.3 8.3 8.10 0.099 0.019
17.9 7.6 7.01 0.085 0.017
21.1 10.3 7.12 0.105 0.021
31.5 14.2 7.45 0.359 0.071
30.9 13.1 6.22 0.214 0.042
3 14.5 5.1 6.95 0.062 0.012
25.8 8.3 5.93 0.175 0.035
18.7 9.2 7.42 0.090 0.018
30.1 13.8 6.51 0.211 0.042
14.9 15.9 3.33 0.065 0.013

În ceea ce privește vârsta aproximativă a mol uștelor, s -a facut o es timare pe baza
ultimelor cercetă ri din anul 2009 , din care s-a determinat vâ rsta midii lor prin șle fuirea
cochiliilor și numă rarea inele lor cu ajutorul unui microscop și s -au corelat cu lungimea,
țesutul umed și țesutul uscat [24].
Astfel, pe baza acestor parametrii se pot face apro ximari cu privire la media de
vârsta a indivizilor studiaț i conform tab elului 4.5 .

Tabel 4.5. Indicativi specifici de comparare pentru stabilirea v ârstei moluștelor bivalve
Nr
crt. Vârsta [ani] Lungime [mm] Medie ț esut umed [g] Medie ț esut uscat [g]
1. 2 18.4-19.1 0.106 – 0.122 0.0262 – 0.0275
2. 3 15.0-26.2 0.056 – 0.321 0.0137 – 0.0785
3. 4 14.7-38.6 0.061 – 1.129 0.0137 – 0.2262
4. 5 14.1-39.9 0.060 – 1.224 0.0145 – 0.2712
5. 6 17.1-39.9 0.087 – 1.385 0.0192 – 0.2395
6. 7 14.0-44.0 0.054 – 2.093 0.0122 – 0.4802
7. 8 20.0-52.0 0.138 – 2.213 0.0227 – 0.4714
8. 9 26.6-54.4 0.373 – 3.022 0.0665 – 0.6415
9. 10 36.7-62.9 0.774 – 3.270 0.1340 – 0.6127

39
Rezultatele experimentale obținute în laborator arată o durată medie de viață de
circa 10 ani în cazul indivizilor colectați din zona de mică ad âncime, caracterizată print r-o
variabilitate foarte ridicată a condițiilor de mediu. Oxigenarea bună a apelor de mică
suprafață și aportul constant de substanțe nutritive creează un mediu favorabil, optim
menținerii unui buget energetic pozitiv necesar pr oceselor vitale. Acesta, corelat cu
rezistența midiilor la condițiile variabile de temperatura, salinitate, curenți și valuri
contribuie la creșterea duratei de viață a exemplarelor din zona de mică ad âncime [25].
În cazul midiilor de adânc, rezultatele măsură torilor biometrice cond uc la o
estimare a mediei de viață la circa 4 ani, semnifi cativ mai mică în comparaț ie cu midiile
din infralitoralul stâncos, cel mai probabil ca urmare a pierderilor energetice necesare
fixării și producerii bisussului [26 ].
Studiind costurile energetice pentru fixare ale midiilor din medii foarte dinamice, s –
a descoperit că, sporirea producției de bissus a dus, de asem enea, la scă derea costurilor
energetice. S-a mai estimat un consum energetic lunar de până l a 8% pentru producerea
acestuia [27].
Cercetăr ile arată că, anumite condiții de stres conduc la mobilizarea rezer velor
metabolice, rezerve care pe măsura consumării nu mai sunt alocate pentru a menți ne
metabolismului somatic [28].

4.3 Pregătirea probelor pentru analiza spectrală
4.3.1 Liofilizare
După ce a fost finalizată analiza biometrică, s -a trecut la următorul pas, si anume
acela de îndepartare a țesutului moale a fiecărui individ î n parte, cu ajutorul unui bi sturiu și
cântarirea acestuia. Următorul pas î n pregatirea p robelor este acela de ambal are în folii de
aluminiu ș i congelare ti mp de 24 de ore la o temperatură de – 50 șC.
Acest proces fizic a fost realizat cu ajutorul unui liofilizator ILSHIN Europe FD 5512.
Trebuie să se țină cont și de cele două faze de uscare:
 Faza de uscare primară (su blimare) în timpul căreia presiunea parțială a vaporilor care
înconjoară produsul trebuie să fie mai mică decât presiunea vaporilor din gheață, la
aceeași temperatură iar energia furnizată sub formă de căldură trebuie să rămână mai
mică decât temperatura e utectică a produsului (temperatura maximă admisibilă a
produsului în timpul condițiilor de sublimare).

40
 Faza de uscare secundară destinată eliminării urmelor finale de apă care rămân datorate
absorbției și în care presiunea parțială a vaporilor care se ridi că din produs va fi la cele
mai scăzute niveluri.
La finalizarea procesului, produsul tratat va păstra forma, volumul și structura sa
originală, precum și toate proprietă țile sale fizice, chimice și biologice. Acesta poate fi
apoi depozitat (cu condi ția ca ambalajul să fie eficient pentru reducerea migra ției
umidității) pe o perioadă aproape nelimitată de timp. Deoarece produsul este poros, acesta
poate fi re dizolvat prin simpla adăugare a unui solvent adecvat.
Asadar, p entru a putea fi deteminat cu ajutoru l tehnicilor analitice, este necesara
etapa de liofilizare bazata pe proprietatea apei de a ingheta de la -30 pana la -60 șC si
evaporare sub actiunea vidului sau a unei presiuni reduse. Practic apa sublimează din
produsele congel ate la temperaturi de -50 șC, păstr ând intacte proprietăț ile ace stora [22].

Fig. 4 .10 Liofilizator iLShin [22]

Fig. 4. 11. Probe de moluște liofilizate
4.3.2 Mojarare
După ce au fost supuse evaporării in vid -70 șC, moluștele bivalve au fost mărunț ite
cu ajutorul unui mojar meca nic, prevăzut cu sistem de evacuare a praf ului.
De asemenea, s -a folosit ș i un mojar de agat cu pistil , iar mai departe probe le au
fost trecute printr -o sită cu diametrul de 250
.

41
4.4. Analiza spectrală XRF
Determinarea continu țului de metale pr in spe ctrometria de fluorescen ță cu
raze X (XRF)
XRF e ste o metod ă analitică folosită pentru a determina compozi ția chimică a
tuturor tipurilor de materiale (solide, lichide, pulbere si alte forme). De asemenea aceasta
metoda poate fi uneori folosit ă și pentru a determina grosimea și compozi ția straturilor.
Descrierea aparatului
În ceea ce priveș te echipamentele folosite pentru analizele XRF (fig. 4.1 2.),
conceptul de bază pentru toa te spectrometrele este prezența sursei, a probei și a sistemului
de detecție. Sursa iradiază proba, iar sistemul de detecție masoară radiația provenită de la
proba.

Fig. 4.12 Spectrometru l prin fluorescență cu raze X [23]

În cele mai multe dintre cazuri, sursa constă într -un tub de raze X. Î n genera l
spectrometr ele de fluorescență cu raze X se împart în 2 grupe principale, diferența dintre
ele fiind legată de sistemul de detecți e (fig. 4.13) .

Fig. 4.13. Detector echipamentului XRF [23]

42
Mod de lucru
După ce a trecut pe râ nd prin et apele de liofiliza re, mojarare și omogenizare, proba
se câ ntărește într -o cuvă specială ( proba nu trebuie să depășească aproximativ 1 cm
înălțime) și se intro duce în aparat pe platanul cu 8 poziții. Se procedează în același mod și
cu Materialul de Referință Certificat ERM 4 33 pentru moluș te pentru controlul calităț ii
analitice (fig. 4.14.) .

Fig 4.14. Forma finală a probelor înainte de anali ză

Aplicații și beneficii
Aplicaț iile acestei an alize sunt foarte largi, incluzând industria metalurgică,
petrolieră , cimentului, al imen tară, farmac eutică, minieră, precum și analizele de mediu
(apă, sedimente, soluri, biota, deș euri.
Se prezintă ca o metodă simplă, rapidă și nedistructivă și de obicei necesită un
minim de pregătire a probei. Precizia si reproductibilitatea analizelor XRF sunt foarte
ridicate .
În continuarea acestui capitol s unt descri se, pe rând, rezultatele obț inute pentru
fiecare caracterist ică prezentată mai sus .

4.5. Rezultate analizei XRF
Pentru a obț ine rezultat e clare cu privire la concentraț ia principalelor e lemente cu
rol în indicarea gradului de poluar e, probele de M. galoprovincialis au fost analizate cu
ajutorul spectrometrul prin fluorescență cu raze X Spectro Xepos.
În tabelul 4.6. sunt prezentate valorile obținute pentru concentraț iile de metal e prin
metoda XRF pentru probele din midi de suprafață. Concentrațiile sunt exprimate în
, s.u.

43

Tabel 4.6. Concentraț iile metalelor determinate prin metoda XRF din probele de midii de
suprafață, zona Constanț a Nord
Element Stația A
mg/kg Stația B
mg/kg Stația C
mg/kg
Cu 1.4 1.1 1.9 2.7 1.9 2.5 1.8 1.9 1.7
Cd 2.1 1.8 2.0 2.7 1.4 2.6 1.4 1.9 1.5
Ni 3.5 4.7 3.0 3.2 4.7 3.8 2.5 1.9 2.6
Pb 0.8 0.6 0.8 1.3 1.3 0.8 1.0 0.9 1.1
Cr < 0.1 < 0.1 < 0.1 < 0.1 < 0.1 < 0.1 < 0.1 < 0.1 < 0.1
Fe 1070 1318 1521 1809 1807 1770 2350 2518 2328
Zn 48.9 33.1 22.2 78.2 58.6 53.0 79.2 98.5 80.2
As 11.5 10.7 11.3 12.2 11.5 11.7 12.8 11.1 12.7
Co 11.7 12.9 12.3 12.5 13.1 14.2 12.8 13.5 11.8
Sr 17.2 18.2 17.1 18.6 17.0 16.8 17.6 14.2 15.9
Sn 1.8 2.1 2.8 1.1 2.0 3.8 2.5 1.9 3.0
Se 5.7 5.2 6.1 3.2 3.7 3.8 4.2 5.1 4.7
Hg < 0.1 < 0.1 < 0.1 < 0.1 < 0.1 < 0.1 < 0.1 < 0.1 < 0.1
Cs 2.3 3.5 3.0 8.6 3.6 1.0 0.9 1.5 2.8
Ba 25.8 13.8 11.9 17.2 10.3 11.5 25.8 22.4 19.9
V < 0.1 < 0.1 < 0.1 < 0.1 < 0.1 < 0.1 < 0.1 < 0.1 < 0.1
Th 1.1 1.1 1.2 0.84 0.75 1.0 2.1 2.5 3.8
U 1.5 0.47 0.65 < 0.4 < 0.4 0.64 0.72 1.1 0.55

În ceea ce privește formarea bisussului (filamente pentru fixare) , dar și a cochiliei
depinde de interacțiunea dintre proteinele componente și pH -ul mediului înconjură tor. Din
acest motiv , proteinele constituente ale firelor de bissus depind de chelarea acestora cu
metale, proces mediat de apa de mare, pH -ul acesteia , având rol reglator [29].
Midiile pot bioacumul a cantități apreciabile (chiar ș i de până la 100.000 de ori mai
mari) de fier, zinc, cupru și mangan (după cum s-a obținut experimental ) [30] în placa
adezivă a bisussului, comparativ cu cant itățile din mediul înconjurător. U n rol decisiv în
acumularea fierului din hrană se pare că îl are sistemul digestiv, mid ia putând filtra î ntre 40
și 70 de litri de apă zilnic [31].
Conform Regulamentului Comisiei Europene (EC) nr. 1881/2006 , nivelul Cd nu
trebuie să depasească 1.0
, iar Pb 1.5
.
Din datele obți nute experimental, pentru Cd am obținut valoarea 1,9 mg/kg s.u.
care este mai mare decât cea admisă prin lege, însă comparabilă cu cele obținute în anii
anteriori de către Coatu et al. 2013 și Andra Oros 2001 -2007 de 1.4-2.7
s.u. [32].
În figura 4.15. sunt prezentate media valorilor obținute la analiz a Pb și Cd pentru
zona Constanța Nord la cele trei stații considerate. Din analiza valorilor experimentale se
observă valori mai mari a concentraț iei Cd comparativ cu cea a Pb.

44

Fig. 4.15. Valori experimentale obținute pentru Pb ș i Cd din zona Constanța Nord

În tabelul 4.7. , sunt prezentate rezultatele din cele trei staț ii de unde s -a
făcut prelevarea midiilor de adânc în zona de influență a Dunării, iar în figura 4.16. sunt
prezentate media valorilor obținute la analiza Pb și C d pentru această zonă la cele trei stații
considerate. Din analiza valorilor experimentale se observă de asemenea valori mai mari a
concentrației Cd comparativ cu cea a Pb.

Tabel 4.7. Concentrațiile metalelor determinate prin metoda XRF din probele de mi diile de
adânc
Element Statia A
mg/kg Statia B
mg/kg Statia C
mg/kg
Cu 18.8 10.9 11.5 13.2 15.1 14.2 15.5 17.1 16.3
Cd 1.9 2.4 2.5 2.8 2.4 2.3 3.1 2.7 2.1
Ni 13.3 11.5 17.9 12.7 15.2 12.1 13.4 12.8 13.0
Pb 2.0 1.2 1.3 1.6 1.3 1.4 1.6 1.2 1.6
Cr < 0.1 < 0.1 < 0.1 < 0.1 < 0.1 < 0.1 < 0.1 < 0.1 < 0.1
Fe 668.3 622.1 721.3 810.4 848.9 889.4 739.3 811.2 749.5
Zn 35.9 38.1 32.2 48.2 48.6 63.0 89.2 98.3 75.2
Co 2.35 2.67 2.56 2.76 2.14 3.16 3.17 2.48 3.15
As 20.9 19.1 18.8 21.3 21.9 20.5 21.8 20.2 21.0
Se 14.8 15.2 14.9 17.2 17.7 15.3 19.8 16.0 18.5
Sr 26.4 19.0 25.0 23.1 26.0 23.8 22.8 23.1 21.9
Sn 2.1 2.4 1.9 1.7 2.5 1.8 3.2 2.0 2.8
Hg < 0.1 < 0.1 < 0.1 < 0.1 < 0.1 < 0.1 < 0.1 < 0.1 < 0.1
Cs 0.9 2.0 2.8 1.4 2.5 2.3 1.4 2.3 2.0
Ba <14 <21 <20 <7.6 <4.8 <36 <1.4 <2.3 <2.5
V < 0.1 < 0.1 < 0.1 < 0.1 < 0.1 < 0.1 < 0.1 < 0.1 < 0.1
Th 0.52 0.61 0.9 0.83 1.01 0.77 0.86 0.76 0.92
U <0.3 <0.3 <0.3 <0.2 <0.3 <0.2 <0.2 <0.2 <0.3

45

Fig 4.16. Valori experimentale obținute pentru zona de influență a Dună rii pentru Pb ș i Cd

În figura 4.17. , se prezintă comparativ concentrațiil e de Cu, Cd, Ni, Pb și Cr din
cele două zone aflate în studiu: zona de influență a Dunării și zona Constanț a Nord.

Fig 4.17. Reprezentare grafică metale grele

În ceea ce privește analiza stronțiului, c onform Sindia et al., [33], s-a constatat că în
cazul genului Mytilus , Sr variază sezonier cu temperatura di n organismul moluș telor. Acest
fapt se observă și din analiza datelor experimental e (fig. 4.18), prin calculul medie i
valorilor obținute din zona Constanța Nord ș i zona de influență a Dună rii.

46

Fig. 4.18. Valorile Sr obținute pentru cele două zone de prelevare

Sr este un element chimic asemănă tor calciului și poate fi considerat un indicator î n
procesele biologice , oferind informaț ii privind biomineraliz area și rata de creștere ca
urmare a depunerii acestuia în cochilie.

Date privind cercetările realizate de specialiști cu privire la bioacumularea
metalelor grele în moluș tele bivalve din diferite zone geografice cât și cele din zona Mării
Neagr e sunt prezentate în tabelul 4.8., în care apar sub formă de interval , valorile
concentrațiil or minime și maxime obținut e în ultimii 15 ani pentru metale Cu, Cd, Pb, Ni,
Cr.
În ceea ce privește rezultatele personale obținute experimenta l din zona Constanța
Nord și zona de influență a Dunării se constată o diferență semnificativă față cele realizate
de alți cercetători. Este de precizat faptul că în zona de influență a Dunării posibilele
deversări pe cursul Dunării a diverselor substanțe provenite în urma activităților antropi ce
conduc la acumularea unor cantități însemnate de metale grele (fig. 4.19.).

Este cunoscut de asemenea faptul c ă moluștele pot ingera în mod selectiv particule
de hranã având cea mai mare valoare nutriționalã. În cazul acestor nevertebrate acvatice,
asimilarea meta lelor este cuplatã direct cu asimilarea carbonului. Prezența crescutã a
algelor în asociațiile de particule , fie suspensii , fie sedimente (în timpul înfloririlor
fitoplanctonice) aproape dublează eficiența de asimilare a metalelor Cd și Zn [35].

47
Tabel 4 .8. Concentrațiile metalelor grele din moluș te din diferite regiuni ale lumii [34]
Regiune Concentraț ie

Cu
Cd
Pb
Ni
Cr
M. Neagră
Zona de influență
Dunare
(date personale) 10.9-18.8 1.9-3.1 1.2-2.0 11.5-17.9 < 0.1
M. Neagră
Constanț a Nord
(date personale) 1.1-2.7 1.4-2.7 0.6-1.1 1.9-4.7 < 0.1
M. Neagră
M 01-02
(Coatu et al.,2013) 1.13-4.48 0.21-1.12 0.02-
0.216 0.97-6.00 0.07-1.31
M. Neagră
(A. Oros 2001 –
2007) 0.90-4.67 0.08-2.58 0.01-3.44 0.72-4.78 0.19-0.72
M. Neagră
(Topcuoglu, 2002) 1.03-1.65 0.02-0.92 0.05-0.37 0.57-3.44 0.06 -1.08
M. Aegean
(Sakellari et al.,
2002) 0.57-1.03 0.23-0.34 0.92-1.94 0.42-0.49 0.25 -1.32
M. Aegean
(Ugur et al, 2002) 1.03-6.92 – 1.18-1.61 – –
M. Mediterană
(Conti &
Cecchetti,
2003) 0.85-1.77 0.05-0.08 0.26-0.38 – 0.08-0.20
Oceanul Atlantic
(Besada et al,
2002) 0.88-1.93 0.07-0.57 0.10-1.64 – –
Oceanul Atlantic
(Ugur et al, 2002) 2.41-5.83 – 0.77-6.02 – –
M. Japoniei
(Shulkin et al,
2003) 0.78-23.80 0.28-5.20 0.20-
56.60 0.14-0.80 –

Astfel, proce sele de bioacumulare sunt intensificate de înfloririle algale, care
contribuie la trecerea metalelor din coloana de apã de la formele dizolvate la cele
particulate .
Bioacumularea metalelor depinde atât de factorii biologici cunoscuți (vârsta,
mărime, cicl u reproductiv, stare fiziologicã), cât și de condițiile hidro -chimice.

48

Fig. 4 .19. Date comparative a concentraților de Cu, Cd, Pb din moluște le analizate zona
Marii Neagr e

De-a lungul timpului, organismele marine au dezvoltat diferite strategii de
gestionare ale m etalelor, fie prin excreț ia excesului de metale , fie prin stocarea î ntr-o form ă
inactivã fiziologic. Influențele variatelor cãi de expunere și procese interne explicã și
diferențele mari de bioacumulare ale metalelor între moluștele prelevate din aceeași zonã
de analiză [36].

49
CONCLUZII

În Marea Neagrã moluștele reprezintă unul dintre cele mai importante și mai
valoroase grup e de animale bentale, deoarece au o largã răspândire în zona bioticã a
bazinului pontic fiind dominante în biomasa totalã a bentosului platfor mei continentale ,
întrunind criteriile stabilite pentru speciile bioindicatoare ale poluării .
S-au ales pentru analiza experimentală două zone din M area Neagră: Constanț a
Nord (zona “Tr ei Papuci”) pentru analiza moluștelor bivalve de pe substrat st âncos ș i zona
de influență directă a Dună rii, unde prelevarea probelor de moluște de ad ânc s-a realizat
folosind echipamentele de la bordul navei de cercetare “Mare Nigrum” (aparțin ând INCD
GeoEcoMar ).
Prima zonă a fost aleasă, pentru a putea verifica dacă lucrările hidrotehnice din
ultimii 3 ani (extindere diguri longitudinal, nisipări etc) au determinat modificări ale
habitatelor bentale (perioada de prelevare februarie 2018) și stării de sănătate a mol uștelor,
iar cea de -a doua z onă de lucru a fost aleasă pentru a determina nivelul de contaminare cu
metale grele ca urmare a influenț ei Dunării, zona fiind situată în zona de vărsare a braț ului
Sf. Gheorghe . Perioada de prelevare, respectiv sfârșitul lunii mai 2018 , a coincis cu
perioada de debit ridicat al Dună rii (aport mai ridicat de contaminanț i).
Analiz a biometric ă (lungime, lățime și masă ) a ofe rit informații cu privire la v ârsta
moluș telor: pentru midiile de pe substrat st âncos, media aproximativă de viață a fost de 10
ani, acest lucru dator ându-se variabilități i foarte ridicată a condiț iilor de mediu (oxigenarea
bună a apelor de mică suprafață ș i aportul constant de substanțe nutritive creează un mediu
favorabil, optim menținerii unui buget energetic pozitiv necesar proceselor vitale).
Pentru midiile de adânc, rezultatele măsură torilor biometrice conduc la o estimare a
mediei de viață de aproximativ 4 ani, semn ificativ mai mică în comparaț ie cu midiile din
infralitoralul stâncos, cel mai probabil ca urmare a pierderilor energetice necesare fixării și
producerii bisuss ului.
În cadrul prezentului studiu, s -a observat cã distribuția unor metale (Cu 10,9 – 18,8;
Cd 1,9 – 3,1; Pb 1,2 – 2,0; Ni 11 ,5 – 17,9, Cr < 0 ,11 mg/kg s.u.) a fost influențatã de către
aportul fluvial, concentrații relativ mari fiind găsite în moluștele din z onele direct
influențate de către Dunăre.

50
În ceea ce privește activitățile antropice din ultimii trei ani din zona Constanța
Nord, se pare că nu au condus la dezechilibrul asocia țiilor de midii de pe substratul
stânco s, concentrațiile de metale a cumulate de acestea fiind rezonabile (Cu 1 ,1 – 2,7; Cd
1,4 – 2,7; Pb 0,6 – 1,1; Ni 1,9 – 4,7; Cr < 0 ,11 mg/kg s.u.).
În raport cu standardele naționale și internaționale de calitate, majoritatea probelor
investigate au prezentat concentrații de cupru și cadmiu, peste limitel e prevãzute. Cuprul a
fost elementul pentru care s -a înregistrat cel mai mare procent de depãșiri comparativ cu
anii anteriori.

51
BIBLIOGRAFIE

[1]. Pora E. A. , Oros L., – Limnologie si oceanologie , Ed. Didactică și Pedagogică,
București , pag 329 -345 (1974 )
[2]. Antonescu C. S. – Biologia apelor , Ed.Didactica și Pedagogică, București, pag 338 –
367 (1967 )
[3]. Smocov F., Diaconu V., – On the fine structure of the thermocline of Constan ța,
Cercetări marine – IRCM Constanța , 10, pag 31-34 (1977 )
[4]. Nae I., Postolache I., – Some observation about sea water circulation in the area of the
Danube month – Cercet ări marine, IRCM Constanța, 11 (1978 )
[5]. B ăcescu M., Muller G. I., Gomoiu M., T. – Cercetări de ecologie bentală în Marea
Neagră ( analiză calitativă, cantitativă și comparată a faunei bentale pontice) , Ecologie
marină, Ed. Academiei , București pag 56 -75 (1971 )
[6]. Muller G. I., – Marea Neagr ă, prezentare generală. Diversitatea lumii vii.
Determinatorul ilustrat al florei și faunei României . Ed. Bucura Mond, București, pag 94 –
101 (1995 )
[7]. Băcescu M., – Les bioc énose bentiques de la mer Noire. Biologie des eaux saumâtres
de la mer Noire, IRCM Constanța, pag 121 -132 (1997 )
[8]. Șerpoianu G., Nae I ., – Observation sur les courtants ma rins dans la zone des
embouchures du Danube et leur infleunce sur la salinité de l'eau marine , Cercetări marine,
IRCM Constanța, 17, pag 101 -111 (1984 )
[9]. Cogălniceanu D., – Managementul capitalului natural, Ed. Ars Docendi, București
(1999 )
[10]. Skolka M., Zoologia nevertebratelor , vol I -II; Ed. Ovidius University Press,
Constanța, pag 294 – 302 (2003)
[11]. Caraivan G., Studiul sedimentologic al depozitelor de plajă și de pe selful intern al
Mării Negre între Portița și Tuzla ; Ed Ex Pont o, Constan ța, pag 110 -111 (2010)
[12]. Radu, V.Gh., Radu V.V., Zoologia nevertebratelor , vol I, Ed. Didactică și
Pedagogică, București, pag 252-259 (1972 )
[13]. Morley N.J., – Interactive effects of infectious diseases and pollution in aquatic
mollusks , School of Biological Sciences, Royal Holloway, University of London, Egham,
Surrey, Aquatic Toxicology 96 27 –36 UK (2010 )

52
[14]. Rojas R., Miranda C.D., Santander J., Romero J., First Report of Vibrio
tubiashii Associated with a Massive Larval Mortality Event in a Commercial Hatchery of
Scallop Argopecten purpuratus in Chile, Santiago, Chile, Front iers in Microbiol ogy
(2016)
[15] Huntley J.W., Baets K., Trace Fossil Evidence of Trematode, Bivalve Parasite – Host
Interactions in Deep Time , Advances in Parasitolo gy, 90, pag 201-231 (2015 )
[16]. Ryan B. Carnegie, Isabelle Arzul, David Bushek , Managing marine mollusc diseases
in th e context of regional and international commerce: policy issues and emerging
concerns , UK, pag 254 -272 (2016 )
[17]. K. Gabriela Mejía -Piña, Miguel Angel Huerta -Diaz , O.González -Yajimovich
Posgradoen , Calibration of handheld X -ray fluorescence (XRF) equipm ent for optimum
determination of elemental concentrations in sediment samples , Oceanografía Costera,
Facultad de Ciencias Marinas,Universidad Autónoma de Baja California (UABC), México ,
pag 359–367 (2016)
[18]. Onder Kılı c, Murat Belivermis, Yavuz Cotuk, S ayhan Topcuog , Radioactivity
concentrations in mussel (Mytilus galloprovincialis) of Turkish Sea coast and contribution
of Po to the radiation dose , Istanbul University, Faculty of Science, Depart ment of
Biology , Istanbul, Turkey , pag 325–329 (2013)
[19]. Maickel Armenteros, Misael Díaz -Asencio, Raúl Fernández -Garcés, Carlos Alonso
Hernández, One-century decline of mollusk diversity as consequence of accumulative
anthropogenic disturbance in a tropical estuary (Cuban Archipelago), Centro de
Investigacione s Marinas, Universidad de La H abana, Habana, Cuba, pag 224–231, (2016)
[20]. Harald G. Dill, Friedhelm Henjes -Kunst, Zsolt Berner, Doris Stuben, Miocene
diagenetic and epigenetic strontium mineralization in calcareous series from Cyprus and
the Arabian Gulf: Metallogenic perspective on sub – and suprasalt redox -controlled base
metal deposits , Federal Institute for Geosciences and Natural Resources, Hannover,
Germany , pag 557–576 (2009)
[21]. Tatyana G. Krupnova, Irina V. Mashkovaa, Anastasiya M. Kostryu kovaa, Elena E.
Schelkanovaa , Svetlana V. Gavrilkinab , Gastropods as potential biomonitors of
contamination caused by heavy metals in South Ural lakes, Russia, , Chemistry
Department, South Ural State University, Chelyabinsk, Russia (2017)
[22]. IlShin Eu rope – Theory of Freeze Drying , Netherlands, pag 5 -15 (2007 )
[23]. Peter Brouwer – Theory of XRF – Getting acquainted with the principles , Ed.
PANalytical, pag 8 -12 (2003)

53
[24]. H. Ziarrusta, M. Olivares, A. Delgado, O. Posada -Ureta, O. Zuloaga, N. Etxeba rria,
Multiscreening determination of organic pollutants in molluscs using matrix solid phase
dispersion , Department of Analytical Chemistry, Faculty of Science and Technology,
University of the Basque Country (UPV/EHU), Bilbao, Spaina
[25]. Alexey A. Sukh otin, Liudmila P. Flyachinskaya – Aging reduces reproductive success
in mussels Mytilus edulis – pag 754 – 761, White Sea Biological Station, Zoological
Institute of Russian Academy of Sciences, Universite tskaya nab., 1, St. -Petersburg , Russia
(2009)
[26]. Kooijman, S. A. L. M., Dynamic Energy Budget Theory for Metabolic Organisation,
3rd edit ion, Cambridge University Press (2010 )
[27]. Babarro J, M, F, Fernández R eiriz, M, J, Labarta, U., – Secretion of byssal threads
and attachment strength of Mytilus galloprovincialis: the influence of size and food
availability (2008)
[28]. Hawkins, A, J, S, Bayne, B, L – Seasonal variation in the relative utilization of
carbon and nitrogen by the mussel Mytilus edulis: budgets, conversion efficiencies and
maintenan ce requirements, MarEcol Prog Ser 25, pag 181–188 (1985 )
[29]. Carrington, E, Moeser, G,M, Dimond, J, Mello, J,J, Boller, M, L. Seasonal
disturbance to mussel beds: Field test of a mechanistic model predicting wave
dislodgment. Limnol Oceanogr 54(3): pag 978–986 (2009 )
[30]. Monahan J, Wilker JJ, Cross -linking the protein precursor of marine mussel
adhesives: bulk measurements and reagents for curing. Langmuir , pag 3724 –3729 (2004)
[31]. Burkett J.R, Wojtas J.L, Cloud J.L, Wilker J.J., A method for meas uring the adhesion
strength of marine mussels , pag 601–615 (2009)
[32]. Valentina Coatu, Andra Oros, Daniela Țigănuș, Galina Shtereva, Levent Bat –
Assessment of the contaminants in biota from the western black sea basin in respect with
msfd requiremen ts in the frame of the misis project, , Cercetari Marine , 46, pag 82 -97,
INCDM, Constanta (2013)
[33]. Sindia Sosdian, D. Keith Gentry, Caroline H. Lear, Ethan L. Grossman, David Hicks,
Yair Rosenthal – Strontium to calcium ratios in the marine gastropod Conus ermineus:
Growth rate effects and temperature calibration , Institute of Marine and Coastal Sciences,
Rutgers University, 71 Dudley Road, New Brunswick, New Jersey 08901, USA (2006)
[34]. Andra Oros, M. Traian G omoiu – Comparative data on the accum ulation of five
heavy metals (cadmium, chromium, copper, nickel, lead) in some marine species (mollusks,

54
fish) from the romanian sector of the Black Sea , INCDM , Romania , National Institute of
Marine Geol ogy and Geo -Ecology (GeoEcoMar), Constanta (2010)
[35]. Reinfelder J, Fisher N, Luoma S,Nnichols J, Wang X – Trace elements trophic
transfer in aquatic organisms: a critique of the kinetic model approach , The Science of
the Total Environment , no. 219, pag 117-135 (1998)
[36]. Conti M., Cecchetti G, – A biomonitoring study: trace metals in algae and molluscs
from Tyrrhenian coastal areas , Environmental Research , 93, pag 99–112 (2003)