Valutazione della biodisponibilità e della tossicità dei metalli pesanti in un sedimento marino

Determinare la speciazione consiste nel distribuire un metallo, presente in un determinato campione, tra diverse forme o specie. Si tratta di un processo estremamente importante per poter valutare la biodisponibilità e la tossicità di un elemento. È utile distinguere tra quella fisica, ossia la sua distribuzione tra forme solubili, colloidali o sottoforma di particolato e quella chimica. Quest’ultima si riferisce alla distribuzione tra varie distinte specie chimiche in soluzione, comprendendo sia la distinzione tra metallo complessato e libero, ma anche tra i diversi stati di ossidazione. La somma delle concentrazioni delle varie forme dà la concentrazione totale. Questo lavoro viene fatto perchè si è certi che le differenti forme chimico-fisiche di un elemento possono manifestare differente impatto ambientale e differente tossicità. La determinazione della sola concentrazione totale del metallo non fornisce informazioni circa la sua biodisponibilità e la sua interazione con il suolo, i sedimenti, le particelle in sospensione, ecc. Un fattore di cui bisogna tener conto nelle analisi di speciazione è il tempo che intercorre tra il campionamento e la misura, in tale intervallo infatti alcuni equilibri possono modificarsi. In alcuni casi è possibile evitare tale inconveniente mediante analisi in situ. Un altro problema è che per la maggior parte dei metodi analitici è impossibile lasciare il campione imperturbato. Ma l'aspetto più importante, non solo nella scelta del metodo analitico, ma anche per poter valutare nel miglior modo i possibili effetti, è la cinetica di trasformazione da una specie all’altra. In genere si definiscono labili le specie presenti all’equilibrio e inerti quelle in stato di non-equilibrio. La linea di demarcazione tra forme labili e inerti non è così netta, essa dipende dal metodo analitico utilizzato, quindi dalla velocità di registrazione dei dati della tecnica impiegata. E’ dimostrato che per la maggior parte dei metalli le forme più tossiche sono costituite dai metalli liberi o acquoioni; i complessi forti e le associazioni colloidali sono invece quelle meno tossiche. La tossicità è in relazione con la capacità di attraversare le membrane biologiche. Va precisato che è impossibile determinare tutte le forme chimiche dell’elemento nel campione. Quello che normalmente si fa è determinare alcune frazioni presenti; in particolare si cerca di valutare la frazione di metallo labile, che è quella maggiormente interessante per gli studi di biodisponibilità.