Bioaccumulo, biotrasformazione ed effetti biologici dell'arsenico in alcuni organismi bioindicatori: prospettive applicative per criteri di valutazione ecotossicologica in aree portuali

Arsenic is an high reactive element and this feature is at the base of its biological toxicity. In aquatic environments, the chemical species of arsenic are known to be the most important factors defining accumulation and toxicity of this element to biota. Studies using model animals are needed for understanding the ecotoxicological fate of this element. Biological assays with the polychaete Hediste diversicolor, the Mediterranean sea urchin Parcentrotus lividus and the amphipod Corophium orientale are reference methods for sediment toxicity assessment, expecially useful for the well known sensitivity to complexity of environmental matrices. In this study these species were used as bioindicator organisms to test toxicity of different arsenic molecules. To better understand the arsenic molecule that more easily enter the biota, tests of bioconcentration from water and bioaccumulation from spiked sediment were performed with the polychaete H. diversicolor. Furthermore, biotransformation of arsenic molecules in this organisms were studied with chemical speciation analysis at the end of experiments. The second aspect to be investigated was the toxicity measured with embryos of Mediterranean sea urchin Paracentrotus lividus, as a model organism for toxicity from water compartment, and Corophium orientale, designed to study toxicity from sediments. From experiments with H. diversicolor emerged that the presence of TMAO in tissues of ragworms could be an important bioindicator of arsenic-related bioaccumulation, both from water and from sediments. Moreover, this study provides new important reference values for toxicological evaluation of arsenical compounds, such as EC and LC scales both for AsV and DMA, for different bioindicators organisms commonly used in environmental studies. In this respect, results obtained in the study provide important informations for biological monitoring of arsenic in contaminated environmental matrices.

In ambienti acquatici, la diversità delle specie chimiche dell’ arsenico è nota per essere il fattore più importante che definisce l’accumulo e la tossicità di questo elemento. Gli studi che utilizzano modelli animali sono necessari per la comprensione del destino ecotossicologico di questo elemento. Saggi biologici con il polichete Hediste diversicolor, il riccio di mare Parcentrotus lividus e l'anfipode Corophium orientale sono metodi di riferimento per la valutazione della tossicità dei sedimenti, specialmente utili per la sensibilità ben studiata alla complessità delle matrici ambientali. In questo studio queste specie sono state utilizzate come bioindicatori per testare la tossicità delle diverse molecole di arsenico. Per capire meglio la molecola di arsenico che più facilmente entra nel biota, prove di bioconcentrazione dall'acqua e bioaccumulo da sedimento arricchito sono state effettuate con H. diversicolor. Inoltre, è stata studiata la biotrasformazione delle molecole di arsenico con analisi chimiche di speciazione al termine degli esperimenti. Il secondo parametro indagato è stata la tossicità misurata con embrioni di riccio di mare Paracentrotus lividus, come organismo modello per il comparto acqua, e Corophium orientale, utilizzato per studiare la tossicità dal sedimento. Dagli esperimenti con H. diversicolor è emerso che la presenza di TMAO nei tessuti del polichete potrebbe essere un importante bioindicatore correlato con il bioaccumulo di arsenico, sia dall'acqua e dal sedimento. Inoltre, questo studio fornisce nuovi valori di riferimento importanti per la valutazione tossicologica degli arsenocomposti, come scale di EC e di LC sia per ASV e DMA, per diversi organismi bioindicatori comunemente utilizzati negli studi ambientali. A tal proposito, i risultati ottenuti in questo studio forniscono informazioni importanti per il monitoraggio biologico di arsenico in matrici ambientali contaminate.