Synthetic chelating agents in the aquatic environment: effect on the growth of phytoplankton

Major commercial applications of chelators include the pulp and paper, textile, metal, photographic, cosmetic and detergent industry.The substitution of polyphosphates in P-free washing products with complexing agents such as nitrilotriacetic acid (NTA), sodium citrate, sodium carboxymethyltartonate (CMT) and recently co-polymeric carboxylic acids and inorganic builder Zeolite type A enabled the elimination of phosphates [6, 18]. However, domestic and industrial discharges brought about a dramatic increase of concentration of new organic compounds capable of metal chelation for instance (amino polycarboxylates as low-MW: NTA, EDTA or high-MW as copolymers acrylic acids, acrylic/maleic acids) in the environment, especially in the coastal waters where most of non-degradable matter is finally introduced. Industrial processes such as photography development, boiler descaling and water softening represent main sources of nitrilotriacetic acid [3]. At research laboratories, NTA as well as other synthetic agents chelating metals are specifically used to study the iron metabolism. For instance, in order to prezent precipitation of insoluble trace metals, especially iron, bacterial and algal growth media are commonly supplemented with either EDTA or NTA [1, 11, 12]. NTA has been shown to be a very strong chelating agent and has Bern implicated in promoting mobilisation of metals [6, 18]. Little is known, however, about the environmental impact of NTA.

Wraz z rozwojem cywilizacji w środowisku morskim pojawiło się szereg substancji (płyny czyszczące, farmaceutyki, kosmetyki i farby) będących efektem działalności gospodarczej prowadzonej przez człowieka. Wśród związków organicznych istotną pozycję zajmują detergenty. Ograniczenie stosowania fosforanów w środkach piorących i detergentach wiązało się z poszukiwaniem i wprowadzaniem na ich miejsce nowych substancji. Wśród proponowanych budulców detergentów, szczególną uwagę zwracają kwasy aminokarboksylowe, a wśród nich kwas nitrylotrioctowy oraz PCA w formie polimerów. Związki te wykazują silne powinowactwo do jonów metali ciężkich Zjawisko to jest bardzo ważnym, ale zwykle niedostrzeganym elementem antropopresji. Jego waga rodzi potrzebę badań nad skutkami obecności tych substancji w naturalnych zbiornikach wodnych, do których wraz ze ściekami komunalnymi i przemysłowymi są wprowadzane. W niniejszej pracy przedstawiono wyniki badań nad wpływem związków z grupy kwasów polikarboksylowych na wzrost organizmów fitoplanktonowych występujących w strefie przybrzeżnej Bałtyku Południowego. Wykazano stymulację produkcji chlorofilu a w populacjach dwóch szczepów zielenic (Scenedesmus microspina, Chlorella kessleri,) oraz dwóch szczepów cyjanobakterii (Synechocystis aquatilis, Gleocapsa minor) inkubowanych w warunkach stresu żelazowego w obecności PCA. Uzyskane wyniki wskazują, że kwasy aminoipolikarboksylowe mogą ułatwiać pobieranie żelaza w warunkach jego niedoboru i w ten sposób zwiększać produkcję fitoplanktonu. Wykazano większą wrażliwość cyjanobakterii na działanie PCA w porównaniu do glonów z grupy zielenic. Tak więc, obecność kwasów polikarboksylowych w środowisku wodnym prowadzić może do zmian dostępności biologicznej jonów metali.