Okyanus asitlenmesinin deniz omurgasızlarında radyonüklid biyobirikimine etkileri

Atmosferik CO2, son iki yüzyıldaki insan faaliyetleri sonucunda önemli ölçüde artış göstermiştir. CO2 yüzey deniz suyu tarafından absorbe edilir ve "Okyanus Asitlenmesi" olarak adlandırılan yüksek pCO2 (deniz suyu pH'sında düşüş) ve karbonat kimyasında değişime neden olmaktadır. Deniz suyu asitlik değeri ve karbonat kimyasındaki değişik, deniz organizmalarını özellikle de, kalsiyum karbonat yapıları ve iskeleti olan canlıları etkilemektedir. Kalsiyum karbonat yapısına sahip olan deniz canlıları, deniz suyunun düşük karbonat iyon konsantrasyonu nedeniyle yüksek pCO2'dan zarar görmektedir. Deniz suyu pH değeri, sanayi devriminden bu yana (8,05-8,10) düşmüştür. Öngörülen kötümser atmosferik CO2 salınım senaryolarına göre bu yüzyılın sonunda 7,8'e ve 2300 yılında ise 7,5'e düşmesi beklenmektedir. Bu çalışmada, üç farklı pH değerinde (8,1: mevcut deniz suyu pH değeri, 7,8: 2100 yılı için öngörülen pH değeri, 7,5: 2300 yılı için öngörülen pH değeri) yüksek hassasiyetli radioizleyici yöntemi kullanılarak bivalvler ve karideslerdeki metal / radyonüklidlerin biyokinetiği (alım ve atılım) incelenmiştir. Akvaryum pH seviyeleri pH-stat sistemi (IKS Aquastar) ile kontrol edilmiştir. Deneylerde kullanılan akvaryumlar ve deniz suyu parametreleri, araştırılan organizmaların çevresel yaşam koşullarına uygun olarak düzenlenmiş olan model sistemler yardımıyla incelenmiştir. Radyonüklid aktiviteleri gama ve alfa spektrometreleri ile ölçülmüştür. Antropojenik CO2 artışı nedeniyle meydana gelen yüksek pCO2'in (azalmış pH) bivalvlerde ve karideslerde metal / radyonüklid biyobirikimi üzerindeki etkileri laboratuvar ortamında kurulmuş olan model sistemler yardımıyla bir dizi kontrollü radyoizleyici deneyleriyle incelenmiştir. Yüksek pCO2 genç midyelerde (Mytilus galloprovincialis) 109Cd alımını arttırken, 110mAg alımı üzerine etkisi olmamıştır. Diğer yandan, yüksek pCO2'in erişkin midyelerde 109Cd ve 110mAg biyobirikimine (alım, atılım, doku dağılımı) etkisi olmamıştır. Azalan pH, istiridye (Ostrea edulis) kabuğunun renginin ağarmasına neden olurken, 109Cd, 134Cs ve 57Co'ın alım, atılım, doku ve hücre içi dağılımını etkilememiştir. Karideste (Palaemon adspersus), dış iskelet değişimi ve Ag biyobirikimi en düşük pH (pH: 7,5), düşük pH (7,8) ve kontrol pH (8,1) ile karşılaştırıldığında, en düşük pH değerinde (7,5) daha sık dış iskelet değişimi gözlenmiş ve Ag daha verimli bir şekilde birikmiştir. Sediment dağılım katsayıları (Kd: metal / radyonüklid'in dip sedimentten suya transferi) 110mAg düşük pH değerinde artarken, 109Cd ve 134Cs düşük pH değerinden etkilenmemiştir. Manila kum midyesinde (Ruditapes philippinarum) transfer faktörü değeri 109Cd ve 134Cs için pH'dan bağımsız iken, 110mAg için pH azalırken transfer faktörü değeri artış göstermiştir. Ruditapes philippinarum'da Po-210 biyobirikimi pH değerinden etkilenmemiştir. Fizyoloji ve metabolizma hızı deniz organizmalarında metal biyobirikimini etkilemektedir. Bu nedenle, 82 gün boyunca azaltılmış pH şartlarına maruz bırakılmış Mytilus galloprovincialis'de filtrasyon hızı, hemosit canlılığı, immünomodülasyon (nötral kırmızı alımı) ve dolaşımdaki hücre dışı nükleik asit seviyeleri belirlenmiştir. Düşük pH (7,5) değeri kontrol şartları ile kıyaslandığında, filtrasyon hızı ve hemosit canlılığı önemli ölçüde azalırken, dolaşımdaki hücre dışı nükleik asitler ve bağışıklık sistemi patrametreleri değişiklik göstermemiştir. Özetle, okyanus asitlenmesi karides ve bivalvlerde metal ve radyonüklid biyobirikimi üzerindeki etkisi maruz kalma yolu ve süresine, canlının gelişim evresine ve seçilen türlere ve radyonüklid/metallere göre değişiklik göstermektedir. Ayrıca, midyede azaltılmış pH'ın bazı metabolik hız ve fizyoloji parametreleri değiştirebileceğini, ancak immün savunma ve dolaşımdaki hücre dışı nükleik asitleri değiştiremediği bulunmuştur. Bu çalışmanın sonucu, okyanus asitlenmesinin bir deniz organizmasında metal ve radyonüklidlerin biyobirikimi üzerindeki etkilerinin, organizmanın metabolik ve fizyolojik durumu ile birlikte potansiyel biyokimyasal biyobelirteçler tarafından sağlanan bilgilerle desteklenmesi gerektiğini göstermektedir.