ASSESSING EFFECTS TO ACQUATIC ORGANISMS OF CONTAMINANTS EXPOSURE ACROSS LEVELS OF BIOLOGICAL ORGANISATION, IN THE FRAME OF WFD 2000/60/EC

Aquatic ecosystems are the final sink for most of contaminants introduced in the environment, especially persistent organic pollutants coming from different human activities. Most of the freshwater and coastal organisms are exposed simultaneously to different classes of chemicals, and their physiology may be affected by toxic chemical even at low environmental concentrations with a cascade event on population dynamics. Identifying ecotoxicological effects requires descriptors that are sensitive to changes in exposure and thus can indicate information at different levels of biological organisation (i.e. communities, sub-individual level). The present work aims to investigate biochemical biomarkers and bioindicators in aquatic invertebrates able to detect biological effects and predict risk of toxicity, with a special focus paid to the requirements of current EU regulation. Therefore, the present work faced on different kinds of approach identified to be efficient tools within the context of the WFD requirements (Water Frame Directive, 2000/60/EC), for investigative and operational monitoring. Work include the SPEAR approach as trait based indicator descriptor of freshwater aquatic macroinvertebrates communities, able to diagnose pesticide contamination in aquatic ecosystems. Further diagnostic approaches in environmental status are included, as assay representing biological responses for different enzymes involved in the aerobic (CCO) and antioxidant responses, (SOD, and CAT), behavioural endpoints, and genotoxicity biomarker associated with micronuclei frequency in bivalve species (Tapes philipphinarum and Mya arenaria).

Gli ecosistemi acquatici sono il comparto ambientale finale per molti contaminanti introdotti nell’ambiente, specialmente per quelli persistenti, provenienti da diverse attività antropiche. Gli organismi acquatici sono esposti simultaneamente a differenti classi di composti chimici e, la loro fisiologia può esserne affetta anche da basse concentrazioni ambientali che ne determinano un effetto a cascata drammatico sull’intero ciclo vitale delle stesse. Per identificare gli effetti ecotossicologici si devono scegliere delle variabili di studio che sono sensibili a cambiamenti di esposizione e quindi possono registrare informazioni a differenti livelli di organizzazione biologica (ad es.: comunità, specie, alterazioni cellulari, molecolari). Il presente lavoro ha come scopo di studiare biomarker biochimici e bioindicatori su invertebrati acquatici capaci di rispondere all’effetto dei contaminanti e predirne il rischio di tossicità, requisito fondamentale dell’attuale legislazione comunitaria ambientale. Questo lavoro, nell’ambito della Water Frame Directive (WFD), affronta questa tematica con diversi tipi di approccio per implementare un sistema di monitorizzazione efficiente. Lo SPEAR ad esempio è in grado di diagnosticare la contaminazione di ecosistemi acquatici da pesticidi operando a livello di comunità di invertebrati acquatici. Inoltre si sono presi in considerazione anche biomarker a livello cellulare in bivalvi (Tapes philipphinarum and Mya arenaria): attività enzimatiche coinvolti nelle risposte aerobiche (CCO) e antiossidative (SOD and CAT), risposte genotossicologiche come la frequenza dei micronuclei, e, infine, a livello di organismo, risposte di carattere comportamentale.