A capacidade de ligação de prótons e metais por células vivas da microalga Tetraselmis gracilis (Kylin) butcher foi estudada por titulação potenciométrica e voltametria de redissolução anódica, respectivamente. Dados da titulação alcalimétrica obtidos com uma suspensão de microalga suspensa em NaCl 0,60 mol L-1 a 25,0 ± 0,1 ºC foram tratados por um modelo de distribuição discreta de sítios baseado na linearização das curvas de titulação por funções de Gran modificadas. A concentração total de sítios ionizáveis foi 3,4 x 10-3 mmol g-1, divididos em quatro classes de grupos com pKa 4,4; 5,2; 7,0 e 9,3, cujas abundâncias relativas foram 13, 5,8, 8,2 e 73%, respectivamente. Ligação de Cd(II) e Zn(II) foi estudada em água do mar (pH 8,2) por adições de soluções dos cátion metálicos em soluções simples ou misturas binárias. O cálculo das concentrações dos metais a partir dos dados voltamétricos considerou o agregado célula-metal tendo difusão muito menor do que a do íon livre. Capacidades de adsorção e o logaritmo das constantes de equilíbrio condicionais foram 7,9 ± 0,9 µmol g-1 e 6,9 ± 0,3 L g-1 para Cd(II) e 18,1 ± 0,4 µmol g-1 e 8,8 ± 0,2 L g-1 para Zn(II). Nas titulações com misturas binárias as capacidades de adsorção foram 0,129 ± 0 ,008 e 18,1 ± 0,4 µmol g-1 de Cd(II) e Zn(II), respectivamente, sugerindo que a ligação de Zn(II) inibe a de Cd(II). Entretanto, mesmo na presença de Zn(II) a superfície de alga possui sítios minoritários que se ligam a Cd(II) (log Kads = 7,7 ± 0,2), o que pode causar a bioacumulação desse íon metálico tóxico. / Proton and metal binding capacities of living cells of the microalgae Tetraselmis gracilis (Kylin) butcher were determined by potentiometric titration and anodic stripping voltammetry, respectively. Data of alkalimetric titration of the microalgae suspension obtained in 0.60 mol L-1 NaCl at 25.0 ± 0.1ºC was treated by a discrete site distribution model based on the linearization of the titration curve by modified Gran functions. A total of 3.4 x 10-3 mmol g-1 ionizable sites were determined, divided in four classes of groups with pKa 4.4, 5.2, 7.0 and 9.3, whose relative abundances were 13, 5.8, 8.2 and 73%, respectively. Binding of Cd(II) and Zn(II) was studied in seawater (pH 8.2) by additions of either single metallic species or binary mixtures. Computation of free metal concentrations from the voltammetric data considered the cell-metal aggregates with diffusion coefficient significantly lower than that of free metal ions. Adsorption capacities and the logarithm of the conditional equilibrium constants were 7.9 ± 0.9 µmol g-1 and 6.9 ± 0.3 L g-1 for Cd(II) and 18.1 ± 0.4 µmol g-1 and 8.8 ± 0.2 L g-1 for Zn(II). For titrations with binary mixtures of Cd(II) and Zn(II ) the adsorption capacity of Cd(II) were 0.129 ± 0.008 µmol g-1 and 18.1 ± 0.4 µmol g-1, respectively. The results suggest that binding of Zn(II) inhibits that of Cd(II). However, even in the presence of Zn(II), the alga surface has some minor sites that can bind Cd(II) (log Kads = 7.7 ± 0.2), a process that can lead to bioaccumulation of this toxic metal ion.

A capacidade de ligação de prótons e metais por células vivas da microalga Tetraselmis gracilis (Kylin) butcher foi estudada por titulação potenciométrica e voltametria de redissolução anódica, respectivamente. Dados da titulação alcalimétrica obtidos com uma suspensão de microalga suspensa em NaCl 0,60 mol L-1 a 25,0 ± 0,1 ºC foram tratados por um modelo de distribuição discreta de sítios baseado na linearização das curvas de titulação por funções de Gran modificadas. A concentração total de sítios ionizáveis foi 3,4 x 10-3 mmol g-1, divididos em quatro classes de grupos com pKa 4,4; 5,2; 7,0 e 9,3, cujas abundâncias relativas foram 13, 5,8, 8,2 e 73%, respectivamente. Ligação de Cd(II) e Zn(II) foi estudada em água do mar (pH 8,2) por adições de soluções dos cátion metálicos em soluções simples ou misturas binárias. O cálculo das concentrações dos metais a partir dos dados voltamétricos considerou o agregado célula-metal tendo difusão muito menor do que a do íon livre. Capacidades de adsorção e o logaritmo das constantes de equilíbrio condicionais foram 7,9 ± 0,9 µmol g-1 e 6,9 ± 0,3 L g-1 para Cd(II) e 18,1 ± 0,4 µmol g-1 e 8,8 ± 0,2 L g-1 para Zn(II). Nas titulações com misturas binárias as capacidades de adsorção foram 0,129 ± 0 ,008 e 18,1 ± 0,4 µmol g-1 de Cd(II) e Zn(II), respectivamente, sugerindo que a ligação de Zn(II) inibe a de Cd(II). Entretanto, mesmo na presença de Zn(II) a superfície de alga possui sítios minoritários que se ligam a Cd(II) (log Kads = 7,7 ± 0,2), o que pode causar a bioacumulação desse íon metálico tóxico. / Proton and metal binding capacities of living cells of the microalgae Tetraselmis gracilis (Kylin) butcher were determined by potentiometric titration and anodic stripping voltammetry, respectively. Data of alkalimetric titration of the microalgae suspension obtained in 0.60 mol L-1 NaCl at 25.0 ± 0.1ºC was treated by a discrete site distribution model based on the linearization of the titration curve by modified Gran functions. A total of 3.4 x 10-3 mmol g-1 ionizable sites were determined, divided in four classes of groups with pKa 4.4, 5.2, 7.0 and 9.3, whose relative abundances were 13, 5.8, 8.2 and 73%, respectively. Binding of Cd(II) and Zn(II) was studied in seawater (pH 8.2) by additions of either single metallic species or binary mixtures. Computation of free metal concentrations from the voltammetric data considered the cell-metal aggregates with diffusion coefficient significantly lower than that of free metal ions. Adsorption capacities and the logarithm of the conditional equilibrium constants were 7.9 ± 0.9 µmol g-1 and 6.9 ± 0.3 L g-1 for Cd(II) and 18.1 ± 0.4 µmol g-1 and 8.8 ± 0.2 L g-1 for Zn(II). For titrations with binary mixtures of Cd(II) and Zn(II ) the adsorption capacity of Cd(II) were 0.129 ± 0.008 µmol g-1 and 18.1 ± 0.4 µmol g-1, respectively. The results suggest that binding of Zn(II) inhibits that of Cd(II). However, even in the presence of Zn(II), the alga surface has some minor sites that can bind Cd(II) (log Kads = 7.7 ± 0.2), a process that can lead to bioaccumulation of this toxic metal ion.

La disponibilitat de metalls per part dels organismes no depèn únicament de la concentració total sinó també de l'especiació d'aquestes subtancias. En general, la disponibilitat de les espècies metàl•liques en medis naturals per a organismes està determinada per un conjunt d'esdeveniments encadenats on el equilibri representa només un cas particular de la situació dinàmica general. Espècies poc definides químicament, com ara àcids húmics i fúlvics, actuen com a lligands de metalls i juguen un paper clau en la circulació i la determinació de les propietats ecotoxicològiques de les espècies metàl•liques en medis naturals. La polifuncionalitat dels àcids húmics i fúlvics és descrita en aquest estudi utilitzant mètodes termodinàmics i mecano-estadístics. La tècnica Diffusive Gradients in Thin films (DGT) s'ha utilitzat per mesurar el flux disponible de metall en un sistema sintètic que conté complexos metàl•lics. La principal conclusió d'aquest estudi és que el disc de resina quelant dels sensors juga un paper clau en la determinació del grau de labilitat d'un complex mesurat amb aquesta tècnica. D'altra banda, a un pH baix, o concentració alta de lligand, es pot aconseguir l'equilibri entre la resina del sensor i el metall en el si de la dissolució, pertorbant l'acumulació lineal a temps de contacte relativament curts. Es presenta una anàlisi d'aquests fenòmens, així com la seva justificació mitjançant models teòrics. / La disponibilidad de metales por parte de los organismos no depende únicamente de la concentración total sino también de la especiación de estas subtancias. En general, la disponibilidad de las especies metálicas en medios naturales hacia organismos está determinada por un conjunto de eventos encadenados cuyo equilibrio representa sólo un caso particular de la situación dinámica general. Especies poco definidas químicamente, tales como ácidos húmicos y fúlvicos, actúan como ligandos de metales y juegan un papel clave en la circulación y la determinación de las propiedades ecotoxicológicas de las especies metálicas en los medios naturales. La polifuncionalidad de los ácidos húmicos y fúlvicos es descrita en este estudio usando métodos termodinámicos y mecano-estadísticos. La técnica Diffusive Gradients in Thin films (DGT) se ha utilizado para medir el flujo disponible de metal en un sistema sintético que contiene complejos metálicos. La principal conclusión de este estudio es que el disco de resina quelatante de los sensores juega un papel clave en la determinación del grado de labilidad de un complejo medido esta técnica. Por otra parte, a un pH bajo, o a concentración alta de ligando, puede ser alcanzado el equilibrio entre la resina del sensor y el metal en el seno de la disolución, perturbando la acumulación lineal a tiempos de contacto relativamente cortos. Se presenta un análisis de estos fenómenos, así como su justificación mediante modelos teóricos. / Availability of metals for organisms does not depend only on the total metal concentration but also on speciation of these species. In general, the availability towards organisms is determined by a set of chained events whose equilibrium approach only represents a simplified limiting case of the general dynamic situation. Poorly defined species such as humic and fulvic acids, act as metal ligands and play a key role in the circulation and determination of the ecotoxicological properties of metal species in the natural media. Thermodynamic and statistical mechanics methods are here applied to describe the polyfunctionality of humic and fulvic acids. The Diffusive Gradients in Thin Films (DGT) has been used to measure the available metal flux in a synthetic system that contains metal complexes. A main conclusion of this study is that the chelating resin disc of the sensor plays a key role in determining the lability degree of a complex measured with DGT. Moreover, at relatively low pH, or in presence of high affinity ligands, the equilibrium with the bulk metal concentration can be approached in the sensor, disturbing linear accumulations at relatively short deployment times. Analysis of these phenomena and theoretical explanations are reported.