Cod proiect: PN-IV-P2-2.1-TE-2023-0897
Director de proiect: CSII dr. Emanuel-Ștefan BALTAG
Perioadă de implementare: 08. 01. 2025 – 31. 12. 2026
În ciuda implementării legislației europene, contaminanții de mediu continuă să reprezinte riscuri semnificative pentru sănătatea umană și a faunei sălbatice. Povara economică și costurile asociate bolilor cauzate de expunerea la substanțe chimice perturbatoare endocrine în Uniunea Europeană au fost estimate la 157 miliarde €, echivalentul a 1,23% din PIB-ul UE [1, 2]. Este necesară îmbunătățirea evaluării eficacității reglementărilor, ajustarea acestora și atenuarea impactului negativ. Deși se înregistrează progrese în dezvoltarea biomonitorizării umane la nivel pan-european, în prezent există o monitorizare insuficientă a faunei sălbatice pentru a evalua eficiența acestor măsuri [3, 4, 5]. Mai mult, există un deficit de date complete privind bioacumularea în condiții reale, ceea ce limitează capacitatea de a evalua riscurile generate de majoritatea produselor chimice de pe piață [6, 7]. Acest lucru include sute de substanțe chimice de volum mare de producție care nu pot fi evaluate corespunzător din cauza calității insuficiente a datelor înregistrate [8].
Realizarea unor analize cuprinzătoare ale contaminanților de mediu necesită timp, efort și resurse considerabile, mai ales în cazul ecosistemelor complexe și al unor suprafețe extinse. În astfel de situații, speciile-sentinelă sunt adesea utilizate pentru a evalua concentrațiile de contaminanți și a oferi o imagine de ansamblu asupra stării de sănătate a ecosistemului. Păsările, în special, sunt recunoscute la scară largă ca fiind sentinele valoroase ale contaminării mediului [9, 10, 11].
Regiunea Dobrogea, incluzând Delta Dunării, este caracterizată de o diversitate ecologică ridicată, ce include ecosisteme terestre și acvatice, fiind una dintre cele mai importante zone de biodiversitate din Europa. Pe lângă susținerea unei game largi de specii de plante și animale, această regiune cuprinde un număr mare de ecosisteme de apă dulce, subliniind importanța monitorizării riscurilor de contaminare. Monitorizarea biologică s-a dovedit a fi o abordare eficientă pentru evaluarea abundenței și bioacumulării compușilor toxici în astfel de medii [12, 13]. Mai multe studii s-au concentrat pe bioacumularea metalelor grele (MG) în corpul păsărilor, cu accent pe răpitoare, care, fiind prădători de vârf, acumulează contaminanți persistenți și nepersistenți, precum MG și microplastice (MP), din dieta lor variată ce include organisme terestre și acvatice. Longevitatea, mobilitatea și arealul extins de acțiune le fac indicatori valoroși pentru monitorizarea mediilor acvatice și terestre [14, 15]. Penele, ouăle și hrana regurgitată au fost utilizate cu succes pentru determinarea concentrațiilor de contaminanți în ecosisteme poluate [16, 17]. Poluarea cu microplastice este o problemă globală presantă de conservare, însă efectele sale sunt încă puțin înțelese [18]. Acești contaminanți emergenți atrag atenție semnificativă datorită distribuției și persistenței lor în ecosistemele naturale și semi-naturale. Totuși, informațiile despre nivelurile de acumulare, distribuția în organisme și speciile cele mai expuse rămân limitate.
Proiectul de față își propune să investigheze nivelurile de contaminanți în speciile de prădători de vârf și să le coreleze cu habitatele terestre și acvatice pentru a crea o hartă a poluanților. Acest studiu reprezintă prima cercetare ecotoxicologică pe răpitoare în Dobrogea și primul studiu din România privind contaminarea cu MP la păsări. Tehnicile utilizate pentru colectarea, stocarea și analiza probelor vor respecta practicile europene stabilite prin proiectul European Raptor Biomonitoring Facility (ERBFacility – CA16224). Acest proiect, finanțat prin programul COST (Cooperare Europeană în Știință și Tehnologie) și care implică 27 de țări, inclusiv România, unde Liderul de Proiect este și Coordonator Național, abordează problema poluării de mediu în Europa și urmărește să furnizeze date și cunoștințe privind contaminanții din mediul terestru la scară pan-europeană [19].
ERBFacility (https://erbfacility.eu/) a dezvoltat metode solide pentru evaluarea contaminanților la răpitoare în întreaga Europă, cu aplicații precum sisteme de avertizare timpurie și prioritizarea substanțelor. Datele generate de ERBFacility au cinci aplicații principale: (1) avertizare timpurie privind contaminanții emergenți și problemele persistente; (2) prioritizarea substanțelor pentru re-evaluare sau măsuri de gestionare a riscurilor; (3) sprijinirea evaluării riscurilor pre-market pentru substanțe similare; (4) evaluarea eficienței reglementărilor chimice; (5) protecția răpitoarelor și a faunei sălbatice. Prin alinierea la aceste obiective, ERBFacility contribuie la viziunea UE privind „zero poluare” și la gestionarea eficientă a substanțelor chimice din mediu.
Analizele de laborator vor fi realizate în cadrul facilităților dezvoltate prin proiectul RECENT AIR (Centrul de Cercetare cu Tehnici Integrate pentru Investigarea Aerosolilor Atmosferici din România – MySMIS nr. 127324 – https://cernesim.uaic.ro/index.php/language/ro/recent-air/). Prin acest proiect, am dezvoltat două laboratoare noi pentru studii ecotoxicologice la Stațiunea de Cercetare Agigea (Liderul de Proiect este coordonatorul acestor laboratoare și Directorul Stațiunii de Cercetare). Proiectul a fost finanțat prin Programul Operațional Competitivitate 2014–2020, Axa 1, apel POC/448/1/1. Scopul acestuia a fost dezvoltarea unei infrastructuri de cercetare de înalt standard pentru a sprijini proiecte viitoare. Cunoștințele și experiența acumulate prin ERBFacility, combinate cu infrastructura de cercetare dezvoltată prin RECENT AIR, oferă o bază solidă pentru implementarea cu succes a acestui studiu. Această cercetare inovatoare va furniza o imagine cuprinzătoare asupra stării ecosistemelor din Dobrogea și Delta Dunării și va evalua bioacumularea poluanților (MG și MP) în cadrul acestui ecosistem extins de stepă și fluviu.
Materialele toxice provenite din MP și contaminanții periculoși absorbiți pe suprafața acestora (ex. DDT sau PCB), precum și MG, au demonstrat efecte negative asupra organismelor: reducerea ratei de supraviețuire și creștere, maturitate sexuală întârziată și producție reproductivă scăzută [20, 21].
Obiectivul principal al proiectului este identificarea nivelurilor și distribuției contaminanților MP și MG în mediile terestre și acvatice din Dobrogea, utilizând răpitoarele ca specii bioindicator.
Zona de studiu se află într-una dintre cele mai importante rezervoare de biodiversitate din Europa – Rezervația Biosferei Delta Dunării – și include o diversitate de habitate: pajiști de stepă, păduri, zone umede, terenuri agricole și litoralul Mării Negre.
Asio otus
Proiectul este structurat în cinci obiective principale:
- O1. Stabilirea unităților de eșantionare în funcție de datele despre răpitoarele cuibăritoare.
Se va analiza efortul de eșantionare necesar pentru fiecare specie. Se vor acoperi șase specii de răpitoare, făcând din acest proiect cel mai amplu program de eșantionare ecotoxicologică pentru răpitoare din România (și posibil din sud-estul Europei).
- O2. Identificarea nivelurilor de contaminanți acumulați în țesuturile răpitoarelor.
Se vor analiza, la scară largă, nivelurile de MG și MP, folosind tehnici moderne și echipamente de înaltă precizie – prima astfel de analiză din România.
- O3. Identificarea mișcărilor de hrănire și a arealului speciilor.
Prin utilizarea dispozitivelor GPS/GSM se vor cartografia arealele speciilor și zonele de hrănire – informații esențiale pentru realizarea hărții contaminanților.
- O4. Identificarea habitatelor cele mai poluate.
Corelând datele despre hrănire cu cele privind contaminanții, se vor identifica zonele cele mai afectate – un prim pas spre măsuri de conservare viitoare.
- O5. Diseminarea rezultatelor.
Rezultatele vor fi publicate în reviste științifice și prezentate la conferințe internaționale. Vor contribui la două baze de date disponibile comunității științifice și la realizarea unui protocol național de monitorizare a MG și MP folosind răpitoare.
Echipa de proiect
Drd. Laura-Elena Topala
ACS. Drd. Vitalie Ajder
CSIII dr. Roxana Strugaru-Jijie
CSII dr. Emanuel-Ștefan Baltag
Activitatea științifică:
Conferințe internaționale:
- Laura-Elena Topală, Roxana Strungaru-Jijie, Alexandru-Mihai Pintilioaie, Dumitru Murariu, Emanuel-Ștefan Baltag, Raising awareness of the effects of microplastics on birds – a global review, IEOC 2025, VIII. International Eurasian Ornithology Congress, 19-21 May 2025, Iaşi, Romania
- Vitalie Ajder, Silvia Ursul, Mihail Ghilan, Emanuel Ștefan Baltag, Wintering Swan populations in the Republic of Moldova: trends, distribution, and conservation insights, IEOC 2025, VIII. International Eurasian Ornithology Congress, 19-21 May 2025, Iaşi, Romania
- Emanuel-Ștefan Baltag, Vitalie Ajder, Alexandru-Mihai Pintilioaie, Laura-Elena Topala, Laurentiu Petrencu, Catalin Fuciu, Lucian Sfica, Wintering raptors in Eastern Europe: insights from a large-scale monitoring program on population trends and climate influences, IEOC 2025, VIII. International Eurasian Ornithology Congress, 19-21 May 2025, Iaşi, Romania
- Antonio-Marian Doncea, Emanuel Ștefan Baltag, Gabriel Bogdan Chișamera, Silviu Petrovan, Bird extinctions in Romania: where, why and what would it take to bring them back, IEOC 2025, VIII. International Eurasian Ornithology Congress, 19-21 May 2025, Iaşi, Romania
Bibliografie:
[1] Trasande, L. et al. (2015) Estimating burden and disease costs of exposure to endocrine-disrupting chemicals in Europe. J Clin Endocrinol Metab 100(4), 1245-1255.
[2] Malits, J., Naidu, M. and Trasande, L. 2022. Exposure to Endocrine Disrupting Chemicals in Canada: Population-Based Estimates of Disease Burden and Economic Costs, Toxics, 10(3): 146.
[3] Paola Movalli, Jan Koschorreck, Gabriele Treu, Jaroslav Slobodnik, Nikiforos Alygizakis, Andreas Androulakakis, Alexander Badry, Emanuel Baltag, Fausto Barbagli, et al. (2022). The role of natural science collections in the biomonitoring of environmental contaminants in apex predators in support of the EU’s zero pollution ambition. Environmental Sciences Europe 34: 88.
[4] van den Brink, N. W. et al. (2016) Use of terrestrial field studies in the derivation of bioaccumulation potential of chemicals. Integr Environ Assess Manag 12,135-145
[5] Bocedi, A., et al. 2022. Animal Biomonitoring for the Surveillance of Environment Affected by the Presence of Slight Contamination by β-HCH, Antioxidants, 11(3): 527.
[6] Garmendia et al. 2015. Combining chemical and biological endpoints, a major challenge for twenty-first century’s environmental specimen banks. Environ. Sci Pollut Res 22, 1631-1634.
[7] Savoca, D and Pace, A. 2021. Bioaccumulation, Biodistribution, Toxicology and Biomonitoring of Organofluorine Compounds in Aquatic Organisms, International Journal of Molecular Sciences, 22(12): 6276.
[8] Strungaru S.-A, Nicoara M., Jitar O., Plavan G., (2015) Influence of urban activity in modifying water parameters, concentration and uptake of heavy metals in Typha latifolia L. into a river that crosses an industrial city. J. Environ. Health Sci. Eng. 13, , (5)
[9] Grasman, K.A., Scanlon P.F., Fox G.A., (1998) Reproductive and physiological effects of environmental contaminants in fish-eating birds of the Great Lakes: a review of historical trends. Environ Monit Assess 53, 117-145.
[10] Newton, I. Wyllie, I & Asher, A.. (1993). Long-term trends in organochlorine and mercury residues in some predatory birds in Britain. Environ Pollut 79, 143-151.
[11] van Wyk, E. et al. (2001) Persistent organochlorine pesticides detected in blood and tissue samples of vultures from different localities in South Africa. Comp Biochem Physiol 129A, 243-264.
[12] Thompson D.R. (1990) Metal levels in marine vertebrates , in R.W. Furness and P.S.Rainbow (eds.), Heavy Metals in the Marine Environment, CRC Press, New York,143-182.
[13] Kuo, D. T. F. et al. 2022. A Critical Review of Bioaccumulation and Biotransformation of Organic Chemicals in Birds, Reviews of Environmental Contamination and Toxicology, 260: 6.
[14] Ayaș, Z. (2007): Trace element residues in eggshells of grey heron (Ardea cinerea) and black-crowned night heron (Nycticorax nycticorax) from Nallihan Bird Paradise, Ankara-Turkey. Ecotoxicology 16: 1573-3017.
[15] Komosa, A., Kitowski, I., Chibowski, S., Solecki, J., Orzel, J., Rozanski, P. (2009): Selected radionuclides and heavy metals in skeletons of birds of prey from eastern Poland. Journal Radioanalytical and Nuclear Chemistry 281: 467-478.
[16] Boncompagni E, Muhammed RJ, Orvini E, Gandini C, Sanpera C, Ruiz X, Fasola M (2003) Egrets as monitors of trace metal contamination in wetlands of Pakistan. Arch Environ Contam Toxicol 45:399–406.
[17] Abdullah M, Fasola M, Muhammad A, et al. (2014) Avian feathers as a non-destructive bio-monitoring tool of trace metals signatures: a case study from severely contaminated areas. Chemosphere. 119:553-561.
[18] Deoniziak, K., Cichowska, A., Niedźwiecki, S., Pol, W., (2022) Thrushes (Aves: Passeriformes) as indicators of microplastic pollution in terrestrial environments, Science of The Total Environment, 853: 158621.
[19] ERBFacility 2023. European Raptor Biomonitoring Facility. Accesat at 01st July 2023: https://erbfacility.eu/