В зависимости от биомассы, заключенной в единице объема водяного столба (удельной биомассы), концентрация металлов будет меняться. Для изучения этого явления авторами были проведены лабораторные исследования.
Для исследований была взята водоросль Cladophora glomerata. Перед экспериментом водоросли культивировали в течение 14 суток. Эксперименты проводили в 500-миллиметровых колбах, которые освещались сверху флуоресцентными лампами. Водоросли после культивирования помещали в экспериментальные среды (200 мл), где их выдерживали 24 часа, для установления динамического равновесия.
Начальная (расчетная) концентрация кадмия в экспериментах 100 мкг/л, а действительная концентрация замерялась непосредственно перед введением водорослей. Для того, чтобы учесть возможное влияние сорбционных процессов на стенках сосудов, одна колба служила контролем, она содержала только экспериментальную среду без водорослей. Экспериментальные среды не содержали ЕДТА, лимонной кислоты.
Как показали эти эксперименты, содержание кадмия увеличивается с ростом рН от 5,5 до 8,5. Аккумуляция кадмия и цинка водорослью представляет линейную функцию рН от 5 до 9, причем содержание металлов в водорослях растет с увеличением значений рН. Статистические расчеты показали, что поглощение кадмия при рН среды 7,5 (биомасса водорослей 37,1 мг/г массы сухого веще-ства) и 8,5 (биомасса 47,3 мг/г массы сухого вещества).
Проведенные лабораторные эксперименты позволяют сказать, что плотность водорослей в единице объема воды (т.е удельная биомасса) является важнейшим фактором, формирующим уровень содержания металлов (в частности, кадмия) в водорослях. Кроме того, интересно отметить, что процесс аккумуляции кадмия водорослями фактически не связан с метаболическими процессами, а определяется в основном процессами физико-химической сорбции на поверхности клеток, по крайней мере, на начальных этапах воздействия металла на водоросли. Прямым подтверждением этого заключения служат данные, свидетельствующие о том, что при добавлении метаболических ингибиторов в среду, характер аккумуляции металлов водорослями не изменяется, а промывка водорослей в растворе ЕДТА ведет к уменьшению уровней содержания металлов в растениях. Не менее важным является и то, что мертвые водоросли также адсорбируют тяжелые металлы.