Het effect van zware metalen in een aquatische omgeving wordt in belangrijke mate bepaald door de chemische speciatie van het metaal in het milieu. Door fysische en chemische interacties met de andere bestanddelen van dit milieu zal het metaal dus voorkomen in verschillende species zoals bv. het gehydrateerde vrije metaal ion, anorganische en organische complexen, en metalen gebonden aan anorganische en organische colloïden of partikels. Bepaalde van deze chemische species zijn wel biologisch beschikbaar, anderen daarentegen niet.
Complexatie met wateroplosbare anorganische en organische liganden vermindert de opname van metalen door aquatische organismen door een vermindering van de activiteit van het vrije metaalion, Mn+(H2O)n in de oplossing. Bijgevolg kunnen variaties in metaalopname beter verklaard worden op basis van veranderingen in de vrije metaalion activiteit, dan op basis van de totale metaal concentraties. Dit universele belang van vrije metaalion activiteiten in het bepalen van de opname en toxiciteit van metalen werd geformuleerd onder de vorm van het vrije-ion activiteitsmodel (FIAM, free-ion activity model) voor metaal-organisme interacties. Dit model stelt dat, in een systeem bij evenwicht, de vrije metaalion activiteit de chemische reactiviteit van het metaal weergeeft, en het deze reactiviteit is die de mate bepaalt van de reacties van het metaal met de actieve bindingsplaatsen van het transportsysteem, en dus zijn biologische beschikbaarheid. Zelfs als men echter het effect van complexatie in rekening brengt op de vrije metaalion activiteit in de aanwezigheid van natuurlijke DOC, kan de opname van het metaal een aanzienlijke variatie tonen. Momenteel is er geen consensus over de geldigheid van het FIAM in de aanwezigheid van natuurlijk DOC.
In deze voordracht zal vooreerst ingegaan worden op een methode om de chemische speciatie van cadmium te bepalen in een zoetwater milieu dat DOC bevat. Deze methode is gebaseerd op een competitieve ligand equilibratie/vloeistof-vloeistof extractie techniek. Voor- en nadelen van deze techniek zullen besproken worden. Tevens worden resultaten besproken van cadmium opname-experimenten met karper (Cyprinus carpio) in organisch complexerende milieus, als maat voor de biobeschikbaarheid van cadmium in dergelijke milieus. Speciatiegegevens en opnamegegevens worden met elkaar gerelateerd om de geldigheid van het FIAM voor cadmium na te gaan in zoetwatersystemen in de aanwezigheid van synthetisch en natuurlijk DOC.