PRACA ORYGINALNA
Określenie przydatności trzech odmian żurawki (Heuchera cvs.) do bioremediacji kadmu (Cd), ołowiu (Pb) i cynku (Zn) z terenów pogórniczych zagłębia dąbrowskiego
1
Zakład Szkodliwości Biologicznych i Immunoalergologii Instytutu Medycyny Pracy i Zdrowia Środowiskowego,
Kierownik Zakładu, Dyrektor Instytutu: dr n. med. P.Z. Brewczyński
2
Zakład Szkodliwości Chemicznych i Toksykologii Genetycznej Instytutu Medycyny Pracy i Zdrowia Środowiskowego,
Kierownik Zakładu: dr hab. n. med. A. Sobczak, Dyrektor Instytutu: dr n. med. P.Z. Brewczyński
3
Katedra i Zakład Toksykologii, Wydział Farmaceutyczny z Oddziałem Medycyny Laboratoryjnej, Śląski Uniwersytet Medyczny,
Kierownik Katedry i Zakładu: dr hab. D. Wierchuła, Dziekan Wydziału: dr hab. n. farm. S. Boryczka
Med Srod. 2011;14(3):17-27
SŁOWA KLUCZOWE
STRESZCZENIE
Wstęp:
Wieloletnia płytka eksploatacja węgla kamiennego w rejonie Będzina w Zagłębiu Dąbrowskim doprowadziła do degradacji środowiska. Profile gleb zostały przemieszczone i zanieczyszczone ponadnormatywnie metalami ciężkimi. Ponieważ jest to region silnie zaludniony, ryzyko narażenia na szkodliwe działanie metali ciężkich dotyczy dużej populacji osób. Przyspieszenie oczyszczania gruntów terenów pogórniczych można uzyskać wykorzystując rośliny, które nie tylko tolerują podwyższone ilości tych metali ale potrafią je też gromadzić w swoich organach.
Materiał i metody:
Przedmiotem badań były trzy kultywary żurawki: ‘Chatterbox’, ‘Purple Petticoats’ i ‘Strawberry Swirl’, uprawiane na terenie pogórniczym i na poletku kontrolnym w sezonie wegetacyjnym 2010 roku. Zawartość pierwiastków metalicznych (Cd, Pb, Zn) oznaczono metodą absorpcyjnej spektrometrii atomowej (AAS) przy użyciu spektrometru PU 9100 firmy Philips i Perkin ELMER 4100ZL.
Wyniki:
Wyniki przeprowadzonych badań gleb na obecność form całkowitych i wyekstrahowanych 1M HCl kadmu (Cd), ołowiu (Pb) i cynku (Zn) pokazują, że zanieczyszczenie terenu pogórniczego jest nadal wysokie. Zawartości form dostępnych dla roślin w glebie poletka doświadczalnego, które wynoszą: kadm 1,92 mgükg11, ołów 56,3 mgükg11, cynk 153,7 mgükg11, są od 2 do 4 razy większe niż zawartość naturalna w glebach o odczynie obojętnym (pH 6,5), którym charakteryzuje się większość gleb badanego terenu. Wybrane do badań odmiany żurawek: ‘Chatterbox’, Purple Petticoats’ i ‘Strawberry Swirl’ pobrały znaczące ilości kadmu, ołowiu i cynku.
Wnioski:
Rośliny z terenu pogórniczego uprawiane w warunkach narażenia na istotnie wyższe stężenia metali (p¤0,01), nie wykazywały widocznej reakcji toksycznej na części nadziemne mimo, że gromadziły kadm, ołów i cynk zarówno w korzeniach, jak i liściach. Różnice odmianowe stwierdzono na poziomie istotności p¤0,05. Odmianą, która przemieszczała w swoim organizmie z korzeni do liści najwyższe ilości ołowiu była ‘Palace Purple”. Dwie pozostałe odmiany: ‘Chatterbox’ i ‘Strawberry Swirl’ gromadziły metale w większym stopniu w korzeniach według zależności Cd>Zn>Pb.
Wieloletnia płytka eksploatacja węgla kamiennego w rejonie Będzina w Zagłębiu Dąbrowskim doprowadziła do degradacji środowiska. Profile gleb zostały przemieszczone i zanieczyszczone ponadnormatywnie metalami ciężkimi. Ponieważ jest to region silnie zaludniony, ryzyko narażenia na szkodliwe działanie metali ciężkich dotyczy dużej populacji osób. Przyspieszenie oczyszczania gruntów terenów pogórniczych można uzyskać wykorzystując rośliny, które nie tylko tolerują podwyższone ilości tych metali ale potrafią je też gromadzić w swoich organach.
Materiał i metody:
Przedmiotem badań były trzy kultywary żurawki: ‘Chatterbox’, ‘Purple Petticoats’ i ‘Strawberry Swirl’, uprawiane na terenie pogórniczym i na poletku kontrolnym w sezonie wegetacyjnym 2010 roku. Zawartość pierwiastków metalicznych (Cd, Pb, Zn) oznaczono metodą absorpcyjnej spektrometrii atomowej (AAS) przy użyciu spektrometru PU 9100 firmy Philips i Perkin ELMER 4100ZL.
Wyniki:
Wyniki przeprowadzonych badań gleb na obecność form całkowitych i wyekstrahowanych 1M HCl kadmu (Cd), ołowiu (Pb) i cynku (Zn) pokazują, że zanieczyszczenie terenu pogórniczego jest nadal wysokie. Zawartości form dostępnych dla roślin w glebie poletka doświadczalnego, które wynoszą: kadm 1,92 mgükg11, ołów 56,3 mgükg11, cynk 153,7 mgükg11, są od 2 do 4 razy większe niż zawartość naturalna w glebach o odczynie obojętnym (pH 6,5), którym charakteryzuje się większość gleb badanego terenu. Wybrane do badań odmiany żurawek: ‘Chatterbox’, Purple Petticoats’ i ‘Strawberry Swirl’ pobrały znaczące ilości kadmu, ołowiu i cynku.
Wnioski:
Rośliny z terenu pogórniczego uprawiane w warunkach narażenia na istotnie wyższe stężenia metali (p¤0,01), nie wykazywały widocznej reakcji toksycznej na części nadziemne mimo, że gromadziły kadm, ołów i cynk zarówno w korzeniach, jak i liściach. Różnice odmianowe stwierdzono na poziomie istotności p¤0,05. Odmianą, która przemieszczała w swoim organizmie z korzeni do liści najwyższe ilości ołowiu była ‘Palace Purple”. Dwie pozostałe odmiany: ‘Chatterbox’ i ‘Strawberry Swirl’ gromadziły metale w większym stopniu w korzeniach według zależności Cd>Zn>Pb.
Introduction:
Long-term shallow exploitation of pitcoal in Będzin area (in mining district Zagłębie Dąbrowskie) has degraded the environment. Profiles of soil were dislocated and contaminated with heavy metals above permissible standards. Due to the fact that Zagłębie Dąbrowskie is densely populated, risk of harmful exposure to heavy metals affects high number of people. Decontamination of post-mining grounds is possible with planting plants which not only tolerate elevated heavy metals quantities but can also accumulate them in plant tissues.
Material and Methods:
The cultivars ‘Chatterbox’ and ‘Strawberry Swirl’ and ‘Palace Purple’ of coral bells (Heuchera cvs.) were chosen to do the research. Cadmium, lead and zinc uptake in plants growing in contaminated and control fields was evaluated. Amount of heavy metals was determined by atomic absorption spectrometry (AAS).
Results:
Content of metals detected in plants in postmining soil was respectively: Cd 1,92 mgükg11, Pb 56,3 mgükg11, Zn 153,7 mgükg11. Those metals value is from 2 to 4 times higher than natural content in neutral soil of pH 6,5 – a typical pH in this region. The examined cultivars of coral bells accumulated significant amount of Cd, Pb, Zn even if concentration of those metals was low, what is characteristic for clean regions of Poland.
Conclusions:
The plants cultivated on contaminated soil of post-mining region didn`t show toxic response (damaged leaves) even though they accumulated cadmium, lead and zinc in their roots and leaves. Cultivars differences of coral bells found on significance level (p>0,05). The cultivar ‘Palace Purple’ has transported the highest amount of lead from roots to leaves. Other cultivars ‘Chatterbox’ and ‘Strawberry Swirl’ have accumulated higher amounts of metals in their roots in a sequence Cd>Zn>Pb.
Long-term shallow exploitation of pitcoal in Będzin area (in mining district Zagłębie Dąbrowskie) has degraded the environment. Profiles of soil were dislocated and contaminated with heavy metals above permissible standards. Due to the fact that Zagłębie Dąbrowskie is densely populated, risk of harmful exposure to heavy metals affects high number of people. Decontamination of post-mining grounds is possible with planting plants which not only tolerate elevated heavy metals quantities but can also accumulate them in plant tissues.
Material and Methods:
The cultivars ‘Chatterbox’ and ‘Strawberry Swirl’ and ‘Palace Purple’ of coral bells (Heuchera cvs.) were chosen to do the research. Cadmium, lead and zinc uptake in plants growing in contaminated and control fields was evaluated. Amount of heavy metals was determined by atomic absorption spectrometry (AAS).
Results:
Content of metals detected in plants in postmining soil was respectively: Cd 1,92 mgükg11, Pb 56,3 mgükg11, Zn 153,7 mgükg11. Those metals value is from 2 to 4 times higher than natural content in neutral soil of pH 6,5 – a typical pH in this region. The examined cultivars of coral bells accumulated significant amount of Cd, Pb, Zn even if concentration of those metals was low, what is characteristic for clean regions of Poland.
Conclusions:
The plants cultivated on contaminated soil of post-mining region didn`t show toxic response (damaged leaves) even though they accumulated cadmium, lead and zinc in their roots and leaves. Cultivars differences of coral bells found on significance level (p>0,05). The cultivar ‘Palace Purple’ has transported the highest amount of lead from roots to leaves. Other cultivars ‘Chatterbox’ and ‘Strawberry Swirl’ have accumulated higher amounts of metals in their roots in a sequence Cd>Zn>Pb.
REFERENCJE (24)
1.
Rogalski L., Błaszczok A., Bęś A.: Rekultywacja terenów pogórniczych w uwarunkowaniach ekorozwoju. Inż. Ekol. 2005; 12: 223–224.
2.
Szulc P. M., Kobierski M.: Przydatność wydmuchrzycy pontyjskiej (Elymus elongatus var. ponticus) w oczyszczaniu gleb zanieczyszczonych miedzią, ołowiem i kadmem. Ochr. Środ. i Zas. Natur. 2010; 3: 71–79.
3.
Sierra M.J., Millan R., Esteban E.: Mercury uptake and distribution in Lavendula stoechas plants grown in soil from Almanen mining district (Spain) Food Chem. Toxicol. 2009; 47(11): 2761–2767.
4.
Nowak J.: Rośliny ozdobne w środowisku miejskim warunkiem zdrowia fizycznego i psychicznego człowieka. Inż. Ekol. 2005; 12: 89–92.
5.
Bosiacki M.: Phytoexstraction of cadmium and lead by selected cultivars of Tagetes erecta L. Part II. Contens of Cd an Pb in plants. Acta Sci. Pol., Hort. Cult. 2009; 8(2): 15–26.
6.
Arshad M., Silvestre J., Pinelli E. i wsp.: A field study of lead phytoextraction by various scented Pelargonium cultivars. Chemosphere 2008; 71: 2187–2192.
7.
Czuchaj P., Szczepaniak S.: The influence of mulching on growth and flowering of some Heuchera x brizoides hort. ex Lemoine cultivars. Zesz. Probl. Post. Nauk Rol. 2008; 525: 63–71.
8.
Ciepiela B., Zygmunt I.: Łagisza – wczoraj i dziś. Wyd. Progress Sosnowiec 1993: 93.
9.
Lis J., Pasieczna A.: Atlas geochemiczny Górnego Śląska. Państwowy Instytut Geologiczny, Warszawa 1995: 48.
10.
Czuchaj P., Szczepaniak S.: Ekspansja żurawek (cz I). Hasło Ogrodnicze 2005; 8: 146–148.
11.
Czuchaj P., Szczepaniak S.: Ekspansja żurawek (cz II). Hasło Ogrodnicze 2005; 9: 193–198.
12.
Bidar G., Pruvot C., Garųon G. i wsp.: Seasonal and annual variations of metal uptake, bioaccumulation, and toxicity in Trifolium repens and Lolium perenne groving in a heavy metal-contaminated field. Environ. Sci. Pollut. Res. 2009; 16: 42–53.
13.
Francke A.: Wpływ terminu oraz rodzaju gleby na zawartość azotanów i metali ciężkich w liściach rokietty siewnej (Eruca sativa L.). Inż. Ekol. 2005; 12: 266–269.
14.
Starostwo Powiatowe w Będzinie: Stan właściwości agrochemicznych gleb i zanieczyszczeń metalami ciężkimi gruntów na użytkach rolnych powiatu będzińskiego w dzielnicach miasta Będzin Grodziec i Łagisza. Opracowanie wyników i sprawozdania z wykonanych badań. Gliwice 2008: 57.
15.
Namysłowska-Wilczyńska B., Wilczyński A.: Badania geostatyczne zanieczyszczenia gleb metalami ciężkimi w wybranych rejonach Górnego Śląska. Ochr. Środ 1997; 2(65): 9–18.
16.
Sady W., Smoleń S.: Wpływ czynników glebowo-nawozowych na akumulację metali ciężkich w roślinach. X ogólnopolskie Sympozjum Naukowe Efektywność stosowania nawozów w uprawach ogrodniczych, 17–18 czerwca 2004, Kraków.
17.
Tyksiński W., Kurdubska J.: Różnice odmianowe w akumulacji kadmu i ołowiu przez rzodkiewkę (Raphanus sativus L.) Rocz. AR Pozn. CCCL VI, Ogrodn. 2004; 37: 209–215.
18.
Kabata Pendias A., Pendias H.: Biochemia pierwiastków śladowych. Wyd. Nauk. PWN, Warszawa 1999: 400.
19.
Kiepul J., Gediga K.: The effect of progressive addification of lessive soil on zinc content and its translocation in soil profile. J. Elementol. 2009; 14(2): 265–270.
20.
Baran A., Jasiewicz C., Klimek A.: Reakcja roślin na toksyczną zawartość cynku i kadmu w glebie. Proceedings of EC Opole 2 2008; 2: 417–422.
21.
Nowak J.: Effects of lead concentration an arbuscular mycorrhiza on growth, flowering and lead accumulation in shoots of Pelargonium hortorum L.H. Bailey ‘Tango Orange’. Rocz. AR Pozn. CCCLXXXIII, Ogrodn. 2007; 41: 147–151.
22.
Memon A. R., Schröder P.: Implications of metal accumulation mechanisms to phytoremediation. Environ. Sci. Pollut. Res. Int. 2009; 16(2): 162–75.
23.
Maciejewska A., Ociepa E.: Bioakumulacja metali ciężkich w różnych gatunkach roślin. Inż. Środ. 2002; 5(1): 45–54.
24.
Korzeniowska J., Stanisławska-Glubiak E., Kubsik K.: Reakcja trzech odmian gorczycy białej na skażenie gleby miedzią, cynkiem i niklem. Ochr. Środ. i Zas. Natur. 2007; 32: 87–91.
Udostępnij
ARTYKUŁ POWIĄZANY
| eISSN: | 2084-6312 |
| ISSN: | 1505-7054 |
Przetwarzamy dane osobowe zbierane podczas odwiedzania serwisu. Realizacja funkcji pozyskiwania informacji o użytkownikach i ich zachowaniu odbywa się poprzez dobrowolnie wprowadzone w formularzach informacje oraz zapisywanie w urządzeniach końcowych plików cookies (tzw. ciasteczka). Dane, w tym pliki cookies, wykorzystywane są w celu realizacji usług, zapewnienia wygodnego korzystania ze strony oraz w celu monitorowania ruchu zgodnie z Polityką prywatności. Dane są także zbierane i przetwarzane przez narzędzie Google Analytics (więcej).
Możesz zmienić ustawienia cookies w swojej przeglądarce. Ograniczenie stosowania plików cookies w konfiguracji przeglądarki może wpłynąć na niektóre funkcjonalności dostępne na stronie.
Możesz zmienić ustawienia cookies w swojej przeglądarce. Ograniczenie stosowania plików cookies w konfiguracji przeglądarki może wpłynąć na niektóre funkcjonalności dostępne na stronie.
