Dependence between the content of copper and the content of major elements in sediments of Polish lakes

• Autorzy: Bojakowska I. , Bureć-Drewniak W. , Wiłkomirski B.

Identyfikatory

DOI

10.2428/ecea.2016.23(1)2

Warianty tytułu

PL

Zależność między zawartością miedzi a zawartością pierwiastków głównych w osadach jezior Polski

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In 416 sediment samples taken from the deepest waters of 260 lakes located within the following Lake Districts: Greater Poland, Pomeranian and Masurian, the content of Cu, Ca, Mg, Fe, Mn, K, Na, P and S was determined by the ICP-OES method and the content of the Total Organic Carbon (TOC) was determined by the coulometric titration method. The analyses revealed that in the majority of tested samples, the Cu content did not exceed 50 mg/kg and that the geometric mean of the copper content is 13 mg/kg, and thus it is much higher than the geochemical background for aquatic sediments in Poland. The high dependence determined between the Cu content in sediments and the concentration of Al, K, Mg, S and TOC and a weaker correlation between the Cu concentration and the content of P and Fe indicate that copper in sediments is primarily related to the organic matter and clay minerals and, to a lesser extent, to phosphates and iron compounds. The variation in the copper content in sediments of different Lake Districts and also the variation in the present correlations were observed.

PL

W 416 próbkach osadów pobranych z głęboczków 260 jezior Pojezierzy: Wielkopolskiego, Pomorskiego i Mazurskiego oznaczano zawartość Cu, Ca, Mg, Fe, Mn, K, Na, P i S metodą ICP-OES oraz zawartość węgla organicznego (TOC) metodą kulometrycznego miareczkowania. Analizy wykazały, że w większości zbadanych próbek zawartość Cu nie przekraczała 50 mg/kg, a średnia geometryczna zawartość miedzi wynosi 13 m/kg i jest znacznie wyższa od tła geochemicznego dla osadów wodnych Polski. Stwierdzona wysoka zależność między zawartością Cu w osadach a stężeniem Al, K, Mg, S i węgla organicznego oraz słabsza korelacja między stężeniem Cu a zawartością P i Fe wskazuje, że miedź w osadach związana jest przede wszystkim z materią organiczną oraz minerałami ilastymi, a w mniejszym stopniu z fosforanami i związkami żelaza. Zaobserwowano zróżnicowanie w zawartości miedzi w osadach różnych pojezierzy, a także zróżnicowanie w występujących korelacjach.

Słowa kluczowe

EN

copper; lakes; correlations; clay minerals; organic matter; iron compounds; phosphates

PL

miedź; jeziora; korelacje; minerały ilaste; materia organiczna; związki żelaza; fosforany

• Wydawca: Towarzystwo Chemii i Inżynierii Ekologicznej
• Czasopismo: Ecological Chemistry and Engineering. A
• Rocznik: 2016
• Tom: Vol. 23, nr 1
• Strony: 21--31
• Opis fizyczny: Bibliogr. 26 poz., wykr., tab.

Twórcy

autor

Bojakowska I.

• Polish Geological Institute – National Research Institute, ul. Rakowiecka 4, 00–975 Warszawa,, Poland, phone: [phone]

autor

Bureć-Drewniak W.

• Polish Geological Institute – National Research Institute, ul. Rakowiecka 4, 00–975 Warszawa,, Poland, phone: [phone]

autor

Wiłkomirski B.

• The Jan Kochanowski University in Kielce, ul. Żeromskiego 5, 25–369 Kielce, Poland, phone: [phone]

Bibliografia

• [1] Beaumont MW, Buttler PJ, Taylor EW. Exposure of brown trout, Salmo trutta to a sub-lethal concentration of copper in soft acidic water: effects upon muscle metabolism and membrane potential. Aquat Toxicol. 2000;51:259-272. DOI: 10.1242/jeb.00060
• [2] Dethloff GM, Bailey HC, Maier KJ. Effects of dissolved copper on select hematological, biochemical, and immunological parameters of wild rainbow trout (Oncorhynchus mykiss). Arch Environ Contam Toxicol. 2001;40:371-380. DOI: 10.1007/s002440010185
• [3] Cerqueira CCC, Fernandes MN. Gill tissue recovery after copper exposure and blood parameter responses in the tropical fish Prochilodus scrofa. Ecotoxicol Environ Safety. 2002;52:83-89. DOI: 10.1006/eesa.2002.2164
• [4] Grosell M, Nielsen C, Bianchini A. Sodium turnover rate determines sensitivity to acute copper and silver exposure in freshwater animals. Comp Biochem Physiol C. 2002;133:287-303. DOI: 10.1016/S1532-0456(02)00085-6.
• [5] Grosell M, Mcdonald MD, Walsh PJ, Wood C.M. Effects of prolonged copper exposure on the marine gulf toadfish (Opsanus beta). II. Copper accumulation, drinking rate, and Na+/K+-ATPase activity. Aquat Toxicol. 2004;68:263-275. DOI:10.1016/j.aquatox.2004.03.007
• [6] Takasusuki J, Araujo MRR, Fernandes MN. Effect of water pH on copper toxicity in the neotropical fish, Prochilodus scrofa (Prochilodondidae). Bull Environ Contam Toxicol. 2004;72:1075-1082. DOI:10.1007/s00128-004-0353-9
• [7] De Boeck G, Hattink J, Franklin NM, Bucking CP, Wood S, Walsh PJ, Wood CM. Copper toxicity in the spiny dogfish (Squalus acanthias): Urea loss contributes to the osmoregulatory disturbance. Aquat Toxicol. 2007;84:133-14. DOI:10.1016/j aquatox.2007.04.012
• [8] Sorour J, Harbey D. Histological and ultrastructural changes in gills of tilapia fish from Wadi Hanifah Stream, Riyadh, Saudi Arabia. J Am Sci. 2012;8(2):180-186. http://www.jofamericanscience.org/journals/am-sci/am0802/028_8139am0802_180_186.pdf.
• [9] Šmejkalová M, Mikanováo, Borùvka L. Effects of heavy metal concentrations on biological activity of soil micro-organisms. Plant Soil Environ. 2003;49(7): 321-326. http://agriculturejournals.cz/publicFiles/52868.pdf.
• [10] Vink J. The origin of speciation: trace metal kinetics over natural water/sediment interfaces and the consequences for bioaccumulation. Environ Pollut. 2009;157:519-527. DOI:10.1016/j.envpol.2008.09.037
• [11] Borówka R. Geochemiczne badania osadów jeziornych strefy umiarkowanej (Geochemical studies lacustrine sediments of the temperate zon). Studia Limnologica Telmatologica. 2007;1(1):33-42. http://paleolim.amu.edu.pl/SLETT/slett%201%201/04_bor.pdf.
• [12] Carvalho CS, Fernandes MN. Effect of temperature on copper toxicity and hematological responses in the neotropical fish Prochilodus scrofa at low and high pH. Aquaculture. 2006;251(1):109-117. DOI:10.1016/j.aquaculture.2005.05.018
• [13] Sobczyński T, Siepak J. Speciation of Heavy Metals in Bottom Sediments of Lakes in the Area of Wielkopolski National Park. Pol J Environ Stud. 2001;10(6):463-474. http://www.pjśs.com/pdf/10.6/463-474.pdf.
• [14] Zachmann D, Van Der Veen A, Müller S. Distribution of phosphorus and heavy metals in the sediments of lake Arendsee (Aaltmark, Germany). Studia Quaternaria 2004;21:179-185. https://www.researchgate.net/publication/242270239_Distribution_of_phosphorus_and_heavy_metals_in_the_sediments_of_lake_Arendsee_Altmark_Germany.
• [15] Lis J, Pasieczna A. Atlas geochemicznych Polski 1: 2500000 (Geochemical Atlas of Poland 1: 2500000). Warszawa: Państwowy Instytut Geologiczny; 1995.
• [16] MacDonald D, Ingersoll C, Berger T. Development and evaluation of consensus-based sediment development and evaluation of consensus-based sediment quality guidelines for freshwater ecosystems. Arch Environ Contam Toxicol. 2000;39:20-31. DOI:10.1007/sOM44001007
• [17] Andersson M, Eggen OA. Urban contamination sources reflected in inorganic pollution in urban lake deposits, Bergen, Norway. Environ Sci. Processes Impacts. 2015;17:854-867. DOI:10.1039/C4EM00614C.
• [18] Cui Q, Brandt N, Sinha R, Malmström ME. Copper content in lake sediments as a tracer of urban emissions: evaluation through a source-transport-storage model. Sci Total Environ. 2010;408(13);2714-2725. DOI:10.1016/j.scitotenv.2010.02.045.
• [19] Cui Q, Brandt N, Sinha R, Malmström ME. Copper content in lake sediments as a tracer of urban emissions: Evaluation through a source–transport–storage model. Sci Total Environ. 2001;408:2714-2725. DOI:10.1016/j.scitotenv 2010.02.045.
• [20] Baek YW, An YJ. Assessment of toxic heavy metals in urban lake sediments as related to urban stressor and bioavailability Environ Monit Assess. 2010;171:529-537. DOI 10.1007/s10661-009-1297-7.
• [21] Reiss D, Rihm B, Thöni C, Faller M. Mapping stock at risk and release of zinc and copper in Switzerland – dose response functions for runoff rates derived from corrosion rate data. Water Air Soil Pollut. 2004;159:101-113. DOI: 10.1023/B:WATE.0000049163.18416.ec.
• [22] Rocher V, Azimi S, Gasperi J, Beuvin L, Muller M, Moilleron R, Chebbo G, Hydrocarbons and metals in atmospheric deposition and roof runoff in Central Paris. Water Air Soil Pollut. 2004;159:67-86. DOI: 10.1023/B:WATE.0000049165.12410.98
• [23] Wildi W, Dominik J, Loizeau J, Thomas R, Favarger P, Haller L, et al. River, reservoir and lake sediment contamination by heavy metals downstream from urban areas of Switzerland. Lake Reserv Manage. 2004;9(1):75-87. DOI: 10.1111/j.1440-1770.2004.00236.x.
• [24] Lepane V, Varvas M, Viitak A, Alliksaar T, Heinsalu A. Sedimentary record of heavy metals in Lake Rõuge Liinjärv, southern Estonia. Est J Earth Sci. 2007;56(4):221.232. DOI: 10.3176/earth.2007.03.
• [25] Peld M, Tõnsuaadu K, Bender V. Sorption and Desorption of Cd2+ and Zn2+ Ions in Apatite-Aqueous Systems. Environ Sci Technol. 2004, 38 (21):5626-5631. DOI: 10.1021/es049831l.
• [26] Corami A, Mignardi S, Ferrini V. Removal of Lead, Copper, Zinc and Cadmium from Water Using Phosphate Rock. Acta Geol Sinica. 2008;82(6):1223-1228. DOI: 10.1111/j.1755-6724.2008.tb00724.x.

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.