Assessment of heavy metal pollution in bottom sediments of small water reservoirs with different catchement management

• Autorzy: Podlasińska J. , Szydłowski K.

Identyfikatory

DOI

10.14597/infraeco.2017.3.1.076

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The main purpose of this work was to determine the degree of negative impact of heavy metals accumulated in the water sediments to aquatic organisms. Samples of sediments were collected in winter 2013, from 4 layers of sediment (0-5, 5-10, 10-20 and 20-30 cm) at three points along the water reservoir. Sediments were prepared for analysis in accordance with the procedures applied in soil science. The analysis was carried out for the fraction with a particle diameter less than 1 mm. The total content of such elements as Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb and Zn, was determined by atomic absorption spectrometry (using the Thermo Scientific iCE 3000 series spectrometer) after digestion in a mixture (5:1) of concentrated acid HNO3 (65 %) and HClO4 (60%). The total Hg content was obtained by using the AMA 254 analyzer. Only the lead content in the analyzed samples of bottom sediments exceeded the contamination value given by polish law (the Regulation of the Minister of Environment). According to the classification of PGI samples of sediments are classified mainly as medium polluted sediments (Class II), with the exception of zinc and lead concentrations (Class III). Due to the value of the indicator of sediments ecological risk (Er) for cadmium, the examined sediments from small water reservoirs no. 1 and 2 should be classified as deposits with a higher rate of environmental contamination risk. The sediments from small water reservoirs no. 3 and 4 belong to the class of a much higher index of contamination risk. On the basis of the PER indicator (a degree of potential envi ronmental risk) the sediments from small water reservoirs located within the area of organic farming can be classified as contaminated by heavy metals to a moderate degree. On the other hand, the analyzed sediments of small water reservoirs no. 3 and 4 were classified as deposits with a severe degree of heavy metal contamination. On the basis of the LAW classification one can say that the bottom sediments of examined ponds were classified into different classes depending on the analyzed chemical element.

Słowa kluczowe

EN

agriculture; ecology; heavy metals; sediments; ponds; classification

• Wydawca: Stowarzyszenie Infrastruktura i Ekologia Terenów Wiejskich
• Czasopismo: Infrastruktura i Ekologia Terenów Wiejskich
• Rocznik: 2017
• Tom: nr III/1
• Strony: 987--997
• Opis fizyczny: Bibliogr. 27 poz., tab.

Twórcy

autor

Podlasińska J.

• Department of Ecology, Environmental Management and Protection The West Pomeranian University of Technology in Szczecin, Poland, Ph. 91 449 6342

autor

Szydłowski K.

• Department of Ecology, Environmental Management and Protection The West Pomeranian University of Technology in Szczecin, Poland, Ph. 91 449 6367

Bibliografia

• Abrahim, G.M.S. (2005). Holoceneseh sediments of Tamaki Estuary: Characterization an impact of recent human activity on an urban in Auckland New Zeland. Ph.D thesis University of Auckland, Auckland New Zeland: 361.
• Bai J., Cui B., Chen B., Zhang K., Deng W., Gao H., Xiao R. (2011). Spatial distribution and ecological risk assessment of heavy metals in surface sediments from a typical plateau lake wetland, China. Ecol Model. Vol. 222: 301-306.
• Baran A, Tarnawski M. (2013). Zawartość metali ciężkich oraz toksyczność osadów dennych zbiornika w Zesławicach. Proceedings of ECOpole, 7(2):531.
• Bojakowska I. (2001). Kryteria oceny zanieczyszczenia osadów wodnych. Przegląd Geologiczny, Vol. 49, nr 3:213-218.
• Bojakowska I., Sokołowska G. (1998). Geochemiczne klasy czystości osadów wodnych. Przegląd Geologiczny, Vol. 46, nr 1:49-54.
• Brysiewicz A., Wesołowski P., Rawicki K. (2013). Porównanie stężenia składników chemicznych w wodzie ze śródpolnego oczka wodnego oraz w wodzie gruntowej z przylegających terenów rolniczych. Woda Środowisko Obszary Wiejskie, t.13, z. 2 (42):17-31.
• Caeiro S., Costa M.N., Ramos T.B., Fernandes F., Silveira N., Coimbra A., Medeiros G., Painho M. (2005). Assessing heavy metal contamination in Sado Estuary sediment: an index analysis approach. Ecological Indicators. Vol. 5:151-169.
• Fu J., Xin H., Tao X., Yu H., Zhang X. (2013). Risk and toxicity assessments of heavy metals in sediments and fishes from the Yangtze River and Taihu Lake, China. Chemosphere. Vol. 93:1887-1895.
• Gaur V. K., Gupta S. K., Pandey S. D., Gopal K., Misra V. (2005). Distribution of heavy metals in sediment and water of River Gomti. Environ. Monit. Assess. Vol. 102: 419-433.
• Hakanson L. (1980). An ecological risk index for aquatic pollution control. A sedimentological approach. Water Research, 14: 975-1001.
• Haziak T. Czaplicka-Kotas A., Ślusarczyk Z., Szalińska E. (2013). Przestrzenne zmiany cynku w osadach dennych Zbiornika Czorsztyńskiego. Inżynieria i Ochrona Środowiska, T. 16, nr 1:57-68.
• Hou D., He J., Lu Ch., Ren L., Fan Q., Wang J., Xie Z. (2013) . Distribution characteristics and potential ecological risk assessment of heavy metals (Cu, Pb, Zn, Cd) in water and sediments from Lake Dalinouer, China. Ecotoicology and Environmental Safety. Vol. 93: 135-144.
• Macdonald D.D., Ingersoll C.G., Berger T.A. (2000). Development and evaluation of consensus-based sediment quality guidelines for freshwater ecosystems. Arch. Environ. Contam. Toxicol. 39:20-31.
• Müller G. (1969). Die Schwermetallbelastung der Sedimenten des Neckers und Seiner Nebenflusse. Chemiker - Zeitung 6:157-164.
• Müller G. (1981). Die Schwermetallbelastung der Sedimenten des Neckers und Seiner Nebenflusse. Chemiker-Zeitung. Vol. 6: 157-164.
• Niu H., Deng W., Wu Q., Chen X. (2009). Potential toxic risk of heavy metals from sediment of the Pearl River. J. Environ. Sci. 21: 1053-1058.
• Nocoń W. (2009). Metale ciężkie w osadach dennych wybranych dopływów rzeki Kłodnicy. Inżynieria i Ochrona Środowiska. T. 12, nr 1:65-76.
• Pietrzak S., Wesołowski P., Brysiewicz A., Dubil M. (2013). Chemizm polowego spływu powierzchniowego na tle uwarunkowań agrotechnicznych, w wybranym gospodarstwie województwa zachodniopomorskiego. Woda Środowisko Obszary Wiejskie, T.13, z. 3 (43):115-129.
• Regulation (2002). Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 16 kwietnia 2002 r. w sprawie rodzajów oraz stężeń substancji, które powodują, że urobek jest zanieczyszczony (Dz.U. Nr 55 poz. 498).
• Su G.Y., Zhang X.W., Liu H.L., Giesy J.P., Lam M.H.W., Lam P.K.S., Siddiqui M.A., Musarrat J., Al-Khedhairy A., Yu H.X. (2012). Toxicogenomic Mechanisms of 6HOBDE-47, 6-MeO-BDE-47, and BDE-47 in E. coli. Environ. Sci. Technol. 46:1185-1191.
• Suresh G., Sutharsan P., Ramasamy V., Venkatachalapathy R. (2012). Assessment of spatial distribution and potential ecological risk of the heavy metals in relation to granulometric contents of Veeranam lake sediments, India. Ecotoxicology and Environmental Safety, 84:117-124.
• Szafran K. (2003). Metale ciężkie w osadach dennych trzech płytkich jezior ŁęczyńskoWłodawskich. Acta Agrophysica, nr 1(2):329-337.
• Szydłowski K., Podlasińska J. (2015). Wstępna próba klasyfikacji jakości wód powierzchniowych oczka śródpolnego. Nauka w służbie przyrodzie - wybrane zagadnienia. Wyd. Fundacja na rzecz promocji i rozwoju nauki Tygiel: 184-192.
• Szydłowski K., Podlasińska J. (2016). Stężenia wybranych metali ciężkich w osadach dennych cieku wodnego. Infrastruktura i Ekologia Terenów Wiejskich, nr I/1:59-71.
• Szydłowski K., Podlasińska J. (2017). Preliminary assessment of agriculture influence on heavy metal content in bottom sediments of small water reservoirs and in rushes. Infrastructure and Ecology of Rural Areas: 949-962.
• Tarnawski M. (2012). Stan zanieczyszczenia metalami ciężkimi osadów dennych zbiornika w Zesławicach. Inżynieria Ekologiczna, nr 31: 119-127.
• Zhang X.W., Wiseman S., Yu H.X., Liu H.L., Giesy J.P., Hecker M. (2011). Assessing the toxicity of naphthenic acids using a microbial genome wide live cell reporter array system. Environ. Sci. Technol. Vol. 45:1984-1991.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).