Przebieg zmian aktywności dehydrogenaz w glebie zanieczyszczonej benzyną poddanej biostymulacji selenem i siarczanem (VI) amonu w różnych proporcjach

• Autorzy: Stręk M. , Telesiński A.

Warianty tytułu

EN

Changes of dehydrogenase activity in gasoline contaminated soil stimulated with selenium and ammonium sulphate (VI) in different proportions

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Celem pracy było określenie zmian aktywności dehydrogenaz w glebie zanieczyszczonej benzyną (1% wagi gleby), poddanej biostymulacji dwoma czynnikami: siarczanem (VI) amonu w dawkach 0,15; 1,50 i 15,00 mmol·kg^-1, który w założeniu był podstawowym źródłem siarki, a ponadto wzbogacał glebę w azot, oraz selenem na dwóch stopniach utlenienia (IV i VI), w ilości 0,05 mmol·kg^-1. Jest to pierwiastek tworzący analogi związków siarki, jak również czynnik wpływający na aktywność niektórych enzymów oksydoredukcyjnych. Proporcje zostały dobrane tak, by stosunek S:Se wyniósł 3:1; 30:1 i 300:1. Analizowano zmianę aktywności dehydrogenaz glebowych oraz pH_KCI. Pomiary wykonano w 1., 7., 14., 28. i 56. dniu doświadczenia. Analizy wykazały stymulujący wpływ benzyny na aktywność dehydrogenaz w 1. dniu doświadczenia. Efekt ten zwiększał się ze wzrostem ilości wprowadzonego siarczanu (VI) amonu. W kolejnych terminach pomiarów wprowadzenie dużych dawek (15 mmol·kg^-1) siarczanu (VI) amonu wraz z selenem niekorzystnie wpływało na aktywność dehydrogenaz w glebie zawierającej benzynę, natomiast mniejsze dawki (NH₄)₂SO₄ miały głównie stymulujący wpływ. Ponadto zaobserwowano, że aktywność dehydrogenaz w większości terminów analiz stymulowała jednoczesna obecność w glebie (NH₄)₂SO₄ i Se na stopniu utlenienia (IV). Wynika z tego, że zastosowanie biostymulacji siarczanem (VI) amonu wraz z selenem (IV), w odpowiednich proporcjach może być wykorzystane do rekultywacji gleb zanieczyszczonych związkami ropopochodnymi.

EN

The aim of the study was to determine changes in enzyme activity in soil contaminated with gasoline (1% by weight of soil) subjected to biostimulation by two factors. The first factor was ammonium sulfate in doses of 0.15 mmol·kg^-1, 1.50 mmol·kg^-1 and 15.00 mmol·kg^-1. Mineral fertilizer was the main source of sulfur in soil, furthermore it enriched soil with nitrogen. The second factor was selenium IV and VI (0.05 mmol·kg^-1) as a sulfur analog and element, which can stimulate the activity of some oxidoreductases. The proportions were chosen to provide the ratio of S to Se equal 3:1, 30:1 and 300:1 (regardless of selenium oxidation state IV and VI). During the experiment, soil dehydro122 genase activity and changes in soil pH in 1 M KCl were analyzed. Measurements were made independently on day 1, 7, 14, 28 and 56. Analyses showed stimulating effect of gasoline on the dehydrogenase activity on day 1. The observed effect increased with increasing amounts of introduced ammonium sulfate (VI). Subsequent measurements revealed that the introduction of high doses of ammonium sulfate (VI) (15 mmol·kg^-1) and selenium negatively affected the dehydrogenase activity in soil contaminated with gasoline. In contrast, lower doses of (NH₄)₂SO₄ had mainly a stimulating effect on the dehydrogenase activity in soil with gasoline. Furthermore, it was observed that the soil dehydrogenase activity on most days of experiment increased in the presence of (NH₄)₂SO₄ and selenium at the oxidation state IV. Therefore, the use of biostimulation with ammonium sulphate (VI) together with selenium (IV) in appropriate proportions can be used for the remediation of soils contaminated with petroleum hydrocarbons.

Słowa kluczowe

PL

benzyna; biostymulacja; dehydrogenazy; gleba; selen; siarczan(VI) amonu

EN

ammonium sulfate; biostimulation; dehydrogenase; gasoline; selenium; soil

• Wydawca: Wydawnictwo ITP
• Czasopismo: Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie
• Rocznik: 2015
• Tom: T. 15, z. 1
• Strony: 113–--122
• Opis fizyczny: Bibliogr. 21 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Stręk M.

• Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie, Katedra Fizjologii Roślin i Biochemii, ul. Słowackiego 17, 71-434 Szczecin

autor

Telesiński A.

• Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie, Katedra Fizjologii Roślin i Biochemii

Bibliografia

• 1. BARAK P., GOLDMAN I.L. 1997. Antagonistic relationship between selenate and sulfate uptake in onion (Allium cepa): Implications for the production of organosulfur and organoselenium compounds in plants. Journal of Agriculture and Food Chemistry. Vol. 45 s. 1290–1294.
• 2. BIELIŃSKA E.J. 2007. Aktywność enzymów glebowych w ryzosferze mniszka lekarskiego jako wskaźnik stanu ekochemicznego gleb miejskich. Journal of Research and Applications in Agricultural Engineering. Vol. 52. Iss. 3 s. 10–14.
• 3. BOROWSKA K., GRABOWSKA M., KOZIK K. 2013. Selenium content and enzymatic activity of soil after applying farmyard manure and mineral nitrogen. Environmental Protection and Natural Resources. Vol. 24. No. 2(56) s. 5–10.
• 4. BOROWSKA K., KOPER J., TYKWIŃSKA T. 2007. Zawartość selenu w wybranych typach gleb mineralnych regionu kujaw i pomorza na tle aktywności oksydoreduktaz. Ochrona Środowiska i Zasobów Naturalnych. Nr 31 s. 18–22.
• 5. CHAINEAU C.H., ROUGEUX G., YEPREMIAN C., OUDOT J. 2005. Effects of nutrient concentration on the biodegradation of crude oil and associated microbial populations in the soil. Soil Biology and Biochemistry. Vol. 37 s. 1490–1497.
• 6. GUPTA V.V.S.R., LAWRENCE J.R., GERMIDA J.J. 1988. Impact of elemental sulfur fertilization on agricultural soils. I. Effects on microbial biomass and enzyme activities. Canadian Journal of Soil Science. Vol. 68. No. 3 s. 463–473.
• 7. KABATA-PENDIAS A., PENDIAS H. 1999. Biogeochemia pierwiastków śladowych. Warszawa: PWN. ISBN 83-01-12823-2 ss. 400.
• 8. KUCHARSKI J., BOROS E., WYSZKOWSKA J. 2009. Biochemical activity of nickel-contaminated soil. Polish Journal of Environmental Studies. Vol. 18. No. 6 s. 1039–1044.
• 9. LI H., ZHANG Y., KRAVCHENKO I., XU H., ZHANG C. 2007. Dynamic changes in microbial activity and community structure during biodegradation of petroleum compounds. A laboratory experiment. Journal of Environmental Sciences. Vol. 19 s. 1003–1013.
• 10. MIKKENSEN R., WAN H. 1990. The effect of selenium on sulfur uptake by barley and rice. Plant and Soil. Vol. 121 s. 151–153.
• 11. NATYWA M., SAWICKA A., WOLNA-MARUWKA A. 2010. Aktywność mikrobiologiczna i enzymatyczna gleby pod uprawą kukurydzy w zależności od zróżnicowanego nawożenia azotem. Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie. T. 10. Z. 2 (30) s. 111–120.
• 12. NOWAK J., KĄKLEWSKI K., KŁÓDKA D. 2002. Influence of various concentrations of selenic acid (IV) on the activity of soil enzymes. The Science of the Total Environment. Vol. 291 s. 105–110.
• 13. OKOH A.I. 2006. Biodegradation alternative in the cleanup of petroleum hydrocarbon pollutants. Biotechnology and Molecular Biology Review. Vol. 1 (2) s. 38–50.
• 14. QIAO J., ZHANG C., LUO S., CHEN W. 2014. Bioremediation of highly contaminated oilfield soil: Bioaugmentation for enhancing aromatic compounds removal. Frontiers of Environmental Science and Engineering. Vol. 8 (3) s. 293–304.
• 15. SANDRIN T.R., MAIER R.M. 2003. Impact of metals on the biodegradation of organic pollutants. Environmental Health Perspectives. Vol. 111. No. 8 s. 1093–101.
• 16. SILVA-CASTRO G.A., RODELAS B., PERUCHA P., LAGUNA J., GONZÁLEZ-LÓPEZ J., CALVO C. 2013. Bioremediation of diesel-polluted soil using biostimulation as post-treatment after oxidation with Fenton-like reagents: Assays in a pilot plant. Science of the Total Environment. Vol. 445–446 s. 347–355
• 17. TEJADA M., GONZALEZ J.L., HERNANDEZ M.T., GARCIA C. 2008. Application of different organic amendments in a gasoline contaminated soil: Effect on soil microbial properties. Bioresource Technology. Vol. 99 s. 2872–2880.
• 18. THALMANN A. 1968. Zur Methodik der Bestimmund der Dehydrogenaseaktivität im Boden mittels Triphenyltetrazoliumchlorid (TTC). Landwirtschaftliche Forschung. No. 21 s. 249–258.
• 19. TREVORS J.T. 1984. Effect of substrate concentration, inorganic nitrogen, O2 concentration, temperature and pH on dehydrogenase activity in soil. Plant and Soil. Vol. 77. Iss. 2–3 s. 285–293.
• 20. WHITE P.J., BOWEN H.C., PARMAGURU P., FRITZ M., SPRACKLEN W.P., SPIBY R.E., MEACHAM M.C., MEAD A., HARRIMAN M., TRUEMAN L.J., SMITH B.M., THOMAS B., BROADLEY M.R. 2004. Interactions between selenium and sulphur nutrition in Arabidopsis thaliana. Journal of Experimental Botany. Vol. 55. No. 404 s. 1927–1937.
• 21. ZHENG S., FAN J., HU H. 2011. The effect of different rates and forms of sulphur applied on soil microbial biomass and activity. Journal of Food, Agriculture and Environment. Vol. 9 s. 898–906.