Testing of selected phytoindicators for the environmental assessment of areas under various levels of pollution

• Autorzy: Piotrowska K. , Panek E.

Warianty tytułu

PL

Testowanie wybranych fitoindykatorów do oceny stanu środowiska na terenach o różnym stopniu skażenia

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The aim of this paper was to determine the suitability of six plant species in biomonitoring of pollution from atmospheric trace metal deposition. Concentrations of Cu, Cd, Pb were determined in: mosses (Pleurozium schreberi, Polytrichum formosum), two years old needles of the Norway spruce (Picea abies), the common silver fir (Abies alba), the common larch (Larix decidua) and in leaves of the common white birch (Betula pendula). The material was collected in three different areas under various levels of pollution (Kraków Agglomeration; Spisz-Gubałów Foothills; Silesian Beskid). The highest concentrations of trace metals occurred in: the moss species Pleurozium schreberi: 6.17-10.83 mg Cu/kg d.w., 0.6-2.37 mg Cd/kg d.w., 7.0-27.17 mg Pb/kg d.w. and in the leaves of the common white birch: 4.82-15.33 mg Cu/kg d.w., 0.28-2.32 mg Cd/kg d.w., 1.33-5.41 mg Pb/kg d.w. In turn, the needles of the Norway spruce contain little amount of trace metals: 2.00-8.00 mg Cu/kg d.w., 0.07-0.45 mg Cd/kg d.w. and 0.17-3.83 mg Pb/kg d.w. The both moss species seem to be better biomonitors of atmospheric pollution in less polluted areas, because of higher elemental concentrations in most cases, especially in terms of an ability to accumulate Pb and Cu. However, the common white birch is a better bioacumulator of Cd. This species has similar accumulation abilities as the common larch. Both trees are good phytoindicators in the monitoring of highly contaminated areas. Spruce needles showed lower concentrations of trace metals than other species collected at the same site. However, all selected indicators are suitable for comparative studies on bioindication of urban and industrial air pollution.

PL

Celem niniejszej pracy było sprawdzenie przydatności sześciu gatunków roślin w biomonitoringu zanieczyszczeń pochodzących z depozycji metali śladowych. Określono zawartość Cu, Cd, Pb w: mchach (Pleurozium schreberi, Polytrichum formosum), drugim roczniku igieł świerka zwyczajnego (Picea abies) i jodły pospolitej (Abies alba), w igłach modrzewia europejskiego (Larix decidua) oraz w liściach brzozy brodawkowatej (Betula pendula). Materiał roślinny został zebrany na trzech obszarach, różniących się stopniem antropopresji (aglomeracja krakowska, Pogórze Spisko-Gubałowskie, Beskid Śląski). Najwyższe zawartości metali ciężkich stwierdzono w mchu Pleurozium schreberi: 6,17-10,83 mg Cu/kg s.m., 0,6-2,37 mg Cd/kg s.m., 7,0-27,17 mg Pb/kg s.m. oraz w liściach brzozy brodawkowatej: 4,82-15,33 mg Cu/kg s.m., 0,28-2,32 mg Cd/kg s.m., 1,33-5,41 mg Pb/kg s.m. Natomiast ww. pierwiastki były najsłabiej kumulowane przez igły świerka zwyczajnego: 2,00-8,00 mg Cu/kg s.m., 0,07-0,45 mg Cd/kg s.m. i 0,17-3,83 mg Pb/kg s.m. Obydwa gatunki mchów wydają się lepszymi bioindykatorami na obszarach mniej zanieczyszczonych, gdyż w tych roślinach wystąpiły wyższe koncentracje Pb i Cu niż w pozostałych gatunkach. Brzoza brodawkowata kumulowała największe ilości kadmu. Gatunek ten ma podobne zdolności bioakumulacyjne co modrzew europejski. Oba gatunki są odpowiednimi fitoindykatorami do oceny skażenia środowiska na terenach silnie zanieczyszczonych. Igły świerka pospolitego zawierają znacznie niższe ilości metali śladowych, w porównaniu do pozostałych gatunków. Wszystkie przebadane w tej pracy indykatory roślinne, mogą zostać wykorzystane w porównawczym monitoringu zanieczyszczenia powietrza pochodzenia antropogenicznego.

Słowa kluczowe

EN

trace metals; phytoindicators; mosses; needles; leaves

PL

metale śladowe; fitoindykatory; mchy; igły; liście

• Wydawca: AGH University of Science and Technology Press
• Czasopismo: Geomatics and Environmental Engineering
• Rocznik: 2012
• Tom: Vol. 6, no. 4
• Strony: 73--81
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Piotrowska K.

• AGH Univeristy of Science and Technology, Faculty of Mining Surveying and Environmental Engineering, Kraków, Poland

autor

Panek E.

• AGH Univeristy of Science and Technology, Faculty of Mining Surveying and Environmental Engi-neering, Kraków, Poland

Bibliografia

• [1] Adriano D.C.: Tracę Elements in Terrestrial Environments: Biogeochemistry, Bioavailability and Risks of Metals. 2nd Edition, Springer Verlag, New York, Berlin 2001.
• [2] Ceburnis D., Steinnes E.: Conifer needles as biomonitors of atmospheric heavy metal deposition: comparison with mosses and precipitation, role of the canopy. Atmospheric Eiwironment, no. 34, 2000, pp. 4265-4271.
• [3] Conti M.: A statistical approach applied to trace metal data from biomonitoring studies. International Journal of Environmental and Pollution, no. 23, 2005, pp. 29-41.
• [4] Fernandez J.A., Ederra A., Nunez E., Martinez-Abaigar J., Infante M., Heras P., Elias M.J, Mazimpaka V., Carballeira A.: Biomonitoring of metal deposition in northern Spain by moss analysis. Science of the Total Environment, no. 300, 2002, pp. 115-127.
• [5] Gandois L., Probst A.: Localisation and mobility of trace metal in silver fir needles. Chemosphere, no. 87, 2012, pp. 204-210.
• [6] Kabata-Pendias A., Pendias H.: Biogeochemia pierwiastków śladowych, Wyd. Nauk. PWN, Warszawa 1999.
• [7] Kosior G., Samecka-Cymerman A., Kolon K., Kempers A.J.: Bioindication capacity of metal pollution of native and transplanted Pleurozium schreberi under various levels of pollution. Chemosphere, no. 81, 2010, pp. 321-326.
• [8] Ruhling A.: A European suwey of atmospheric heavy metal deposition in 2000-2001. Environmental Pollution, no. 120, 2002, pp. 23-25.
• [9] Ruhling A., Tyler G.: Changes in atmospheric deposition rates of heavy metals in Sweden. Earth and Environmental Science, no. 1, 2001, pp. 311-323.
• [10] Samecka-Cymerman A., Kolon K., Kempers A.J.: Short shoots of Betula pendula Roth. as bioindicators of urban environmental pollution in Wrocław (Poland). Trees, no. 23, 2009, pp. 923-929.
• [11] Sawidis T., Breuste J., Mitrovic M., Pavlovic P., Tsigaridas K.: Trees as bioindicator of heavy metal pollution in three European cities. Environmental Pollution, no. 159, 2011, pp. 3560-3570.
• [12] Suchara I., Sucharova J., Hola M., Reimann C, Boyd R., Filzmoser P., Englmaier P.: The performance of moss, grass, and 1- and 2-year old spruce needles as bioindicators of contamination: A comparative study at the scale of the Czech Republic. Science of the Total Environment, no. 409, 2011, pp. 2281-2297.
• [13] Szczepaniak K., Biziuk M.: Aspects of the biomonitoring studies using mosses and lichens as indicators of metal pollution. Environmental Research, no. 93, 2003, pp. 221-230.
• [14] Szyczewski P., Siepak J., Niedzielski P., Sobczyński T.: Research on Heavy Metals in Poland. Polish Journal of Environmental Studies, vol. 18, no. 5, 2009, pp. 755-768.
• [15] Tomasevic M., Anicic M., Jovanovic Lj., Peric-Grujic A., Ristic M.: Deciduous tree leaves in trace elements biomonitoring: A contribution to methodology. Ecological Indicators, no. 11, 2001, pp. 1689-1695.
• [16] Wappelhorst O., Kuhn I, Oehlmann J., Markert B.: Deposition and disease: a moss monitoring project as an approach to ascertaining potential connections. The Science of the Total Environment, no. 249, 2000, pp. 243-256.
• [17] Zechmeister H.G., Dirnbock T., Hulber K., Mirtl M.: Assessing airborne pollution effects on bryophytes - lessons learned through long-term integrated monitoring in Austria. Environmental Pollution, no. 147, 2007, pp. 696-705.