Heavy metals content and biochemical indicators in birch leaves from polluted and clean areas

• Autorzy: Kandziora-Ciupa M. , Nadgórska-Socha A. , Ciepał R. , Janowicz J.

Identyfikatory

DOI

10.2428/ecea.2015.22(1)08

Warianty tytułu

PL

Zawartość metali ciężkich oraz wskaźniki biochemiczne w liściach brzozy z terenów zanieczyszczonych i czystych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

There were conducted studies concerning accumulation of heavy metals (Fe, Zn, Cd and Pb) in Betula pendula Roth. leaves, in surface soil within cities of Silesian and Małopolska District. Additionally, there was studied guaiacol peroxidase activity and content of -SH groups. Concentrations of heavy metals in birch leaves in most cases did not exceed permissible values. There was noticed an increased Zn content (above 100 mg/kg d.m.) in Betula pendula Roth. leaves on the all studied stands of Silesia. Accumulation of Fe, Zn, Cd and Pb in soils of the Silesian cities often exceeded the permissible level. The conducted studies showed that there is a positive correlation between Zn accumulation in white birch leaves and its accumulation in surface soil. There were not noticed significant differences in content of non-protein -SH groups and guaiacol peroxidase activity in Betula pendula ROTH. leaves coming from Silesia and Małopolska District.

PL

Przeprowadzono badania dotyczące kumulacji metali ciężkich (Fe, Zn, Cd, Pb) w liściach brzozy brodawkowatej i w wierzchniej warstwie gleby na terenie miast Slaska oraz Małopolski. Dodatkowo w liściach Betula pendula Roth. badano aktywność peroksydazy gwajakolowej i zawartość niebiałkowych grup -SH. Koncentracje metali ciężkich w liściach brzozy w większości przypadków nie przekraczały wartości dopuszczalnych. Odnotowano podwyższoną zawartość Zn (powyżej 100 mg/kg s.m.) w liściach Betula pendula Roth. na wszystkich badanych terenach śląska. Kumulacja Fe, Zn, Cd, Pb w glebach miast śląska często wielokrotnie przekraczała poziom dopuszczalny. Przeprowadzone badania wykazały, że istnieje dodatnia korelacja pomiędzy kumulacją Zn w liściach brzozy brodawkowatej a jego kumulacją w wierzchniej warstwie gleby. Nie odnotowano wyraźnych różnic w zawartości niebiałkowych grup -SH i aktywności peroksydazy gwajakolowej w liściach Betula pendula Roth. pochodzących ze Śląska i Małopolski.

Słowa kluczowe

EN

Betula pendula Roth; heavy metals; guaiacol peroxidase; SH groups

PL

Betula pendula Roth; metale ciężkie; peroksydaza gwajakolowa; grupy SH

• Wydawca: Towarzystwo Chemii i Inżynierii Ekologicznej
• Czasopismo: Ecological Chemistry and Engineering. A
• Rocznik: 2015
• Tom: Vol. 22, nr 1
• Strony: 83--91
• Opis fizyczny: Bibliogr. 26 poz., wykr., tab.

Twórcy

autor

Kandziora-Ciupa M.

• Department of Ecology, University of Silesia, ul. Bankowa 9, 40–007 Katowice, Poland, phone: [phone]

autor

Nadgórska-Socha A.

• Department of Ecology, University of Silesia, ul. Bankowa 9, 40–007 Katowice, Poland, phone: [phone]

autor

Ciepał R.

• Department of Ecology, University of Silesia, ul. Bankowa 9, 40–007 Katowice, Poland, phone: [phone]

autor

Janowicz J.

• Department of Ecology, University of Silesia, ul. Bankowa 9, 40–007 Katowice, Poland, phone: [phone]

Bibliografia

• [1] Baycu G, Tolunay D, Özden H, Guenenebakan S. Ecophysiological and seasonal variations in Cd, Pb, Zn and Ni concentrations in the leaves of urban deciduous trees in Istanbul, Environ Pollut. 2006;143:545-554. DOI:10.1016/j.envpol.2005.10.050.
• [2] Nadgorska-Socha A, Kafel A, Gospodarek J. Heavy metals in leaves and physiological of Philadelphus coronarus L. in urban and unpolluted areas. Scripra Facultatis Naturalium Universitatis Ostraviensis. 2008;186:278-284.
• [3] Tomasevic M, Rajsic S, Dordevic D, Tasic M, Krstic J, Novacovic V. Heavy metals accumulation in tree leaves from urban areas. Environ Chem Lett. 2004;2:151-154. DOI: 10.1007/s10311-004-0081-8.
• [4] Cuypers A, Vangronsveld J, Clijsters H. The Chemical Behaviour of Heavy Metals Plays a Prominent Role in the Induction of Oxidative Stress. Free Rad Res. 1999;31: 539-543. DOI: 10.1080/10715769900301301.
• [5] Vitoria AP, Lea PJ, Azevedo RA. Antioxidant enzymes to cadmium in radish tissues. Phytochemistry. 2001;57:701-710. DOI:10.1016/S0031-9422(01)00130-3.
• [6] Hall JL. Cellular mechanisms for heavy metal detoxification and tolerance. J Exp Bot. 2002;53(366):1-11. DOI: 10.1093/jexbot/53.366.1.
• [7] Bogdanovic J, Ducic T, Milosawic, Vujcic, Sijacic M, Radotic K. Antioxidant enzymes in the needles of different Omorica lines. Arch Biol Sci Belgrade. 2005;57(4):277-282. DOI: 10.2298/ABS0504277B.
• [8] Hawrylak B, Szymańska M. Selenium as a sulphydrylic group inductor in plants. Cell and Molec Biol Lett. 2004;9:329-336.
• [9] Wisłocka M, Krawczyk J, Klink A, Morrison L. Bioaccumulation of Heavy Metals by Selected Plant Species from Uranium Mining Dumps in the Sudety Mts., Poland. Polish J of Environ Stud. 2006;15(5):811-818.
• [10] Ostrowska A, Gawliński S, Szczubiałka Z. Metody analizy i oceny właściwości gleb i roślin. [Method of analysis and estimate soil and plants property], Catalogue of the Environmental Protection Institute, Warsaw, Poland. 1991;113-115, 241-244.
• [11] Mass F, De Kok L, Peters J, Kuiper P. A comparative study on the effects of H2S and SO2 fumigation on the growth and accumulation of sulfate and sulfhydryl compounds in Trifolium pratense L., Glycine max Merr., Phaseolus vulgaris L., J Exp Bot. 1987; 38:1459-1469. DOI: 10.1093/jxb/38.9.1459
• [12] Fang W-CH, Kao CH. Enhanced peroxidase activity in rice leaves in response to excess iron, copper and zinc. Plant Sci. 2000;158:71-76. DOI: 10.1016/S0168-9452(00)00307-1.
• [13] Kabata-Pendias A, Pendias H. Biogeochemia pierwiastków śladowych. PWN. Warszawa. 1999;1-364.
• [14] Gorlach E, Gambuś F. Potencjalnie toksyczne pierwiastki śladowe w glebach (nadmiar, szkodliwość i przeciwdziałanie). Zesz Probl Postępów Nauk Rol. 2000;472:275-296.
• [15] Lukasik I, Palowski B, Ciepal R. Lead, cadmium, and zinc contens in soil and leaves of selected tree and shrub species grown in Urban parks of upper Silesia. Ecol Chem Eng. 2002;9(4):431-439.
• [16] Nadgorska-Socha A, Łukasik I, Ciepał R, Pomierny S. Activity of selected enzymes in soil loaded with varied levels of heavy metals. Acta Agrophys. 2006;8(3):713-725.
• [17] Terelak H, Motowicka-Terelak T, Stuczyński T, Pietruch C. Pierwiastki śladowe (Cd, Cu, Ni, Pb, Zn) w glebach użytków rolnych Polski. IOŚ Warszawa; 2000.
• [18] Jankiewicz B, Adamczyk D. Assessing heavy metal content in soils surrounding in the Lodz EC4 Power Plant, Poland. Polish J. of Environ. Stud. 2007;16(6):933-938.
• [19] Dmuchowski W, Sołtykiewicz E. Hiperakumulacja cynku w liściach brzozy brodawkowatej (Betula pendula ROTH.). Ochr Srodow i Zasob Natural. 2007;31:209-214.
• [20] Steinnes E, Lukina N, Nikonov V, Aamlid D, Royset O. A gradient study of 34 elements in the vicinity of a copper-nickel smelter in the Kola Peninsula. Environ Monit Assess. 2000;60:71-88. DOI: 10.1023/A:1006165031985.
• [21] Hrdlička P, Kula E, Ząbecka J. Zawartość wybranych pierwiastków w liściach brzozy (Betula verrucosa Ehrh.) rosnącej na terenach znajdujących się pod wpływem imisji przemysłowych w okolicy Olkusza. Sylwan. 2001;145(1):101-110.
• [22] Petrova ST. Biomonitoring Study of Air Pollution with Betula pendula Roth., from Plovdiv, Bulgaria. Ecologia Balkanica. 2011; 3(1):1-10.
• [23] Hegedus A, Erdei S, Horvath G. Comparative studies of H2O2 detooxifying in green and greening barley seedlings under cadmium stress. Elsevier, Plant Sci. 2001;160:1085-1093. DOI: 10.1016/S0168-9452(01)00330-2.
• [24] Macfarlane GR, Burchett MD. Photosynthetic pigments and peroxidase activity as indicators of heavy metal stress in the Grey Mangrove Avicennia marina (Forsk.) Veirh. Mar Pollut Bull. 2001;42:233-240. DOI: 10.1016/S0025-326X(00)00147-8.
• [25] Pongrac P, Zhao FJ, Razinger J, Zrimec A, Regvar M. Physiological responces to Cd and Zn in two Cd/Zn hyperaccumulating Thlaspi species. Environ Exp Bot. 2009;66:479-486. DOI: 10.1016/j.envexpbot.2009.03.010.
• [26] Gratăo PL, Monteiro CC, Antunes AM, Peres LEP, Azevedo RA. Acquired tolerance of tomato (Lycopersicon esculentum cv. Micro-Tom) plants to cadmium-induced stress. Annals Applied Biol.2008;153:321-333. DOI: 10.1111/j.1744-7348.2008.00299.x.