Fitotoksyczność kwasu 2,2’-tiodioctowego w stosunku do wybranych roślin wyższych

• Autorzy: Pawłowska B. , Biczak R. , Bałczewski P.

Warianty tytułu

EN

Phytotoxicity of 2,2’-thiodiacetic acid relative to selected higher plants

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Jedną z siarkowych pochodnych kwasu octowego jest kwas 2,2’-tiodioctowy, który może być stosowany jako ligand w kompleksach z Cr, Mg, Zn czy lantanowcami. Pomimo zastosowania tego związku w chemii koordynacyjnej w dostępnej literaturze brak jest danych dotyczących wpływu tego kwasu na środowisko lądowe, w tym na rośliny wyższe. W pracy wpływ kwasu 2,2’-tiodioctowego na wschody i wczesne stadia wzrostu i rozwoju roślin wyższych (jęczmienia jarego i rzodkiewki zwyczajnej) określono w badaniach fitotoksyczności, przeprowadzonych zgodnie z normą ISO-11269-2:2001 oraz przewodnikiem OECD/OCDE 208/2006. Przeprowadzono również badania mające na celu określenie potencjalnych właściwości chwastobójczych kwasu 2,2’-tiodioctowego, zastosowanego w postaci roztworów wodnych, którymi opryskano liście popularnych w Polsce chwastów, żółtlicy drobnokwiatowej, komosy białej, szczawiu zwyczajnego oraz chwastnicy jednostronnej. Jako wskaźnik właściwości chwastobójczych kwasu 2,2’-tiodioctowego posłużyła ocena wizualna wszystkich uszkodzeń roślin i ich stopniowe zasychanie. Wyniki uzyskane w przeprowadzonym eksperymencie pozwalają stwierdzić, że kwas 2,2’-tiodioctowy jest substancją chemiczną, wykazującą potencjalną toksyczność w odniesieniu do rzodkiewki zwyczajnej i jęczmienia jarego, uzależnioną głównie od stężenia związku. Najsilniejsze właściwości chwastobójcze natomiast kwas ten przejawia w stosunku do roślin szczawiu zwyczajnego oraz żółtlicy drobnokwiatowej.

EN

One of the acetic acid derivatives, sulfur-containing is 2,2’-thiodiacetic acid which has potential utility as a ligand in complexes including Cr, Mg, Zn and lanthanide. Despite the use of this compound in coordination chemistry, in the available literature there are no data concerning the effects of acid on the environment, including land superior plants. In the present work, the influence of 2,2’-thiodiacetic acid introduced to the soil on germination and early stages of growth and development of superior plants was investigated using the plant growth test based on the ISO-11269-2:2001 International Standard and OECD/OCDE 208/2006. In this test, the seeds of selected species of land superior plants - spring barley (Hordeum vulgare) and common radish (Raphanus sativus L. subvar. radicula Pers.) were planted in pots containing soil to which a test chemical compound had been added and in pots with control soil. To evaluate the phytotoxicity of the applied concentrations of the 2,2’-thiodiacetic acid, the germination and (dry and fresh) weight of control plant seedlings were determined and compared with the germination and (dry and fresh) weight of the seedlings of plants grown in the soil with appropriate amounts of the test chemicals added. The visual assessment of any types of damage to the test species, such as growth inhibition, chlorosis and necrosis, was also carried out, which is depicted by digital photographs of the test plants taken. Based on the obtained results, the magnitudes of the LOEC (the lowest observed effect concentration) - the lowest concentration causing observable effects in the form of a reduction in growth and germination compared with the control - and the NOEC (no observed effect concentration) - the highest concentration not causing observable, toxic effects - were also determined. Studies were also performed to determine the potential herbicidal properties of 2,2’-tiodiacetic acid, used in the form of aqueous solutions, which were sprayed list of the most popular in Poland weed - gallant soldier (Galinsoga parviflora Cav.), goosefoot (Chenopodium album L.), sheep's sorrel (Rumex acetosa L.) and barnyard grass (Echinochloa crus-galli). As an indicator of the herbicidal properties of 2,2’-tiodiacetic acid served as visual assessment of all damage to plants and their gradual drying out.

Słowa kluczowe

PL

kwas 2,2’-tiodioctowy; fitotoksyczność; właściwości chwastobójcze

EN

2,2’-thiodiacetic acid; phytotoxicity; herbicidal properties

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej
• Czasopismo: Inżynieria i Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2013
• Tom: T. 16, nr 4
• Strony: 487--498
• Opis fizyczny: Bibliogr. 30 poz.

Twórcy

autor

Pawłowska B.

• Akademia im. Jana Długosza w Częstochowie, Instytut Chemii, Ochrony Środowiska i Biotechnologii, al. Armii Krajowej13/15, 42-200 Częstochowa

autor

Biczak R.

• Akademia im. Jana Długosza w Częstochowie, Instytut Chemii, Ochrony Środowiska i Biotechnologii, al. Armii Krajowej13/15, 42-200 Częstochowa

autor

Bałczewski P.

• Akademia im. Jana Długosza w Częstochowie, Instytut Chemii, Ochrony Środowiska i Biotechnologii, al. Armii Krajowej13/15, 42-200 Częstochowa
• PAN, Centrum Badań Molekularnych i Makromolekularnych, ul. Sienkiewicza 112, 90-363 Łódź

Bibliografia

• [1] Levis T.E., Wolfinger T.F., Barta M.L., The ecological effects of trichloroacetic acid in the environment, Environ. Int. 2004, 30, 1119-1150.
• [2] Hanson M.R., Solomon K.R., Haloacetic acids in the aquatic environment. Part II: ecological risk assessment, Environ. Pollut. 2004, 130, 385-401.
• [3] Grabińska-Sota E., Wiśniowska E., Kalka J., Toxicity of selected synthetic auxines - 2,4-D and MCPA derivatives to broad-leaved and cereal plants, Crop Prot. 2003, 22, 355-360.
• [4] Różański L., Przemiany pestycydów w organizmach żywych i środowisku, AGRA-ENVIRO LAB, Poznań 1998.
• [5] Kimura O., Tsukagoshi K., Endo T., Uptake of phenoxyacetic acid derivatives into Caco-2 cells by the monocarboxylic acid transporters, Toxicol. Lett. 2009, 189, 102-109.
• [6] Panasiuk L., Ostre zatrucia, Wyd. Lekarskie PZWL, Warszawa 2010.
• [7] van Ravenzwaay B., Mellert W., Deckardt K., Küttler K., The comparative toxicology of 4-chloro-2-methylophenoxyacetic acid and its plant metabolite 4-chloro-2-carboxyphenoxyacetic acid in rats, Regul. Toxicol. Pharmacol. 2005, 42, 47-54.
• [8] Vinciguerra V., Bucci R., Marini F., Napoli A., thermal behaviour of iminodiacetic, oxydiacetic andthiodiacetic acids, J. Therm. Anal. Calorim. 2006, 83, 475.
• [9] Zhang Y-Z., Li J-R., Gao S., Kou H-Z., Sun H-L., Wang Z-M., Two-dimensional rare earth coordination polymers involving different coordination modes of thiodiglycolic acid, Inorg. Chem. Commun. 2002, 5, 28.
• [10] Baggio R., Garland M.T., Manzur J., Pen˜a O., Perec M., Spodine E., Vega A., A dinuclear copper(II) complex involving monoatomic O-carboxylate bridging and Cu–S(thioether) bonds: [Cu(tda)(phen)]2 • H2tda (tda_thiodiacetate, phen_phenanthroline), Inorg. Chim. Acta 1999, 286, 74-79.
• [11] Di Bernardo P., Zanonato P.L., Bismondo A., Jiang H., Complexation of uranium(VI) with thiodiacetic acid in solution at 10-85°C, Eur. J. Inorg. Chem. 2006, 4533-4540.
• [12] Grirrane A., Pastor A., Alvarez E., Mealli C., Ienco A., Galindo A., Novel results on thiodiacetate zinc(II) complexes: Synthesis and structure of [Zn(tda)(phen)]2 Ć 5H2O, Inorg. Chem. Commun. 2006, 9, 160-163.
• [13] Karta charakterystyki kwasu 2,2’-tiodioctowego.
• [14] Manzo S., de Nicola F., De Luca Picione F., Maisto G., Alfani A., Assessment of the effects of soil PAH accumulation by a battery of ecotoxicological tests, Chemosphere 2008, 71, 1937-1944.
• [15] Oleszczuk P., Hollert H., Comparison of sewage sludge toxicity to plants and invertebrates in three different soils, Chemosphere 2011, 83, 502-509.
• [16] Alvarenga P., Palma P., Gonçalves A.P., Fernandes. R.M., Cunha-Queda A.C., Duarte E., Vallini G., Evaluation of chemical and ecotoxicological characteristics of biodegradable organic residues for application to agricultural land, Environ. Int. 2007, 33, 505-513.
• [17] Oleszczuk P., Phytotoxicity of municipal sewage sludge composts related to physico-chemical properties, PAHs and heavy metals, Ecotoxicol. Environ. Saf. 2008, 69, 496-505.
• [18] Arendarczyk A., Grabińska-Sota E., Zgórska A., Ocena toksycznego oddziaływania wybranej cieczy jonowej względem przedstawicieli flory i fauny, Inżynieria i Ochrona Środowiska 2012, 15, 3, 225-236.
• [19] OECD/OCDE, Guidelines for the Testing of Chemicals. Terrestrial Plant Test: Seedling Emergence and Seedling Growth Test, 208/2006.
• [20] PN-ISO 11269-2:2001, Oznaczanie wpływu zanieczyszczeń na florę glebową. Wpływ związków chemicznych na wschody i wzrost roślin wyższych.
• [21] PN-EN 13432: Opakowania - Wymagania dotyczące opakowań przydatnych do odzysku przez kompostowanie i biodegradację - Program badań i kryteria oceny do statecznej akceptacji opakowań, 2002.
• [22] Bałczewski P., Bachowska B., Białas T., Biczak R., Wieczorek W.M., Balińska A., Synthesis and phytotoxicity of new ionic liquids incorporating chiral cations and/or chiral anions, J. Agric. Food Chem. 2007, 55, 1881-1892.
• [23] Biczak R., Bachowska B., Bałczewski P., Badanie fitotoksyczności cieczy jonowej chlorek 1-(metylo-tiometylo)-3-butyloimidazoliowy, Proceedings of ECOpole 2010, 4, 1, 105-113.
• [24] Matzke M., Stolte S., Thiele K., Juffernholz T., Arning J., Ranke J., Welz-Biermann U., Jastroff B., The influence of anion species on the toxicity of 1-alkyl-3-methylimidazolium ionic liquids observed in an (eco)toxicological test battery, Green Chem. 2007, 9, 1198-1207.
• [25] Matzke M., Stolte S., Arning J., Uebers U., Filser J., Imidazolium based ionic liquids in soils: effects of the side chain length on wheat (Triticum aestivum) and cress (Lepidium sativum) as affected by different clays and organic matter, Green Chem. 2008, 10, 584-591.
• [26] Studzińska S., Buszewski B., Study of toxicity of imidazolium ionic liquids to watercress (Lepidium sativum L.), Anal. Bioanal. Chem. 2009, 393, 983-990.
• [27] Himanen M., Prochaska P., Hänninen K., Oikari A., Phytotoxicity of low-weight carboxylic acids, Chemosphere 2012, 88, 426-431.
• [28] Matzke M., Stolte S., Böschen A., Filser J., Mixture effects and predictability of combination effects of imidazolium based ionic liquids as well as imidazolium based ionic liquids and cadmium on terrestrial plants (Triticum aestivum) and limnic green algae (Scenedesmus vacuolatus), Green Chem. 2008, 10, 784-792.
• [29] Tatarkowá V., Hiller E., Vaculík M., Impact of wheat straw biochar addition to soil on the sorption, leaching, dissipation of the herbicide (4-chloro-2-methylphenoxy)acetic acid and the growth of sunflower (Helianthus annuus L.), Ecotoxicol. Environ. Saf. 2013, 92, 215-221.
• [30] Oleszczuk P., Jośko I., Futa B., Pasieczna-Patkowska S., Pałys E., Kraska P., Efect of pesticide on microorganisms, enzymatic activity and plant in biochar-amended soil, Geoderma 2014, 214-215, 10-18.