Bioakumulacja żelaza, manganu, boru i litu kobaltu w mleczaju jodłowym (Lactarius salmonicolor L), igliwiu jodły pospolitej (Abies alba M.) oraz glebie pasma Przedbabiogórskiego w Karpatach Zachodnich

Niemiec, M.; Sikora, J.; Chowaniak, M.; Szeląg-Sikora, A.; Kuboń, M.

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

Bioakumulacja żelaza, manganu, boru i litu kobaltu w mleczaju jodłowym (Lactarius salmonicolor L), igliwiu jodły pospolitej (Abies alba M.) oraz glebie pasma Przedbabiogórskiego w Karpatach Zachodnich

Autorzy

Niemiec M. , Sikora J. , Chowaniak M. , Szeląg-Sikora A. , Kuboń M.

Treść / Zawartość

Pełne teksty:

Pobierz

Identyfikatory

Warianty tytułu

Bioaccumulation of Iron, Manganese, Boron, Lithium and Cobalt in Lactarius salmonicolor and Abies alba M. in the Przedbabiogórski Range in the Western Carpathians

Języki publikacji

Abstrakty

Ekosystemy leśne dzięki piętrowemu ułożeniu roślinności stanowią naturalny filtr zatrzymujący pyły zawieszone w powietrzu. Zanieczyszczenia deponowane w wyniku depozycji mokrej są zatrzymywane w ekosystemie leśnym dzięki dużym zdolnościom sorpcyjnym. Organizmami, które są często wykorzystywana w bioindykacji są grzyby wielkozarodnikowe oraz drzewa ze względu na dużą zdolność do akumulacji pierwiastków śladowych oraz powszechność występowania. Na podstawie zawartości pierwiastków śladowych w biomasie grzybów oraz liściach drzew można ocenić stopień przyswajalności pierwiastków śladowych co jest związane z ich włączaniem do bioobiegu. Grzyby leśne są powszechnie cenionym składnikiem diety, dlatego też wysoka w nich zawartość pierwiastków śladowych stwarza zagrożenie dla ich konsumentów. Celem przeprowadzonych badań była ocena zawartości Fe, Mn, B, Li, Co w glebie, w mleczaju jodłowym oraz igliwiu jodły pospolitej zebranych na terenie pasma Przedbabiogórskiego w 2015 r. z 17 punktów pobrano próbki gleby, grzybów oraz igliwia jodły pospolitej. Wszystkie pobrane próbki wysuszono i zhomogenizowano. Próbki laboratoryjne grzybów oraz igieł poddano mineralizacji na sucho w systemie otwartym. Naważka analityczna wynosiła 3 g. Materiał roztwarzano w mieszaninie HNO₃ i H₂O₂ w stosunku 5:1, v/v. Próbki gleby poddano mineralizacji w wodzie królewskiej. Stężenie pierwiastków w uzyskanych roztworach oznaczono metodą atomowej spektrometrii emisyjnej, w aparacie Optima 7600 DV firmy Perkin Elmer. Na podstawie uzyskanych wyników obliczono współczynniki bioakumulacji poszczególnych pierwiastków. Współczynnik bioakumulacji obliczano dzieląc stężenie pierwiastka w suchej masie grzybów i igieł wykorzystanych w badaniach przez zawartość tych pierwiastków w glebie. Ponadto obliczono współczynnik korelacji, pomiędzy zawartością badanych pierwiastków w glebie, grzybach i igłach. Zawartość badanych pierwiastków w glebach leśnych wskazuje na brak antropogenicznego ich wzbogacenia. Stężenie badanych pierwiastków w mleczaju jodłowym (Lactarius salmonicolor L) kształtowało się w kolejności od największego: Fe>Mn>B>Li> Co, natomiast w igliwiu jodły pospolitej (Abies alba M.) Mn>Fe>B>Li>Co. Nie stwierdzono istotnej statystycznie zależności pomiędzy odczynem oraz zawartością węgla organicznego w glebie i poziomem akumulacji badanych pierwiastków w wybranych organizmach z wyjątkiem wpływu odczynu na zawartość żelaza w igliwiu. Na podstawie przeprowadzonych badań stwierdzono, że w warunkach niskich zawartości Fe, Mn, B, Li i Co glebie, Mleczaj jodłowy (Lactarius salmonicolor L) oraz igliwie jodły pospolitej (Abies alba M.) nie są dobrymi wskaźnikami poziomu tych pierwiastków w biotopie.

Forest ecosystems, thanks to the layering of vegetation, constitute a natural filter that catches airborne particulate matter. Wet-deposited pollutants are caught in the forest ecosystem thanks to substantial sorption capacities. Large spore mushrooms and trees are organisms frequently used in bioindication. This is due to their substantial capacity to accumulate trace elements and because they are common. Based on the content of trace elements in biomass of mushrooms as well as in tree leaves, one can assess the degree of their availability, which is associated with trace element incorporation into the biological cycle. Forest mushrooms are a part of diet that is widely held in high regard; that is why a high content of trace elements in them poses a risk to their consumers. The aim of the conducted study was to determine the content of Fe, Mn, B, Li, Co in the soil, in Lactarius salmonicolor, and in Abies alba needles, all of which were collected in the Przedbabiogórski Range. In 2015, samples of soil, mushrooms and Abies alba needles were collected from 17 sites. All the collected samples were dried and homogenized. The laboratory samples of the mushrooms and needles were subjected to dry mineralization in an open system. The analytical sample was 3 g. The material was digested in a mixture of HNO₃ and H₂O₂ (5:1 v/v ratio). The soil samples were mineralized in aqua regia. Concentration of elements in the obtained solutions was determined by atomic emission spectrometry, on an Optima 7600 DV spectrometer manufactured by PerkinElmer. Based on the obtained results, bioaccumulation factors of individual elements were calculated. The bioaccumulation factors were calculated by dividing the concentration of the elements in dry matter of mushrooms and needles used in the study by the content of these elements in the soil. In addition, the correlation coefficient between the content of the studied elements in the soil, mushrooms and needles was computed. The content of the investigated elements in forest soils indicates the lack of their anthropogenic enrichment. Concentration of the studied elements in Lactarius salmonicolor L. was arranged in the order from the highest: Fe>Mn>B>Li> Co, whereas in case of Abies alba needles – Mn>Fe>B>Li>Co. No statistically significant relationship between reaction as well as the organic carbon content in the soil, and the level of accumulation of the studied elements in selected organisms was observed (except the effect of reaction on iron content in needles). Based on the study that was carried out it was found that at a low content of Fe, Mn, B, Li and Co in soil, neither Lactarius salmonicolor nor Abies alba needles are good indicators of the level of these elements in the biotope.

Słowa kluczowe

bioakumulacja igliwie jodły pospolitej grzyby mleczaj jodłowy żelazo mangan bor lit kobalt

bioaccumulation Abies alba needles mushrooms Lactarius salmonicolor iron manganese boron lithium cobalt

Wydawca

Politechnika Koszalińska

Czasopismo

Rocznik Ochrona Środowiska

Rocznik

2018

Tom

Tom 20, cz. 2

Strony

1386--1401

Opis fizyczny

Bibliogr. 28 poz., tab.

Twórcy

autor

Niemiec M.

Uniwersytet Rolniczy, Kraków

autor

Sikora J.

Uniwersytet Rolniczy, Kraków

autor

Chowaniak M.

Uniwersytet Rolniczy, Kraków

autor

Szeląg-Sikora A.

Uniwersytet Rolniczy, Kraków

autor

Kuboń M.

Uniwersytet Rolniczy, Kraków

Bibliografia

1. Aboal, J.R, , Fernández, J.A, Carballeira, A. (2004). Oak leaves and pine needles as biomonitors of airborne trace elements pollution. Atmospheric Environment, 34, 25, 4265-4271. doi:10.1016/j. envexpbot.2003.11.00
2. Aloupi, M., Koutrotsios, G., Koulousaris, M., Kalogeropoulos, N. (2012). Trace metal contents in wild edible mushrooms growing on serpentine and volcanic soils on the Island of Lesvos, Greece. Ecotoxicology and Environmental Safety, 78, 184-194. doi:10.1016/ j.ecoenv.2011.11.018.
3. Aphalo, P.J., Schoettle, A.W., Lehto, T. (2002). Leaf Life Span and the Mobility of "Non-Mobile'' Mineral Nutrients - the Case of Boron in Conifers. Silva Fennica 36(3), 671-680.
4. Arasimowicz, M., Niemiec, M., Wiśniowska-Kielian, B. (2010). Zinc, Copper and Chromium Content in Soils and Needles of the Scots Pine (Pinus silvestris L.) from the Krakow Agglomeration Terrain. Ecological Chemistry and Engineering. A (17), 12.
5. Arasimowicz, M., Niemiec, M., Wiśniowska-Kielian, B. (2011). The content of iron and manganese in the soil and needles of scot pine (Pinus silvestris L.) taken from the area of the Kraków agglomeration (In Polish), Episteme, 12, 7-14.
6. Cocchi, L., Vescovi, L. Petrini, L.E. Petrini, O. (2006). Heavy metals in edible mushrooms in Italy. Food Chemistry, (98)2, 277-284. doi:10.1016/j. food- chem.2005.05.068.
7. Ćebumis, D. i E Steinnes, E. (2000). Conifer needles as biomonitors of atmospheric heavy metal deposition: comparison with mosses and precipitation, role of the canopy. Atmospheric Environment 34(25), 4265-4271.
8. Damodara, D., Shetty, K.V., Mohan, B.R. (2014). Uptake of certain heavy metals from contaminated soil by mushroom - Galerina vittiformis. Ecotoxicology and Environmental Safety, 104, 414-422. doi:10.1016/j.ecoenv. 2013.10.033
9. Dvurechenskiy, V.G. (2015). Dynamics of iron content in the soils of technogenic landscapes of forest-steppe areas in the Kuznetsk basin. Contemporary Problems of Ecology. 8, 112-117.
10. Garcia, M.A., Alonso, J., Fernández, M.I., Melgar, M.J. (2013). Lead content in edible wild mushrooms in northwest Spain as indicator of environmental contamination. Archives of Environmental Contamination and Toxicology, 34(4), 330-335.
11. Gielen, S., Batlle, J.V., Vincke, C., Hees, M.V., Vandenhove, H. (2016). Concentrations and distributions of Al, Ca, Cl, K, Mg and Mn in a Scots pine forest in Belgium. Ecological Modelling, 324, 1-10. doi:10.1016/j.ecolmodel.2015.12.015.
12. Inboonchuay, T., Suddhiprakarn, A. , Kheoruenromne, I., Anusontpornperm, S., Robert, J. Gilkes, R.J. (2016). Amounts and associations of heavy metals in paddy soils of the Khorat Basin, Thailand, Geoderma Regional 7, (120131). doi:10.1016/j. geodrs.2016.02.002
13. Kalac, P. (2009). Chemical composition and nutritional value of European species of wild growing mushrooms: a reviev. Food Chemistry; 113(1), 9-16. DOI: 10.1016/j.foodchem.2008.07.077.
14. Karmańska, A. i Wędzisz, A. (2010). Content In selected macro- and microelements In various species of large fruiyng body mushrooms In Lodzkie Province (In Polish), Bromat. Chem. Toksykol, 18(2), 124-129.
15. Lehndorff, E., i Schwark , L. (2010). Biomonitoring of air quality in the Cologne Conurbation using pine needles as a passive sampler - Part III: Major and trace elements. Atmospheric Environment, 44(24), 2822-2829. doi:10.1016/j.atmosenv.2010.04.052
16. Liu, B., Huang, Q., Cai H., Guo, X., Wang, T. (2015). Mingying Gui Study of heavy metal concentrations in wild edible mushrooms in Yunnan Province, China. Food Chemistry, 188, 294-300.
17. Melgar, M.J., Alonso, J., García, M.A. (2014). Total contents of arsenic and associated health risks in edible mushrooms, mushroom supplements and growth substrates from Galicia (NW Spainj. Food and Chemical Toxicology 3, 44-50. D0I:10.1016/j.fct.2014.08.003.
18. Niemiec, M.i Arasimowicz, M. (2010). Mercury content in soil and needles of scot pine (Pinus silvestris L.) taken from the area of the Kraków agglomeration (In Polish). Soiloil Science Annual 61(2), 63-69.
19. Niemiec, M., Wiśniowska-Kielian, B., Komorowska, M. (2015). Content of Ni and Cr in water and in algae from selected Black Sea bays in the region of Sevastopol. Ecological Chemistry and Engineering A, 22, 4, 433-446. D01:10.2428/ecea.2015.22(4)34.
20. Niemiec, M. (2016). Accumulation of zinc in water, sediments and bleak fish (Alburnus alburnus L.) in the ecosystem of the Dunajec River, J. Elem. 1, 173-184. DOI: 10.5601/jelem.2015.20.1.694.
21. Paraskevi, K. Ouzouni, P.K., Panayotis, G. Veltsistas, P.G., Evangelos, K. Paleologos, E.K., Kyriakos, A. Riganakos, K.A. (2007). Determination of metal content in wild edible mushroom species from regions of Greece. Journal of Food Composition and Analysis 20(6), 480-486. doi:10.1016/j.jfca.2007.02.008.
22. Reis, F.S., Barros, L., Martins, A., Ferreira, I.C.F.R. (2012). Chemical composition and nutritional value of the most widely appreciated cultivated mushrooms: an inter-species comparative study. Food and Chemical Toxicology, 50. 191-197. DOI: 10.1016/j.fct.2011.10.056.
23. Sarikurkcu, C., Copur, M., Yildiz, D., Akata, I. (2011). Metal concentration of wild edible mushrooms in Soguksu National Park in Turkey. Food Chem., 128, 731-734. DOI: 10.1016/j.foodchem.2011.03.097.
24. Tang, R. Luo, J., Yang, P., She, J., Chen, Y., Gong, Y., Zhou, J. (2014). Trace metals of needles and litter in timberline forests in the Eastern of Tibetan Plateau, China. Ecological Indicators. 45, 669-676. doi:10.101. . 6/j.ecolind.2014.06.003.
25. Tsai, P-H., You, C-F., Huang, K-F., Chung, C-H., Sun, Y-B. (2014). Lithium distribution and isotopic fractionation during chemical weathering and soil formation in a loess profile. Journal of Asian Earth Sciences, 87, 1-10. doi:10.1016/j.jseaes.2014.02.001.
26. Wang, X-M, Zhang, J., Wu, L-H., Zhao, Y-L., Li, T., Lia, J-Q., Wang, Y-Z., Liu, H-G. (2014). A mini-review of chemical composition and nutritional value of edible wild-grown mushroom from China. Food Chemistry Volume 151, 279285. doi:10.1016/j.foodchem.2013.11.062.
27. Vetter, J. (2005). Lithium content of some common edible wild-growing mushrooms. Food Chemistry 90, 31-37. doi:10.1016/j.foodchem. 2004.03.019
28. Yamaç, M., Yildiz, D., Sarikurkcu, C., Çelikkollu, M., Solakd, M.H. (2007). Heavy metals in some edible mushrooms from the Central Anatolia, Turkey. Food Chemistry 103, 263-267. doi:10.1016/ j.foodchem.2006.07.041.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-9155c4cc-a862-4f8a-968a-8e032653cc69