Effect of soil pollution with PAHs on the amount of maize biomass and accumulation of cadmium and lead

• Autorzy: Gondek K.

Warianty tytułu

PL

Wpływ zanieczyszczenia gleby WWA na ilość biomasy kukurydzy oraz akumulację kadmu i ołowiu

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Trace element bioavailability is of key importance for stimulation or inhibition of plant growth and development processes at later stages of their life and in result leads to changes of biomass biological value, eg limiting its use. As assessment of artificial soil pollution with benzo(a)pyrene, chrysene and fluorene effect on the quantities of biomass and accumulation in it of cadmium and lead was conducted as a pot experiment. The soil pollution with the studied aromatic hydrocarbons did not inhibit growth or development of maize shoots and roots. The greatest amount of biomass was obtained in the object where the soil revealed an elevated contents of the analyzed aromatic hydrocarbons. Value of tolerance index in the objects where the stress agent was introduced was above one, which indicates the absence of soil pollution with benzo(a)pyrene, chrysene and fluorene effect on plant biomass quantity. Value of tolerance index below one concerned only biomass from the control object. Significant increase in Cd content and its quantities taken up by maize shoots was registered on the treatments where dichloromethane and polycyclic aromatic hydrocarbons were added to the soil in comparison with the unpolluted objects. The content and amounts of absorbed lead were the lowest on the object where the soil was the most polluted. Values of maize shoot biomass Cd pollution index were apparently higher in the objects where the soil was contaminated with polycyclic aromatic hydrocarbons in comparison with the values obtained in the object where soil received only mineral nutrient solution. Values of translocation index do not point to cadmium accumulation in plant shoots. Both the values of pollution index and translocation index for lead in the objects with elevated PAHs content in soil and in the object where the soil was contaminated with these substances were below one, which did not confirm excessive lead accumulation in maize shoots.

PL

Biodostępność pierwiastków śladowych ma kluczowe znaczenie w kwestii stymulacji lub hamowania procesów wzrostu i rozwoju roślin w późniejszych etapach ich życia, a w konsekwencji prowadzi do zmian wartości biologicznej biomasy np. ograniczając jej wykorzystanie. Ocenę wpływu sztucznego zanieczyszczenia gleby benzo(a)pirenem, chryzenem oraz fluorenem na ilość biomasy kukurydzy oraz akumulację w niej wybranych pierwiastków śladowych przeprowadzono w doświadczeniu wazonowym. Effect of Soil Pollution with PAHs on the Amount of Maize Biomass... 543 Zanieczyszczenie gleby badanymi węglowodorami aromatycznymi nie hamowało wzrostu i rozwoju części nadziemnych i korzeni kukurydzy. Największą ilość biomasy uzyskano w obiekcie, w którym gleba charakteryzowa ła się podwyższoną zawartością badanych węglowodorów aromatycznych. Wartość wskaźnika tolerancji w obiektach, w których wprowadzono czynnik stresowy, kształtowała się powyżej jedności, co wskazuje na brak wpływu zanieczyszczenia gleby benzo(a)pirenem, chryzenem oraz fluorenem na ilość biomasy roślin. Wartość wskaźnika tolerancji poniżej jedności dotyczyła jedynie biomasy z obiektu kontrolnego. Istotnie większe zawartości Cd oraz ilości pobrane tego pierwiastka przez części nadziemne kukurydzy stwierdzono w obiektach, w których do gleby wprowadzono dichlorometan i wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne w porównaniu do obiektów niezanieczyszczonych. Zawartość i ilości pobranego ołowiu były najmniejsze w obiekcie, w którym gleba była najbardziej zanieczyszczona. Wartości wskaźnika zanieczyszczenia biomasy części nadziemnych kukurydzy Cd były wyraźnie większe w obiektach, w których glebę zanieczyszczono węglowodorami aromatycznymi w porównaniu do wartości, jakie uzyskano w obiekcie, w którym do gleby wprowadzono tylko pożywkę mineralną. Wartości wskaźnika translokacji nie wskazują na nagromadzenie kadmu w częściach nadziemnych roślin. Zarówno wartości wskaźnika zanieczyszczenia, jak również wskaźnika translokacji dla ołowiu, w obiektach o podwyższonej zawartości WWA w glebie oraz w obiekcie, w którym glebę skażono tymi substancjami kształtowały się poniżej jedności nie potwierdzając nadmiernego nagromadzenia ołowiu w częściach nadziemnych kukurydzy.

Słowa kluczowe

EN

soil; pollution; polycyclic aromatic hydrocarbons; cadmium; lead

PL

gleba; zanieczyszczenie; wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne; kadm; ołów

• Wydawca: Towarzystwo Chemii i Inżynierii Ekologicznej
• Czasopismo: Ecological Chemistry and Engineering. A
• Rocznik: 2013
• Tom: Vol. 20, nr 4-5
• Strony: 535--544
• Opis fizyczny: Bibliogr. 40 poz., tab.

Twórcy

autor

Gondek K.

• Department of Agricultural and Environmental Chemistry, University of Agriculture in Krakow, al. A. Mickiewicza 21, 31–120 Kraków, Poland, phone: [phone], fax [phone]

Bibliografia

• [1] Carmichael LM, Christman RF, Pfaender FK. Environ Sci Technol. 1996;31:126-132. DOI: 10.1021/es9602105.
• [2] Khan S, Cao Q, Zheng YM, Huang YZ, Zhu YG. Environ Pollut. 2008;152:686-692. DOI: 10.1016/j.envpol.2007.06.056.
• [3] Zhang MK, Liu ZY, Wang H. Communic Soil Sci Plant Anal. 2011;41:820-831. DOI: 10.1080/00103621003592341.
• [4] Maliszewska-Kordybach B, Smreczk B. Environ Intern. 2003;28(8):719-728. DOI: 10.1016/S0160-4120(02)00117-4.
• [5] Wilcke W. Geoderma 2007;141(3-4):157-166. DOI: 10.1016/j.geoderma.2007.07.007.
• [6] Masih A, Taneja A. Chemosphere 2006;65(3):449-456.
• [7] Lin Q, Shen KL, Zhao HM, Li WH. J Hazard Mater. 2008;150:515-521. DOI: 10.1016/j.jhazmat.2007.04.132.
• [8] Berkvist P, Jarvis N, Berggren D, Carlgren K. Agric Ecosyst & Environ. 2003;97:167-179. DOI: 10.1016/S0167-8809(03)00121-X.
• [9] Kirkham MB. Geoderma. 2006;137(1-2):19-32. DOI: 10.1016/j.geoderma.2006.08.024.
• [10] Jones KC, Stratford JA, Waterhouse KS, Vogt NB. Environ Sci Technol. 1989;23:540-550. DOI: 10.1021/es00063a005.
• [11] Cousins IT, Kreibich H, Hudson LE, Lead WA, Jones K. Sci Total Environ. 1997;203:141-156. DOI: 10.1016/S0048-9697(97)00143-5.
• [12] Tao S, Ciu YH, Xu FL, Li BG, Cao J, Liu WX, Schmidt G, Wang XJ, Shen WR, Oing BP, Sun R. SciTotal Environ. 2004;320(1):11-24. DOI: 10.1016/S0048-9697(03)00453-4.
• [13] Jensen J, Sverdrup LE. Rev. Environ Contim Toxicol. 2003;179:73-97. DOI: 10.1007/0-387-21731-2_3.
• [14] Ostrowska A, Gawliński A, Szczubiałka Z. Metody analizy i oceny gleb i roślin. Warszawa: Wyd IOŚ 1991.
• [15] Kopcewicz J, Lewak S. Podstawy fizjologii roślin. Warszawa: Wyd. PWN; 1998.
• [16] Fuentes A, Llorens M, Sáez J, Aguilar MI, Ortono JF, Meseguer VF. J Hazard Mat. 2004;108:161-169. DOI: 10.1016/j.hazmat.2004.02.014.
• [17] Stanisz A. Przystępny kurs statystyki w oparciu o program Statistica PL na przykładach z medycyny. Kraków: Wyd Statsoft Polska; 1998.
• [18] Maliszewska-Kordybach B, Smreczak B. Environ Technol. 2000;21(10):1099-1110. DOI: 10.1080/09593330.2000.96118996.
• [19] Kummerova M, Slovak L, Holoubek I. Toxicol Environ Chem. 1995;51:197-203.
• [20] Jensen J, Folker-Hansen P. Environmental Protection Agency, Working Report No 47. 1995.
• [21] Maliszewska-Kordybach B, Smreczak B. Environ Technol. 2000;21:1099-1110. DOI: 10.1080/09593330.2000.9618996.
• [22] Reid BJ, Jones KC, Semple KT. Environ Pollut. 2000;108:103-112. DOI: 10.1016/S0269-7491(99000206-7.
• [23] Sijm D, Kraaij R, Belfroid A. Environ Pollut. 2000;108:113-119. DOI: 10.1016/S0269-7491(99)0020-9. [24] Boesten JJTI. Sci Total Environ. 1993;Supplement:397-407.
• [25] Semple KT, Morriss AWJ, Paton GI. Europ J Soil Sci. 2003;54:809-818. DOI: 10.1046/j. 1351-0754.2003.0564.x.
• [26] Basta N T, Ryan J A, Chaney R L. Environ Qual J. 2005;34:49-63. DOI: 10.2134/jeq2005.0049.
• [27] Khan AG, Kuek C, Chaudhry TM, Khoo CS, Hayes WJ. Chemospere. 2000;41:197-207. DOI: 10.1016/S0045-6535(99)00412-9.
• [28] Wissuwa M, Ismail AM, Yanagihara S. Plant Physiol. 2006;142:731-741. DOI: 10.1104/pp.106.085225. [29] Gondek K, Filipek-Mazur B, Koncewicz-Baran M. Intern Agrophys. 2010;24:35-42.
• [30] Vousta D, Grimanins A, Sammara C. Environ Pollut. 1996;94:325-335. DOI: 10.1016/S0269-7491(96)00088-7.
• [31] Koronkowo NE, Igle JC, Onwuchekwa EC. African J Biotechnol. 2005;4:1521-1524.
• [32] Tlustos P, Szakova J, Korinek K, Pavlikova D, Hanc A, Balik J. Plant Soil Environ. 2006;52:16-24.
• [33] Jung MC, Thornton I. Appl Geochem. 1996:11:53-59. DOI: 10.1016/0883-2927(95)00075-5.
• [34] Rosselli W, Keller C, Boschi K. Plant and Soil. 2003;256:265-272. DOI: 10.1023/A:1026100707797.
• [35] Khan S, Rehman S, Cao Q, Jehan NT. Intern J Environ Pollut. 2011;45:110-122. DOI: 10.1504/IJEP.2011.039089.
• [36] Yang Ch, Zhou Q, Wei S, Hu Y, Bao Y. Intern J Phytoremediation. 2011;13:818-833. DOI: 10.1080/15226514.2010.532179.
• [37] MacNicol RD, Beckett PHT. Plant and Soil. 1985;85:107-129. DOI: 10.1007/BF02197805.
• [38] Batty LC, Anslow M. Intern J Phytoremed. 2008:10:236-238. DOI: 10.1080/15226510801997549.
• [39] Chu LM, Wong MH. Plant and Soil. 1997;103:191-197. DOI: 10.1007/BF02370388.
• [40] Hart JJ, Welch RM, Novell WA, Sullivan LA, Kochian LV. Plant Physiology. 1998;116:1413-1420. DOI: 10.1104/pp.116.4.1413.