Wpływ nadtlenku wapnia na fitotok-syczność gleby zanieczyszczonej fluorantenem

• Autorzy: Małachowska-Jutsz A. , Gumińska M. , Bernaś Z.

Warianty tytułu

EN

Effect of calcium peroxide on phytotoxicity of soil contaminated with fluoranthene

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne (WWA) są trudno rozkładalnymi zanieczyszczeniami, które negatywne oddziałują na środowisko glebowe. Związki te zmieniają właściwości fizyczne, chemiczne i biologiczne gleby, powodują zmniejszenie ilości łatwo przyswajalnych składników pokarmowych oraz utrudniają wymianę powietrza między glebą a atmosferą. W pracy badano wpływ zastosowania nadtlenku wapnia (120÷240 mgCaO₂ /kg) wprowadzonego do gleby zanieczyszczonej fluorantenem (1,5 mg/kg) na jej toksyczność w stosunku do wybranych roślin (rzeżucha, gorczyca i sorgo). Przeprowadzone badania nie dały jednoznacznej odpowiedzi na pytanie, czy nadtlenek wapnia wpływa pozytywnie na wzrost i rozwój roślin rosnących na glebach zanieczyszczonych węglowodorami. Zaobserwowano, że dodatek nadtlenku wapnia do gleby zawierającej fluoranten stymulował usuwanie tego węglowodoru, jednakże stwierdzono również stymulację wzrostu korzeni roślin w próbkach gleby z dodatkiem samego nadtlenku wapnia. Niemniej jednak nie wykazano, czy obserwowany efekt był wynikiem stresu oksydacyjnego, czy też poprawy warunków środowiskowych.

EN

Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) are hardly decomposable pollutants that adversely affect soil environment. These compounds alter physical, chemical and biological soil properties, lead to reduction in the amount of easily digestible nutrients and impede gas exchange between soil and atmosphere. In this study, the effect of calcium peroxide (120–240 mgCaO₂ /kg) was tested in soil contaminated with fluoranthene (1.5 mg/kg) on its toxicity towards selected plants (root cress, mustard and sorghum). Our results did not give an unambiguous answer to the question whether effect of calcium peroxide on growth and development of plants growing on soils contaminated with hydrocarbons was positive. It was observed that calcium peroxide added to the soil with fluoranthene enhanced its removal. However, stimulation of root growth was also observed in soil samples with calcium peroxide alone. It was difficult to assess whether the observed effect was a result of oxidative stress or environmental conditions improvement.

Słowa kluczowe

PL

WWA; bioremediacja; utlenianie; toksyczność

EN

PAHs; bioremediation; oxidation; toxicity

• Wydawca: Polskie Zrzeszenie Inżynierów i Techników Sanitarnych, Oddział Dolnośląski
• Czasopismo: Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2014
• Tom: Vol. 36, nr 3
• Strony: 37--42
• Opis fizyczny: Bibliogr. 35 poz.

Twórcy

autor

Małachowska-Jutsz A.

• Politechnika Śląska, Wydział Inżynierii Środowiska i Energetyki, ul. Akademicka 2A, 44-100 Gliwice

autor

Gumińska M.

• Uniwersytet Medyczny im. Piastów Śląskich we Wrocławiu, Wydział Lekarski, ul. J. Mikulicza-Radeckiego 5, 50-345 Wrocław

autor

Bernaś Z.

• Politechnika Śląska, Wydział Inżynierii Środowiska i Energetyki, ul. Akademicka 2A, 44-100 Gliwice

Bibliografia

• 1. A. MOCEK-PŁÓCINIAK, A. SAWICKA: Wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne w glebach sąsiadujących z hutą miedzi „Legnica”. Nauka Przyroda Technologie 2010, vol. 4, nr 6, ss. 87–97.
• 2. A.O. ABBAS, W. BRACK: Polycyclic aromatic hydrocarbons in Niger Delta soil: Contamination sources and profiles. International Journal of Enviornmental Science and Technology 2006, Vol.2, No. 4, pp. 343–352.
• 3. A. MAŁACHOWSKA-JUTSZ: Mikoryzacja roślin a efektywność fitoremediacji gruntów zanieczyszczonych węglowodorami. Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej: Inżynieria Środowiska, nr 1782, Gliwice 2008.
• 4. T. PAWUL, J. ANTONKIEWICZ: Zanieczyszczenia ropopochodne w środowisku glebowym. Aura 2011, vol. 3, nr 11, ss. 6–8.
• 5. A.K. BIŃ: Zastosowanie procesów pogłębionego utleniania do uzdatniania wody. Ochrona Środowiska 1998, vol. 20, nr 1, ss. 3–6.
• 6. A.S. STASINAKIS: Use of selected advances oxidation processes (AOPs) for wastewater treatment – a mini review. Global NEST 2008, Vol. 10, No. 3, pp. 376–385.
• 7. S. BZDON, J. PERKOWSKI, M. SZADKOWSKA-NICZE: Zastosowanie modyfikowanego TiO2 w procesach fotokatalicznego utleniania związków organicznych w roztworach wodnych. Prace Instytutu Elektrotechniki 2006, vol. 208, ss. 203–221.
• 8. A.K. BIŃ, J. ZIELIŃSKI: Chemiczna degradacja zanieczyszczeń w ściekach przemysłowych. Rocznik Ochrona Środowiska 2000, vol. 2, ss. 371–404.
• 9. K. BARBUSIŃSKI: Nadtlenki wapnia i magnezu – zastosowanie do celów komercyjnych i w ochronie środowiska. Chemik 2006, vol. 59, nr 9, ss. 433–438.
• 10. B. WALAWSKA, J. GLUZIŃSKA: Nadtlenek wapnia jako źródło tlenu aktywnego. Przemysł chemiczny 2006, vol. 85, nr 8–9, ss. 877–879.
• 11. A. NORTHUP, D. CASSIDY: Calcium peroxide (CaO2) for use in modified Fenton chemistry. Journal of Hazardous Materials 2008, Vol. 152, pp. 1164–1170.
• 12. A. GOI, M. VIISIMAA, M. TRAPIDO, R. MUNTER: Polychlorinated biphenyls containing electrical insulating oil contaminated soil treatment with calcium and magnesium peroxides. Chemosphere 2011, Vol. 82, pp. 1196–1201.
• 13. J. KHODAVEISI, H. BANEJAD, A. AFKHAMI, E. OLYAIE, S. LASHGARI, R. DASHTI: Synthesis of calcium peroxide nanoparticles as an innovative reagent for in situ chemical oxidation. Journal of Hazardous Materials 2011, Vol. 192, pp. 1437–1440.
• 14. G.C. BIANCHI-MOSQUERA, R.M. ALLEN-KING, D.M. MACKAY: Enhanced degradation of dissolved benzene and toluene using a solid oxygen-releasing compound. Ground Water Monitoring and Remediation 1994, Vol. 14, pp. 120–128.
• 15. M. ARIENZO: Degradation of 2,4,6-trinitrotoluene in water and soil slurry utilizing a calcium peroxide compound. Chemosphere 2000, Vol. 40, pp. 331–337.
• 16. B.W. BOGAN, V. TRBOVIC, J.R. PATEREK: Inclusion of vegetable oils in Fenton’s chemistry for remediation of PAH contaminated soils. Chemosphere 2003, Vol. 50, pp. 15–21.
• 17. D.N. HANH, B.K. RAJBHANDARI, A.P. ANNACHHATRE: Bioremediation of sediments from intensive aquaculture shrimp farms by using calcium peroxide as slow oxygen release agent. Environmental Technology 2005, Vol. 26, pp. 581–590.
• 18. M. KOSTECKI, J. MAZIERSKI: Biodegradacja wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych w osadach dennych z użyciem nadtlenku wapnia. Przemysł chemiczny 2008, vol. 87, nr 3, ss. 278–283.
• 19. K. MIKSCH, B. WALAWSKA, J. TUREK-SZYTOW, J. GLUZIŃSKA: Wykorzystanie nadtlenku wapnia do poprawy biodegradacji produktów naftowych zanieczyszczających środowisko przyrodnicze. Przemysł chemiczny 2009, vol. 88, nr 5, ss. 520–524.
• 20. E. DZIUROSZ: Wpływ nadtlenku wapnia na zoo toksyczność gleby skażonej fluorantenem względem Eisenia fetida. Praca dyplomowa, Politechnika Śląska, Wydział Inżynierii Środowiska i Energetyki, Gliwice 2012 (praca niepublikowana).
• 21. A. KACPERSKA. Reakcje roślin na abiotyczne czynniki stresowe. W: J. KOPCEWICZ, S. LEWAK [red.]: Fizjologia roślin. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2007, ss. 612–678.
• 22. M. ALKIO, T.M. TABUCHI, X. WANG, A. COLON-CARMONA: Stress responses topolycyclic aromatic hydrocarbons in Arabidopsis include growth inhibition and hypersensitive response-like symptoms. Journal of Experimental Botany 2005, Vol. 56, pp. 2983–2994.
• 23. V. PASKOVA, K. HILSCHEROVA, M. FELDMANNOVA, L. BLAHA: Toxic effects and oxidative stress in higher plants exposed to polycyclic aromatic hydrocarbons and their N-heterocyclic derivatives. Environmental Toxicology and Chemistry 2006, Vol. 25, No. 12, pp. 3238–3245.
• 24. D. WEISMAN, M. ALKIO, A. COLÓN-CARMONA: Transcriptional responses to polycyclic aromatic hydrocarbon-induced stress in Arabidopsis thaliana reveal the involvement of hormone and defense signaling pathways (http://www.biomedcentral.com/1471-2229/10/59).
• 25. B. MALISZEWSKA-KORDYBACH, B. SMRECZAK: Ecotoxicological activity of soils polluted with polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) – effect on plants. Environmental Technology 2000, Vol. 21, No. 10, pp. 1099–1110.
• 26. P. HENNER, M. SCHIAVON, V. DRUELLE, E. LICHTFOUSE: Phytotoxicity of ancient gaswork soils. Effect of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) on plant germination. Organic Geochemistry 1999, Vol. 30, No. 8, pp. 962–969.
• 27. H.H. LISTE, M. ALEXANDER: Plant-promoted pyrene degradation in soil. Chemosphere 2000, Vol. 40, pp. 7–10.
• 28. P. MAILA, T.E. CLOETE: Germination of Lepidium sativum as a method to evaluate polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) removal from contaminated soil. International Biodeterioration and Biodegradation 2002, Vol. 50, pp. 107–113.
• 29. M. KUMMEROVÁ, E. KMENTOVÁ: Photoinduced toxicity of fluoranthene on germination and early development of plant seedling. Chemosphere 2004, Vol. 56, No. 4, pp. 387–393.
• 30. B. BAŁDYGA, J. WIECZOREK, S. SMOCZYŃSKI, Z. WIECZOREK, K. SMOCZYŃSKA: Pea plant response to anthracene present in soil. Polish Journal of Environmental Studies 2005, Vol. 14, No. 4, pp. 397–401.
• 31. D.L. KORADE, M.H. FULEKAR: Effect of organic contaminants on seed germination of Lolium multiflorum in soil. Biology and Medicine 2009, Vol. 1, No. 1, pp. 28–34.
• 32. A. GHANEM, V. D’ORAZIO, N. SENESI: Phytotoxicity assay of selected plants to Pyrene contaminated soil. Proc. of 19th World Congress of Soil Science, Soil Solutions for a Changing World, Brisbane 2010 (http://www.iuss.org/19th%20WCSS/Symposium/pdf/2.5.2.pdf).
• 33. K. KLIMCZAK, B. GWOREK: Akumulacja wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych w roślinach jedno- i dwuliściennych rosnących na osadach ściekowych pochodzenia petrochemicznego. Przemysł chemiczny 2011, vol. 90, nr 2, ss. 230–235.
• 34. P. BABULA, O. VODICKA, V. ADAM, M. KUMMEROVA, L. HAVEL, J. HOSEK, I. PROVAZNIK, H. SKUTKOVA, M. BEKLOVA, R. KIZEK: Effect of fluoranthene on plant cell model: Tobacco BY-2 suspension culture. Environmental and Experimental Botany 2012, Vol. 78, No 5, pp. 117–126.
• 35. M. KUMMEROVÁ, L. VÁŇOVÁ: Chlorophyll fluorescence as an indicator of fluoranthene phototoxicity. Plant, Soil and Environment 2007, Vol. 53, No. 10, pp. 430–436.