Occurrence and mobility of arsenic in environment and agriculture in Austria

• Autorzy: Sager M.

Warianty tytułu

PL

Występowanie i mobilność arsenu w środowisku przyrodniczym i w agrocenozach Austrii

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

On behalf of recent data from public environmental screening as well as agricultural and food inspection services, some gencral aspects of total arsenic levels within the Austrian foodweb are discussed. In Austria, arsenic may be enriched in pyritic ore bodies and coals, whereas arseniferous pesticidcs arc forbidden for use, and most fertilizers are quite low in arsenic. Washout of geogenic enrichments may result in higher arsenic levels in river sediments compared with adjacent arable soils. As a result of sequential leaching, arsenic in sediments and soils shows great affinities to Fe-hydroxides, clay minerals or sulfides, and washout towards groundwater can be expected to be low. With respect to the soil arsenic levels encountered in Austria, dungs, manures and most mineral fertilizers were found significantly lower, whereas composts and sewage sludges may reach thc soil levels. Input from atmospheric dcposition to arable soils is within the same range than input from fertilizers. Along the food web, arscnic levels strongly decrcase from earthworms towards green plants towards high nutritional animal feedstuffs towards the meat of domestic animals. Arsenic sources for human consumption are mainly marine algae and fish, as well as mushrooms.

PL

Na podstawie wyników ostatnich badań przeprowadzonych przez służy monitoringu środowiska i inspekcje służb rolnych i żywnościowych, omówiono kwestie zawartości arse-nu w łańcuchu pokarmowym. W Austrii zwiększona zawartość arsenu może występować w rudach pirytowych i węglach. Używanie pestycydów zawierających arsen jest zakazane, także większość nawozów zawiera tylko nieznaczne jego ilości. Wymywanie z gleb i skał może spowodować zwiększenie zawartości arsenu w osadach rzecznych w porównanych z ilościami w nadbrzeżnych glebach ornych. Można oczekiwać, ze infiltracja wód rzecznych przez kolejne warstwy gleby zawierające wodorotlenki żelaza, glinę oraz siarczki wprowadza tylko znikome ilości tego pierwiastka do wód gruntowych. W porównaniu z glebą, ilość arsenu w gnoju, oborniku i większości nawozów mineralnych była mniejsza, natomiast w kompostach i osadach ściekowych mogła być taka sama jak w glebie. Ilość arsenu w glebie ornej z opadu atmosferycznego jest tego samego rzędu, co jego ilość wprowadzana wraz z nawozami. W łańcuchu pokarmowym zawartości arsenu silnie zmniejszają się od dżownicy, przez rośliny zielone i zwierzęta do mięsa zwierząt domowych. W diecie ludzi najwięcej arsenu znajduje się w glonach morskich, rybach i grzybach.

Słowa kluczowe

EN

arsenic; feedstuffs; mineral fertilizers; organic fertilizers; soils

PL

arsen; żywność; nawozy nieorganiczne; nawozy organiczne; gleby

• Wydawca: Towarzystwo Chemii i Inżynierii Ekologicznej
• Czasopismo: Chemia i Inżynieria Ekologiczna
• Rocznik: 2006
• Tom: Vol. 13, nr 3-4
• Strony: 207--222
• Opis fizyczny: Bibliogr. 52 poz., 6 tab.

Twórcy

autor

Sager M.

• Austrian Agency for Health and Food Safety Competence Centre of Elements, Spargelfeldstrasse 191 A-1226 Vienna, Austria,

Bibliografia

• [1] Irgolic K.J.: Arsenie, [in:] Hazardous Metals in the Environment, 287-350, M. Stoeppler (cd.), EIsevier Amsterdam 1992.
• [2] Prohaska T., Pfeffer M., Tulipan M., Stingeder G., Mentler A and Wenzel W.W.: Speciation of arsenic liquid and gaseous emissions from soil in a microcosmos experiment by liquid and gas chromatography with inductively coupled plasma mass spectrometer detection. Fres. J. Anal. Chem., 1999,364,467-470.
• [3] Kiesl W., Seitner H., Kluger F and Heeht F.: Determination of trace Elements by Chemical Analysis and Neutron Activation in Meteorites of the Collection of the Viennese Museum of Natural History. Monatsh. Chem., 1967, 92, 972-992.
• [4] Gaisberger, G., Ebner F., Prochaska W. and Sager M.: Heavy metals and their biological availability in soils around the historic mining and metallurgy centre of Oberzei-ring/Austria. Poster at: First Conference on Applied Environmental Geology in Central and Eastern Europe, Vienna, 7-10 October 2003.
• [5] Seiler K.P.: Arsen and Blei aus der Pyritrostung and Cadmium im Boden und ihre Auswirkungen auf Grundwasser in Kiesen, [in:] Beurteilung von Schwermetallen in Boden von Ballungsgebieten: Arsen, Blei und Cadmium, 219-234, DECHEMA 1994, Frankfurt/Main.
• [6] Sager M.: Environmenlal aspects of trace elements in coal combustion. Toxicol Environ. Chem., 1991, 71, 159-183.
• [7] Bin He: Sei. Total Environ., 2002, 296, 19-26.
• [8] Eikmann T.: Aufnahme von Arsen, Blei and Cadmium durch den Menschen in Ballungsraumen mit direkter and indirekter Beleiligung des Bodens, [in:] Beurteilung von Schwermetallen in Boden von Ballungsgebieten: Arsen, Blei und Cadmium, 277-298, DECHEMA 1994, Frankfurt/Main.
• [9] Irgolic K.J.: Arsen: Bindungsformen in Boden. loslichkeitsbestimmende Faktoren Erfassung aktuell geloster und mobilisierbarer Anteile, [in:] Beurteilung von Schwer-metallen in Boden von Ballungsgebieten: Arsen, Blei und Cadmium, 181-196, DECHE-MA 1994 Frankfurt/Main.
• [10] Carbonell Barraehina A., Burlo Carbonell F and Mataix Beneyto J.: Arsenic uptake. distribution and accumulation in tomato plants: human health risk. Fres. Environ. Bull., 1995, 4, 395-400.
• [11] Carbonell A.A., Aarabi M.A., DeLaune R.D., Gambrell R.P and Patrick W.H. Jr.: Arsenic in Welland vegetation: availability. Phytotoxicity, uptake and effect on plant growth and nutrition., Sei. Total Environ., 1998, 217, 189-199.
• [12] Pantsar Kallio M. and Manninen P.K.G.: Speciation of mobile arsenic in soil samples as a function of pH. Sci. Total Environ., 1997, 204, 193-200.
• [13] ONORM L 1075: Anorganische Schadelemente in landwirtschaftlich und gartnerisch genutzten Boden. Ausgewahlte Richtwerte. Wien 1993.
• [14] Eikmann T. and Kloke A.: Nutzungs- und schutzgutbezogene Orientierungswerte fur (Schad-) Stoffe In Boden - Eikmann-Kloke Werte, [in:] Rosenkranz, Einsele, Harress: Bodenschutz, 1993.
• [15] Danneberg O.H.: Hintergrundwerte von Spurenelementen in den landwirtschaftlich genutzten Boden Ostosterreichs. Mitt. Osterr. Bodenkundl. Ges., 1999, 57, 7-24.
• [16] Kosmus W.: Praxisorientierte Untersuchungen des Transfers von Schwermetallen unter besonderer Berucksichtigung des Arsens vom Boden in Nutzpflanzen. Report on the Rescarch Project L 822/94, University of Graz/ Austria, 1996.
• [17] Tessier A., Campbell P.G.C and Bisson M.: Sequential extraction procedure for the speciation of particulate trace metals. Anal. Chem., 1979, 51, 844-851.
• [18] Sager M., Pucsko R. and Belocky R: Evaluation of the speciation of inorganic constituents in sediments of the Reservoir at Altenworth of the River Danube. Arch. hydrobiol. Suppl., 1989, 84, 37-72.
• [19] Sager M. and Mutsch F.: Zur Mobilitat von Spurenelement in Waldbodenprofilen, ALVA Jahrestagung, 27.5.2003, Schloss Krastowitz.
• [20] Sager M., Bclocky R. and Pucsko R.: Zur Ermittlung der Bindungsformen von Haupt- und Spurenelementen in Sedimenten durch sequentielle Loseverfahren. Acta Hydrochim. Hydrobiol., 1990, 18, 123-139.
• [21] Wenzel W.: Arsen in Boden Ostrreichs. Bericht des lnstituts fur Bodenforsehung der Universitat fur Bodenkultur, Wito, Mai 1998.
• [22] Wenzel W.W., Kirchbaumer N., Prohaska T., Stingeder G., Lombi E and Adriano D.C.: Arsenic fractionation in soils using an improved sequential extraction procedure. Anal. Chim. Acta., 2001, 436, 309-323.
• [23] Sager M.: Vertical mobility of Selenium. Arsenic and Sulfur in Model Soil Columns. Die Bodenkultur, 2002, 53(2), 83-103.
• [24] Geiszinger A., Goessler W., Kuehnelt D., Francesconi Kand Kosmus W.: Determi-nation of arsenic compounds in earthworms. Environ. Sci. Technol., 1998, 32, 2238-2243.
• [25] Severin K., Koster W. and Matter Y.: Zufuhr von anorganischen Schadstoffen in Agrarokolsysteme mit mineralischen Dungemitteln. Wirtschaftsdingern. Klarschlamm und Komposten. VDLUFA Kongressband 1990, 387-392.
• [26] Sager M.: Possible trace metal load from fertilizers, Die Bodenkultur, 1997, 48(4), 217-223.
• [27] Kralik M. and Sager M.: Umweltindikator Schwermetalle: Gesamtgchalte und Moilitat in osterreichischen Donausedimenten. Mitt. Osterr. Geol. Ges., 1986, 79, 72-90.
• [28] Kralik M. and Sager M.: Schwermetalle in Donau- und Donaukanalsedimenten in und ostlich von Wien eine Vorstudie. Osterr. Wasserwirtsehaft, 1986, 38, 8-14.
• [29] Muller B., Granina L, Schaller T., Ulrich A and Wehrli B.: P, As, Sb, Mo and other elements in sedimentary Fe/Mn layers of Lake Baikal. Environ. Sci. Technol., 2002, 36, 411--420.
• [30] Harrington J.M., Fendorf S.E and Rosenzweig R.F.: Biotic generation oj arsenie(III) in metal(loid) -contaminated freshwater lake sedments. Environ. Sci. Technol., 1998, 32, 2425-2430.
• [31] Sager M and Pucsko R.: Trace element contents of oligochaetes and relations to sediment characteristies in the reservoir at Altenworth/Austria. Hydrobiologia, 1991, 226, 39--49.
• [32] Lintnerova O, Sucha V. and Stresko V.: Mineralogy and geochemistry of acid mine Fe-precipitates from the main Slovak mining regions. Geol. Carpath., 1999, 50(5), 395--404.
• [33] Fuge R., Pearce F.M., Pearce N.J.G and Perkins W.T.: Acid mine drainage in Wales and influence of ochre precipitation on water chemistry. ACS Syrop. Ser. 550, Environmental Geochemistry of Suilfide Oxidation, 1994, 261-274.
• [34] Carlson L and Bigham J.M., Schwertmann U., Kyek A and Wagner F.: Scavenging of Asfrom aicid mine drainage by Schwertmannite and Ferrihydrite: a comparison with synthetic analogues. Environ. Sci. Technol. 2002, 36(8), 1712-1719.
• [35] Yi Ji-Min, Chon Hyo Taek and Park Min.: Migration and enrichment of arsenic in the rock-soil-crop plant system in areas covered with black shale. Korea. Sci. World J. 2003, 3, 194-205.
• [36] Umweltbundesamt Wien: Erhebung der Wassergute in Ostrreich gemass dem Hydrographiegesetz i.d.F. BGBI Nr.252/1990, 2000.
• [37] Al Rmalli S.W., Haris P.I., Harrington C.F and Ayub M.: A survey of arsenic In food-stuffs on sale in the United Kingdom and imported from Bangladesh. Sci. Total Environ., 2005, 337, 23-30;
• [38] Belzile N. and Lebcl J.: Computere of arsenic by pyrite in near-shore marine sediments. Chem. Geol., 1986, 56, 279-281.
• [39] Planer-Friedrieh B., Ball J.W., Matsehullat J and Nordstrom D.K.: Arsenic methylation and volatilization processes in a geothermal environment. International Symposium on Environmental Geochemistry, Edinburgh 2003.
• [40] Kuhn A. and Sigg L.: Arsenic cycling in eutrophic Lake Greifen, Switzerland: Influence of seasonal redox processes. Limnol. Oceanogr., 1993, 38(5), 1052-1059.
• [41] Myoung-Jin K., Kyu-Hong A. and Yejin J.: Distribution of inorganic arsenic species in mine tailings of abandoned mines from Korea. Chemosphere, 2002, 49, 307-312.
• [42] Zechmeister H.: Biomonitoring der Schwermetalldepositionen mittels Moosen in Osterreich. Report Nr. 42 of the Austrian Environmental Agency, 1991.
• [43] Sager M., Gruner M and Wurzner H.: Gehalte ausgewahlter Spurenelemente in Leber und Nieren von Nutztieren. Die Bodenkultur, 1998, 49(2), 109-117.
• [44] Boppel B.: Arsen, Blei und Cadium in haushaltsublich hergestellten Obst- und Gemusekonserven aus fruheren Jahrzehnten. 3. Pfirsiche ab Erntejahr 1931. Z. Lebensm. Unters. Forsch., 1995, 201, 14-16.
• [45] Boppel B.: Arsen. Blei und Cadmium in haushaltsublich hergestellten Obst- und Gemusekonserven aus fruheren Jahrzehnten. 2. Stangenbohnen ab Enrtejahr 1913. Z. Lebensm. Unters. Forsch., 1995,201, 12-13.
• [46] Holcman A. and Smodis B.: Heavy metal content in hen's eggs, [in:] Trace Elements in Man and Animals, M. Anke, D. Meissner c.F. Mills (eds), Verlag Media Touristik 1993.
• [47] Rattanachongkiat S., Millwar G.E and Foulkes M.E.: Determination of arsenic in fish, crustacean and sediment samples from Thailand using high performance liquid chromatography (HPLC) coupled with inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS). J. Environ. Monit., 2004, 6, 254-261.
• [48] Dembitsky V.M. and Rezanka T.: Natural occurrence of arseno compounds in plants, lichens, fungi, algal species. and microorganisms. Plant Sci., 2003, 165, 1177-1192.
• [49] Pfannhauser W.: Intake of mercury, cadmium, lead and arsenic by the diet in Austria, [in:] Int. Conf. Heavy Metaly Environ. II, Geneva, 1989, 14]-144.
• [50] Pfannhauser W.: Untersuchung der Belastung verzehifertiger Nahrung in Osterreich mit Schwermetallen (As, Pb, Cd, Hg). Forschungsbericht 3/89, BKA der Rep. Osterreich.
• [51] Gundacker C and Zodl B.: Heavy metals in breast milk: implications for toxicity. Rev. Food Nutr. Tox., 2005, 4, 1-28.
• [52] Norin H., Vahter M., Christakopoulos A and Sandstrom M.: Concentration of inorganic and total arsenic in fish from industrially polluted water. Chemosphere, 1985, 14(3/4), 325-334.