Phytoextraction of Zinc, Lead and Cadmium with Silene vulgaris Moench (Garcke) in the Postindustrial Area

• Autorzy: Nadgórska-Socha A. , Ciepał R.

Warianty tytułu

PL

Fitoekstrakcja cynku, ołowiu i kadmu przez Silene vulgaris Moench (Garcke) na terenach poprzemysłowych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

For the purpose of our study we have selected the perennial herb Silene vulgaris (Caryophyllaceae) which is characteristic for many metal-enriched soils in Europe to measure the in situ phytoextraction of zinc, lead and cadmium in the postindustrial area. Silene vulgaris belongs to the metalollophytes. The plant material and the soil samples (from upper layer) were collected from the vicinity of the non-ferrous metal smelter Szopienice at the distances of 50, 250, 450 m from zinc waste heap in Katowice and from the former calamine site in Dąbrowa Górnicza in September 2003-2005. The soil located near the smelter Szopienice was the most polluted area and the site exhibited differences in the heavy metal concentration (metals extracted with 10 % HNO3) in the upper layer (66640-6455 mg/kg Zn, 119-39 mg/kg Cd, 1280-1011 mg/kg Pb). The heavy metal bioavailability was low and connected with high pH values (6.7-7.8). Phytoextraction was calculated from the biomass and its concentration of metal. It was at a maximum at the distance of 450 m from the smelter (1119 g/ha Zn, 11 g/ha Pb and 6 g/ha Cd) for all the investigated metals. Only Zn amount accumulated in the aboveground plant parts seems to be promising for phytoextraction.

PL

Do badań wybrano rośliny zielne Silene vulgaris, które są charakterystyczne dla gleb o zwiększonym stężeniu metali ciężkich w Europie. Mierzono fitoekstrakcję cynku, ołowiu i kadmu na terenach poprzemysłowych. Roślina należy także do metalofitów. Materiał roślinny i próbki gleby pobierano we wrześniu 2002-2005 w najbliższych sąsiedztwie Huty Metali Nieżelaznych "Szopienice", na hałdzie pocynkowej w Katowicach i terenu po eksploatacji galmanu w Dąbrowie Górniczej. Zanotowano największe zanieczyszczenie gleby (metale ekstrahowano 2M HNO3) z najbliższego sąsiedztwa HMN "Szopienice", gdzie wykazano również różnice w zawartości metali ciężkich w górnym poziomie gleby (66640-14000 mg/kg Zn, 119-39 mg/kg Cd, 1280-1100 mg/kg Pb). Biodostępność metali ciężkich była mała i związana z dość dużymi wartościami pH gleby (6,8-7,8). Fitoekstrakcję oznaczono na podstawie biomasy i koncentracji w niej metali ciężkich. Największą fitoekstrakcję zanotowano dla roślin w odległości 450 m od emitora (1119 g/ha Zn, 10 g/ha Pb i 6 g/ha Cd) dla wszystkich badanych metali. Tylko ilość Zn akumulowana w nadziemnych częściach roślin wydaje się być obiecująca dla procesu fitoekstrakcji.

Słowa kluczowe

EN

heavy metals phytoextraction; Silene vulgaris; metallophytes

PL

metale ciężkie; fitoekstrakcja; Silene vulgaris; metalofity

• Wydawca: Towarzystwo Chemii i Inżynierii Ekologicznej
• Czasopismo: Ecological Chemistry and Engineering. A
• Rocznik: 2009
• Tom: Vol. 16, nr 7
• Strony: 831--837
• Opis fizyczny: Bibliogr. 22 poz., tab., rys.

Twórcy

autor

Nadgórska-Socha A.

autor

Ciepał R.

• Katedra Ekologii, Uniwersytet Śląski,

Bibliografia

• [1] Schwartz Ch., Gerard E., Perronet K. and Morel J.: Measurment of in situ phytoextraction of zinc by spontaneous metallophytes growing on a farmer smelter site. Sci. Total Environ., 2001, 279, 215-221.
• [2] Marchiol L., Asslari S., Sacco P. and Zerbi G.: Phytoextraction of heavy metals by canola (Brassica napus) and radish (Raphanus sativus) grown on multicontaminated soil. Environ. Pollut, 2004, 132, 21-27.
• [3] Ernst W.: Phytoextraction of mieę wastes - Options and Impossibilities. Chem. Erde, 2005, 65(S1), 29-42.
• [4] Ernst W.: Bioavailability of heavy metals and decontamination of soils by plants. Appl. Geochem., 1996,11, 163-167.
• [5] Wierzbicka M. and Panufnik D.: The adaptation of Silene vulgaris to growth on calamine waste heap (S. Poland), Environ. Pollut., 1998,101,415-426.
• [6] Wierzbicka M. and Rostański A.: Microevolutionary changes in ecotypes of calamine waste heap near Olkusz, Poland: A Review, Acta Biol. Cracov., Ser. Bot., 2002, 44, 7-19.
• [7] Heflik M., Nadgórska-Socha A. and Ciepał R.: Heavy metals accumulation and its effects on Silene vulgaris plants grown in metal contaminated sites, Ecol. Chem. Eng., 2006,13(7), 657-663.
• [8] Rostański A.: Zawartość metali ciężkich w glebie i roślinach z otoczenia niektórych emitorów zanieczyszczeń na Górnym Śląsku. Aren. Ochr. Środow., 1997, 23(3-4), 181-189.
• [9] Koszelnik-Leszek A.: Budowa blaszki liściowej oraz zawartość chromu, niklu i cynku w Silene wlgaris (Moench) Garcke i w glebie na hałdzie odpadów serpentynitowych w Wirkach (Dolny Śląsk). Zesi Probl. Post. Nauk Roln., 2007, 520, 227-234.
• [10] Tokarska-Guzik B., Rostański A. and Klotz S.: Roślinność hałdy pocynkawej w Katowicach Webiowcu. Acta Biol. Siles., Florystyka: geografia roślin. 1991,19(36), 94-101.
• [11] Gucwa-Przepióra E. and Tumau K..: Arbuscular Myconhiza and Plant Succession on Zinc Smelter Spoil Heap in Katowice-Welnowiec. Acta Soc. Bot. Polon., 2001, 70, 153-158.
• [12] Ostrowska A., Gawlinski S. and Szczubialka Z.: Metody analizy i oceny wlaściwości gleb i roślin. Instytut Ochrony Środowiska. Warszawa 1991, 334-340.
• [13] Bouwman L., Bloera J., Romkens P., Boon G. and Vangronsveld J.: Beneficial effects of the growth of metal tolerant grass on biological and chemical parameters in copper- and zinc contaminated sandy soils. Minerva Biotec., 2001,13, 19-26.
• [14] Nadgórska-Socha A., Łukasik I., Ciepał R. and Potniemy S.: The activity of selected enzymes in soil loaded with vahed heavy metals level. Acta Agrophys., 2006, 8(3), 713-726.
• [15] Heflik M., Kandziora M., Nadgórska-Socha A. and Ciepał R.: Aktywność kwaśnych fosfataz u roślin występujących na terenach o podwyższonej zawartości metali ciężkich, Ochr. Środow. Zasób. Natural., 2007, 32, 151-154.
• [16] Kandziora M., Heflik M., Nadgórska-Socha A. and Ciepał R.: Synteza związków bogatych w grupy -SH jako odpowiedź na podwyższone stężenie metali ciężkich u roślin Silene vulgaris (Caryophyllaceae). Ochr. Środow. Zasób. Natural., 2007, 33, 69-72.
• [17] Nadgórska-Socha A., Łukasik I., Ciepał R. and Falis K.: Wpływ EDTA na akumulację Cd, Zn, Pb przez Silene vulgaris (Moench) Garcke. Zesz. Probl. Post. Nauk Roln., 2006, 509,197-208.
• [18] Keller C.: Alternatives for Phytoextraction: Biomass Plants versus Hyperaccumulators. Geophysical Research Abstracts, 2005,7, 03285.
• [19] Van Nevel L. Mertens J. Oorts K. and Verheyen K.: Phytoextraction of metals from soils: How far frant practice? Environ. Pollut., 2007,150, 34-40.
• [20] Zuang P, Yang Q.W„ Wang H.B. and Shu W.S.: Phytoextraction of Heavy Metals by Eight Plant Spedes In the Field. Water Air Soil Pollut., 2007,184,235-242.
• [21] Sas-Nowosielska A, Kucharski R, Pogrzeba M. and Malkowski E.: Soil remediation scenarios for heavy metal contaminated soil. [in:] Soil Chemical Pollution, Risk Asessment, Remediation and Security. Ed.; L. Simeonov, V. Sargsyan, Springer, 2007, 113-319.
• [22] Sas-Nowosielska A., Kucharski R. and Malkowski E.: Feasibility Studiem for Phytoremedialion of Metal-Contaminated Soil. [in:j Soil Biology. Manual for Soil Analysis Vol. 5, Ed.: Ł.R. Margensin, F. Schinner, Springer-Verlag, Berlin 2005, 163-179.