Application of enrichment factor (EF) to the interpretation of results from the biomonitoring studies

• Autorzy: Kłos A. , Rajfur M. , Wacławek M. , Wacławek M.

Warianty tytułu

PL

Zastosowanie współczynnika wzbogacenia (EF) do interpretacji badań biomonitoringowych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This paper discusses the relations between the concentrations of micro- and macroelements accumulated in the lichen Hypogymnia physodes, the moss Pleurozium schreberi and soil humus. The concentrations of the elements were measured using the Neutron Activation Analysis (NAA) and the Atomic Absorption Spectrometry (AAS). In addition, the activity of 137Cs in the samples was measured using the gamma spectrometry. For many metals - Mg, Al, Ti, V, Cr, Fe, Co, As, Se, Sr, Mo, Sb, I, Ba, La, Ce, Sm, Tb, Tm, Yb, Ta, Th and U - the linear relations were observed between the metal concentration and the concentration of scandium in each matrix (lichens, mosses and soil). These linear relations and the analysis of the 137Cs activity in the samples indicated that the assessing of the origins of pollutants based on the enrichment factors (EF) is highly uncertain when the factors are smaller than 10.

PL

Zbadano relacje między stężeniami mikro- i makropierwiastków zakumulowanych w porostach (Hypogymnia physodes), mchach (Pleurozium schreberi) i w glebie (próchnicy nadkładowej). Próbki pobrano w 5 miejscach, na obszarze Borów Stobrawskich, położonych na północny wschód od miasta Opola (Polska Południowa). Pierwiastki oznaczano metodą instrumentalnej neutronowej analizy aktywacyjnej (37 pierwiastków) oraz absorpcyjnej spektrometrii atomowej (6 pierwiastków). W próbkach, metodą spektrometrii gamma, zbadano także aktywność 137Cs. Wskazano na prawdopodobne, liniowe zależności między stężeniami: Mg, Al, Ti, V, Cr, Fe, Co, As, Se, Sr, Mo, Sb, I, Ba, La, Ce, Sm, Tb, Tm, Yb, Ta, Th i U a stężeniem skandu w porostach, mchach i w glebie. Na tej podstawie oraz na podstawie analizy wyników aktywności 137Cs wskazano na dużą niepewność oceny pochodzenia zanieczyszczeń poprzez wyznaczenie współczynników wzbogacenia (EF), kiedy ich wartość jest mniejsza od 10.

Słowa kluczowe

EN

lichens; mosses; soil; biomonitors; Enrichment Factors (EF)

PL

porosty; mchy; gleba; biomonitoring; współczynnik wzbogacenia (EF)

• Wydawca: Towarzystwo Chemii i Inżynierii Ekologicznej
• Czasopismo: Ecological Chemistry and Engineering. S
• Rocznik: 2011
• Tom: Vol. 18, nr 2
• Strony: 171--183
• Opis fizyczny: Bibliogr. 27 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Kłos A.

autor

Rajfur M.

autor

Wacławek M.

autor

Wacławek M.

• Chair of Biotechnology and Molecular Biology, Opole University, ul. kard. B. Kominka 4, 45-032 Opole, phone [phone],

Bibliografia

• [1] Markert B.: Presence and significance of naturally occurring chemical elements of the periodic system in the plant organisms and consequences for future investigations on inorganic environmental chemistry in ecosystems. Vegetatio, 1992, 103, 1-30.
• [2] Loppi S., Pirintsos S. and de Dominicis V.: Soil contribution to the elemental composition of epiphytic lichens (Tuscany, Central Italy). Environ. Monit. Assess., 1999, 58, 121-131.
• [3] Gałuszka A.: The chemistry of soils, rocks and plant bioindicators in three ecosystems of the Holy Cross Mountains, Poland. Environ. Monit. Assess., 2005, 110, 55-70.
• [4] Hanson W.C.: 137Cs concentrations in northern Alaskan Eskimos, 1962-1979: effects of ecological, cultural and political factors. Health Phys., 1982, 42, 433-447.
• [5] Dietz R., Riget F., Cleemann M., Aarkrog A., Johansen P. and Hansen J.C.: Comparison of contaminants from different trophic levels and ecosystems. Sci. Total Environ., 2000, 245, 221-231.
• [6] Prudêncio M.I., Gouveia M.A., Freitas M.C., Chaves I. and Marques A.P.: Soil versus lichen analysis on elemental dispersion studies (North of Portugal). Proc. Inter. Workshop: BioMAP, 21-24 September 1997, IAEA-TECDOC-1152. Inter. Atomic Energy Agency, Vienna 2000, 91-99.
• [7] Varrica D., Aiuppa A. and Dongarra G.: Volcanic and anthropogenic contribution to heavy metal content in lichens from Mt. Etna and Vulcano island (Sicily). Environ. Pollut., 2000, 108, 153-162.
• [8] Prudêncio M.I.: Biogeochemistry of trace and major elements in a surface environment (volcanic rock, soil, mosses, lichens) in the S. Miguel Island, Azores, Portugal. J. Radioanal. Nucl. Chem., 2007, 271, 431-437.
• [9] Popovic D., Todorovic D., Frontasyeva M., Ajtic J., Tasic M. and Rajsie S.: Radionuclides and heavy metals in Borovac, Southern Serbia. Environ. Sci. Pollut. Res., 2008, 15, 509-520.
• [10] Bargagli R., Brown D.H. and Nelli, L.: Metal biomonitoring with mosses: Procedures for correcting for soil contamination. Environ. Pollut., 1995, 89, 169-175.
• [11] Bergamaschi L., Rizzio E., Giaveri G., Giordani L., Profumo A. and Gallorini, M.: INAA for the determination of trace elements and evaluation of their enrichment factors in lichens of high altitude areas. J. Radioanal. Nucl. Chem., 2005, 263(3), 721-724.
• [12] Chiarenzelli J.R., Aspler L.B., Dunn C., Cousens B., Ozarko D.L. and Powis K.B.: Multi-element and rare earth element composition of lichens, mosses, and vascular plants from the Central Barrenlands, Nunavut, Canada. Appl. Geochem., 2001, 16, 245-270.
• [13] Freitas M.C., Pacheco A.M.G., Baptista M.S., Dionísio I., Vasconcelos M.T.S.D. and Cabral J.P.: Response of exposed detached lichens to atmospheric elemental deposition. Ecol. Chem. Eng., 2007, 14(7), 631-644.
• [14] Freitas M.C., Pacheco A.M.G., Baptista M.S., Dionísio I., Vasconcelos M.T.S.D. and Cabral J.P.: Response of exposed detached lichens to atmospheric elemental deposition. Proc. ECOpole, 2007, 1(1/2), 15-21.
• [15] Jagielak J., Biernacka M., Henschke J. and Sosińska A.: Radiologiczny atlas Polski (The Radiographic Atlas of Poland). Biblioteka Monitoringu Środowiska, Warszawa 1997.
• [16] Kłos A., Rajfur M., Wacławek M. and Wacławek W.: Caesium-137 translocation from soil to lichens and mosses. Nukleonika, 2009, 54(4), 297-303.
• [17] Dołhańczuk-Śródka A., Ziembik Z., Wacławek M. and Wacławek W., Research of radiocaesium activity in the Opole Anomaly area and in the Czech Republic. J. Environ. Eng. Sci., 2006, 23(4), 642-649.
• [18] Dołhańczuk-Śródka A., Majcherczyk T., Ziembik Z., Smuda M. and Wacławek M.: Spatial 137Cs distribution in forest soil. Nukleonika, 2006, 51(2), 69-79.
• [19] Frontasyeva M.V. and Pavlov S.S.: Analytical Investigations at the IBR-2 Reactor in Dubna. JINR Preprint, E14-2000-177, Dubna 2000.
• [20] Ostrovnaya T.M., Nefedyeva L.S., Nazarov V.M., Borzakov S.B. and Strelkova L.P.: [in:] Activation Analysis in Environment Protection, 1993, D-14-93-325, Dubna, p. 320.
• [21] Frontasyeva M.V., Nazarov V.M., Grass F. and Steinnes E.: Intercomparison of moss reference material by different multi-element techniques. J. Radioanal. Nucl. Chem., 1995, 192(2), 371-379.
• [22] Kłos A., Rajfur M., Wacławek M., Wacławek W., Frontasyeva M.V. and Pankratova J.S.: The influence of unidentified pollution sources on the irregularity of biomonitoring tests results. Water Air Soil Pollut., 2008, 191, 345-352.
• [23] Kauffman G.B.: A tribute to the founder of modern geochemistry on the fiftieth anniversary of his death. Chem. Educat., 1997, 2(5), 1-26.
• [24] Reports on Chernobyl to the General Assembly. UNSCEAR, Vienna International Centre, Vienna, Austria 2000.
• [25] Komunikat Prezesa Państwowej Agencji Atomistyki z dnia 14 lipca 2006 r. w sprawie sytuacji radiacyjnej kraju w II kwartale 2006 r. (The announcement of the President of the National Atomic Energy Agency, 14th July 2006 on the matter of the radiation situation of the country in the 2nd quarter of 2006).
• [26] Komunikat Prezesa Państwowej Agencji Atomistyki z dnia 16 października 2006 r. w sprawie sytuacji radiacyjnej kraju w III kwartale 2006 r. (The announcement of the President of the National Atomic Energy Agency, 16th October 2006 on the matter of the radiation situation of the country in the 3rd quarter of 2006).
• [27] Kłos A., Rajfur M., Wacławek M. i Wacławek W.: Heavy metal sorption in the lichen cationactive layer. Bioelectrochemistry, 2007, 71, 60-65.