Zawartość wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych w roślinach uprawianych na glebach użyźnionych zróżnicowanymi dawkami osadów ściekowych

• Autorzy: Oleszczuk P. , Baran S.

Warianty tytułu

EN

Content of polycyclic aromatic hydrocarbons in plants cultivated on the sewage sludge-amended soils

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy badano zawartość 16 wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych (lista US EPA) w roślinach (kukurydza i wiklina) uprawianych na glebach użyźnianych osadami ściekowymi. Całkowitą zawartość WWA określano stosując ekstrakcję dichlorometanem metodą ultradźwiękową. Do oczyszczania ekstraktów zastosowano technikę ekstrakcji do fazy stałej. Rozdzielanie WWA i oznaczanie ilościowe przeprowadzono techniką HPLC z detekcją UV. Na podstawie uzyskanych wyników wyliczano współczynniki biokoncentracji. Zawartość sumy WWA w roślinach wahała się od 5,83 do 33,8 (tg/kg s.m. Stwierdzono dominujący udział WWA o niskiej masie cząsteczkowej. Uzyskane wyniki wskazują na wzrost zawartości wszystkich oznaczanych WWA wraz ze wzrostem dawki osadu. Jednakże nawet przy najwyższych dawkach osadu zarówno zawartość sumy WWA jak też indywidualnych związków z tej grupy nie przekraczała zawartości mogących stwarzać zagrożenie dla zdrowia ludzi. Wyliczone współczynniki biokoncentracji dla sumy 16 WWA wahały się od 0,04 do 0,38 i były na poziomie notowanym przez innych autorów.

EN

The objective of this research was to estimate the content of 16 PAHs (US EPA list) in plants (corn and willow) cultivated in sewage sludge-amended soil. An ultrasonic method and dichloromethane have been used to extract total PAHs content. The solid phase extraction was performed to purify sample extracts. HPLC and UV detection were employed to separate and quantify the studied PAHs. On the basis of the obtained results a bioconcentration factor was calculated. The contents of 16 PAH in plants ranged from 5.83 to 33.8 ng/kg d.m., with a dominant share of low molecular weight PAHs. The application of sewage sludge caused an increase in the PAH content in plants in relation to the dose applied. However, even the highest doses of sewage sludge did not led to the increase of PAHs content in plants above the level which may be hazardous for human health. The bioconcentration factors were on the level notted by others authors and ranged from 0.04 to 0.38 for the sum of 16 PAHs.

Słowa kluczowe

PL

wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne; zanieczyszczenia gleby; osad ściekowy; ekstrakcja do fazy stałej; SPE

EN

polycyclic aromatic hydrocarbons; persistent organic pollutants; sewage sludge-amended soil; plant contamination

• Wydawca: Institute of Environmental Engineering, Polish Academy of Sciences
• Czasopismo: Archiwum Ochrony Środowiska
• Rocznik: 2004
• Tom: Vol. 30, no. 3
• Strony: 35--50
• Opis fizyczny: Bibliogr. 43 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Oleszczuk P.

• Akademia Rolnicza w Lublinie, Instytut Gleboznawstwa i Kształtowania Środowiska, ul. Leszczyńskiego 7, 20-069 Lublin

autor

Baran S.

• Akademia Rolnicza w Lublinie, Instytut Gleboznawstwa i Kształtowania Środowiska, ul. Leszczyńskiego 7, 20-069 Lublin

Bibliografia

• [1] Bakker M.I., B. Casado, J.W. Koerselman, J. Tolls, C. Kollöffel: Polycyclic aromatic hydrocarbons in soil and plant samples from the vicinity of an oil refinery, Sci. Total Environ. 263. 91-100 (2000).
• [2] Baran S., E J. Bielińska, P. Oleszczuk: Enzymatic activity in an airfield soil polluted with polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH), Geoderma, 118, 221-232 (2004).
• [3] Baran S., P. Oleszczuk: Chromatographic determination of polycyclic aromatic hydrocarbons in soil, sewage sludge and sewage sludge-amended soil, Pol. J. Environ. Stud., 11 609-615 (2002).
• [4] Baran S., P. Oleszczuk: Changes in the content of polycyclic aromatic hydrocarbons PAHs) in light soil fertilised with sewage sludge, J. Environ. Sci. Health A, 38. 793-805 (2003).
• [5] Baran S., P. Oleszczuk: The concentration of polycyclic aromatic hydrocarbons in sewage sludge in relation to the amount and orgin of purified sewage, Pol. J. Environ Stud 12 523-529 (2003).
• [6] Baran S., P. Oleszczuk, T. Milczarek: Zanieczyszczenie roślin (Salix Viminalis) przez wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne (WWA) na obszarze o umiarkowanej antropopresji, Acta Agrophys., 73, 7-16 (2002).
• [7] Beilin C.A., G.A. O’Connor, Y. Jin: Sorption and degradation of pentachlorophenol in sludge- amended soils, J. Environ. Qual., 19, 603-608 (1990).
• [8] Camargo M.C.R., M.C.F. Toledo: Polycyclic aromatic hydrocarbons in Brazilian vegetabies fruits, Food Control, 14, 49-53 (2003).
• [9] Chiou С. Т., G. Sheng, M. Manes: A partition-limited model for the plant uptake of organic contaminants from soil and water, Environ. Sci. Technol., 35. 1437-1444 (2001).
• [10] Edwards N.T.: Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH's) in the terrestrial environment, a review, J. Environ. Qual, 12, 427-441 (1983).
• [11] European Union Draft Directive on Sewage Sludge, Brussels, 27/04/2000, 1-20.
• [12] Fismes J., C. Perrin-Ganier, P. Empereur-Bissonnet. J.L. Morel: Soil-to-Root : transfer and translocation of polycyclic aromatic hydrocarbons by vegetables grown on industrial contaminated soils, J. Environ. Qual., 31, 1649-1656 (2002).
• [13] Goodin J.D., M.D. Webber: Persistence and fate of anthracene аnd benzo(a)pyrene in municipal sludge treated soil, J. Environ. Qual., 24, 271-278 (1995).
• [14] Grřn C., F. Laturnus, G.K. Mortensen, H. Egsgaard, L. Samsoe-Petersea. P. Ambus. E.S. Jensen: Plant uptake of LAS and DEHP from sludge-amended soil. ACS Symp, Рersistent, Bioaccumulative and Toxic Chemicals. I Fate and Exposure, American Chemical Society, 2001.
• [15] Harms H.H.: Bioaccumulation and metabolic fate of sewage sludge derived organic xenobiotics in plants, Sci. Total Environ., 185, 83-92 (1996).
• [16] Jiries A., H. Hussain, J. Lintelmann: Determination of polycyclic aromatic hydrocarbons in wastewater, sediments, sludge and plants in Karak province Jordan. Water Air Soil Poll., 121, 217-228 (2000).
• [17] Keymeulen R., H. van Langenhove, N. Schamp: Determination of momocyclicc aromatic hydrocarobns in plant cuticles by gas chromatography-mas spectrometry. J_ Chromatogr., 541, 83-88 (1991).
• [18] Kipopoulou A.M., E. Manoli, C. Samara: Bioconcentration of polycyclic aromatic hydrocarbons in vegetables grown in an industrial area, Environ. Pollut, 106. 369-380 (19991).
• [19] Krauss M., W. Wilcke: Predicting soil-water partitioning of polycyclic аromatic hydrocarbons and polychlorinated biphenyls by desorption with methanol-water-mixtures at different temperatures, Environ. Sci. Technol., 35, 2319-2325 (2001).
• [20] Larsson B., G. Sahlberg: Potycyclic aromatic hydrocarbons in Lettuce Influence of a highway and an aluminum smelter, 6th Intern. Symp., Polynuclear aromatic hydrocarbons – Physical and Biological Chemistry, Columbus 1981.
• [21] Leister D.L., J.E. Baker: Atmospheric deposition of organic contaminants to the Chesapeake Bay, Atmos. Environ., 28, 1499-1520 (1994).
• [22] Lawrence J.F., D.F. Weber: Determination of polycyclic aromatic hydrocarobns in Canadian samples of processed vegetable and dairy products by liquid chromatography with fluorescence detection, J. Agric. Food Chem., 32, 194-197 (1985).
• [23] Maliszewska-Kordybach B.: Trwałość wielopierścieniowych węglowodorów w glebach, IUNG, Puławy 1995.
• [24] Meharg A.A., J. Wright, H. Dyke, D. Osborn: Polycyclic aromatic hydrocarbon (PAH) dispersion and deposition to vegetation and soil following a large scale chemical fire, Environ. Pollut., 99, 29-36 (1998).
• [25] O’Connor G.A., D. Kiehl, G.A. Eiceman, J.A. Ryan: Plant uptake of sludge-borne PCBs, J. Environ. Qual., 19, 113-118 (1989).
• [26] O’Connor G.A., J.R. Lujan, Y. Jin: Adsorption, degradation and plant availability of 2, 4-dinitrophenol in sludge-amended calcareous soils, J. Environ. Qual., 19, 587-593 (1990).
• [27] Oleszczuk P., S. Baran: Optimization of ultrasonic extraction of polycyclic aromatic hydrocarbons from sewage sludge samples, Chem. Anal. (Warsaw), 48, 211-221 (2003).
• [28] Oleszczuk P.: Zanieczyszczenie żywności przez wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne, Archiwum Ochrony Środowiska, 28, 107-118 (2002).
• [29] Perminova I.V., N.Y. Grechishcheva, VS. Petrosyan: Relationships between structure and binding affinity of humic substances for polycyclic aromatic hydrocarbons: relevance of molecular descriptors, Environ. Sci. Tech., 33, 3781-3787 (1999).
• [30] Shabad L.M., Y.L. Cohan: The contents of benzo(a)pyrene in some crops, Arch. Geschwultsforsch, 40, 237-248 (1972).
• [31] Shiraishi Y., E. Takabatake: Determination of polycyclic aromatic hydrocarbons in foods. 3. 3, 4-benzopyrene in vegetables, Shokuhin EiScigaku Zasshi, 15, 4125-4133 (1974).
• [32] Simonich S.L., R.A. Hites: Importance of vegetation in removing polycyclic aromatic hydrocarbons from the atmosphere, Nature London, 370, 49-51 (1994).
• [33] Simonich S.L., R.A. Hites: Organic pollutant accumulation in vegetation, Environ. Sci. Tech., 29, 2905-2914 (1995).
• [34] Smith K.E.C., K.C. Jones: Particles and vegetation: implications for the transfer of particle-bound organic contaminants to vegetation, Sci. Total Environ., 246, 207-236 (2000).
• [35] Sims R.C., M R. Overcash: Fate of polynuclear aromatic compounds (PNAs) in soil-plant systems, Resid. Rev., 88, 1-66 (1983).
• [36] Smreczak B.: Wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne (WWA) w układach gleba-roślina wyższa, Roczn. Glebozn., 3/4, 37-47 (1997).
• [37] Tao S., Cui Y.H., Li B.G., Cao J., Liu W.X., Schmitt G., Wang X.J., Shen W.R., Quing В.P., R. Sun: Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in agricultural soil and vegetables from Tianjin, Sci. Total Environ., 320, 11-24, 2004.
• [38] Voutsa D., C. Samara: Dietary intake of trace elements and polycyclic aromatic hydrocarbons via vegetables grown in an industrial Greek area, Sci. Total Environ., 218, 203-216 (1998).
• [39] Webber M.D., J.D. Goodin: Persistence and fate of anthracene and benzo(a)pyrene in municipal sludge treated soil, J. Environ. Qual., 24, 271-278 (1995).
• [40] Wild S.R., K.C. Jones: Polynuclear aromatic hydrocarbons uptake by carrots grown in sludge amended soil, J. Environ. Qual., 21, 217-225 (1992).
• [41] Wild S. R., K.C. Jones: The significance of polynuclear aromatic hydrocarbons applied to agricultural soils in sewage sludges in the U.K., Waste Manage. Res., 12, 49-59 (1994).
• [42] Wild S.R., K.C. Jones: Polynuclear aromatic hydrocarbons in the United Kingdom environment: A preliminary source inventory and budget, Environ. Pollut., 88, 91-108 (1995).
• [43] Wild S R., K.C. Jones: Polynuclear aromatic hydrocarbons uptake by carrots grown in sludge amended soil, J. Environ. Qual., 21, 217-225 (1992).