Aluminium and Selenium Content in Soils of Industrial Area in Opole (Southern Poland)

• Autorzy: Ciesielczuk T. , Kusza G. , Kowalska-Góralska M. , Senze M.

Warianty tytułu

PL

Występowanie glinu i selenu w glebach terenów przemysłowych miasta Opola (Polska południowa)

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Aluminium is one of the main soil components. Usually it is a part of non-toxic aluminosilicates but in low pH values its mobility is higher and - especially in monomeric form is toxic for plants. Selenium is an essential element necessary for animals and humans. Its compounds have anticancer and anti mutagenic character. However, its high uptake from environment, e.g. with food or water could lead to various diseases including embryonic deformity, decreased hatchling survival and death to aquatic organisms. Soil contamination with aluminium leads to disturbances in plant growth as a result of low calcium and magnesium uptake. High concentrations of selenium lead to its accumulation in plant tissues what is the beginning of selenium fate in food chain. In this work a cultivated layer of soils located near five industry plants in the town of Opole (southern Poland) were investigated. Aluminium and selenium content in soils is an effect of two factors: its natural occurrence in rocks (natural content) and human activity - especially chemicals from agriculture, industrial and transport pollutants. Aluminium was determined in the range of 3440 to 14804 mg/kg d.w. Obtained results of selenium concentration covered the range from 27.1 to 958.1 μg/kg d.w. These results are slightly higher than concentrations noted in natural or non-polluted soils, but still low. These amounts of selenium could have more positive than negative effects. Aluminium and selenium concentrations were discussed concurrently with base soils parameters, such as pH, EC and granulometric fractions composition.

PL

Glin jest jednym z podstawowych składników gleb. Zazwyczaj jest związany w postaci nietoksycznych glinokrzemianów, jednak przy niskim odczynie gleb jego mobilność wzrasta i zwłaszcza formy monomeryczne mogą oddziaływać toksycznie na rośliny. Selen postrzegany jest jako pierwiastek niezbędny dla zwierząt i człowieka. Jego związki wykazują działanie antynowotworowe i antymutagenne. Jednak pobieranie go ze środowiska w większych ilościach może oddziaływać toksycznie na zwierzęta i człowieka, powodując deformacje, spadek przeżywalności zarodków, także w stosunku do organizmów wodnych. Zanieczyszczenie gleb tym pierwiastkiem prowadzi do kumulacji w tkankach roślinnych, a to powoduje włączenie go do łańcucha pokarmowego. W pracy badano warstwę orną gleb wokół wybranych zakładów przemysłowych na terenie miasta Opola. Zawartość selenu w glebach jest wynikiem dwóch czynników - uwarunkowań naturalnych oraz gospodarki człowieka w szczególności związanej z rolnictwem (opryski środkami ochrony roślin) lub działalnością przemysłową. Poziomy stężeń glinu były typowe dla typu gleb i obejmowały zakres 3440 to 14804 mg/kg s.m. Zanotowane stężenia selenu nie były wysokie i zawierały się w przedziale od 27,1 do 958,1 μg/kg s.m. Są to jednak wartości nieco podwyższone w stosunku do spotykanych w glebach niezanieczyszczonych zawierających zwykle kilkadziesiąt mikrogramów selenu w kilogramie. Stwierdzone w niniejszej pracy stężenia nie stanowią zagrożenia dla zdrowia ludzi nawet w przypadku uprawy roślin jadalnych na badanych glebach. W przypadku badanych pierwiastków zanotowano różnice statystycznie istotne pomiędzy badanymi obszarami.

Słowa kluczowe

EN

aluminium; selenium; soil; industry

PL

glin; selen; gleba; teren zurbanizowany; Opole

• Wydawca: Institute of Environmental Engineering, Polish Academy of Sciences
• Czasopismo: Archives of Environmental Protection
• Rocznik: 2011
• Tom: Vol. 37, no. 1
• Strony: 25--32
• Opis fizyczny: Bibliogr. 23 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Ciesielczuk T.

autor

Kusza G.

autor

Kowalska-Góralska M.

autor

Senze M.

• Departament of Land Protection, Opole University, Opole, Poland Chair of Ichthyobiology and Aquaculture,

Bibliografia

• [1] Borowska K., J. Koper, T. Tykwińska: Zawartość selenu w wybranych typach gleb mineralnych regionu Kujaw i Pomorza na tle aktywności oksydoreduktaz. Ochr. Środ. i Zas. Nat. 31 (2007) IOŚ Warszawa 18-22.
• [2] Borowska K., J. Koper, H. Dąbkowska-Naskręt: Zawartość selenu w wybranych typach gleb Pomorza i Kujaw na tle aktywności peroksydaz. Roczniki Gleboznawcze Vol.59 No.1 (2008).
• [3] Cao Z.H., X.C. Wang, D.H. Yao, X.L. Zhang, M.H. Wong: Selenium geochemistry of paddy soils in Yangtze River Delta. Environment International, 26, 335-339 (2001).
• [4] Dhillon S.K., B.K. Hundal, K.S. Dhillon: Bioavailability of selenium to forage crops in a sandy loam soil amended with Se-rich plant materials. Chemosphere, 66, 1734-1743 (2007).
• [5] Gestel C.A.M. G. van, Hoogerwerf: Influence of soil pH on the toxicity of aluminium for Eisenia andrei (Oligochaeta: Lumbricidae) in an artificial soil substrate. Pedobiologia, 45, 385-395 (2001).
• [6] Goransson P., P.A. Olsson, J. Postma, U. Falkengren-Grerup: Colonisation by arbuscular mycorrhizal and fine endophytic fungi in four woodland grasses - variation in relation to pH and aluminium. Soil biology and biochemistry, 40, 2260-2265 (2008).
• [7] Guo J., R.D. Vogt, X. Zhang, Y. Zhang, H.M. Seip, J. Xiao, H. Tang: Aluminium Mobilization from Acidic Forest Soils in Leigongshan Area, Southwestern China: Laboratory and Field Study. Arch. Environ. Contam. Toxicol., 51, 321-328, (2006).
• [8] Huilan Y., S. Liangian: Vicia root-mirconucleus and sister chromatid exchange assays on the genotoxicity of selenium compounds. Mutation Research, 630, 92-96 (2007).
• [9] Jianming Z., Z. Baoshan: Distribution of selenium in a mini-landscape of Yutangba, Enshi, Hubei Province, China. Applied Geochemistry, 16, 1333-1344 (2001).
• [10] Kąklewski K, J. Nowak, M. Ligocki: Effects of selenium content in green parts of plants on the amount of ATP and ascorbate-glutathione cycle enzyme activity at various growth stages of wheat and oilseed rape. Journal of Plant Physiology, 165, 1011-1022 (2008).
• [11] Kita A.: Oddziaływanie selenu na kumulację K, Na, Ca w roślinach Zea mays L. poddanych działaniu ABA. Ochr. Środ. i Zas. Nat., 32, 97-102 (2007) IOŚ Warszawa.
• [12] Kuczyńska J., M. Biziuk: Selenium biogeochemistry and its monitoring in biological samples. Ecol.Chem. and Eng., 14 S1, 47-64 (2007).
• [13] Kumar A., S. Dogra, A. Prakash: Protective effect of curcumin (Curcuma longa), against aluminium toxicity: Possible behavioral and biochemical alterations in rats. Behav. Brain Res., 205, 384-390 (2009).
• [14] Moreno D.A., G. Villora, M.T. Sorianob, N. Castillab, L. Romero: Sulfur, chromium, and selenium accumulated in Chinese cabbage under direct covers. Journal of Environmental management 74, 89-96 (2005).
• [15] Munier-Lamy C., S. Deneux-Mustin, C. Austin, D. Merle, J. Berthelin, C. Leyval: Selenium bioavailability and uptake as affected by four different plants in a loamy clay soil with particular attention to mycorrhizae inoculated ryegrass. Journal of Environmental Radioactivity, 97, 148-158 (2007).
• [16] Puzanowska-Tarasiewicz H., L. Kuźmicka, M. Tarasiewicz: Funkcje biologiczne pierwiastków i ich związków. II. Selen, seleniany, związki selenoorganiczne. Pol. Merk. Lek., XXVII 159, 249-252 (2009).
• [17] Sager M.: Trace and nutrient elements in manure, dung and compost samples in Austria. Soil Biology & Biochemistry, 39, 1383-1390 (2007).
• [18] Skopikova A., K. Kralova, E. Masarovicova: Phytotoxic effects of selenium oxoacids and some of their salts on growth of Brassica napus L. seedlings. Ecological Chemistry and Engineering Vol. 15, no 3221-226 (2008).
• [19] Świerszcz A.: Heavy metals and selected physicochemical properties of rendzic leptosols of the Ponidzie region (southern Poland). Archives of Environmental Protection vol. 35, no 2, 97-104 (2009).
• [20] Tan J., W. Zhu, W. Wang, L. Ribang, H. Shaofan, W. Dacheng, Y. Linsheng: Selenium in soil and endemic diseases in China. The Science of the Total Environment, 284, 227-235 (2002).
• [21] Valkama E., M. Kivimäenpää, H. Hartikainen, A. Anu Wulff: The combined effects of enhanced UV-B radiation and selenium on growth, chlorophyll fluorescence and ultrastructure in strawberry (Fragaria x ananassa) and barley (Hordeum vulgare) treated in the field. Agricultural and Forest Meteorology, 120, 267-278 (2003).
• [22] Wang M.C., H.M. Chen: Forms and distribution of selenium at different depths and among particle size fractions of three Taiwan soils. Chemosphere, 52, 585-593 (2003).
• [23] Yun L., N. Fengan, S. Zongzheng, C. Wangsen, Z. Xin, G. Dening, L. Zhimai, Z. Bing, X. Yun: Altered expression of Ab metabolism-associated molecules from D-galactose/AlCl3 induced mouse brain. Mechać. of Ageing and Develop., 130, 248-252 (2009).