Wpływ składowiska fosfogipsów w Wiślince na środowisko (Część II)

Boryło, A.; Skwarzec, B.; Olszewski, G.; Nowicki, W.

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

Wpływ składowiska fosfogipsów w Wiślince na środowisko (Część II)

Autorzy

Boryło A. , Skwarzec B. , Olszewski G. , Nowicki W.

Identyfikatory

Warianty tytułu

The effect of phosphogypsum waste heap in Wiślinka for environment (Part II)

Języki publikacji

Abstrakty

Spośród analizowanych przedstawicieli flory największe stężenie polonu i uranu zmierzono dla roślin ruderalnych, które pobrano ze szczytu hałdy, jak również próbek wierzby energetycznej (Salix viminalis) ze strefy ochronnej składowiska. Najwyższe stężenia polonu i uranu w korzeniach analizowanych roślin dowodzą, że znaczącą rolę w bioakumulacji tych radionuklidów do wnętrza rośliny odgrywa głównie system korzeniowy. Wysokie stężenia radionuklidów 210Po i 238U określono również dla roślin wilgociolubnych (hydrofitów), jak turzyca pospolita (Carex nigra Reichard), które zasiedlają głównie gleby organiczne, występując często na podmokłych łąkach, torfowiskach niskich, niekiedy przejściowych, zabagnionych brzegach rzek i stawów. Najwyższe stężenia analizowanych radionuklidów charakteryzują rośliny pokryte kutnerem, którego zadaniem jest ochrona rośliny przed zimnem, nadmiernym parowaniem, zbyt silnym nasłonecznieniem czy wysuszającym wiatrem. Kutner silnie rozprasza światło, dlatego części roślin pokryte kutnerem są matowe, często przybierają srebrzyste lub szare zabarwienie. Znaczące ilości polonu i uranu zmierzono również wśród roślin uprawnych, które zebrano do analizy w bliskim sąsiedztwie hałdy, przy czym wyższe stężenia odnotowano dla gatunków dojrzałych, na co wpływ mają warunki glebowe, jak również dłuższy wpływ opadu atmosferycznego. Największe stężenie polonu i uranu wyznaczono dla części zielonych buraka (Beta vulgaris esculenta), najniższe dla liści rzodkiewki (Raphanus radicula). Co ciekawe, oba analizowane gatunki posiadają bulwę hypokotylową, zatem należało spodziewać się, że stężenia analizowanych radionuklidów będą do siebie zbliżone. Zaobserwowana różnica wiąże się prawdopodobnie z turgorem rośliny, czyli stanem jędrności żywej komórki lub tkanki spowodowanym wysyceniem wodą (w momencie pobierania bulwa rzodkiewki była wyschnięta). Wyższe stężenia analizowanych radionuklidów, które zmierzono dla zielonych części roślin, pozwalają wnioskować, że przenoszenie tych nuklidów przez system korzeniowy jest nieznaczne, a główną drogą ich bioakumulacji do wnętrza rośliny jest raczej suchy i mokry opad atmosferyczny, który wraz z drobinami pyłu unosi się nad hałdą w czasie wiatru i opada wraz z deszczem. Wyniki przeprowadzonych badań pozwoliły na sprecyzowanie wniosków o wyraźnym wpływie fosfogipsów na radioaktywne skażenie środowiska wokół hałdy w Wiślince.

In the analyzed flora organisms the highest amounts of polonium and uranium were found in ruderal plants samples as well as willow samples (Salix viminalis) (SRC) from protection zone of phosphogypsum waste heap. The concentrations of 210Po, 234U and 238U in the analyzed plants were higher in root of plants than in green parts of plants. The higher concentrations of 210Po and 238U radionuclides were estimated for hydrophyte (common sedge Carex nigra Reichard), the favourite habitat of which is particularly wet meadow and for plants collected in the vicinity of phosphogypsum waste heap. The highest uranium and polonium concentrations were characterized for plants, which are covered with tomentose. The tomentose may cover total plant or the some its parts (leaves, stem and fruits). Its task is plant protection against the cold, excessive evaporation or too strong insolation and desiccation by wind. The tomentose strongly scatters sunlight, so some parts of plant are matt and turn silver, grey in colour. The comparability polonium and uranium contents were confirmed in bedders, but higher accumulation was determined in ripe species than immature species of vegetables. The higher polonium and uranium concentrations were noticed in green part of plant, the lower in root of plants. Polonium concentration in cultivated plants samples wasn´t species diverse. The maximum radionuclides concentrations were found in green part of red beet (Beta vulgaris esculenta), the minimum in garden radish (Raphanus radicula). That's interesting too, that both species have hypocotyls tubers, but tuber of red beet is large than garden radish. In our opinion these differences may be connected with turgidity, which means state of living cells firmness (determined by the water saturation) because leaves and root of radish garden was withered. The main source of polonium and uranium is dry and wet atmospheric fallout in the immediate vicinity of phosphogypsum waste heap and the transfer via root for distant areas. The diverse structures of analyzed plant roots (storage root system, taproot system, fine root system and structural root system) fundamentally influence the amounts of in-taken polonium and uranium forms. The general conclusion of realized study is higher in fluent of phosphogypsum on radioactive contamination of environmental zone around heap waste in Wiślinka.

Słowa kluczowe

ochrona środowiska fosfogips

environment protection phosphogypsum

Wydawca

Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Przemysłu Hutniczego w Polsce, Zarząd Główny

Czasopismo

Ochrona Powietrza i Problemy Odpadów

Rocznik

2011

Tom

Vol. 45, nr 3

Strony

81--93

Opis fizyczny

Bibliogr. 47 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Boryło A.

autor

Skwarzec B.

autor

Olszewski G.

autor

Nowicki W.

Uniwersytet Gdański, Wydział Chemii, Katedra Analityki i Radiochemii Środowiska, 80-952 Gdańsk, ul. Sobieskiego 18/19

Bibliografia

[1] Krejča J., Macků J., Atlas roślin leczniczych, Zakł. Nar. im. Ossolińskich, Warszawa, 1989
[2] Ożarowski A., Rumińska A., Suchorska K., Węglarz Z., Leksykon roślin leczniczych. Państwowe Wydawnictwo Rolnicze i Leśne, Warszawa, 1990
[3] Matuszkiewicz, W., Przewodnik do oznaczania zbiorowisk roślinnych Polski. Wyd. Naukowe PWN, Warszawa 2006
[4] Kłosowski S., Kłosowski G., Rośliny wodne i bagienne, Multico Oficyna Wydawnicza, Warszawa, 2007
[5] Pelegrina A. J. M., Martinez-Aguirre A., Natural radioactivity in groundwaters around a fertilizer factory complex in Spain. Appl. Radiat. Isot., 55, 419-423, 2001
[6] Skwarzec B., Boryło A., Kosińska A., Radzajewska S., Polonium (210Po) and uranium (234U, 238U) in water, phosphogypsum and their bioaccumulation in plants around phosphogypsum waste heap in Wiślinka (northern Poland), Nukleonika, 55(2),187-193, 2010
[7] Gulati K., Oswal M., Nagpaul K., Assimilation of uranium by wheat and tomato plants, Plant Soil, 55, 55-59, 1980
[8] Martinez-Aguirre A., Garcia-León M., Transfer of natural radionuclides from soils to plants in a wet marshland, Appl. Radiat. Isot., 47(9/10), 1103-1108, 1996
[9] Martinez-Aguirre A., Garcia-Orellana I., Garcia-León M., Transfer of natural radionuclides from soils to plants in a marsh enhanced by the operation of non-nuclear industries, J. Environ. Radioactivity, 35(2), 149-171, 1997
[10] Jurado Vargas M., Tome F.V., Sánchez A.M., Vázquez M.T.C., Murillo J.L.G.., Distribution of uranium and thorium in sediments and plants from a granitic fluvial area, Appl. Radiat. Isot., 48(8), 1137-1143, 1997
[11] Vrecek P., Benedik L., Determination of 210Pb and 210Po in sediments, water, and plants in an area contaminated with mine waste, Mine Water and the Environment, 21, 156-159, 2002
[12] Boryło A., Skwarzec B., Bioaccumulation of polonium (210Po) and uranium (234U, 238U) in plants around phosphogypsum waste heap in Wiślinka (northern Poland), Radichimica Acta, 10. 1524/ract. 2011.1872
[13] Boryło A., Nowicki W., Skwarzec B., Isotopes of polonium 210Po, uranium 234U and 238U for industrialized areas in Poland (Wiślinka), Int. J. Environ. Anal. Chem., 89, 8-12, 677-685, 2009
[14] Mowszowicz J., Flora jesienna. Przewodnik do oznaczania dziko rosnących jesiennych pospolitych roślin zielnych, WSiP, Warszawa, 1986
[15] Rutkowski L., Klucz do oznaczania roślin naczyniowych Polski niżowej, Wyd. Naukowe PWN, Warszawa, 2006
[16] Karali T., Olmez S., Yener G.., Study of spontaneous deposition of 210Po on various metals and application for activity assessment in cigarette smoke, Appl. Radiat. Isot., 47(4), 409-411, 1996
[17] Khater A.E.M., Polonium-210 budget in cigarettes, J. Environ. Radioactivity, 71(1), 33-41, 2004
[18] Ekdal E., Karali T., Saç M.M., 210Po and 210Pb in soil and vegetables in Kucuk Menderes basin of Turkey, Radiation Measurements, 41, 72-77, 2006
[19] Othman I., Yassine T., Natural radioactivity in the Syria environment, Science of the Total Environment, 170, 119-124, 1995
[20] Haridasan P.P., Paul A.C., Desai M.V.M., Natural radionuclides in the aquatic environment of a phosphogypsum disposal area, J. Environ. Radioactivity, 53(2), 155-165, 2001
[21] Shahandeh H., Hossner L., Role of soil properties in phytoaccumulation of uranium, Water Air Soil Pollut., 141, 165-180, 2002
[22] Al-Kharouf S.J., Al-Hamarneh I.F., Dababneh M., Natural radioactivity, dose assessment and uranium uptake by agricultural crops at Khan Al-Zabeeb, Jordan, J. Ennviron. Radiactivity, 99(7), 1192-1199, 2008
[23] Ilnicki P., Torfowiska i torf, Wydawnictwo AR w Poznaniu, 2002
[24] Karunakara N., Avadhani D.N., Mahesh H.M., Sashekarappa H.M., Narayanna Y., Siddaappa K., Distribution and enrichment of 210Po in the environment of Kaiga in South India, J. Environ. Radioactivity, 51(3), 349-362, 2000
[25] Aslani M.A.A., Akyil S., Aytas S., Gurboga G., Eral M.: Activity concentration of 210Pb (210Po) in soils taken from cultivated lands, Radiation Measurements, 39, 129-135, 2005
[26] Skwarzec B., Boryło A., Strumińska D.I., 234U and 238U isotopes in water and sediments of the southern Baltic, J. Environ. Radioactivity, 61(3), 345-363, 2002
[27] Carvalho F.P., Oliveira J.M., Lopes I., Batista A., Radionuclides from past uranium mining in rivers of Portugal, J. Environ. Radioactivity, 98, 298-314, 2007
[28] Tołps S., Radomski J., Botanika, PWRiL, Warszawa, 1971
[29] Szafer W., Kulczyński S., Rośliny polskie, PWN, Warszawa, 1953
[30] Malinowski E., Anatomia roślin, Warszawa, PWN, 1968
[31] Pietrzak-Flis Z., Skowrońska-Smolak M., Transfer of 210Pb and 210Po to plants via root and above-ground interception, Sci. Total Environ., 162, 139-147, 1995
[32] El Mamoney M.H., Khater A.E.M., Environmental characterization and radio-ecological impact of non-nuclear industries on the Red Sea coast, J. Environ. Radioactivity, 73, 151-169, 2004
[33] Akyil S., Gurboga G., Aslani M.A.A., Aytas S., Vertical distribution of 226Ra and 210Po in agricultural soil in Buyuk Menderes Basin, Turkey, Journal of Hazardous Materials, 157, 328-334, 2008
[34] Sam A.K., Holm E., The natural radioactivity in phosphate deposits from Sudan, Sci. Total. Environ., 16(2), 173-178, 1995
[35] Martinez-Aguirre A., Garcia-León M., Ivanovich M., U and Th distribution in solution and suspended matter from rivers affected by the phosphate rock processing in southwestern Spain, Nucl. Instr. Meth A., 339 (1-2), 287-293, 1994
[36] Periáňez R., Martinez-Aguirre A., Garcia-León M., U- and Th - isotopes in an estuarine system in southwest Spain: Tidal and seasonal variations, Appl. Radiat. Isot. 47(9-10), 1121-1125, 1996
[37] Papastefanou C., Stoulos S., Ioannidou A., Manolopoulou M., The application of phosphogypsum in agriculture and the radiological impact, J. Environ. Radioactivity, 89(2), 188-198, 2006
[38] Abril J.M., Garcia-Tenorio R., Enamorado S.M., Dolores Hurtado M., Andreu L., Delgado A., The cumulative effect of three decades of phosphogypsum amendments in reclaimed marsh soils from SW Spain: 226Ra, 238U and Cd contents in soil and tomato fruit, Sci. Total Environ., 403, 80-88 2008
[39] Pietrzak-Flis Z., Chrzanowski E., Dembinska S., Intake of 226Ra, 210Pb and 210Po with food in Poland, The Science of the Total Environment, 203, 157-165, 1997
[40] Amaral R.S., Vasconcelos W.E., Borges E., Silveira S.V., Mazzilli B.P., Intake of uranium and radium-226 due to food crops consumption in the phosphate region of Pernambuco - Brazil, J. Environ. Radioactivity, 82, 383-393, 2005
[41] Khater A.E.M., Al-Sewaidan H.A., Radiation exposure due to agricultural uses of phosphate fertilizers. Radiation Measurements, 43(8), 1402-1407, 2008
[42] Santos E.E., Lauria D.C., Amaral E.C.S., Rochedo E.R., Daily ingestion of 232Th, 238U, 226Ra, 228Ra and 210Pb in vegetables by inhabitants of Rio de Janeiro City, J. Environ. Radioactivity, 62, 75-86, 2002
[43] Al-Masri M.S., Al-Akel B., Nashawani A., Amin Y., Khalifa K.H., Al-Ain F., Transfer of 40K, 238U, 210Pb, and 210Po from soil to plant in various locations in south of Syria, J. Environ. Radioactivity, 99, 322-331, 2008
[44] Mazerski J., Chemometria praktyczna, ISBN: 83-925269-3-3, Wydawnictwo MALAMUT, 2009
[45] Szafer W., Kulczyński S., Pawłowski B., Rośliny polskie, PWN, Warszawa 1988
[46] Chruścielewski W., Olszewski J., Kamiński Z., Rozpoznanie zagrożenia radiacyjnego związanego z transportem, przeróbką i magazynowaniem fosforytów i wyrobów pochodzących z ich przerobu, Medycyna Pracy, 5, 391-401, 1999
[47] Olszewska-Wasiołek M., Estimates of the occupational radiological hazard in the phosphate fertilizers industry in Poland, Rad. Prot. Dosim, 58, 269-276, 1995

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-article-BWM4-0032-0051