Oddziaływanie bojowych środków trujących na rośliny wyższe w teście Phytotoxkit

• Autorzy: Kalinowski R. , Chrzanowska E. , Brytan M.

Warianty tytułu

EN

The effect of chemical warfare agents on higher plants in Phytotoxkit test

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Związki fosforoorganiczne stanowią jedną z najbardziej rozpowszechnionych grup substancji występujących w otoczeniu człowieka. Wśród nich wyróżnia się grupę wysokotoksycznych estrów kwasów fosforowych o znaczeniu militarnym, tzw. bojowych środków trujących (BST). Z szacunków dokonanych w oparciu o scenariusze użycia BST wynika, że stężenia tych związków w środowisku glebowym mogą (bezpośrednio po zastosowaniu) osiągać wartości rzędu kilkuset mg/kg s.m. gleby. W pracy oceniono toksyczność wybranych fosforoorganicznych BST w stosunku do glebowych roślin wyższych: Sorghum saccharatum, Lepidium sativum i Sinapis alba. Badane związki nie wpłynęły znacząco na proces kiełkowania bioindykatorów. Wartości EC50-3d były wyższe niż 200 mg/kg s.m. gleby. Najwyższą toksyczność w stosunku do wczesnego wzrostu roślin (przyrost korzenia i łodygi) wykazywał związek VX i sarin, najniższą soman. Spośród badanych roślin najwyższą wrażliwość na działanie związków fosforoorganicznych wykazywało Sorghum saccharatum. Stężenia somanu, sarinu i VX, wynoszące 12,5 mg/kg s.m. gleby, powodowały stymulację przyrostu łodygi u Lepidium sativum. Podobny efekt zaobserwowano w przypadku związku VX i sarinu w stosunku do przyrostu korzenia u Sinapis alba. Zaobserwowano wyraźną stymulację wytwarzania chlorofilu przez Sorghum saccharatum w obecności sarinu i VX. Dla większości związków i roślin zaobserwowano przy niskich stężeniach zwiększoną zawartość chlorofili a i b. Najwyższe przebadane stężenia (200 i 100 mg/kg s.m. gleby) z reguły wywoływały efekt odwrotny.

EN

Organophosphates are one of the most common group of substances occurring in the human environment. One of groups of these compounds are highly toxic esters of phosphoric acids, that are in the field of military interest so called Chemical Warfare Agents (CWA). Based on possible use scenarios concentrations of these substances may reach hundreds of milligrams per kilogram of soil. This paper presents results of ecotoxicological assessment of selected organophosphate chemical warfare agents towards higher terrestrial plants: Sorghum saccharatum, Lepidium sativum and Sinapis alba. Tested chemicals did not influence significantly the germination of bioindicators' seeds. EC50-3d values were higher than 200 mg/kg d.w. soil. The highest toxicity toward early growth of plants (measured as root and stem elongation inhibition) was observed in VX and sarin treatment, the lowest in soman treatment. Sorghum saccharatum seems to be more sensitive to organophosphate influence than Lepidium sativum and Sinapis alba. All three tested substances in concentration of 12.5 mg/kg d.w. soil caused stimulation of stem elongation in Lepidium sativum. Similar effect was observed in VX and sarin influence on Sinapis alba root elongation. It was stated that high stimulation of chlorophyll synthesis in Sorghum saccharatum occurred after sarin and VX treatment. Most of tested organophospahtes induced at low concentrations stimulation of chlorophyll a and b production in all plants. The highest tested amount of chemical warfare agents usually caused opposite effect.

Słowa kluczowe

PL

bojowe środki trujące; soman; sarin; VX; Phytotoxkit; chlorofil

EN

chemical warfare agents; soman; sarin; VX; Phytotoxkit; chlorophyll

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej
• Czasopismo: Inżynieria i Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2011
• Tom: T. 14, nr 3
• Strony: 245--255
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz.

Twórcy

autor

Kalinowski R.

autor

Chrzanowska E.

autor

Brytan M.

• Wojskowy Instytut Higieny i Epidemiologii, Zakład Farmakologii i Toksykologii, ul. Kozielska 4, 01-163 Warszawa,

Bibliografia

• [1] Seńczuk W., Toksykologia współczesna, Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa 2005.
• [2] Sidell F.R., Takafuji E.T., Franz D.R., Medical Aspects of Chemical and Biological Warfare, Textbook of Military Medicine, Washington 1997.
• [3] Romano J.A., Jr., Lukey B.J., Salem H., Chemical Warfare Agents Chemistry, Pharmacology, Toxicology, and Therapeutics, CRC Press, Boca Raton 2008.
• [4] Manahan S.E., Toksykologia środowiska, WN PWN, Warszawa 2010.
• [5] Li L., Zhou Z., Pan C., Qian C., Jiang S., Liu F., Determination of organophosphorus pesticides in soybean oil, peanut oil and sesame oil by low-temperature extraction and GC-FPD, Chromatographia 2007, 66, 7-8, 625-629.
• [6] Salvador I.M., Frenich A.G., González F.J.E Vidal J.L.M., Determination of organophosphorus pesticides in vegetables by GC with pulsed flame-photometric detection, and confirmation by MS, Chromatographia 2006, 64, 1-12, 667-672.
• [7] Abo-Elghar G.E., Ei-Sheikh A.E., El-Sayed F.M., El-Maghraby H.M., El-Zun H.M., Persistence and residual activity of an organophosphate, pirimiphos-methyl, and three IGRs, hexaflumuron, teflubenzuron and pyriproxyfen, against the cowpea weevil, Callosobruchus maculatus (Coleoptera: Bruchidae), Pest Management Science 60, 1, 95-102.
• [8] Blok C., Aguilera M., Van Os E.A., Validation of a new phytotoxicity test (Phytotoxkit) against an established four-week growing test with pre-grown plant plugs, Acta Horticulturae 2009, 819, 209-214.
• [9] Kalinowski R., Załęska-Radziwiłł M., Wyznaczanie standardów jakości osadów dennych na podstawie badań ekotoksykologicznych, Ochrona Środowiska i Zasobów Naturalnych 2009, 40, 549-560.
• [10] Oleszczuk P., The toxicity of composts from sewage sludges evaluated by the direct contact tests Phytotoxkit and Ostracodtoxkit, Waste Management 2008, 28, 9, 1645-1653.
• [11] Papadimitriou C.A., Haritou I., Samaras P., Zouboulis A.I., Evaluation of leaching and ecotoxicological properties of sewage sludge-fly ash mixtures, Environmental Research 2008, 106, 3, 340-348.
• [12] Humphrey G.F., Jeffrey S.W., Test of accuracy of spectrophotometric equations for the simultaneous determination of chlorophylls a, b, c1 and c2, [w:] Jeffrey S.W., Mantoura R.F.C., Wright SW (eds), Phytoplankton pigments in oceanography: guidelines to modern methods, UNESCO Publ., Paris 1997, 616-621.
• [13] Akhtar A., Akhtar M., Phytotoxic effect of organophosphate insecticides; phosphomidon and monocrotophos on wheat, maize and mustard, Biosciences Biotechnology Research Asia 2008, 5, 1, 325-330.
• [14] Matocha J., Hopper F., Influence of terbufos and nicosulfuron on iron chlorosis and growth of corn, Journal of Plant Nutrition 2001, 24, 9, 1445.
• [15] Saraswathi U., Jayapragasam M., Sulochana N., Effect of some pesticides on germinating soybean seeds, Pestology 1996, 20, 6, 10-15.
• [16] Ganguly S., Bhattacharya S., Mandi S., Tarafdar J., Biological detection and analysis of toxicity of organophosphate- and azadirachtin-based insecticides in Lathyrus sativus L., Ecotoxicology 2010, 19, 1, 85-95.
• [17] Mohapatra P.K., Khillar R., Hansdah B., Mohanty R.C., Photosynthetic and fluorescence response of Solanum melangena L. to field application of dimethoate, Ecotoxicology and Environmental Safety 2010, 73, 78-83.
• [18] Lichtenthaler H.K., Ač A., Marek M.V., Kalina J., Urban O., Differences in pigment composition, photosynthetic rates and chlorophyll fluorescence images of sun and shade leaves of four tree species, Plant Physiology and Biochemistry 2007, 45, 8, 577-588.
• [19] Amaya-Chávez A., Martínez-Tabche L., López-López E., Galar-Martínez M., Methyl parathion toxicity to and removal efficiency by Typha latifolia in water and artificial sediments, Chemosphere 2006, 63, 7, 1124-1129.