Contamination of soil and pine bark by heavy metals in the selected forests

• Autorzy: Chrzan A.

Identyfikatory

DOI

10.2428/ecea.2013.20(07)072

Warianty tytułu

PL

Zanieczyszczenie gleby i kory sosny metalami ciężkimi w wybranych lasach

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The soil accumulates many chemical pollutants including heavy metals. In order to evaluate pollution of the environment the soil samples were taken on four forest stands in the Mogilski forest, in the Niepo³omicka primeval forest, in Skalki Twardowskiego Landscape Park and in the grove in Zawada. At these stations also collected necrotic bark of the common pine (Pinus sylvestris L.), which is a popular tree in Poland. The outer bark of common pine is extremely sensitive biomarkers of environmental pollution. The content of heavy metals in the forest soils at four positions, and the bark of pine forest growing on these soils. Chemical analyses of heavy metals were performed by determining the contents of general forms of lead, cadmium, copper, nickel and zinc using the AAS method. The range of metals content in soils amounted to properly: 0.47–2.32 ppm Cd; 9.98–73.7 ppm Pb; 72.5–224.9 ppm Zn; 6.39–12.17 ppm Ni and 7.69–10.85 ppm. The results indicate that the concentrations of heavy metals do not exceed the standards set out in the Regulation of the Minister of the Environment on soil quality standards and earth quality standards (Polish Journal of Laws DzU 2002 No. 165, item 1359 of 4 October 2002). The content of lead, copper and nickel in the studied soils were higher than in the bark of trees growing in this stations. The concentration of cadmium was varied at different positions. The highest content of Cd was observed both in the soil (2.32 ppm) and in the necrotic pine bark (1.55 ppm) in Skalki Twardowskiego Landscape Park, that is a part of Bielansko Tyniecki Landscape Park.

PL

Gleba kumuluje wiele zanieczyszczeń chemicznych w tym również metale ciężkie. Dla oceny zanieczyszczenia środowiska pobierano próbki glebowe na czterech stanowiskach leśnych – w Lesie Mogilskim, w Puszczy Niepołomickiej, w ok. 40-letnim zagajniku sosnowym w Parku Skalki Twardowskiego i w zagajniku w Zawadzie. Na tych stanowiskach pobierano również korę martwicową sosny zwyczajnej (Pinus sylvestris L.), która jest popularnym drzewem w Polsce. Kora martwicowa sosny zwyczajnej jest wyjątkowo czułym biowskaźnikiem zanieczyszczenia środowiska. Badano zawartość metali ciężkich w glebie na czterech stanowiskach leśnych i w korze sosen rosnących na tych glebach. Analizy chemiczne dotyczące metali ciężkich przeprowadzono, wyznaczając zawartość ogólnych form ołowiu, kadmu, miedzi, cynku i niklu metodą AAS. Zawartości metali ciężkich w badanych glebach wynosiły odpowiednio: 0,47–2,32 mg/kg Cd; 9,98–73,7 mg/kg Pb; 72,5–224,9 mg/kg Zn; 6,39–15,79 mg/kg Ni i 7,69–10,85 mg/kg. Wyniki badań wskazują, że stężenia metali ciężkich nie przekraczają norm określonych w Rozporządzeniu Ministra Środowiska w sprawie standardów jakości gleby oraz standardów jakości ziemi (DzU 2002, nr 165 poz. 1359 z dn. 4.10.2002). Zawartość ołowiu, miedzi i niklu w glebie na wszystkich stanowiskach była wyższa niż w korze rosnących na tym obszarze drzew. Stężenie kadmu było zróżnicowane na poszczególnych stanowiskach. Najwyższą zawartość Cd odnotowano zarówno w glebie (2,32 mg/kg), jak i w korze martwicowej sosny (1,55 mg/kg) na stanowisku usytuowanym w Parku Skalki Twardowskiego należącym do Bielańsko-Tynieckiego Parku Krajobrazowego w Krakowie.

Słowa kluczowe

EN

heavy metals; necrotic bark of pine; forest soil

PL

metale ciężkie; kora sosny; gleby leśne

• Wydawca: Towarzystwo Chemii i Inżynierii Ekologicznej
• Czasopismo: Ecological Chemistry and Engineering. A
• Rocznik: 2013
• Tom: Vol. 20, nr 7-8
• Strony: 791--798
• Opis fizyczny: Bibliogr. 26 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Chrzan A.

• Department of Ecology, Wildlife Research and Ecotourism, Institute of Biology, Pedagogical University of Krakow, ul. Podbrzezie 3, 31–054 Kraków, Poland, phone: [phone]

Bibliografia

• [1] Alloway BJ. Heavy metals in soils. London: Chapman & Hill; 1995.
• [2] Nica DV, Bura M, Gergen I, Harmanescu M, Bordean DM. Bioaccumulative and conchological assessment of heavy metal transfer in a soil-plant-snail food chain. Chem Cent J. 2012;6:55. DOI: 10.1186/1752-153X-6-55.
• [3] Popovic D, Bozic T, Stevanovic J, Frontasyeva M, Todorovic D, Ajtic J, Jokic VS. Concentration of trace elements in blood and feed of homebred animals in Southern Serbia. Environ Sci Pollut Int Res. 2010;17(5):1119-1128. DOI: 10.1007/s11356-009-0274-6.
• [4] Notten MJ, Oosthśk AJ, Rozema J, Aerts R. Heavy metal concentrations in a soil-plant-snail food chain along a terrestrial soil pollution gradient. Environ Pollut. 2005;138(1):178-190.
• [5] Kabata-Pendias A. Soil-plant transfer of trace elements – an environmental issue. Geoderma. 2004;122:143-149.
• [6] Khan S, Hesham Ael-L, Qiao M, Rehman S, He JZ. Effects of Cd and Pb on soil microbial community structure and activities. Environ Sci Pollut Int Res. 2010;17(2):288-296. DOI: 10.1007/s11356-009-0134-4.
• [7] Degórski M. Gleba jako indykator zmian w środowisku przyrodniczym. Przegl Geograf. 2005;77(1):37-55.
• [8] Kabata-Pendias A, Pendias H. Biogeochemia pierwiastków śladowych. Warszawa: PWN; 1999.
• [9] Gorlach E, Gambuś F. Potencjalne toksyczne pierwiastki śladowe w glebach (nadamiar, szkodliwość, przeciwdziałanie). Zesz Probl Post Nauk Roln. 2000;472:275-296.
• [10] Bojko A. Zawartość metali ciężkich w glebie, korze i liściach drzew w rejonie oddziaływania emisji huty miedzi „LEGNICA” na Dolnym Śląsku. Chem Inż Ekol. 2006;13(S2):277-284.
• [11] Gworek B, Dećkowska A, Pierścieniak M. Traffic pollutant indicators: Common Dandelion (Teraxacum officinale), Scots Pine (Pinus silvestris), Small-Leaved Lime (Tilia cordata). Pol J Environ Stud. 2011;1:87-92.
• [12] Grigalavičienë I, Rutkovienë V, Marozas V. The accumulation of heavy metals Pb, Cu and Cd at roadside forest. Soil Pol J Environ Stud. 2005;14(1):109-115.
• [13] Baslar S, Dogan Y, Yenil N, Karagoz S, Bag H. Trace element biomonitoring by leaves of Populus nigra L from Western Anatolia, Turkey. J Environ Biol. 2005;26:665-668.
• [14] Sawidis T, Breuste J, Mitrovic M, Pavlovic P, Tsigaridas K. Trees as bioindicator of heavy metal pollution in three European cities. Environ Pollut. 2011;159(12):3560-3570. DOI: 10.1016/j.envpol.2011.08.008.
• [15] Samecka-Cymerman A, Kosior G, Kempers AJ. Comparison of the moss Pleurozium schreberi with needles and bark of Pinus sylvestris as biomonitors of pollution by industry in Stalowa Wola (southeast Poland). Ecotoxicol Environ Saf. 2006;65(1):108-117.
• [16] Pöykiö R, Perämäki P, Niemelä M. The use of Scots pine (Pinus sylvestris L) bark as a bioindicator for environmental pollution monitoring along two industrial gradients in the Kemi-Tornio area, northern Finland. Int J Environ Anal Chem. 2005;85(2):127-139. DOI:10.1080/03067310412331330758.
• [17] Kuang YW, Zhou GY, Wen DZ, Liu SZ. Heavy metals in bark of Pinus massoniana (Lamb) as an indicator of atmospheric deposition near a smeltery at Qujiang, China. Environ Sci Pollut Res Int. 2007;14(4):270-275. DOI: http://dx.doi.org/10.1065/espr2006.09.344.
• [18] Dogan Y, Ugulu I, Baslar S. Turkish Red Pine as a biomonitor: A comparative study of the accumulation of trace elements in the needles and bark. Ekoloji. 2010;19(75):88-96. DOI: 10.5053/ekoloji.2010.751.
• [19] Kaya G, Ozcan C, Yaman M. Flame atomic absorption spectrometric determination of Pb, Cd, and Cu in Pinus nigra L and Eriobotrya japonica leaves used as biomonitors in environmental pollution. Bull Environ Contam Toxicol. 2010;84(2):191-196. DOI: 10.1007/s00128-009-9865-7.
• [20] Gueguen F, Stille P, Lahd Geagea M, Boutin R. Atmospheric pollution in an urban environment by tree bark biomonitoring – part I: trace element analysis. Chemosphere. 2012;86(10):1013-1019. DOI: 10.1016/j.chemosphere.2011.11.040.
• [21] Marko-Worłowska M, Chrzan A, Łaciak T. Scots pine bark, topsoil and pedofauna as indicators of transport pollutions in terrestrial ecosystems. J Environ Sci Health, Part A. 2011;46(2):138-148. DOI:10.1080/10934529.2010.500896.
• [22] Medwecka-Kornaś A, Kozłowska H, Gawroński S, Matysiak E. Właściwości wyciągów z kory sosny (Pinus sylvestris L) jako wskaźniki zanieczyszczeń w Ojcowskim Parku Narodowym. Fragm Flor Geobot Pol. 1989;34(3-4):425-444.
• [23] Szczepanowicz B, Gawroński S. Wodne wyciągi kory sosny jako wskaźnik zanieczyszczenia atmosfery. Sylwan. 2000;144(2):107-118.
• [24] Marko-Worłowska M, Kozik R. Suggestions of student exercises on methods of meausuring immission of acidifying compounds and their effects on the natural environment. Chem Didact Ecol Metrol. 2010;15(2):205-208.
• [25] Rozporządzenie Ministra Środowiska w sprawie standardów jakości gleby oraz jakości ziemi. DzU 2002, nr 165, poz 1359.
• [26] Kłos A, Rajfur M, Wacławek M, Wacławek W. Accumulation of micro- and macroelements in mosses and lichens. Ekol Chem Eng S. 2008;15(3):397-423.