Heavy metal accumulation in leaves of Hydrocharis morsus-ranae l. and biomonitoring applications

• Autorzy: Polechońska L. , Dambiec M.

Identyfikatory

DOI

10.2478/ceer-2014-0009

Warianty tytułu

PL

Akumulacja metali ciężkich w liściach Hydrocharis morsus-ranae l. i możliwości jego zastosowania w biomonitoringu

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In present study the concentrations of Hg, Mn, Zn, Fe and Cu in water, bottom sediments and leaves of Hydrocharis morsus-ranae from 11 oxbow lakes of the Odra River were determined by atomic absorption spectrometry. Trace metal concentration in water and bottom sediments were below the geochemical background, indicating no anthropogenic impact in the studied area. On average, the concentrations of metals in leaves of H. morsus ranae exceeded natural thresholds. A high bioaccumulation factors for metals were recorded. The significant positive correlations found between the content Zn, Fe and Hg of in water and in the H. morsus ranae indicate the potential use of the species in the biomonitoring of environmental contamination with these metals.

PL

Rośliny wodne od lat znajdują zastosowanie w bioindykacji skażenia środowiska wodnego metalami śladowymi, ze względu na istniejącą zależność między zawartością pierwiastków w ich tkankach i w otaczającym je środowisku. Stopień kumulacji metalu zależy zarówno od rodzaju metalu, jak i od gatunku rośliny. Gatunek wskaźnikowy powinien być reprezentatywny dla obszaru badań, wszechobecny oraz łatwy w identyfikacji i zbieraniu, a także charakteryzować się wysoką tolerancją na metale i wysokimi współczynnikami ich kumulacji. Celem badań była ocena zdolności do akumulacji metali ciężkich przez Hydrocharis morsus-ranae oraz określenie jego przydatności w bioindykacji. Pobrano próbki wody, osadów dennych oraz liści żabiścieku pływającego z 11 zbiorników wodnych okolic Ścinawy. W próbkach oznaczono zawartości Hg, Mn, Zn, Fe i Cu. Zawartości metali w wodzie, osadach i roślinach wykazały istotne statystycznie różnice pomiędzy stanowiskami. Stężenia metali w wodzie i osadach dennych były niższe niż tło biogeochemiczne, co wskazuje na brak antropogenicznego zanieczyszczenia tymi metalami. Wysokie stężenia metali oraz wysokie współczynniki akumulacji w roślinach, a także dodatnie korelacje między zawartościami Zn, Fe i Hg w liściach H. morsus-ranae i wodzie wskazują na możliwość wykorzystania tego gatunku w biomonitoringu. Rośliny rosnące w zbiorniach wodnych zlokalizowanych przy drogach o silnym natężeniu ruchu charakteryzują się znacznie wyższą zawartością Cu i Zn od roślin rosnących w rejonach rolniczych.

Słowa kluczowe

EN

trace metal; Hydrocharis morsus ranae; metal accumulation; biomonitoring

PL

metale ciężkie; Hydrocharis morsus ranae; akumulacja metali; biomonitoring

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Uniwersytetu Zielonogórskiego
• Czasopismo: Civil and Environmental Engineering Reports
• Rocznik: 2014
• Tom: No. 12
• Strony: 95--105
• Opis fizyczny: Bibliogr. 30 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Polechońska L.

• University of Wrocław, Department of Ecology, Biogeochemistry and Environmental Protection, Wrocław, Poland

autor

Dambiec M.

• University of Wrocław, Department of Ecology, Biogeochemistry and Environmental Protection, Wrocław, Poland

Bibliografia

• 1. Agunbiade F.O., Olu-Owolabi B.I., Adebowale K.O.: Phytoremediation potential of Eichornia crassipes in metal-contaminated coastal water, Bioresource Technology, 100 (2009) 4521-4526.
• 2. Babovic N., Drazic G., Djordjevic A., Mihailovic N.: Heavy and Toxic Metal Accumulation in Six Macrophythe Species from Fish Pond Ecka, Republic of Serbita, BALWOIS - Ohrid, Republic of Macedonia 2010.
• 3. Baldantoni D., Maisto G., Bartoli G., Alfani A.: Analyses of three native aquatic plant species to assess spatial gradients of lake trace element contamination, Aquatic Botany, 83 (2005) 48-60.
• 4. Bonanno G.: Trace element accumulation and distribution in the organs of Phragmites australis (common reed) and biomonitoring applications, Ecotoxicology and Environmental Safety, 74 (2011) 1057-1064.
• 5. Borišev M., Pajević S., Stanković Ž., Krstić B.: Macrophytes as phytoindicators and potential phytoremediators in aquatic ecosystems, Proceedings 36th International Conference of IAD, Austrian Committee Danube Research / IAD, Vienna, (2006) 76-80.
• 6. Brooks R.R., Robinson B.H.: Aquatic Phytoremediation by Accumulator Plants, in: Plants that Hyperaccumulate Heavy Metals: Their Roles in Phytoremediation, Microbiology, Archaeology, Mineral Exploration and Phytomining, ed. R.R. Brooks, Oxon, CAB International 1998, 203-226.
• 7. Campo G., Orsi M., Badino G., Giacomelli R., Spezzano P.: Evaluation of motorway pollution in a moutain ecosystem. Pilot project: Susa Valley (Northwest Italy) years 1990-1994, Science of the Total Environment, 189/190 (1996) 161-166.
• 8. Dojlido J.R.: Chemia wód powierzchniowych, Białystok, Wydawnictwo Ekonomia i Środowisko 1995.
• 9. El Falaky A.A., Aboulroos S.A., Saoud A.A., Ali M.A.: Aquatic plants for bioremediation of wastewater, 8th International Water Technology Conference IWTC8, Alexandria, Egypt, (2004) 361-376.
• 10. Gałczyńska M., Bednarz K.: Influence of water contamination on the accumulation of some metals in Hydrocharis morsus-ranae L. Journal of Elementology, 1 (2012) 31-41,
• 11. Hammad, D.M.: Cu, Ni and Zn Phytoremediation and Translocation by Water Hyacinth Plant at Different Aquatic Environments, Australian Journal of Basic and Applied Sciences, 5, 11 (2011) 11-22.
• 12. Kabata-Pendias A., Pendias H.: Biogeochemia pierwiastków śladowych, Warszawa, Wydawnictwo Naukowe PWN 1999.
• 13. Maleva M.G., Nekrasova G.F., Bezel V.S.: The Response of Hydrophytes to Environmental Pollution with Heavy Metals, Russian Journal of Ecology, 35, 4 (2004) 230-235.
• 14. Markert B.: Presence and significance of naturally occurring chemical elements of the periodic system in the plant organism and consequences for future investigations on inorganic environmental chemistry in ecosystems, Vegetatio, 103 (1992) 1-30.
• 15. Martinez E.A., Shu-Nyamboli C.: Determination of selected heavy metal concentrations and distribution in a southwestern stream using macrophytes, Ecotoxicology and Environmental Safety, 74 (2011) 1504-1511.
• 16. O’Neill C.R.: European Frog-Bit (Hydrocharis morsus-ranae) - Floating Invader of Great Lakes Basin Waters, NYSG Invasive Species Factsheet Series, 07-1 (2007) 1-4.
• 17. Otte M.L., Jacob D.L.: Chemical Fingerprinting of Plants from Contrasting Wetlands- Salt Marsh, Geothermal and Mining-impacted, Phyton, 45 (2005) 303-316.
• 18. Pajević S.P., Vučković M.S., Kevrešan Ÿ.S., Matavulj M.N., Radulovič S.B., Radnovič D.V.: Aquatic macrophytes as indicators of heavy metal pollution of water in DTD canal system. Proceedings for Natural Sciences, 104 (2003) 51-60.
• 19. Parker R.E.: Introductory Statistics for Biology, London, Edward Arnold Publishers Ltd. 1983.
• 20. Samecka-Cymerman A., Kempers A.J.: Rtęć i inne metale ciężkie w makrofitach z wybrancyh zbiorników Wrocławia i okolic, Acta Universitatis Wratenslaviensis, LIX (1994) 161-174.
• 21. StatSoft Inc., 2011. STATISTICA (data analysis software system), version 10. www.statsoft.com
• 22. Stanisz A.: Przystępny kurs statystyki, Kraków, StatSoft Polska Sp. z o.o. 1998.
• 23. Tutin T.G., Heywood V.H., Burges N.A., Moore D.M., Valentine D.H., Walters S.M., Webb D.A.: Flora Europaea, Cambridge, Cambridge University Press 1980.
• 24. Vardanyan L.G., Ingole B.S.: Studies on heavy metal accumulation in aquatic macrophytes from Sevan (Armenia) and Carambolim (India) lake System, Environment International, 32, 2 (2006) 208-218.
• 25. Wang W., Lewis M. A.: Metal accumualtion by aquatic macrophytes, in: Plants for Environmental Studies, red. W. Wang , J.W. Gorsuch, J.S. Hughes, CRC Press 1997, 367-416.
• 26. Weigle A. (ed.): Plan ochrony dla Parku Krajobrazowego „Dolina Jezierzycy” Operat generalny, Warszawa, Wrocław, Narodowa Fundacja Ochrony Środowiska 2011.
• 27. Węglarzy K.: Metale ciężkie - źródła zanieczyszczeń i wpływ na środowiska, Wiadomości Zootechniczne, R. XLV, 3 (2007) 31-38.
• 28. Woitke P., Wellmitz J., Helm D., Kube P., Lepom P., Litheraty P.: Analysis and assessment of heavy metal pollution insuspended solids and sediments of the river Danube, Chemisphere, 51 (2003) 633-642.
• 29. Zar J.: Biostatistical analysis, New Jersey, Prentice Hall 1999.
• 30. Zgłobicki W., Lata L., Plak A., Reszka M.: Geochemical and statistical approach to evaluate background concentrations of Cd, Cu, Pb and Zn (case study: Eastern Poland), Environmental Earth Sciences, 61 (2011) 347-355.