Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Heavy metals content and biochemical indicators in birch leaves from polluted and clean areas

Kandziora-Ciupa M., Nadgórska-Socha A., Ciepał R., Janowicz J.

Ecological Chemistry and Engineering. A

|

2015

|

Vol. 22, nr 1

83--91

EN

There were conducted studies concerning accumulation of heavy metals (Fe, Zn, Cd and Pb) in Betula pendula Roth. leaves, in surface soil within cities of Silesian and Małopolska District. Additionally, there was studied guaiacol peroxidase activity and content of -SH groups. Concentrations of heavy metals in birch leaves in most cases did not exceed permissible values. There was noticed an increased Zn content (above 100 mg/kg d.m.) in Betula pendula Roth. leaves on the all studied stands of Silesia. Accumulation of Fe, Zn, Cd and Pb in soils of the Silesian cities often exceeded the permissible level. The conducted studies showed that there is a positive correlation between Zn accumulation in white birch leaves and its accumulation in surface soil. There were not noticed significant differences in content of non-protein -SH groups and guaiacol peroxidase activity in Betula pendula ROTH. leaves coming from Silesia and Małopolska District.

PL

Przeprowadzono badania dotyczące kumulacji metali ciężkich (Fe, Zn, Cd, Pb) w liściach brzozy brodawkowatej i w wierzchniej warstwie gleby na terenie miast Slaska oraz Małopolski. Dodatkowo w liściach Betula pendula Roth. badano aktywność peroksydazy gwajakolowej i zawartość niebiałkowych grup -SH. Koncentracje metali ciężkich w liściach brzozy w większości przypadków nie przekraczały wartości dopuszczalnych. Odnotowano podwyższoną zawartość Zn (powyżej 100 mg/kg s.m.) w liściach Betula pendula Roth. na wszystkich badanych terenach śląska. Kumulacja Fe, Zn, Cd, Pb w glebach miast śląska często wielokrotnie przekraczała poziom dopuszczalny. Przeprowadzone badania wykazały, że istnieje dodatnia korelacja pomiędzy kumulacją Zn w liściach brzozy brodawkowatej a jego kumulacją w wierzchniej warstwie gleby. Nie odnotowano wyraźnych różnic w zawartości niebiałkowych grup -SH i aktywności peroksydazy gwajakolowej w liściach Betula pendula Roth. pochodzących ze Śląska i Małopolski.

2

Effect of soil pollution with heavy metal mixtures on iron content in broad bean (Vicia faba L.)

Gospodarek J., Nadgórska-Socha A.

Ecological Chemistry and Engineering. A

|

2014

|

Vol. 21, nr 4

461--469

EN

The investigations were conducted to determine the effect of soil contamination with mixtures of: lead, copper and cadmium with zinc and nickel on two levels of pollution (acc. to II and III pollution class in IUNG classification) on iron concentrations in broad bean plants. Broad bean, White Windsor c.v. was cultivated in a control soil with natural heavy metal concentrations (Control and Control + NPK) and in the soil contaminated with the mixtures of heavy metals (Ni + Zn, Ni + Cd, Ni + Pb, Ni + Cu, Zn + Cd, Zn + Pb, Zn + Cu) applied in two doses, or with single heavy metals (Cd, Cu, Ni, Zn and Pb) used in a higher dose. Soil contamination with mixtures of Cu and Pb with Zn or Ni and Zn with Ni on the level matching III pollution level in IUNG classification, as well as pollution with mixtures of Cu with Ni and Pb with Zn on the level corresponding to II level of pollution leads to a significant increase in iron concentrations in broad bean shoots but causes its decrease in roots. A decline in Fe content in broad bean roots was observed also under conditions of soil contaminated with mixtures of Ni with Zn, Ni with Pb and Zn with Cu on a lower level of pollution. Cd presence in the mixtures with Ni or Zn, both in a higher and lower dose of the metals leads to alleviating the differences in Fe concentrations in broad bean shoots (and with the lower dose also in roots) in comparison with the control plants.

PL

Celem pracy było określenie wpływu skażenia gleby mieszaninami metali ciężkich: ołowiu, miedzi i kadmu z cynkiem i niklem na dwóch poziomach zanieczyszczenia (wg II i III klasy zanieczyszczenia zgodnie z klasyfikacją IUNG) na zawartość żelaza w roślinach bobu. Bób odmiany Windsor Biały był uprawiany w glebie o naturalnej zawartości metali ciężkich (Kontrola i Kontrola + NPK) oraz w glebie skażonej mieszaninami metali ciężkich (Ni + Zn, Ni + Cd, Ni + Pb, Ni + Cu, Zn + Cd, Zn + Pb, Zn + Cu) zastosowanymi w dwóch dawkach lub pojedynczymi metalami ciężkimi (Cd, Cu, Ni, Zn i Pb) zastosowanymi w wyższej dawce. Skażenie gleby mieszaninami Cu i Pb z Zn lub z Ni oraz Zn z Ni na poziomie odpowiadającym III stopniowi zanieczyszczenia wg klasyfikacji IUNG, a także Cu z Ni i Pb z Zn na poziomie odpowiadającym II stopniowi zanieczyszczenia prowadzi do istotnego wzrostu zawartości żelaza w pędach bobu, natomiast powoduje obniżenie jego poziomu w korzeniach. Spadek zawartości Fe w korzeniach bobu stwierdzono także w warunkach gleby skażonej mieszaninami Ni z Zn, Ni z Pb i Zn z Cu na niższym poziomie zanieczyszczenia. Obecność Cd w mieszaninach z Ni lub z Zn, zarówno przy wyższej, jak i niższej dawce metali prowadzi do zniwelowania różnic w zawartości Fe w pędach bobu (a przy niższej dawce także w korzeniach) w porównaniu do roślin kontrolnych.

3

Effect of soil contamination with heavy metal mixtures on iron content in broad bean (Vicia faba L.) pods and seeds

Gospodarek J., Nadgórska-Socha A.

Proceedings of ECOpole

|

2013

|

Vol. 7, No. 2

485--490

EN

The investigations were conducted to determine the effect of soil contamination with mixtures of: lead, copper and cadmium with zinc and nickel on two levels of pollution (acc. to II and III pollution class in IUNG classification) on iron concentrations in broad bean pods and seeds. Broad bean, White Windsor c.v. was cultivated in a control soil with natural heavy metal concentrations (Control and Control+NPK) and in the soil contaminated with the mixtures of heavy metals (Ni+Zn, Ni+Cd, Ni+Pb, Ni+Cu, Zn+Cd, Zn+Pb, Zn+Cu) applied in two doses, or with single heavy metals (Cd, Cu, Ni, Zn and Pb) used in a higher dose. Most of the analyzed heavy metal mixtures did not affect significantly iron concentrations in broad bean pods. Soil contamination with cadmium according to the dose established on the III pollution level acc. to IUNG classification and with a mixture of Ni with Cu and Zn with Cd acc. to the dose corresponding to II level of pollution in IUNG classification led to a decrease in iron concentrations in broad bean seeds.

PL

Celem pracy było określenie wpływu skażenia gleby mieszaninami metali ciężkich: ołowiu, miedzi i kadmu z cynkiem i niklem na dwóch poziomach zanieczyszczenia (wg II i III klasy zanieczyszczenia zgodnie z klasyfikacją IUNG) na zawartość żelaza w strąkach i nasionach bobu. Bób odmiany Windsor Biały był uprawiany w glebie o naturalnej zawartości metali ciężkich (Kontrola i Kontrola+NPK) oraz w glebie skażonej mieszaninami metali ciężkich (Ni+Zn, Ni+Cd, Ni+Pb, Ni+Cu, Zn+Cd, Zn+Pb, Zn+Cu), zastosowanymi w dwóch dawkach, lub pojedynczymi metalami ciężkimi (Cd, Cu, Ni, Zn i Pb) zastosowanymi w wyższej dawce. Większość z badanych mieszanin metali ciężkich nie wpłynęła istotnie na zawartość żelaza w strąkach bobu. Skażenie gleby kadmem wg dawki ustalonej na poziomie III stopnia zanieczyszczenia wg klasyfikacji IUNG oraz mieszaniną Ni z Cu i Zn z Cd wg dawki ustalonej na poziomie II stopnia zanieczyszczenia wg klasyfikacji IUNG prowadzi do obniżenia zawartości żelaza w nasionach bobu.

4

The Activity of Selected Soil Enzymes, and Soil Contamination with Zinc, Cadmium and Lead in the Vicinity of The Zinc Smelter “Miasteczko Slaskie”

Nadgórska-Socha A., Kandziora-Ciupa M., Ciepał R., Musialik D., Barczyk G.

Ecological Chemistry and Engineering. A

|

2013

|

Vol. 20, nr 1

123--131

EN

Heavy metals are a serious source of soil pollution, especially in the vicinity of metal smelters. His study examines the effect of selected heavy metals on the activity of soil enzymes (acid phosphatase, dehydrogenase, β-glucosidase, urease and protease) in topsoil (0–30 cm) in the vicinity of the zinc smelter “Miasteczko Slaskie”. Soil enzyme activity in the polluted site was compared with a non-polluted site in the outskirts of the Pazurek nature reserve (near Olkusz). Soil samples were collected in coniferous communities. The activity of soil enzymes were compared at distances of 0.5 km, 1 km and 1.5 km from the emitter. In the vicinity of the emitter (all distances) Cd, Pb and Zn levels in topsoil exceeded acceptable limits. Also, Pb content at a non-polluted site (Pazurek nature reserve) was higher than permissible levels. Zn (HNO 3 extracted) were the highest in the topsoil samples collected at a distance of 1.5 km from the Miasteczko Slaskie plant, Cd (HNO 3 and CaCl 2 extracted) and Pb (CaCl 2 extracted) contents were highest at the distance 1 km from the emitter. However, the pollution index in the superficial soil layer (0–10 cm) was similar at all three distances from the emmiter. The Zn, Cd and Pb bioavailable concentrations (CaCl 2 extracted) ranged: 15–220, 0.1–7.2, 2.8–55.7 mg kg –1 respectively. The greatest decreases were found for acid phosphatase, dehydrogenase and protease activity at the distance of 0.5 km from the emitter. Results show that soil enzymatic activity should accompany basic chemical analysis to track disorders and adverse effects in polluted soil.

PL

Zanieczyszczenie gleby metalami ciężkim zwłaszcza w pobliżu hut metali to poważny problem. Oceniano wpływ metali ciężkich na aktywność enzymatyczną gleby. Celem badań była ocena aktywności enzymów glebowych: fosfatazy kwaśnej, dehydrogenaz, β-glukozydazy, ureazy i proteazy w wierzchniej warstwie gleby w najbliższym sąsiedztwie huty cynku Miasteczko Śląskie. Aktywność enzymatyczną gleby na stanowiskach zanieczyszczonych porównywano z aktywnością na stanowisku niezanieczyszczonym, próbki gleby pobierano również w pobliżu rezerwatu przyrody Pazurek koło Olkusza ze zbiorowisk borowych. Aktywność enzymatyczna w glebie najbliższego sąsiedztwa emitora była porównywana w odległości 0,5, 1, 1,5 km od emitora. Wykazane zawartości Cd, Pb i Zn przekraczały dopuszczalne normy przyjęte dla gleby. Zawartość Pb w próbkach gleby pobieranych w pobliżu rezerwatu Pazurek była wyższa niż dopuszczalne wartości dla gleby. Zawartość Zn (ekstrakcja HNO3) była najwyższa w odległości 1,5 km od emitora (0–10 cm), z kolei zawartości Cd (ekstrakcja HNO 3 i CaCl 2 ) i Pb (ekstrakcja CaCl 2 ) były najwyższe 1 km od emitora. Wskaźnik zanieczyszczenia wykazany dla wierzchniej warstwy gleby (0–10 cm) był na porównywalnym poziomie w glebie w sąsiedztwie emitora. Koncentracje biodostępnych form metali (ekstrakcja CaCl2) mieściły się w przedziałach odpowiednio: 15–220, 0,1–7,2, 2,8–55,7 mg kg –1 . Najniższe aktywności fosfatazy, dehydrogenazy i proteazy wykazano w próbkach gleby pobieranej w odległości 0.5 km. Badania aktywności enzymatycznej gleby obok analiz chemicznych powinny być prowadzone w celu śledzenia zmian w glebach zanieczyszczonych.

5

Soil Contamination with Zinc, Cadmium and Lead in the City of Zabrze

Kandziora-Ciupa M., Nadgórska-Socha A., Ciepał R., Słomnicki A., Barczyk G.

Ecological Chemistry and Engineering. A

|

2013

|

Vol. 20, nr 1

47--54

EN

Heavy metal concentrations were evaluated in topsoil (0-10 cm) in the city of Zabrze. Soil samples were taken from 71 sites distributed evenly throughout the city, in the vicinity of emitters, roads, residential areas and parks, representing various biotopes – mainly green belts, squares, fields, brownfields, lawns, forests and meadows. Average Zn concentrations ranged from 31.7 mg kg-1 (meadows) to 2057.1 mg kg-1 (brownfields). The highest Cd concentrations were also found in brownfields. The average Cd concentrations ranged from 0.15 up to 13.1 mg kg-1. The Pb concentrations ranged from 31.5 to 520 mg kg-1 and were the lowest in meadows. The highest heavy metal pollutions were in soil samples collected in the vicinity of Road and industrial plants. Results indicate the necessity of soil pollution mapping in cities, especially for proper human risk assessment and for the prevention of further pollution spread.

PL

Oceniano zanieczyszczenie wierzchniej warstwy gleby na terenie Zabrza. Próbki gleby pobierano z 71 stanowisk równomiernie rozłożonych na terenie tego miasta: w pobliżu emitorów zanieczyszczeń, tras komunikacyjnych, z terenu osiedli mieszkaniowych, parków. Stanowiska badań reprezentowane były przez różne biotopy m.in. pasy zieleni, skwery, pola uprawne, nieużytki, trawniki, lasy i łąki. Średni poziom Zn mieścił się w granicach od 31,7 (łąka) do 2057,1 (nieużytki) mg kg-1. Najwyższe stężenia Cd stwierdzono w próbkach gleby pobieranych na terenie nieużytków. Średnia zawartość Cd wahała się od 0,15 do 13,1 mg kg -1. Najniższe koncentracje Pb stwierdzono w próbkach gleby pobieranych na łąkach. Średni poziom zanieczyszczenia tym pierwiastkiem mieścił się w granicach od 31,5 do 520 mg kg-1. Najwyższe poziomy analizowanych metali ciężkich wykazano w próbkach gleby pobieranych w pobliżu emitorów zanieczyszczeń i tras komunikacyjnych. Tworzenie mapy zanieczyszczeń wydaje się być konieczne i pomocne w oszacowaniu ryzyka narażenia zdrowia ludzi, a także może posłużyć w zapobieganiu dalszego rozprzestrzeniania się zanieczyszczeń.

6

Evaluation of the Soil Enzymes Activity as an Indicator of the Impact of Anthropogenic Pollution on the Norway Spruce Ecosystems in the Silesian Beskid

Bierza W., Nadgórska-Socha A., Małkowska E., Ciepał R.

Ecological Chemistry and Engineering. A

|

2012

|

Vol. 19, nr 7

699-717

EN

Activity of soil enzymes is considered as a good indicator of natural and anthropogenic disturbances of the functioning of the soil. Heavy metals can inhibit the activity of enzymes in varying degree, depending on soil properties such as content of clay materials, organic matter and pH of soil solution. The aim of this study was to determine the effect of physicochemical and biological properties of soils on the condition of Norway spruce stands in Silesian Beskid. In the soil samples enzymatic activity of four enzymes (alkaline and acid phosphatase, dehydrogenase, urease) and concentration of three selected heavy metals (Cd, Pb, Zn) and sulfur were determined. The analyses showed no reduced activity of investigated enzymes. Presumably, despite of low pH values of the soil, organic matter contained in the soil is able to effectively bind heavy metal ions, limiting their cycling in the environment. It can be concluded that the condition of spruce stands in Silesian Beskid is not affected by the soil contamination.

PL

Aktywność enzymów glebowych uważana jest za dobry wskaźnik naturalnych i antropogennych zaburzeń w funkcjonowaniu gleby. Metale ciężkie w różnym stopniu mogą hamować działanie enzymów, w zależności od właściwości gleb, takich jak zawartość materiałów ilastych, gliny, materii organicznej czy wartości pH roztworu glebowego. Celem pracy było określenie wpływu właściwości fizykochemicznych i biologicznych gleb na kondycję drzewostanów świerkowych w Beskidzie Śląskim. Próbki glebowe zbadano pod względem aktywności enzymatycznej (fosfataza kwaśna i zasadowa, dehydrogenaza, ureaza) oraz koncentracji trzech wybranych metali ciężkich (Cd, Pb, Zn) i siarki. Analizy nie wykazały obniżonej aktywności badanych enzymów. Prawdopodobnie mimo niskich wartości pH gleby, zawarta w niej materia organiczna efektywnie wiąże metale ciężkie, ograniczając ich obieg w środowisku. Można stwierdzić, że stan drzewostanów świerkowych w Beskidzie Śląskim nie ma związku z zanieczyszczeniem gleb na tym terenie.

7

Biomonitoring of Heavy Metals in the Bieszczady National Park Using Soil and Fagus sylvatica L Leaves

Kandziora M., Ciepał R., Nadgórska-Socha A.

Ecological Chemistry and Engineering. A

|

2011

|

Vol. 18, nr 5-6

709-715

EN

The investigation of zinc, cadmium, lead and copper content was carried out in the soil (from the level 0–10 cm) and in the leaves of European beech (Fagus sylvatica L.) in the Bieszczady National Park. Samples of soil and plants material were collected in 2007 from 63 selected sites. The level of Zn, Cd and Cu in the plants leaves and soil was below the values considered as toxic levels for the protected area. The lowest and the average (4,4 ěg/g d.m.) concentrations of copper in the leaves of Fagus sylvatica L. were definitely lower than the normal level, which indicated a deficiency of that element. In the analyzed soil samples it was noted that the concentration of Pb (mean 31 ěg/g d.m.) which as higher than the normal level for the protected area.

PL

Przeprowadzono badania dotyczące zawartości metali ciężkich (Zn, Cd, Cu i Pb) w liściach Fagus sylvatica L. i w wierzchniej (0.10 cm) warstwie gleby na terenie Bieszczadzkiego Parku Narodowego. Probki gleby oraz materia3 roślinny zosta3 zebrany w sezonie wegetacyjnym 2007 z 63 wyznaczonych wcześniej stanowisk. Zawartości Zn, Cd i Cu w liściach i glebie nie przekracza3y dopuszczalnych norm dla terenow niezanieczyszczonych. Najni.sze i średnie (4,4 �Ęg/g s.m.) ste.enie miedzi w liściach Fagus sylvatica L. jest zdecydowanie ni.sze ni. ste.enie określane jako .normalne�h, co świadczy o niedoborze tego pierwiastka. Stwierdzono przekroczenie (śr. 31 �Ęg/g s.m.) dopuszczalnego poziomu Pb dla terenow chronionych analizowanych probkach gleby.

8

Bioindication of Heavy Metals Pollution in the Towns: Bedzin and Czeladz

Nadgórska-Socha A., Ciepał R., Kandziora-Ciupa M.

Ecological Chemistry and Engineering. A

|

2011

|

Vol. 18, nr 5-6

785-792

EN

The analysis of heavy metals in plant leaves is suggested as a method for the identification of polluted areas. We determinted the following heavy metals: Zn, Pb and Cd concentrations in birch Betula pendula leaves, a common species found in urban parks and postindustrial areas in Poland. Samples of soil and birch leaves were collected in September 2007 from more and less polluted sites in Bedzin and Czeladz (Silesian province, southern Poland, 8 stands for each town). Concentrations of Zn, Pb and Cd in leaves and the upper layer of soil (0–10 cm) were determined. The heavy metal pollution of the investigated cities was on a comparable level. The obtained Cd and Pb concentrations in leaves were below the toxic range. Only Zn concentrations in some sites were higher than the level considered as toxic. Pb and Cd levels determined in the investigations exceed acceptable metal concentrations for soil in more stands in Bedzin.

PL

Jako jedną z metod identyfikacji zanieczyszczonych powierzchni podaje się analizę koncentracji metali ciężkich w liściach roślin. Oznaczano zawartość metali ciężkich Zn, Pb i Cd w liściach brzozy brodawkowatej Betula pendula Roth. pospolitego gatunku występującego w parkach i terenach poprzemysłowych w Polsce. Próbki gleby i liści brzozy pobierano we wrześniu 2007 r. z mniej i bardziej zanieczyszczonych miejsc miasta Czeladzi i Bedzina (województwo śląskie, Polska południowa, 8 stanowisk dla każdego miasta). Mierzono zawartość Zn, Pb, Cd w liściach oraz wierzchniej warstwie gleby (0-10 cm). Stwierdzono podobne zanieczyszczenie Zn, Pb i Cd dla badanych miast. Zawartość Cd i Pb w liściach brzozy była poniżej zakresu stężeń uznawanego za toksyczny dla roślin. Tylko koncentracje Zn na kilku stanowiskach były większe od uznawanych za toksyczne. Dla większości stanowisk badawczych Bedzina stwierdzona w glebie zawartość Pb i Cd była powyżej stężeń uznanych za dopuszczalne.

9

Effect of Soil Contamination with Heavy Metals in a Mixture with Zinc and Nickel on Their Content in Broad Bean (Vicia faba L.) Roots and Shoots

Gospodarek J., Nadgórska-Socha A.

Ecological Chemistry and Engineering. A

|

2010

|

Vol. 17, nr 12

1571-1577

EN

The research aimed at an assessment of soil contamination with mixtures of heavy metals (Pb, Cu and Cd) with zinc and nickel on two levels of pollution on heavy metal concentrations in broad bean roots and shoots. The contents of individual analyzed metals in broad bean were diversified and dependant on both the examined plant part and the kind of accompanying metal. Soil contamination with mixtures of cadmium or copper with zinc on a higher level of pollution leads to their highest concentrations in broad beans. On the other hand, the highest lead concentrations were assessed when broad bean was cultivated in the soil contaminated with a mixture of this element with nickel on a higher level of pollution. A considerable differentiation in zinc and nickel uptake by broad bean plants dependant on the kind of accompanying metal was found. The highest zinc concentration in roots was assessed when broad bean was cultivated in the soil contaminated with a mixture of this element with lead on a higher level of pollution, whereas in the aboveground parts when Zn was used in the mixture with cadmium. The highest concentration of nickel was detected in broad bean roots grown in the soil contaminated with this metal mixed with copper, whereas in the aerial parts Ni content was greatest when soil was polluted with a mixture of nickel and zinc.

PL

Celem pracy było określenie wpływu skażenia gleby mieszaninami metali ciężkich z cynkiem i niklem na dwóch poziomach zanieczyszczenia na ich zawartość w roślinach bobu. Poziom skażenia gleby odpowiadał II i III klasie zanieczyszczenia gleb według klasyfikacji opracowanej przez IUNG w Puławach. Zawartość poszczególnych badanych metali w bobie była zróżnicowana i uzależniona zarówno od częoeci badanej rośliny, jak i rodzaju metalu towarzyszącego. Skażenie gleby mieszaninami kadmu lub miedzi z cynkiem na wyższym poziomie zanieczyszczenia prowadzi do największej koncentracji ww. metali w bobie. Natomiast najwyższą zawartość ołowiu stwierdzono, gdy bób był uprawiany w glebie skażonej mieszaniną tego pierwiastka z niklem na wyższym poziomie zanieczyszczenia. Stwierdzono znaczne zróżnicowanie w pobieraniu cynku i niklu przez rośliny bobu zależnie od rodzaju metalu towarzyszącego. Największą koncentrację cynku w korzeniach stwierdzono, gdy bób był uprawiany w glebie skażonej mieszaniną tego pierwiastka z ołowiem na wyższym poziomie, natomiast w częściach nadziemnych w mieszaninie z kadmem. Największą koncentracją niklu charakteryzowały się korzenie bobu uprawianego w glebie skażonej tym metalem w mieszaninie z miedzią, natomiast części nadziemne w mieszaninie niklu z cynkiem.

10

Effect of soil contamination with heavy metals in a mixture with zink and nickel on their content in broad bean (Vicia faba L. ssp. maior) pods and seeds

Gospodarek J., Nadgórska-Socha A.

Proceedings of ECOpole

|

2009

|

Vol. 3, No. 2

301--306

EN

The investigations aimed at an assessment of soil contamination with mixtures of heavy metals (Pb, Cu and Cd) with zinc and nickel on two levels of pollution on heavy metal concentrations in broad bean pods and seeds. Soil contamination with zinc used separately and in a mixture with Cd, Pb or Cu on III level acc. to IUNG classification prevented formation of pods and seeds by broad bean. Heavy metal concentrations in broad bean pods and seeds assumed the following order: Zn > Ni > Cu > Pb > Cd. The soil contamination with nickel in mixture with Cd, Pb or Cu on II level of pollution acc. to IUNG Classification does not cause an increase in the levels of the above-mentioned metals in broad bean seeds, but nickel concentrations increase by ca 2÷4 times. The soil pollution with nickel in a mixture with Cd, Pb or Cu contributed to an increase in the above metals concentrations in broad bean pods relatively to the applied dose, except for copper, whose level did not significantly differ from this element content in the unpolluted pods.

PL

Celem pracy było określenie wpływu skażenia gleby mieszaninami metali ciężkich (Pb, Cu i Cd) z cynkiem i niklem na dwóch poziomach zanieczyszczenia na ich zawartość w strąkach i nasionach bobu. Skażenie gleby cynkiem zastosowanym oddzielnie oraz w mieszaninie z Cd, Pb lub Cu na poziomie III stopnia wg klasyfikacji IUNG prowadzi do niewykształcania strąków i nasion przez bób. Zawartość metali ciężkich w strąkach i nasionach bobu kształtowała się w następującym porządku: Zn > Ni > Cu > Pb > Cd. Skażenie gleby niklem w mieszaninie z Cd, Pb lub Cu na poziomie II stopnia zanieczyszczenia wg klasyfikacji IUNG nie powoduje podwyższenia poziomu wymienionych metali towarzyszących w nasionach bobu, natomiast zawartość niklu wzrasta ok. 2-, 4-krotnie. Skażenie gleby niklem w mieszaninie z Cd, Pb lub Cu przyczyniało się do wzrostu zawartości wymienionych metali w strąkach bobu odpowiednio do zastosowanej dawki, z wyjątkiem miedzi, której poziom nie odbiegał statystycznie istotnie od zawartości tego pierwiastka w strąkach niezanieczyszczonych.

11

Phytoextraction of Zinc, Lead and Cadmium with Silene vulgaris Moench (Garcke) in the Postindustrial Area

Nadgórska-Socha A., Ciepał R.

Ecological Chemistry and Engineering. A

|

2009

|

Vol. 16, nr 7

831-837

EN

For the purpose of our study we have selected the perennial herb Silene vulgaris (Caryophyllaceae) which is characteristic for many metal-enriched soils in Europe to measure the in situ phytoextraction of zinc, lead and cadmium in the postindustrial area. Silene vulgaris belongs to the metalollophytes. The plant material and the soil samples (from upper layer) were collected from the vicinity of the non-ferrous metal smelter Szopienice at the distances of 50, 250, 450 m from zinc waste heap in Katowice and from the former calamine site in Dąbrowa Górnicza in September 2003-2005. The soil located near the smelter Szopienice was the most polluted area and the site exhibited differences in the heavy metal concentration (metals extracted with 10 % HNO3) in the upper layer (66640-6455 mg/kg Zn, 119-39 mg/kg Cd, 1280-1011 mg/kg Pb). The heavy metal bioavailability was low and connected with high pH values (6.7-7.8). Phytoextraction was calculated from the biomass and its concentration of metal. It was at a maximum at the distance of 450 m from the smelter (1119 g/ha Zn, 11 g/ha Pb and 6 g/ha Cd) for all the investigated metals. Only Zn amount accumulated in the aboveground plant parts seems to be promising for phytoextraction.

PL

Do badań wybrano rośliny zielne Silene vulgaris, które są charakterystyczne dla gleb o zwiększonym stężeniu metali ciężkich w Europie. Mierzono fitoekstrakcję cynku, ołowiu i kadmu na terenach poprzemysłowych. Roślina należy także do metalofitów. Materiał roślinny i próbki gleby pobierano we wrześniu 2002-2005 w najbliższych sąsiedztwie Huty Metali Nieżelaznych "Szopienice", na hałdzie pocynkowej w Katowicach i terenu po eksploatacji galmanu w Dąbrowie Górniczej. Zanotowano największe zanieczyszczenie gleby (metale ekstrahowano 2M HNO3) z najbliższego sąsiedztwa HMN "Szopienice", gdzie wykazano również różnice w zawartości metali ciężkich w górnym poziomie gleby (66640-14000 mg/kg Zn, 119-39 mg/kg Cd, 1280-1100 mg/kg Pb). Biodostępność metali ciężkich była mała i związana z dość dużymi wartościami pH gleby (6,8-7,8). Fitoekstrakcję oznaczono na podstawie biomasy i koncentracji w niej metali ciężkich. Największą fitoekstrakcję zanotowano dla roślin w odległości 450 m od emitora (1119 g/ha Zn, 10 g/ha Pb i 6 g/ha Cd) dla wszystkich badanych metali. Tylko ilość Zn akumulowana w nadziemnych częściach roślin wydaje się być obiecująca dla procesu fitoekstrakcji.

12

Heavy Metals Bioaccumulation and Physiological Responses to Heavy Metal Stress in Populations of Silene vulgaris Moench (Garcke) from Heavy Metal Contaminated Sites

Nadgórska-Socha A., Ciepał R., Kandziora M., Kafel A.

Ecological Chemistry and Engineering. A

|

2009

|

Vol. 16, nr 4

389-397

EN

In this study we have evaluated the heavy metals accumulation in the leaves of Silene vulgaris and its influence on glutathione, free amino acids and anthocyanins concentrations. Glutathione is a tripeptide (gamma-Glu-Cys-Gly) which is involved in many metabolic processes of a plant cell. It is related to the sequestration of xenobiotics and heavy metals and it is also an essential component of the antioxidant system, which keeps reactive oxygen species under control. The accumulation of anthocyanin pigments in the leaves can be induced by environmental and anthropogenic stressors, such as pollution, osmotic stress, and nutrients deficiency. The positive role of anthocyanins as well as amino acids and organic acids in metal sequestration is suggested. Samples of Silene vulgaris leaves were collected in May and July 2003-2005 from the heavy metals contaminated sites - from the nearest vicinity of non-ferrous metal smelter Szopienice at the distance of 50, 250, 450 m, from zinc wastes heap in Katowice and from a former calamine site in Dąbrowa Górnicza (the South of Poland). In the previous study we noted that the nearest vicinity of non-ferrous metal smelter Szopienice was more polluted than the other areas. The highest Zn, Cd and Pb accumulation in the leaves of Silene vulgaris was noted in the plants collected in the nearest vicinity of the non-ferrous metal smelter Szopienice. The free amino acids concentrations have differed in the vegetative season. It was higher in the most polluted sites (50 and 250 m) in July. Higher content of the reduced form of glutathione was estimated in the plant leaves collected in the distance of 250 m from the emitter in July than at the beginning of the study. Also the highest anthocyanins accumulation in Silene vulgaris leaves was noticed in July and in plants from we most polluted area (250 m). The estimations, especially glutathione content, seem to be promising in ecophysiological research connected with heavy metals stress in plants growing in the postindustrial areas.

PL

Przeprowadzono badania nad akumulacją Zn, Pb i Cd w liściach Silene vulgaris i wpływie tych metali na zawartość glutationu, wolnych aminokwasów i antocyjanów. Glutation jest tripeptydem (gamma-Glu-Cys-Gly). który jest zaangażowany w obronę przed ksenobiotykami i metalami ciężkimi i jest podstawowym komponentem komórkowej antyoksydacyjnej obrony, utrzymującym reaktywne formy tlenu (ROS) pod kontrolą. Akumulacja barwników antocyjanowych może być powodowana przez środowiskowe i antropogenne czynniki stresowe, takie jak zanieczyszczenie, stres osmotyczny, niedobór składników odżywczych . Sugeruje się pozytywną rolę antocyjan obok, wolnych aminokwasów i kwasów organicznych w oddzielaniu metali ciężkich. Liście roślin Silene vulgaris zbierano w maju i lipcu 2003-2005 z terenów zanieczyszczonych metalami ciężkimi (z najbliższego sąsiedztwa Huty Metali Nieżelaznych "Szopienice" w odległości 50, 250, 450 m, z hałdy pocynkowej w Katowicach Wełnowcu oraz terenu po eksploatacji galmanu w Dąbrowie Górniczej). W poprzednich badaniach wykazano największe zanieczyszczenie metalami ciężkich na terenie najbliżej położonym przy Hucie Metali Nieżelaznych "Szopienice". Największą akumulację Zn, Cd, Pb stwierdzono w liściach roślin Silene vulgaris zbieranych w najbliższym sąsiedztwie emitora (50, 250 m). Stężenie wolnych aminokwasów różniło się podczas sezonu wegetacyjnego. Zawartości były większe na najbardziej zanieczyszczonym terenie w lipcu niż na początku badań. Większą zawartość zredukowanej formy glutationu oznaczono w liściach roślin zbieranych w odległości 250 m od emitora w lipcu niż na początku badań. Zanotowano także największą akumulację antocyjanów w liściach roślin w lipcu i u roślin z najbardziej zanieczyszczonego terenu (250 m). Szczególnie oznaczanie zawartości glutationu wydaje się być obiecujące w ekofizjologicznych badaniach nad stresem wywoływanym przez metale ciężkie u roślin na terenach poprzemysłowych.

13

Heavy Metals and Sulphur Accumulation in the Picea abies L. Karst. Needles and Soil of the Forest Promotional Complex "Lasy Beskidu Śląskiego"

Kandziora M., Ciepał R., Nadgórska-Socha A.

Ecological Chemistry and Engineering. A

|

2009

|

Vol. 16, nr 7

791-795

EN

The investigation of zinc, cadmium, lead, copper and sulphur contents was carried out in the soil and in the needles of Picea abies L. Karst. in the Forest Promotional Complex "Lasy Beskidu Śląskiego". Samples of soil (from the level 0-10 cm) and annual, biennial and triennial needles of spruce were collected in autumn 2005 and 2006 from top parts of mountains: Rownica, Barania Góra and Czantoria. The highest heavy metals concentrations were determined in triennial needles of Picea abies collected from Czantoria and Barania Góra. The lowest content of sulphur and investigated metals was found in soil samples and heavy metals in plant material from the Rownica. Cadmium content (1.2 ug/g) was higher than normal level (0.2-0.8 ug/g) only triennial needles collected from Czantoria. The lead concentration (118-165 ug/g) in the soil of all investigated areas was exceed, lead level considered as allowable. Relatively low microelement concentrations in the soil and the needles of Picea abies L. Karst. indicated poor plant nutrition.

PL

Prowadzono badania dotyczące zawartości metali ciężkich (Zn, Pb, Cu, Cd) w glebie i szpilkach Picea abies L. Karst. na terenie Leśnego Kompleksu Promocyjnego "Lasy Beskidu Śląskiego". Próbki gleby (z górnego poziomu) oraz szpilki jedno-, dwu- i trzyletnie świerka pobierano ze szczytowych partii gór: Równicy, Baraniej Góry i Czantorii jesienią 2005 i 2006 r. Stwierdzono najwyższe stężenia metali ciężkich w igłach trzyletnich zbieranych na Baraniej Górze i Czantorii. Najniższe koncentracje badanych metali i siarki zanotowano w próbkach gleby oraz w materiale roślinnym z Równicy. Zawartość Cd (1.2 ug/g) w trzyletnich igłach świerka pobieranych na Czantorii była wyższa od określanych jako stężenie nonnalne (0.2-0.8 ug/g). Stwierdzono przekroczenie dopuszczalnego poziomu dla Pb w glebie wszystkich badanych powierzchni (118-165 ug/g). Stosunkowo niskie stężenia mikroelementów zarówno w glebie, jak i igłach świerka wskazywać mogą na zły stan odżywienia roślin.

14

Evaluation of Heavy Metal Load in Selected Nature Reserves of Southern Poland

Kandziora M., Ciepał R., Nadgórska-Socha A.

Ecological Chemistry and Engineering. A

|

2009

|

Vol. 16, nr 9

1151-1158

EN

In this study we investigated heavy metals (Cd, Pb, Zn, Cu and Fe) accumulation in upper layer of soils (from three levels: 0-10 cm, 10-20 cm, 20-30 cm) and in the leaves of Pinus syhestris L., Picea abies [L.] Karst., Maianthemum bifolium [L.] F.W. Schmidt and Hedera helix L. collected from nature reserves: Bukowa Kępa, Ostreznik, Zielona Góra, and Slotwina situated south of Poland. The investigations were carried out in 2004-2007. In soil samples from reserves Ostreznik and Slotwina higher concentrations of Cd was noted than -1normal-1 level for protected area (l mg/kg). Elevated Pb content in upper layer of soil were estimated in reserves of Bukowa Kępa (84.9 mg/kg) and Ostreznik (68.9 mg/kg). The level of Pb and Zn in plants leaves was below the values considered as toxic. However the concentration of Cd in leaves of Hedera helia L. collected in nature reserves Bukowa Kępa, Ostreznik and Zielona Góra was higher than the level considered as toxic (5-10 mg/kg d.m.). Relatively low Cu concentration in the leaves of investigated plants indicated poor plant nutrition.

PL

Badano akumulację metali ciężkich (Cd, Pb, Zn, Cu i Fe) w glebie (z głębokości 0-10 cm, 10-20 cm, 20-30 cm) oraz w szpilkach Pinus sylvestris L., Picea abies [L.] Karst, i liściach Maianthemum bifolium [L.] F.W. Schmidt i Hedera helix L. rosnących na terenach wybranych rezerwatów przyrody południowej Polski (Bukowa Kępa, Ostrężnik, Zielona Góra i Słotwina). Materiał do analiz zbierano w okresie wegetacyjnym 2003-2004 (rezerwat Słotwina) oraz 2006-2007 (pozostałe rezerwaty). W próbkach gleby z rezerwatów Ostrężnik i Słotwina odnotowano przekroczenie normy zawartości Cd dla gleb obszarów chronionych (l mg/kg), a z kolei ponadnormatywną zawartość Pb odnotowano w wierzchniej warstwie gleby z rezerwatu Bukowa Kępa (84,9 ug/g) i Ostrężnik (68,9 ug/g). W żadnym z badanych rezerwatów nie stwierdzono przekroczenia fitotoksycznych wartości progowych Pb i Zn. W przypadku Cd w liściach Hedera helix L. z rezerwatów Bukowa Kępa, Ostrężnik i Zielona Góra stwierdzono stężenia mieszczące się w dolnym zakresie wartości uznawanych za fitotoksyczne (5-10 ug/g). Odnotowane w roślinach badanych terenów chronionych stężenia Cu wskazują na niedobór tego pierwiastka i zły stan odżywienia roślin.

15

Effect of Liming of Heavy Metal Polluted Soil on the Content of Magnesium, Calcium and Iron in Broad Bean (Vicia faba L., ssp. maior) Plants

Gospodarek J., Nadgórska-Socha A.

Ecological Chemistry and Engineering. A

|

2009

|

Vol. 16, nr 7

777-784

EN

The research aimed at determining the effect of diversified lime doses on the content of magnesium, calcium and iron in broad bean piants growing in conditions of soil polluted with heavy metals on the III level of pollution according to the IUNG classification. Analyses were conducted on broad beans (Vicia faba L. ssp. maior), White Windsor c.v. cultivated in two series: in limed and non-limed soil. In each series the plants were cultivated in the following objects: unpolluted soil with natural heavy metal concentrations (Control); unpolluted soil with natural heavy metal content receiving mineral fertilization (NPK); soil polluted with cadmium dosed 4 mg o kg-1 d.m.; soil contaminated with lead dosed 530 mg o kg-1 d.m.; soil contaminated with copper dosed 85 mg o kg-1 d.m.; soil polluted with 1000 mg o kg-1 d.m.of zinc and soil contaminated with a dose of 110 mg o kg-1 d.m. of nickel. Liming was conducted on the basis of hydrolytic acidity analysis of soil from individual objects. Two doses were applied: according to l and 2 Hh. The lime doses were respectively: Control - 356 and 712 mg CaO o kg-1 d.m.; NPK - 420 and 840 mg CaO o kg-1 d.m.; cadmium polluted soil - 504 and 1008 mg CaO - kg-1 d.m.; soil polluted with lead - 420 and 840 CaO o kg-1 d.m.; copper contaminated soil - 398 and 796 CaO o kg-1 d.m.; soil polluted with zinc -860 and 1720 CaO o kg-1 d.m. and soil polluted with nickel 524 and 1048 CaO o kg-1 d.m. Soil contamination with heavy metals such as Cu, Cd, Pb, Ni or Zn causes considerable changes in Ca, Mg and Fe concentrations in broad bean plants. Application of liming contributes to balancing the content of the studied elements in plants. After the measure was applied the content of Ca, Fe and Mg in the plants growing in soil contaminated with individual heavy metals in most cases was on a level similar as in the Plants growing in unpolluted soil.

PL

Celem podjętych badań było określenie wpływu zróżnicowanych dawek wapna na zawartość mangezu, wapnia i żelaza w roślinach bobu rosnących w warunkach gleby zanieczyszczonej pojedynczymi metalami ciężkimi na poziomie III stopnia zanieczyszczenia wg klasyfikacji IUNG. Analizie poddano bób (Vicia faba L., ssp. maior) odm. Windsor Biały uprawiany w dwóch seriach, na glebie wapnowanej i niewapnowanej. W każdej serii rośliny uprawiano w następujących obiektach: gleba niezanieczyszczona - o naturalnej zawartości metali ciężkich (Kontrola); gleba niezanieczyszczona - o naturalnej zawartości metali ciężkich nawożona mineralnie (NPK); gleba zanieczyszczona kadmem w dawce: 4 mg - kg-1 s.m.; gleba zanieczyszczona ołowiem w dawce: 530 mg o kg~' s.m.; gleba zanieczyszczona miedzią w dawce: 85 mg o kg-1 s.m.; gleba zanieczyszczona cynkiem w dawce: 1000 mg o kg-1 s.m.; gleba zanieczyszczona niklem w dawce: 110 mg o kg-1 s.m. Wapnowanie przeprowadzono na podstawie analizy kwasowości hydrolitycznej gleby z poszczególnych obiektów. Zastosowano dwie dawki: według l i 2 Hn. Dawki wapna wynosiły odpowiednio: Kontrola - 356 i 712 mg CaO o kg-1 s m; Kontrola +NPK -420 i 840 mg CaO o kg-1 s.m; gleba zanieczyszczona kadmem -504 i 1008 mg CaO kg-1 s.m.; gleba zanieczyszczona ołowiem - 420 i 840 mg CaO o kg-1 s.m.; gleba zanieczyszczona miedzią- 398 i 796 mg CaO o kg-1 s.m.; gleba zanieczyszczona cynkiem 860 i 1720 mg CaO o kg-1 s.m.; gleba zanieczyszczona niklem 524 i 1048 mg CaO o kg-1 s.m. Skażenie gleby metalami ciężkimi, takimi jak Cu, Cd, Pb, Ni i Zn powoduje statystycznie istotne zmiany w zawartości Ca, Mg i Fe w roślinach bobu. Zastosowanie zabiegu wapnowania przyczynia się do zrównożenia zawartości badanych pierwiastków w roślinie - po ich przeprowadzeniu zawartość Ca, Fe i Mg w glebie skażonej poszczególnymi metalami ciężkimi w większości przypadków kształtuje się na podobnym poziomie, jak w rosnących w glebie niezanieczyszczonej.

16

Heavy metals and sulphur in the soil of nature reserves of Katowice

Ciepał R., Palowski B., Łukasik I., Nadgórska-Socha A.

Chemia i Inżynieria Ekologiczna

|

2007

|

Vol. 14, nr 1

41-46

EN

Some results of investigation of zinc, cadmium. lead, manganese, iron and sulphur content in the leaves of: Picea abies (L.) Kersten., Acer pseudoplatanus L., Fagus sylvatica L., and Oxalis acetosella L., and in upper layer of the soil were presented. The amount of metals accessible for plants was analysed as well. The investigations were carried out in 2001-2002. In the soil of both nature reserves situated in the city Katowice the zinc concentration was high (300 žg/g). The "permitted" and considered as non-toxic level of lead (110 žg/g) and Cd (10 žg/g) was exceeded. The level of investigated metals in plants was high. Successively cadmium, lead and zinc: 10 žg/g d.w., 150 žg/g d.w, and 300 žg/g d.w.

PL

Przedstawiono wyniki dotyczące badań poziomu cynku, kadmu, ołowiu, manganu, żelaza i siarki całkowitej w szpilkach: Picea abies (L.) Kersten., liściach: Acer pseudoplatanus L. Fagus sylvatica L., Oxalis acetosella L., oraz górnym poziomie gleby. W próbkach gleby analizowano również zawartość metali ciężkich pod kątem dostępności dla roślin. Materiał do analiz chemicznych zbierano w okresie 2001-2002. W górnej warstwie gleb obu badanych rezerwatów stwierdzono zwiększoną koncentracją cynku (300 žg/g) oraz przekroczenie dopuszczalnych stężeń ołowiu (110 žg/g) i kadmu (10 žg/g). Stwierdzono podwyższoną zawartość analizowanych metali w materiale roślinnym: kadmu (10 žg/g. s.m.), ołowiu (150 žg/g. s.m.), oraz cynku (300 žg/g. s.m.).

17

Effect of soil liming and magnesium fertilization on heavy metal concentrations in broad bean plants (Vcia faba L. ssp. maior) growing in heavy metal polluted soil

Gospodarek J., Nadgórska-Socha A.

Chemia i Inżynieria Ekologiczna

|

2007

|

Vol. 14, nr 9

965-974

EN

The investigations were conducted to assess the effect of liming and magnesium fertilization on heavy metal concentrations in broad bean plants growing in conditions of soil polluted with single heavy metals on the third level of pollution according to the JUNG classification. Observations were carried out on broad bean (Vicia faba ssp. maior), White Windsor c.v. cultivated in three series: in limed soil, in soil fertilized with magnesium and unlimed and soil unfertilized with magnesium. In each series the plants were cultivated in the following objects: unpolluted soil with natural heavy metal content (Control); unpolluted soil with natural heavy metal concentrations receiving mineral fertilizers (Control + NPK); soil polluted with cadmium dosed: 4 mg - kg-' d.m.; soil polluted with a lead dose of 530 mg o kg-'; soil contaminated with copper dosed 85 mg - kg' d.m; soil contaminated with zinc dosed 1000 mg kg' dm. and soil polluted with a nickel dose of 110 mg - kg-' d.m Liming was performed basing on hydrolytic acidity analysis of soil from individual objects. The following lime doses were applied: Control - 619 mg CaO - kg-' d.m., Control + NPK - 672 mg CaO kg 1 d.m., cadmium polluted soil - 630 mg CaO kg-' d.m.; lead polluted soil - 596 mg CaO - kg-' d.m.; copper polluted soil - 798 mg CaO kg-' d.m.; zinc polluted soil - 1142 mg Ca0 - kg-' dm. and nickel polluted soil - 818 mg CaO kg-' d.m. The same magnesium fertilization was applied in alt objects dosed: 20.4 mg Mg - kg-' d.m. Liming of soil contaminated with single heavy metals (copper, cadmium, nickel, lead and zinc) on the III level of pollution in the JUNG classification caused a significant (2-4 fold) limiting of the contents of alt studied elements in broad bean roots and considerable (4-10 fold) reduction of cadmium, nickel and zinc cumulation in broad bean aboveground parts. To a lesser extent this measure reduced also copper and lead content in broad bean aboveground parts. Magnesium treatment caused a (2-5 fold) drop in the contents of the studied heavy metals in broad bean roots. Magnesium fertilization did not influence copper and cadmium content in broad bean aboveground parts, but may limit zinc concentration. Magnesium fertilization on soils contaminated with lead and nickel may cause an increase in the concentrations of these elements in broad bean aboveground parts.

PL

Celem podjętych badań było określenie wpływu wapnowania i nawożenia magnezowego na zawartość metali ciężkich w roślinach bobu rosnących w warunkach gleby zanieczyszczonej pojedynczymi metalami ciężkimi na poziomie III stopnia zanieczyszczenia wg klasyfikacji IUNG. Obserwacje prowadzono na bobie ( Vicia faba L., ssp. maior) odm. Windsor Biały uprawianym w trzech seriach: na glebie wapnowanej, poddanej nawożeniu magnezowemu i niewapnowanej oraz nienawożonej magnezem. W każdej serii rośliny uprawiano w następujących obiektach: gleba niezanieczyszczona - o naturalnej zawartości metali ciężkich (Kontrola); gleba niezanieczyszczona - o naturalnej zawartości metali ciężkich nawożona mineralnie (Kontrola + NPK); gleba zanieczyszczona kadmem w dawce: 4 mg o kg-' s.m.; gleba zanieczyszczona ołowiem w dawce: 530 mg - kg-' s.m.; gleba zanieczyszczona miedzią w dawce: 85 mg - kg-' s.m; gleba zanieczyszczona cynkiem w dawce: 1000 mg o kg-' s.m.; gleba zanieczyszczona niklem w dawce: 110 mg o kg-' s,m. Wapnowanie przeprowadzono na podstawie wyników analizy kwasowości hydrolitycznej gleby z poszczególnych obiektów. Zastosowano następujące dawki wapna: Kontrola - 619 mg CaO o kg-' s.m.; Kontrola + NPK - 672 mg CaO - kg-' s.m.; gleba zanieczyszczona kadmem - 630 mg CaO - kg` s.m.; gleba zanieczyszczona ołowiem - 596 mg CaO - kg-' s.m.; gleba zanieczyszczona miedzią - 798 mg CaO o kg-' s.m.; gleba zanieczyszczona cynkiem 1142 mg CaO - kg-' s.m.; gleba zanieczyszczona niklem 818 mg CaO o kg-' s.m. Nawożenie magnezowe zastosowano jednakowe dla wszystkich obiektów: 20,4 mg Mg - kg-' s.m. Wapnowanie gleby skażonej pojedynczymi metalami ciężkimi (miedzią, kadmem, niklem, ołowiem i cynkiem) na poziomie III stopnia zanieczyszczenia wg klasyfikacji IUNG powoduje istotne (2-4-krotne) ograniczenie zawartości wszystkich badanych pierwiastków w korzeniach bobu oraz znaczne (4-10-krotne) ograniczenie kumulacji kadmu, niklu i cynku w częściach nadziemnych bobu. W mniejszym stopniu zabieg ten ogranicza także zawartość ołowiu i miedzi w częściach nadziemnych. Nawożenie magnezowe powoduje spadek (2-5-krotny) zawartości badanych metali ciężkich w korzeniach bobu. Nawożenie magnezowe nie wpływa na zawartość miedzi i kadmu w częściach nadziemnych bobu, natomiast może ograniczać zawartość cynku. Nawożenie magnezowe w warunkach gleb skażonych ołowiem i niklem może powodować wzrost zawartości tych pierwiastków w częściach nadziemnych bobu.

18

Consequent effect of soil contamination with heavy metals on heavy metal concentrations in broad bean (Vicia faba L., ssp. maior)

Gospodarek J., Nadgórska-Socha A.

Chemia i Inżynieria Ekologiczna

|

2007

|

Vol. 14, nr 10

1083-1093

EN

The investigations were conducted to assess the effect of soil contamination with single heavy metals on the third level of pollution according to the IUNG classification on heavy metal concentrations in broad bean (Vicia faba L,. ssp. maior) in the time which elapsed from the moment of soil contamination. Broad bean, White Windsor c.v. was cultivated in 4 series, differing with the date of soil contamination with heavy metals. The soil was contaminated in 2002 (III), 2003 (II), 2004 (I) and 2005 (0). In each series the plants were cultivated in the following objects: unpolluted soil - with natural concentrations of heavy metals (Control); unpolluted soil - with natural concentrations of heavy metals and receiving mineral fertilization (Control + NPK); soil polluted with 4 mg . kg-' d.m. of cadmium, soil contaminated with 530 mg kg-' d.m. of lead, soil polluted with 85 mg . kg-' d.m. of copper, soil contaminated with 1000 mg . kg-' d.m. of zinc and soil polluted with 110 mg o kg-' dm. of nickel. Samples for chemical analyses were collected at milk ripeness of seeds. Chemical analysis of the plant material comprised an assessment of heavy metal concentrations (cadmium, lead, zinc copper and nickel). Plant material was washed in tap and in distilled water, dried at 105 °C to a constant weight and ground to One powder, then mineralized and dissolved in 10 %}{N03. After filtration: Zn, Pb, Ni, Cu, Cd content was measured using Flame Atomic Absorption Spectrometry (FAAS). From among the analyzed heavy metals, cadmium might have the longest toxic effect on broad bean plants. With the lapse of three years from the moment of the soil contamination with this element on III level of contamination in JUNG classification, its content in broad bean plants has not declined. With the lapse of time from the moment of the soil contamination with copper or lead, the content of these elements in broad bean aboveground parts may decline. However, for the root parts an apparent decline in the above-mentioned metal concentrations occurs only in the 2nd and 3rd year from the moment of pollution. The content of zinc or nickel in broad bean plants may decrease only after 2 or 3 years from the moment of the soil contamination with these elements. The process is faster for nickel.

PL

Celem podjętych badań było określenie wpływu skażenia gleby pojedynczymi metalami ciężkimi na poziomie III stopnia zanieczyszczenia wg klasyfikacji JUNG na ich zawartość w roślinach bobu (Vicia faba L., ssp. maior) w miarę upływu czasu od momentu skażenia. Bób odm. Windsor Biały uprawiany był w 4 seriach, różniących się datą skażenia gleby metalami ciężkimi. Glebę skażano w latach: 2002 (III), 2003 (H), 2004 (1) i 2005 (0). W każdej serii rośliny uprawiano w następujących obiektach: gleba niezanieczyszczona - o naturalnej zawartości metali ciężkich (Kontrola); gleba niezanieczyszczona - o naturalnej zawartości metali ciężkich nawożona mineralnie (Kontrola + NPK); gleba zanieczyszczona kadmem w dawce: 4 mg - kg-' s.m., gleba zanieczyszczona ołowiem w dawce: 530 mg - kg-' s.m., gleba zanieczyszczona miedzią w dawce: 85 mg o kg-' s.m., gleba zanieczyszczona cynkiem w dawce: 1000 mg kg-' s.m., gleba zanieczyszczona niklem w dawce: 110 mg o kg-' s.m. Próbki do analizy chemicznej zebrano w fazie dojrzałości mlecznej nasion. Analiza obejmowała oznaczenie zawartości kadmu, ołowiu, cynku, miedzi i niklu w materiale roślinnym, po jego uprzednim umyciu, wysuszeniu i mineralizacji przy użyciu 10 % HNO3. Oznaczenia wykonano przy wykorzystaniu płomieniowej atomowej spektrometrii absorpcyjnej (FAAS). Spośród badanych metali ciężkich, z toksycznym działaniem na rośliny bobu, najdłużej możemy mieć do czynienia w przypadku kadmu. W miarę upływu 3 lat od momentu zanieczyszczenia gleby tym pierwiastkiem na poziomie III stopnia zanieczyszczenia wg klasyfikacji IUNG jego zawartość w roślinach bobu nie maleje. W miarę upływu czasu od momentu skażenia gleby miedzią lub ołowiem, zawartość tych pierwiastków w częściach nadziemnych bobu może zmniejszać się. Natomiast w przypadku części podziemnych wyraźne obniżenie koncentracji ww. metali następuje dopiero w 2 i 3 roku od momentu skażenia. Zawartość cynku lub niklu w roślinach bobu może spadać dopiero po upływie 2, 3 lat od momentu skażenia gleby tymi pierwiastkami. Proces ten przebiega szybciej w przypadku niklu.

19

Heavy metal accumulation and its effects on bladder campion (Silene vulgaris (moench) garcke) plants grown on metal contaminated sites

Heflik M., Nadgórska-Socha A., Ciepał R.

Chemia i Inżynieria Ekologiczna

|

2006

|

Vol. 13, nr 7

657-663

EN

The heavy metal accumulation (Zn, Fe, Pb, Cd, Cu), activity of peroxidase POD (EC 1. 11. 1.7) and chlorophylls and carotenoid contents were investigated in Silene vulgaris plants grown on heavy metal contaminated sites (on three different slag heaps in Piekary Śląskie and in the nearest vicinity of the zinc smelter in Katowice-Szopienice). In the investigated areas plant cover was a result of natural succession. Silene vulgaris was the best Zn bioaccumulator in investigated areas. Moreover Zn from most of the investigated areas was accumulated in higher amounts in shoots, similarly Pb from the 1st and 2nd heap, Cd from the 2nd heap and Cu from the 1st one and from the vicinity of the metal smelter. The decrease of peroxidase (POD) activity and pigment contents were determined in plant leaves collected on the 2nd and 3rd heap, where the higher accumulation of Pb and Cd (for 3rd) was found. The increased POD activity determined in Silene vulgaris leaves collected in the smelter vicinity could be a defensive response especially for a higher concentration of Zn.

PL

Badano akumulację metali ciężkich (Zn, Fe, Pb, Cd, Cu), aktywność peroksydazy, jak i stężenie chlorofili i karotenoidów u roślin Silene vulgaris rosnących na terenach zanieczyszczonych metalami ciężkimi (na 3 różnych hałdach odpadów pohutniczych w Piekarach Śląskich i w najbliższym otoczeniu Huty Metali Nieżelaznych "Szopienice" w Katowicach). Na badanych powierzchniach pokrywa roślinna była wynikiem naturalnej sukcesji. Silene vulgaris na badanych powierzchniach było najlepszym bioakumulatorem cynku. Co więcej, Zn u Silene vulgaris z większości badanych powierzchni akumulowany był w większych ilościach w częściach nadziemnych, podobnie Pb (na hałdzie pierwszej i drugiej), Cd (na drugiej) i Cu (na pierwszej) oraz w najbliższym otoczeniu emitora. Spadek aktywność peroksydazy (POD) i stężenia barwników stwierdzono w liściach roślin zbieranych na 2 i 3 hałdzie, gdzie zanotowano większą akumulację Pb i Cd (dla 3 hałdy). Zwiększona aktywność peroksydazy w liściach Silone vulgaris z najbliższego otoczenia emitora może być reakcją obronną zwłaszcza na podwyższone stężenia Zn.

20

Effect of diversified calcium doses on heavy metal concentrations in broad bean plants (Vicia faba L. ssp. maior) growing in heavy metal polluted soils

Gospodarek J., Nadgórska-Socha A.

Chemia i Inżynieria Ekologiczna

|

2006

|

Vol. 13, nr 6

505-512

EN

The investigations aimed at determining the effect of diversified lime doses on heavy metal content in broad bean plants growing in soil polluted with heavy metals on the third level of pollution according to the IUNG Puławy, PL classification. The observations were conducted on broad beans (Vicia faba ssp. maior), White Windsor, c.v. cultivated in two series: in limed and unlimed soil. In each series the plants were cultivated in the following objects: unpolluted soil - with natural heavy metal content (Control), unpolluted soil with natural heavy metal concentrations receiving mineral fertilizers (Control + NPK), soil contaminated with cadmium dosed 4 mg o kg-' d.m., soil contaminated with 530 mg o kg-' d.m. of lead, soil polluted with 85 mg o kg-' d.m. of copper, soil polluted with zinc dosed 1000 mg o kg-' d.m. and soil contaminated with 110 mg o kg-' d.m. of nickel. Liming was conducted basing on the analysis of soil hydrolytic acidity Hh measured for individual objects. Two doses were applied: according to 1 Hh and 2 Hh. Lime doses were: Control 356 and 712 mg CaO o kg-' d.m.; Control + NPK - 420 and 840 mg CaO o kg-' d.m.; cadmium polluted soil - 504 and 1008 mg CaO o kg-' d.m.; soil contaminated with lead - 420 and 840 mg CaO - kg-' d.m.; soil contaminated with copper - 398 and 796 mg CaO o kg-' d.m.; soil polluted with zinc - 860 and 1720 mg CaO o kg-' d.m. and soil contaminated with nickel - 524 and 1048 CaO o kg-' d.m., respectively. Liming of soil contaminated with single heavy metals on the third pollution level according to the IUNG classification leads to the more limited accumulation of copper, cadmium, lead, nickel and zinc in the aerial parts and cadmium and lead accumulation in roots, the higher the lime dose applied. Liming of zinc contaminated soil leads to a limited absorption of this element by broad bean roots at lime dose calculated according to 2 Hh. Liming of copper polluted soil may cause an increase in this element concentrations in broad bean roots. Liming of soil contaminated with nickel does not affect this element content in broad bean roots.

PL

Celem podjętych badań było określenie wpływu zróżnicowanych dawek wapna na zawartość metali ciężkich w roślinach bobu rosnących w warunkach gleby zanieczyszczonej pojedynczymi metalami ciężkimi na poziomie III stopnia zanieczyszczenia wg klasyfikacji IUNG, Puławy. Obserwacje prowadzono na bobie (Vicio faba ssp. maior) odm. Windsor Biały uprawianym w dwóch seriach: na glebie wapnowanej i niewapnowanej. W każdej serii rośliny uprawiano w następujących obiektach: gleba niezanieczyszczona - o naturalnej zawartości metali ciężkich (Kontrola); gleba niezanieczyszczona - o naturalnej zawartości metali ciężkich nawożona mineralnie (Kontrola + NPK); gleba zanieczyszczona kadmem w dawce: 4 mg o kg -1 s.m.; gleba zanieczyszczona ołowiem w dawce: 530 mg o kg-1 s.m.; gleba zanieczyszczona miedzią w dawce: 85 mg o kg-1 s.m.; gleba zanieczyszczona cynkiem w dawce: 1000 mg o kg-1 s.m.; gleba zanieczyszczona niklem w dawce: 110 mg o kg-' s.m. Wapnowanie przeprowadzono korzystając z wyników analizy kwasowości hydrolitycznej Hh gleby z poszczególnych obiektów. Zastosowano dwie dawki: według 1 i 2 Hh. Dawki wapna wynosiły odpowiednio: Kontrola - 356 i 712 mg CaO o kg-' s.m.; Kontrola + NPK - 420 i 840 mg CaO o kg-1, s.m.; gleba zanieczyszczona kadmem - 504 i 1008 mg CaO o kg l s.m.; gleba zanieczyszczona oiowiem - 420 i 840 mg CaO o kg-' s.m.; gleba zanieczyszczona miedzią- 398 i 796 mg CaO o kg -' s.m.; gleba zanieczyszczona cynkiem 860 i 1720 mg CaO o kg-' s.m.; gleba zanieczyszczona niklem 524 i 1048 mg CaO - kg-' s.m. Wapnowanie gleby skażonej pojedynczymi metalami ciężkimi na poziomie III stopnia zanieczyszczenia powoduje ograniczenie kumulacji miedzi, kadmu, ołowiu, niklu i cynku w częściach nadziemnych bobu oraz kadmu i ołowiu w korzeniach, tym większe, im większa jest dawka wapna. Wapnowanie gleby skażonej cynkiem powoduje ograniczenie pobierania tego pierwiastka przez korzenie bobu przy dawce wapna obliczonej wg 2 Hh. Wapnowanie gleby skażonej miedzią może powodować wzrost zawartości tego pierwiastka w korzeniach bobu. Wapnowanie gleby skażonej niklem nie wpływa na zawartość tego pierwiastka w korzeniach bobu.