Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Physiological responses of nonmetallicolous and serpentine Silene vulgaris ecotypes cultivated in different soils

Koszelnik-Leszek Anna, Bielecki Krzysztof

Environment Protection Engineering

|

2021

|

Vol. 47, nr 3

5--16

EN

Silene vulgaris ecotypes Wiry and Gajków, originating from a serpentine heap and a natural site, respectively, were cultivated from seeds on two substrates. The former was a serpentine heap located in Wiry (Poland, Lower Silesia), the latter – natural soil located in Gajków (Poland, Lower Silesia). The growth of both ecotypes on the Wiry soil was strongly inhibited. The Wiry ecotype grown on the serpentine heap accumulated more macro-, micro-nutrients and heavy metals (Ni, Co, Cr) than ecotype Gajków. Enzyme pyrogallol peroxidase was more active in the leaves of the Wiry ecotype grown only on Wiry soil. Ecotype Gajków, grown on the serpentine heap, was characterized by higher non-protein thiol, total polyphenol and anthocyanin content. The results obtained in the study indicated heterogeneous responses between ecotypes, depending on the applied substrate, while parallel studies of tolerant and sensitive populations made possible the study of the taxon’s tolerance mechanisms to heavy metals.

2

The improving influence of laser stimulation on phytoremediation capabilities of selected Silene vulgaris ecotypes

Koszelnik-Leszek Anna, Szajsner Hanna, Podlaska Magda

Archives of Environmental Protection

|

2019

|

Vol. 45, no. 3

79--85

EN

The aim of the paper is to improve the phytoremediation features of the metallophyte Silene vulgaris through photo-stimulation of seeds using a semi-conductive laser. Seeds of two Silene vulgaris ecotypes were used in the experiment. One type of seeds – “Wiry” ecotype – originated from a site contaminated with heavy metals (a serpentinite waste heap), and the other ecotype – “Gajków” – was collected on a site with naturally low heavy metal content. The seeds of both types were preconditioned with laser light with previously fixed doses: C(D0), D1, D3, D5, D7, D9. The basic radiation dose was 2.5·10-1 J∙cm-2. The soil for the experiment was serpentinite weathering waste. The seeds and plants were cultivated in the controlled conditions of a climatic chamber. Laser light indeed stimulated seed germinative capacity but better effects were obtained in “Wiry” ecotype, originating from a location contaminated with heavy metals. In the case of morphological features, a significant differentiation of stem length was found for different ecotypes, dosages and the interactions of these factors. The study showed a strong influence of laser radiation on selected element concentrations in above-ground parts of Silene vulgaris, though “Wiry” ecotype clearly accumulated more heavy metals and magnesium than the “Gajków” ecotype.

PL

Celem pracy doświadczalnej była próba polepszenia właściwości fitoremediacyjnych metalofitu Silene vulgaris poprzez fotostymulację nasion przy użyciu lasera półprzewodnikowego. Badaniom eksperymentalnym poddano nasiona dwóch ekotypów Silene vulgaris. Nasiona pierwszego, ekotyp – „Wiry”, pochodziły z obszaru zanieczyszczonego metalami ciężkimi (hałda odpadów serpentynitowych) a nasiona drugiego, ekotyp – „Gajków”, zebrano z obszaru o naturalnie niskiej zawartości metali ciężkich. Nasiona obu ekotypów, przedsiewnie kondycjonowano promieniami światła laserowego odpowiednio wcześniej ustalonymi dawkami: D0, D3, D5, D7, D9. Dawka podstawowa promieniowania wynosiła 2,5·10-1 J∙cm-2. Podłożem eksperymentalnym, w które wysiano napromieniowane i kontrolne nasiona była zwietrzelina pochodząca z hałdy odpadów serpentynitowych. Nasiona i wyrosłe z nich rośliny uprawiano w warunkach kontrolowanych fitotronu. Światło laserowe istotnie poprawiało energię i zdolność kiełkowania nasion, z tym jednak że lepsze efekty laserowej biostymulacji obserwowano u ekotypu Wiry, pochodzącego z obszaru zanieczyszczonego metalami ciężkimi. W przypadku badanych cech morfologicznych wykazano istotne zróżnicowanie długości łodyg dla ekotypów, dawek jak i interakcję badanych czynników. Na podstawie przeprowadzonych obliczeń wykazano istotny wpływ promieniowana laserowego na zmianę koncentracji wybranych pierwiastków w częściach nadziemnych Silene vulgaris, z tym jednak że rośliny ekotypu Wiry kumulowały wyraźnie więcej metali ciężkich i magnezu, niż ekotyp Gajków.

3

The synthesis of compounds rich in -SH groups in plants of selected Silene vulgaris ecotypes depending on nickel dose

Koszelnik-Leszek A.

Ecological Chemistry and Engineering. A

|

2017

|

Vol. 24, nr 1

123--130

EN

The main goal of the research was to determine the influence of increasing nickel doses (0, 30, 60, 90 mg ·kg1) on the content of -SH groups in plants of selected Silene vulgaris ecotypes originating from other habitats. In the experiment we used Silene vulgaris seeds from calamine regions of Upper Silesia (an area next to the Szopienice foundry in Katowice), a location connected with serpentinite deposits exploitation (Wiry landmass) and natural ecotype seeds from an area uncontaminated by heavy metals (Gajkow near Wrocław). The analyzed plant material had -SH groups but there were clearly more in the above-ground parts of the selected S. vulgaris ecotypes. Only in the case of Gajkow ecotype S. vulgaris, from a location without nickel, the number of thiol groups was clearly higher in roots. Chemical analyses of plant material showed that along with the increase of nickel dose, the –SH group concentration also increased in the shoots of Silene vulgaris of all ecotypes. However, the concentration was the highest with the dose of 60 and 90·M Ni for Gajkow ecotype plants from an area with a naturally low content of heavy metals. On the other hand, the smallest number of thiol groups deposited in shoots was found in Wiry ecotype plants from a habitat rich in nickel (serpentinite spoil tip).

PL

Głównym celem badań było określenie wpływu wzrastających dawek niklu (0, 30, 60, 90 mg·kg–1) na zawartość grup -SH w roślinach wybranych ekotypów Silene vulgaris pochodzących z odmiennych siedlisk. W eksperymencie wykorzystano nasiona Silene vulgaris pochodzące z obszarów galmanowych Górnego Śląska (obszar przyległy do huty „Szopienice” w Katowicach), związanych z eksploatacją złóż serpentynitowych (zwałowisko w Wirach) oraz nasiona ekotypu naturalnego, z terenu nie zanieczyszczonego metalami ciężkimi (Gajków koło Wrocławia). W analizowanym materiale roślinnym, stwierdzono obecność grup -SH z tym jednak, że wyraźnie więcej było ich w częściach nadziemnych wybranych ekotypów S. vulgaris. Jedynie w przypadku roślin S. vulgaris ekotypu Gajków pochodzącego z obiektu bez niklu, liczba grup tiolowych była wyraźnie wyższa w korzeniach. Analizy chemiczne materiału roślinnego wykazały również, że wraz ze wzrostem dawki niklu wzrastała koncentracja grup -SH w łodygach Silene vulgaris wszystkich ekotypów z tym że najwięcej ich zliczono przy dawce 60 i 90 mg Ni, dla roślin ekotypu Gajków pochodzącego z obszaru o naturalnie niskiej zawartości metali ciężkich. Natomiast wyraźnie najmniej grup tiolowych zliczono w częściach nadziemnych S. vulgaris ekotypu Wiry pochodzącego z siedliska zasobnego w nikiel (hałda serpentynitowa).

4

Accumulation of Heavy Metals by Silene vulgaris Occurring on Serpentine Waste Dump in Grochow (Lower Silesia)

Koszelnik-Leszek A.

Ecological Chemistry and Engineering. A

|

2012

|

Vol. 19, nr 4-5

411-420

EN

The investigation involved serpentine waste dump in Grochow (Lower Silesia).Botanical composition of analyzed serpentine dumping ground was poor since in the areas subjected to examination there were designated only 30 vascular plant species classified mainly to three botanical families – Poaceae, Fabaceae and Asteraceae. Dominant species on dumping ground in Grochow was the only recognized species representing Caryophyllaceae – Silene vulgaris. Analysis of soils material proved that total contents of nickel, chromium, manganese and cobalt were higher than average quantities of these metals in soil environment. Mobile forms, available for plants, provided, in most cases, for only a small per cent of their total forms. In plant material originating from serpentine dumping ground their were recorded high concentrations of Ni, Cr and Co in comparison with their natural amounts. Concentrations of all the examined metals were higher in underground parts of Silene vulgaris than in aboveground parts.

PL

Badaniami objęto hałdę odpadów serpentynitowych w Grochowie (Dolny Śląsk). Skład florystyczny analizowanego zwałowiska był ubogi. Na badanych powierzchniach stwierdzono jedynie 30 gatunków roślin naczyniowych, należących głównie do trzech rodzin botanicznych . Gatunkiem dominującym na zwałowisku w Grochowie był jedyny rozpoznany na jego obszarze przedstawiciel Caryophyllaceae - Silene vulgaris. Analiza materiału glebowego wykazała, że ogólne zawartości niklu, chromu, manganu i kobaltu były wyższe od przeciętnych ilości tych metali w środowisku glebowym. Formy mobilne, dostępne dla roślin stanowiły we wszystkich przypadkach tylko niewielki procent ich form całkowitych. W materiale roślinnym pochodzącym ze zwałowiska stwierdzono wysokie w porównaniu z naturalnymi zawartości Ni, Cr i Co. Koncentracje wszystkich analizowanych metali były wyższe w częściach podziemnych Silene vulgaris niż w częściach nadziemnych.

5

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.

6

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.

7

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.