Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Content of zinc and lead in water and in algae from selected Black Sea bays near Sevastopol

Niemiec M., Wiśniowska-Kielian B., Komorowska M., Żmuda K., Kuzminowa N.

Ecological Chemistry and Engineering. A

|

2016

|

Vol. 23, nr 1

7--19

EN

For many years there has been intensified human pressure in the region of Sevastopol, arising out of its strategic role as the main city in the region as well as a port where the Russian or Soviet Black Sea fleet was stationed. The industry in Sevastopol, municipal sewage as well as agriculture are important sources of pollutants that enter the Black Sea in the region of this city. In terms of shaping the environmental protection policy (not only in the research region but in the whole basin), it is important to conduct monitoring research connected with the pollution of the Black Sea in regions with different levels of human pressure. The aim of this study was to assess the content of zinc and lead in water and in algae from selected Black Sea bays near Sevastopol. The samples of water and algae were collected in August 2012 from eight bays of Sevastopol (Galubaja, Kozacha, Kamyshova, Kruhla, Striletska, Pishchana, Pivdenna and the Sevastopol Bays) as well as one sample from the open sea near Fiolent. Cystoseira barbata and Ulva rigida algae were taken from the same places. The collected water samples were conserved in situ and after being brought to the laboratory their zinc and lead contents were determined. The collected algae were rinsed in distilled water, dried, and then homogenized and mineralized. The lead content was determined in mineralisates by AAS method with electrothermal atomization, and the zinc content was determined using the ICP-OES method. The zinc content in water ranged from 36.43 to 233.3 µg Zn·dm–3, and the lead content was between 1.32 and 38.32 µg Pb·dm–3. Considerable differences in contents of the studied elements in water of individual bays were found. Variability of zinc and lead concentration in the studied water samples was 69 and 112%, respectively. The highest zinc contents were found in water from the Striletska, Kozacha, and Sevastopol Bays, and the highest lead contents from the Kozacha and Kruhla Bays. Their lowest concentration was found in the water collected in the open sea. Moreover, the lower zinc concentration was in water from Pivdenna and Pishchana Bays, and the lowest lead concentration was found in the Galubaja and Pishchana Bays. The zinc content in the algae ranged between 6.517 and 30.21 mg·kg–1. The Cystoseira barbata algae contained over twice more zinc than the Ulva rigida. The lead content in the algae ranged between 0.567 and 7.692 mg Pb·kg–1. Compared with the Ulva rigida, almost a half more lead was found in the Cystoseira barbata. No statistically significant correlation between the content of the studied elements in water and the algae biomass was observed. However, a significant positive correlation between the content of these metals in both species of algae was found. The values of the zinc bioaccumulation coefficient varied from 32 to 642, and of lead from 30 to 1,273. Contents of the studied elements, both in biotic and abiotic part of the studied ecosystems, point at anthropogenic enrichment. However, the results obtained for the Sevastopol, Kozacha, and Striletska Bays point to a danger of their excessive bioaccumulation and a potential risk to the life of aquatic organisms as well as seafood consumers.

PL

Od wielu lat w rejonie Sewastopola ma miejsce nasilona antropopresja wynikająca ze strategicznej jego roli jako głównego miasta w regionie oraz portu, w którym przez wiele lat stacjonowała rosyjska lub radziecka flota czarnomorska. Ważnymi źródłami zanieczyszczeń trafiających do Morza Czarnego w rejonie Sewastopola są przemysł zlokalizowany w tym mieście, ścieki komunalne oraz rolnictwo. Prowadzenie badań monitoringowych związanych z zanieczyszczeniem Morza Czarnego w rejonach o różnym poziomie antropopresji jest istotne z punktu widzenia kształtowania polityki ochrony środowiska nie tylko w rejonie badań, ale w całym basenie tego akwenu. Celem pracy była ocena zawartości cynku i ołowiu w wodzie oraz glonach z wybranych zatok Morza Czarnego w okolicach Sewastopola. Próbki wody oraz glonów pobrano w sierpniu 2012 r. z ośmiu zatok Sewastopola (Gałubaja, Kozacha, Kamyshova, Kruhla, Striletska, Pishchana, Pivdenna i Sewastopolska) oraz jedną próbkę z otwartego morza w okolicach Fioletu. Z tych samych miejsc pobrano glony Cystoseira barbata i Ulva rigida. Pobraną wodę konserwowano na miejscu i po przewiezieniu do laboratorium oznaczono w niej zawartość cynku i ołowiu. Pobrane glony wypłukano w wodzie destylowanej, suszono, a następnie homogenizowano i mineralizowano. W mineralizatach oznaczono zawartość cynku metodą ICP-OES, a zawartość ołowiu oznaczono metodą ASA z atomizacją elektrotermiczną. Zawartość cynku w wodzie mieściła się w zakresie od 36,43 do 233,3 µg Zn·dm–3, a ołowiu w zakresie od 1,32 do 38,32 µg Pb·dm–3. Stwierdzono znaczne różnice zawartości badanych pierwiastków w wodzie z poszczególnych zatok. Względne odchylenie standardowe stężenia cynku i ołowiu w badanych próbkach wody wynosiła odpowiednio 69 i 112%. Największe zawartości cynku stwierdzono w wodzie z zatok Striletska, Kozacha i Sewastopolska, a ołowiu w zatokach Kozacha i Kruhla. Najmniejsze ich stężenie stwierdzono w wodzie pobranej na otwartym morzu, a ponadto cynku z zatok Pivdenna i Pishchana, a ołowiu z zatok Gałubaja i Pishchana. Zawartość cynku w glonach wahała się w granicach od zakresie od 6,517 do 30,21 mg·kg–1 s.m. Glony Cystoseira barbata zawierały ponad dwukrotnie więcej cynku w porównaniu z Ulva rigida. Zawartość ołowiu w glonach wahała się w zakresie 0,567 do 7,692 mg Pb · kg–1 s.m. Prawie o połowę więcej ołowiu stwierdzono w Cystoseira barbata w porównaniu z Ulva rigida. Nie stwierdzono statystycznie istotnej korelacji pomiędzy zawartością badanych pierwiastków w wodzie i w biomasie glonów. Wykazano natomiast istotną dodatnią korelację pomiędzy zawartością cynku i ołowiu w obydwu gatunkach glonów. Wartość współczynnika bioakumulacji cynku wahała się w granicach od 32 do 642, a ołowiu od 30 do 1273. Zawartości badanych pierwiastków, zarówno w biotycznej, jak i abiotycznej części badanych ekosystemów wskazują na antropogeniczne wzbogacenie, jednakże wyniki uzyskane w próbkach z zatok Sewastopolska, Kozacha i Striletska wskazują na niebezpieczeństwo nadmiernej ich bioakumulacji i potencjalne zagrożenie życia organizmów wodnych oraz konsumentów owoców morza.

2

Impact of Vermicompost Extract Application Into Soil and on Plant Leaves on Maize Phytomass Formation

Kováčik P., Renčo M., Šimanský V., Hanáčková E., Wiśniowska-Kielian B.

Journal of Ecological Engineering

|

2015

|

Vol. 16, nr 4

143--153

EN

Nowadays in scientific literature many opposing data are presented of the impacts of vermicompost extract on the quantity and quality of crop production. Therefore, the principal objective of two independent experiments was to study the effects of vermi extracts, which were applied before maize sowing into soil and during the growing season on the maize leaves, on its phytomass formation. The first, field experiment consisted of 9 variants. Variant 1 was the control one without the extract application. We studied the effect of the rising doses (90, 130, 170, 210 dm3.·ha-1) of vermi-extract applied into soil before the maize sowing in the variants E1, E2, E3, E4. In the variants E1+E, E2+E, 3+E, E4+E along with the rising doses of vermi-extract was also applied the uniform dose of vermi-extract (40 dm3·ha-1) at the growth stage BBCH 15. The second, pot experiment was pursued in the vegetation cage and comprised 3 variants: variant 1 was the control, in the variants 2 and 3 the foliar application of vermi-extract was used. The vermi-extract was applied once (growth stage BBCH 12) in the variant 2 and in the variant 3 it was used twice (at growth stages BBCH 12 and BBCH 16). The achieved results show that the vermi-extract applied in the presowing period in-creased the yield of maize grains if the application doses were 130–170 dm3·ha-1. The positive or negative impact of the foliar application by vermi-extract on the yield of maize grains depended on the period of application and the grown cultivar. In order to increase the starch content in grains it was more suitable to carry out the presowing ver-miextract application than during the growing season. The presowing application and the foliar application of vermi-extract tended to decrease the nitrogen content in grain. The foliar application of vermi-extract had the positive impact on the plant height and stalk thickness of the maize plants only in short term. The information obtained from the first half of maize growing season related to the plant height and stalk thickness was not the appropriate indicator for the assessment of maize grain yields.

3

Assessment of the Black Sea Ecosystem Pollution With Copper and Cadmium In Selected Bays of Sevastopol Region

Niemiec M., Wiśniowska-Kielian B., Arasimowicz M., Kuzminowa N.

Journal of Ecological Engineering

|

2015

|

Vol. 16, nr 5

119--127

EN

A high level of anthropopressure has been registered in Sevastopol region, connected with its strategic role as the main city in the region, but also due to Russian Black Sea Fleet stationing there for many years. A significant source of the Black Sea contamination in Sevastopol area is the industry located in this city, municipal waste and agriculture. Implementing measures aimed at protection of the Black Sea and the evolution of their results requires monitoring conducted in the regions with various levels of anthropopressure. The work was aimed at the assessment of copper and cadmium content in water and algae in selected bays of the Black Sea in the vicinity of Sevastopol. Samples of water and algae were collected in August 2012 from eight Sevastopol bays (Galubaja, Kozacha, Kamyshova, Kruhla, Strieletska, Pishchana, Pivdenna and Sevastopolska) and from the open sea in the vicinity of Fiolent. Algae (Cystoseira barbata and Ulva rigida) were collected from the same places. Collected water was preserved on the sampling place and brought to the laboratory where its copper and cadmium concentrations were assessed. Collected algae were rinsed in distilled water, dried, then homogenised and mineralised. Copper and cadmium content were determined in the mineralizates using ASA method with electrothermal atomisation. Cadmium concentration in water ranged from 0.13 to 1.74 μg Cd dm -3, and copper from 7.07 to 22.56 μg Cd dm,-3. Considerable differences in the content of the analysed elements were registered in individual bays. The highest content was assessed in Galubaja and Sevastopolska bays, whereas the lowest one in the water collected in the open sea and in Pivdenna bay. Copper concentrations in the analysed algae fluctuated from 3.375 to 14.96 mg Cu kg -1 d.m. No differences were noted in this element content between the algae species. Cadmium content in the algae ranged from 0.133 to 1.133 mg Cd kg-3 d.m. Higher accumulation of cadmium was observed in Cystoseira barbata than in Ulva rigida. The value of copper bioaccumulation coefficient (BC) ranged from 181 to 1201, whereas cadmium from 181 to 5256. The contents of the analysed metals, both in biotic and abiotic elements of the studied ecosystems point to anthropogenic enrichment and the results obtained for Sevastopolska, Galubaja and Kozacha bays indicate a hazardous, excessive bioaccumulation of copper and cadmium and to potential threat to the life of aquatic organisms and seafood consumers.

4

Content of Ni and Cr in water and in algae from selected Black Sea bays in the region of Sevastopol

Niemiec M., Wiśniowska-Kielian B., Komorowska M.

Ecological Chemistry and Engineering. A

|

2015

|

Vol. 22, nr 4

433--446

EN

Trace metals play an important role in functioning of marine and ocean ecosystems. The particular importance of these elements in ecosystems of salt water basins results from their low concentrations in waters of these basins. The content of trace elements in ocean waters is from a few to several dozen times lower than in fresh waters. Such conditions caused that sea organisms developed, by means of evolution, the ability to intensive absorption of trace elements from water in order to meet the physiological demand for them. However, such abilities can cause excessive bioaccumulation of trace elements in ecosystems with elevated their supply, caused by human pressure or enrichment of the water environment from natural sources. The aim of this paper was to assess the nickel and chromium content in water and in algae from selected Black Sea bays near Sevastopol. The samples of water and algae were collected in August 2012 from eight bays in the region of Sevastopol (Galubaja, Kozacha, Kamyshova, Kruhla, Striletska, Pishchana, Pivdenna, the Sevastopolska Bay) as well as one sample from the open sea near Fiolent. Cystoseira barbata and Ulva rigida algae were collected from the same places. The collected water samples were conserved in situ and after being brought to the laboratory their contents of nickel and chromium were determined. The collected algae were rinsed in distilled water, dried, and then homogenized and mineralized. Content of the studied elements was determined in mineralisates by AAS method with electrothermal atomization. It was found that both elements concentrations in water from individual bays were 2–3 times different. The nickel content ranged between 1.74 and 4.14 ·gNi · dm–3, and the chromium content was between 1.56 and 5.97 ·gCr · dm–3. Water from the Striletska Bay contained the highest amount of the studied elements. The nickel content in the studied algae ranged between 1.967 and 12.87 mg · kg–1 d.m., and the chromium content between 0.342 and 7.650 mg · kg–1 d.m. A higher accumulation of these elements was found in Cystoseira barbata than in Ulva rigida. Algae collected in the Sevastopolska Bay contained the highest amount of nickel, and algae from the Pivdenna Bay contained the highest amount of chromium. The content of the studied elements in biomass of the algae was not correlated with their concentration in water. On the other hand, a significant correlation between the nickel content in the algae of both species was found. Values of nickel bioaccumulation coefficients in the studied ecosystems were close to values recorded in environments with high human pressure, whereas in the case of chromium they were very low, much lower than values given in available literature. It was a result of a very high concentration of this element in water, and its moderate content in the algae. Generally, a higher content of the studied elements, both in water and in the algae, was found in all the bays than in samples collected in the open sea. The highest threat of the studied metals was found in the Sevastopolska and Pivdenna Bays.

PL

Metale śladowe odgrywają ważną rolę w funkcjonowaniu ekosystemów morskich i oceanicznych. Szczególne znaczenie tych pierwiastków w ekosystemach zbiorników wód słonych wynika z bardzo małych ich stężeń spotykanym w wodach tych akwenów. Zawartość pierwiastków śladowych w wodach oceanicznych jest od kilku do kilkudziesięciu razy mniejsza niż w wodach słodkich. Takie warunki sprawiły, że organizmy morskie wykształciły na drodze ewolucji zdolność do intensywnego pobierania pierwiastków śladowych z wody w celu zaspokojenia zapotrzebowania fizjologicznego na nie. Takie zdolności mogą jednak powodować nadmierną bioakumulację pierwiastków śladowych w ekosystemach o podwyższonej ich podaży, spowodowanej antropopresją lub wzbogaceniem środowiska wodnego ze źródeł naturalnych. Celem pracy była ocena zawartości niklu i chromu w wodzie oraz glonach z wybranych zatok Morza Czarnego w okolicach Sewastopola. Próbki wody oraz glonów pobrano w sierpniu 2012 r. z ośmiu zatok w rejonie Sewastopola (Gałubaja, Kozacha, Kamyshova, Kruhla, Striletska, Pishchana, Pivdenna, Sewastopolska) oraz jedną próbkę z otwartego morza w okolicach Fioletu. Z tych samych miejsc pobrano glony Cystoseira barbata i Ulva rigida. Pobraną wodę konserwowano na miejscu i po przywiezieniu do laboratorium oznaczono w niej zawartość niklu i chromu. Pobrane glony wypłukano w wodzie destylowanej, suszono, a następnie homogenizowano i mineralizowano. W roztworach oznaczono zawartość badanych pierwiastków metodą ASA z atomizacją elektrotermiczną. Stwierdzono 2–3-krotne różnice stężenia obydwu pierwiastków w wodzie z poszczególnych zatok. Zawartość niklu mieściła się w zakresie od 1,74 do 4,14 ·gNi · dm–3, a chromu w zakresie od 1,56 do 5,97 ·gCr · dm–3. Najwięcej badanych pierwiastków zawierała woda z zatoki Striletska. Zawartość niklu w badanych glonach wahała się w zakresie od 1,967 do 12,87 mg · kg–1 s.m., a chromu od 0,342 do 7,650 mg · kg–1 s.m. Stwierdzono większe nagromadzenie tych pierwiastków w Systoseira barbata niż w Ulva rigida. Najwięcej niklu zawierały glony pobrane w zatoce Sewastopolskiej, a najwięcej chromu zawierały glony z zatoki Pivdenna. Zawartość badanych pierwiastków w biomasie glonów nie była skorelowana z ich stężeniem w wodzie. Stwierdzono natomiast istotną korelację między zawartością niklu w glonach obydwu gatunków. Wartości współczynników bioakumulacji niklu w badanych ekosystemach były zbliżone do notowanych w środowiskach o dużym nasileniu antropopresji, natomiast w przypadku chromu były bardzo małe, dużo mniejsze niż podawane w dostępnej literaturze. Powodem było bardzo duże stężenie tego pierwiastka w wodzie i umiarkowanej jego zawartości w glonach. Generalnie we wszystkich zatokach stwierdzono większą zawartość badanych pierwiastków (zarówno w wodzie, jak i w glonach) niż w próbkach pobranych na otwartym morzu. Największe zagrożenie badanymi metalami stwierdzono w zatokach Sewastopolska i Pivdenna.

5

Content of reduced glutathione form as a biomarker of oxidative stress in spinach plants growing in soil contaminated with zinc

Arasimowicz M., Wiśniowska-Kielian B., Niemiec M.

Journal of Ecological Engineering

|

2014

|

Vol. 15, nr 1

61--66

EN

The aim of the paper is the assessment of the efficiency of anti-oxidative system in spinach plants growing in the substratum polluted with zinc. The assessment was conducted on the basis of changes of reduced glutathione (GSH) form concentration in the plant aboveground organs. Spinach plants, ‘Matador’ c.v., were cultivated in soils contaminated with zinc in two pot experiments conducted in 2010 and 2011. The experimental substratum was light, slightly soil with granulometric composition of sandy silt loam. Zinc in the acetate form, was supplied to the soil in four doses corresponded to this metal critical concentrations in soil with 0, I, II and III degrees of pollution with this element according to IUNG classification. Simultaneously, the control with natural Zn content in soil was maintained. Zn concentrations in spinach ranged from 412.8 to 1722 mg kg-1 d.m. and increased with growing degree of substratum pollution with this element. Over the course of the vegetation period the content of Zn in plants was generally greater. GSH content in spinach grown in both years of experiments fluctuated from 31.70 to 238 μg g-1 f.m. The biggest content of this compound in spinach was stated in the initial phase of plants growth. The plants tolerated only the first two Zn doses supplied to the substratum. Spinach growing in the objects where zinc additions to the soil equalled II and III degree of substratum pollution died shortly after germination. The plants from these objects in the initial growth phase contained significantly less GSH than spinach from the objects with two first degrees (0 and I) of substratum pollution with zinc or from the control. The content of reduced glutathione form in spinach is a good biomarker of oxidative stress caused by zinc presence in plants. Synthesis of a bigger amount of GSH conditions spinach plant resistance to over the norm zinc content in soil. The efficiency of antioxidative system in spinach is bigger in the initial phase of this plant growth.

6

The impact of morphoregulator on the productivity of common oats (Avena sativa L.)

Hozlár P., Valčuhová D., Ducsay L., Lošák T., Wiśniowska-Kielian B.

Ecological Chemistry and Engineering. A

|

2014

|

Vol. 21, nr 4

471--480

EN

The aim of the studies was to consider the use of one registered morphoregulator in the Slovak oats with practical recommendations for the selected (most commonly grown) varieties. Since plant producers are not very experienced in the application of the morphoregulator to some varieties, the most widely grown oat varieties were used in the experiment. The field trial was established in 2009, 2010 and 2011 at the CVRV – VURV (Research Institute for Plant Production) Piešany, the VŠS (Research Breeding Station) Vígľaš-Pstruša. The impact of the morphoregulator on reducing the stem and enhancing the number of productive tillers was confirmed in all the monitored varieties. Basing on the results of the trial, we do not recommend the application of CCC for ‘Auron’, ‘Atego’ and especially ‘Valentin’ varieties. For ‘Vendelin’ and ‘Zvolen’ varieties we recommend to consider the economic acceptability of morphoregulator applications. As economically acceptable we can recommend application of the morphoregulator only for the ‘Flamingstern’ variety.

PL

Celem badań było rozważenie stosowania jednego z zarejestrowanych regulatora wzrostu w uprawie owsa z praktycznymi zaleceniami dla wybranych, najczęściej uprawianych odmian w Słowacji. Ponieważ producenci nie mają dużego doświadczenia w stosowaniu regulatora wzrostu w uprawie niektórych odmian, w doświadczeniu uwzględniono najpowszechniej uprawiane odmiany owsa. Doświadczenia polowe zakładano w latach 2009, 2010 i 2011 w CVRV-VURV (Instytut Badawczy Uprawy Roślin) Piešany, VSS (Stacja Badawcza Hodowli) Vígľaš-Pstruša. Dla wszystkich monitorowanych odmianach został potwierdzony wpływ regulatora wzrostu na skrócenie źdźbeł i zwiększenie liczby pędów produkcyjnych. Na podstawie wyników badań nie zaleca się stosowania CCC w przypadku odmian ‘Auron’, ‘Atego’, a zwłaszcza ‘Valentin’. W przypadku odmian ‘Vendelín’ i ‘Zwolen’ zaleca się rozważenie efektywności ekonomicznej stosowania tego regulatora wzrostu. Tylko w przypadku odmiany ‘Flamingstern’ można zalecić stosowanie CCC jako ekonomicznie akceptowalne.

7

Effect of urea and urea with urease inhibitor on yields and nitrogen and cadmium content in potatoes

Lošák T., Musilová L., Hlušek J., Jùzl M., Elzner P., Zlámalová T., Vítìzová M., Filipèík R., Wiśniowska-Kielian B.

Ecological Chemistry and Engineering. A

|

2014

|

Vol. 21, nr 1

7--14

EN

Worldwide the urea fertilisers are the fastest growing and most commonly used source of nitrogen in agriculture. The benefits of using urea as a fertiliser are due to its high nitrogen content (approximately 46 % nitrogen), non polarity, high solubility, and low costs for manufacture, storage, and transport. Among the various available mitigation tools, urease inhibitors like NBPT (N-(n-butyl) thiophosphoric triamide) have the highest potential to improve the efficiency of urea by reducing N losses, mainly via ammonia volatilization. In 2011 and 2012 a small-plot experiment was established with the potato ‘Karin’ variety. The experimental locality was Zabcice, ca 30 km south of Brno, a maize-growing region. Prior to planting both mineral fertilisers (urea and urea with urease inhibitor NBPT – UREA stabil) were applied to the soil surface. During planting these fertilisers were incorporated into the soil. The experiment involved 7 treatments: 54, 72, 90 kgN • ha–1 as urea, 54, 72, 90 kgN • ha–1 as UREA stabil and unfertilised control. Each treatment was repeated 4 times. The focus of the experiment was to monitor the effect of two different fertilisers and different N-doses on the yields of potato tubers and content of nitrogen (N) and cadmium (Cd) in tubers and tops (stems + leaves). In 2011 the contents of nitrogen in the tubers fluctuated between 14.3 and 15.6 g • kg–1 d.m. and in the tops between 29.7 and 40.9 g • kg–1 d.m. The contents of cadmium in tubers ranged between 0.14 and 0.17 mg • kg–1 d.m. and in tops between 0.50 and 0.72 mg • kg–1 d.m. In 2011 the tuber yields fluctuated irregularly, i.e. between 17.0 and 32.9 Mg • ha–1. In 2012 the nitrogen contents in tubers ranged between 16.0 and 17.3 g • kg–1 d.m. and in the tops between 23.9 and 36.9 g • kg–1 d.m. Cadmium contents in tubers fluctuated between 0.13 and 0.20 mg • kg–1 d.m. and in the tops between 0.35 and 0.64 mg • kg–1 d.m. In 2012 the tuber yields fluctuated irregularly between 25.2 and 33.9 Mg • ha–1. Based on the results we can conclude that both fertilisers (urea, UREA stabil) were reflected in the N and Cd contents of the biomass of potatoes irregularly in dependence on the year, rate of fertiliser and analysed plant organ (tubers, tops). In both years the contents of N and Cd were higher in the tops. Tuber yields fluctuated irregularly in dependence on the year and rates of nitrogenous fertilisers.

PL

Na całym świecie nawozy mocznikowe są najbardziej dynamicznie rozwijającym się i najczęściej stosowanym źródłem azotu w rolnictwie. Korzyści ze stosowania mocznika jako nawozu wynikają z dużej zawartości azotu (około 46% azotu), jego niepolarności, dobrej rozpuszczalności oraz niskich kosztów produkcji, przechowywania i transportu. Wśród różnych dostępnych narzędzi ograniczania dostępności azotu, inhibitory ureazy, takie jak NBPT (N-(n-butylo) triamid tiofosforowy) mają największy potencjał do poprawy efektywności mocznika poprzez zmniejszenie strat N, głównie przez ulatnianie amoniaku. W latach 2011 i 2012 założono małopoletkowe doświadczenie z ziemniakami odmiany ‘Karin’, zlokalizowane w miejscowości abčice, około 30 km na południe od Brna, w regionie uprawy kukurydzy. Przed sadzeniem zastosowano obydwa warianty nawożenia mineralnego (mocznik i mocznik z inhibitorem ureazy NBPT-UREA stabil) na powierzchnię gleby. W czasie sadzenie nawozy zostały wymieszane z glebą. Doświadczenie obejmowało 7 obiektów: 54, 72, 90 kgN • ha–1 jako mocznik, 54, 72, 90 kgN · ha–1 jako UREA stabil oraz nienawożony obiekt kontrolny, każdy w 4 powtórzeniach. Celem doświadczenia było zbadanie działanie dwóch różnych nawozów i różnych dawek N na wielkość plonu bulw ziemniaka oraz zawartość azotu (N) i kadmu (Cd) w bulwach i łętach (łodygi + liście). W 2011 r. zawartość azotu w bulwach wahała się od 14,3 do 15,6 g • kg–1, a w łętach od 29,7 do 40,9 g • kg–1 s.m. Zawartość kadmu w bulwach wahała się od 0,14 do 0,17 mg • kg–1, a w łętach od 0,50 do 0,72 mg • kg–1 s.m. W 2011 r. plony bulw zmieniały się nieregularnie, tj. od 17,0 do 32,9 t • ha–1. W 2012 r. zawartość azotu w bulwach wahała się od 16,0 do 17,3 g • kg–1, a w łętach od 23,9 do 36,9 g • kg–1 s.m. Zawartość kadmu w bulwach wahała się od 0,13 do 0,20 mg • kg–1, a w łętach od 0,35 do 0,64 mg • kg–1 s.m. W 2012 r. plony bulw zmieniały się nieregularnie, od 25,2 do 33,9 Mg • ha–1. Na podstawie uzyskanych wyników można stwierdzić, że obydwa warianty nawożenia (mocznik, UREA stabil) powodowały nieregularne zmiany zawartości N i Cd w biomasie ziemniaka w zależności od roku, dawki azotu i analizowanego organu rośliny (bulwy, łęty). W obydwu latach łęty zawierały więcej N i Cd niż bulwy. Plony bulw zmieniały się nieregularnie w zależności od roku i dawki nawozów azotowych.

8

Assessment of degree of trace element pollution of soil and root vegetables

Rogóż A., Wiśniowska-Kielian B., Tabak M.

Ecological Chemistry and Engineering. A

|

2014

|

Vol. 21, nr 1

69--78

EN

The investigations were focused on determining the level of trace element pollution of soil and root vegetables cultivated for human consumption in the Miechowski county. The collected soils differed in view of their floatable particles, colloidal clay and organic matter content, as well as pH value. Differences in the total content of trace elements and the content of their soluble forms extracted with 0.1 mol • dm–3 HCl solution also occurred. The total content of trace elements in the analysed soils and their soluble forms were determined by soil reaction. Geometric mean of total heavy metals content in the studied soils was as follows: 55.08 mg Zn • kg–1, 8.08 mg Cu • kg–1, 10.05 mg Ni • kg–1, 19.85 mg Pb • kg–1 and 0.46 mg Cd • kg–1. The assessment of heavy metals content in the analysed soils was conducted according to the framework guidelines for agriculture elaborated by IUNG. In this respect 44 of analysed samples were classified as soils with natural heavy metals contents. The content of trace elements in cultivated root vegetables was determined by the species, analysed plant part and soil pH. The content of these elements was much higher in plant tops than in roots. For instance, if one assumes geometric mean of cadmium and lead content in parsley roots grown in soil with pH • 6.5 as 100, cadmium concentration in leaves was higher by 64 %, and lead content was higher by 36 %. On the basis of the obtained results, content of trace elements in vegetable roots was assessed assuming the critical levels of trace element in agricultural products stated by IUNG. Taking into consideration these criteria was stated that all samples of the vegetable roots fulfilled the requirements of usefulness for human consumption in respect of copper and nickel contents, and majority of them in respect of lead content. However, 7.6 % of samples did not fulfil these requirements because of excessive content of lead (> 1 mg • kg–1), 52.5 % of zinc (> 50 mg • kg–1), and as much as 81.6 % samples because of cadmium excess (> 0.15 mg • kg–1), despite their being cultivated in majority in soils with natural these metals content. Excessive content of copper and nickel was registered only in 1.3 % of tops samples, lead in 51.3 %, zinc in 79.7 %, and cadmium in 98.1 % of tops samples, in which 7.6 % of tops samples did not meet fodder requirements for zinc, and as much as 65.8 % for cadmium. Taking in to account all roots and tops samples, only 0.6 % of them did not meet criteria of usefulness for human consumption, because of copper and nickel excess, 29.4 % for lead, 66.1 % for zinc, and as much as 89.9 % of samples contained excessive amount of cadmium. Moreover, in 3.8 % of samples Zn content exceeded admissible values in fodder and in 32.9 % contained excessive amount of Cd.

PL

Badania dotyczyły określenia stopnia zanieczyszczenia gleb oraz warzyw korzeniowych uprawianych na cele konsumpcyjne pierwiastkami śladowymi na terenie powiatu miechowskiego. Zebrane gleby były zróżnicowane pod względem zawartości części spławialnych, iłu koloidalnego, materii organicznej, wartości pH, całkowitej zawartości pierwiastków śladowych oraz ich form rozpuszczalnych w roztworze 0,1 mol HCl • dm–3. O całkowitej zawartości pierwiastków śladowych, jak i ich formach rozpuszczalnych w badanych glebach decydował odczyn gleb. średnie geometryczne całkowite zawartości metali ciężkich w badanych glebach wynosi ły: 55,08 mgZn • kg–1, 8,08 mgCu • kg–1, 10,05 mgNi • kg–1, 19,05 mgPb • kg–1 i 0,46 mgCd • kg–1. Zanieczyszczenie badanych gleb metalami ciężkimi oceniono w oparciu o ramowe wytyczne dla rolnictwa opracowane przez IUNG. Pod tym względem 44 badane próbki glebowe zaliczono do gleb o naturalnej zawartości metali ciężkich. O zawartości pierwiastków śladowych w uprawianych warzywach korzeniowych decydował gatunek, analizowana część rośliny oraz pH gleby. Zawartość tych pierwiastków była znacznie większa w częściach nadziemnych niż w korzeniach. Przyjmując np. średnią geometryczną zawartość kadmu i ołowiu w korzeniach pietruszki wyrosłych na glebach o pHKCl • 6,5 za 100, zawartość kadmu w naci była większa o 64 %, a ołowiu o 36 %. Na podstawie uzyskanych wyników oceniono zawartości metali śladowych w warzywach korzeniowych, przyjmując ich poziomy krytyczne w płodach rolnych opracowane przez IUNG. Biorąc pod uwagę te kryteria stwierdzono, że wszystkie próbki korzeni spichrzowych badanych warzyw spełniały wymagania przydatności konsumpcyjnej dla ludzi pod względem zawartości miedzi i niklu, a większość pod względem zawartości ołowiu. Natomiast 7,6% próbek nie spełniało tych wymagań z powodu nadmiernej zawartości ołowiu (> 1 mg • kg–1 s.m.), 52,5% cynku (> 50 mg • kg–1 s.m.), a aż 81,6 % próbek z powodu nadmiaru kadmu (> 0,15 mg • kg–1 s.m.), pomimo że warzywa były w większości uprawiane na glebach o naturalnej zawartości tych metali. Nadmierne zawartości miedzi i niklu zanotowano tylko w 1,3 % próbek, ołowiu w 51,3 %, cynku w 79,7 %, a kadmu aż w 98,1 % próbek naci tych warzyw, w tym 7,6 % próbek nie spełniało wymagań paszowych pod względem zawartości cynku, a aż 65,8 % – kadmu. Z ogółu próbek korzeni i naci nie spełniało wymagań konsumpcyjnych z powodu nadmiernej zawartości miedzi i niklu tylko 0,6 % próbek, ołowiu 29,4 % próbek, cynku 66,1 %, a kadmu aż 89,9 % próbek, w tym w 3,8 % próbek wykazywało przekroczenia dopuszczalnych zawartości Zn i 32,9% Cd w paszach.

9

Przydrożne zbiorniki ścieków opadowych jako element ochrony jakości wód

Wiśniowska-Kielian B., Niemiec M., Arasimowicz M.

Inżynieria Ekologiczna

|

2013

|

Nr 34

62--75

PL

W pracy przedstawiono ocenę jakości ścieków opadowych z odwodnienia drogi krajowej nr 4 na odcinku Sułków - Łysokanie oraz wpływ zmiany intensywności ruchu na zawartość Zn i Pb w tych ściekach. Do badań pobrano próbki ścieków bezpośrednio spływających z drogi oraz gromadzonych w 16 zbiornikach retencyjnych, usytuowanych po obydwu jej stronach (w lipcu 2011 r. w czasie trwania opadu). Oznaczono parametry fizyko-chemiczne (pH, przewodnictwo elektrolityczne, ChZT oraz ogólną zawartość azotu i chlorków) oraz zawartość cynku i ołowiu. Wyniki porównano z uzyskanymi w latach 2007 i 2008 dla ścieków z tych samych obiektów. Stwierdzono znaczne zróżnicowanie parametrów fizyko-chemicznych oraz zawartości obydwu metali w ściekach dopływających do zbiorników oraz stagnujących w nich. Średnie stężenia metali w ściekach spływających z drogi i nagromadzonych w zbiornikach były podobne, ale wykazywały mniejszą zmienność i mniejsze maksymalne zawartości, zatem budując zbiorniki osiągnięto zamierzony cel, jakim jest retardacja degradacji zasobów wodnych. Porównując ścieki zgromadzone w tych samych zbiornikach retencyjnych w latach 2007-2011 wykazano, że średnie stężenie Zn w ściekach opadowych z odwodniania drogi Nr 4 zmniejszyło się od 2007 r. od 1,2 do 4 razy, co należy uznać za pozytywny skutek zmniejszenia intensywności ruchu pojazdów, głównie ciężarowych, po dopuszczeniu do użytku w 2009 r. autostrady A4 na odcinku Kraków-Szarów. Stężenie Pb od 2008 r. nie zmieniło się znacząco, co może wynikać z tego, że nie zmieniło się znacząco nasilenie ruchu pojazdów, zwłaszcza samochodów osobowych, którymi poruszają się mieszkańcy tego terenu. Stężenie Zn w badanych ściekach opadowych spływających z drogi było skorelowane z wartością ChZT, a w przypadku zbiorników usytuowanych po południowej stronie drogi z wartościami pH i ChZT. Stężenie Pb w ściekach spływających z drogi do wszystkich zbiorników i położonych po północnej stronie było skorelowane z objętością zbiorników oraz powierzchnią szczelną i całkowitą zlewni. Zawartość Pb w ściekach dopływających do zbiorników położonych po stronie południowej drogi i zgromadzonych w nich była skorelowana z wartością ChZT, a w zgromadzonych w zbiornikach po północnej stronie zależała od wartości pH.

EN

This paper presents an assessment of the quality of rain wastewater from the drainage of the national road No. 4 between Sułków - Łysokanie and the impact of changes in the intensity of traffic on their content of Zn and Pb. Material consisted of samples of sewage flowing out directly of the road and collected in 16 reservoirs, located on both its sides, taken in July 2011 during the precipitation. Physicochemical parameters (pH, electrolytic conductivity, COD and total nitrogen and chloride) as well as zinc and lead were analysed. The results were compared with those obtained in 2007 and 2008 for wastewater of the same objects. There were found significant differences of physico-chemical parameters and of both metals content in the wastewater flowing into reservoirs and stagnant in them. The average concentration of metals in the wastewater flowing out of the road and accumulated in the reservoirs were similar, but showed less variability and lower maximum levels, so build reservoirs reached the intended target of retardation of water resources degradation. Comparing the waste collected in the same reservoirs in 2007-2011 showed that the average Zn concentration in rain wastewater draining from the road No. 4 has decreased since 2007, from 1.2 to 4 times, which should be regarded as a positive effect of reducing the amount of traffic vehicles, mostly trucks, after being put into use in 2009, the A4 motorway between Kraków-Szarów. The concentration of Pb since 2008 has not changed significantly, which may result from the fact that has not changed significantly traffic intensity, especially cars, which are moving residents of the area. The Zn concentration in the studied rain wastewater flowing out of the road was correlated with the value of COD, and in the case of reservoirs located on the south side of the road with the values of pH and COD. Pb concentration in the effluent flowing out of the road into all reservoirs and located on the north side was correlated with the volume of reservoirs and sealed surface and total their catchment area. Pb content in the wastewater flowing into reservoirs located on the south side of the road and gathered them was correlated with the value of COD, and stored in reservoirs on the northern side depend on the pH value.

10

Lithium content in selected root vegetables against its content in soil

Rogóż A., Wiśniowska-Kielian B., Tabak M.

Ecological Chemistry and Engineering. A

|

2013

|

Vol. 20, nr 11

1359--1368

EN

In the first half of September 2003, 44 samples of cultivated root vegetables ie carrot, parsley, celery and beetroot at their consumption maturity, were collected from arable lands in the Miechowski county. Samples were gathered from the fields of considerable area (0.5–2.0 ha) vegetable cultivation. The collected plant material was subjected to dry mineralization, ash was dissolved in HNO3 and obtained mineralizat was analysed. Soil samples were taken from the same locations as vegetables, from the depth of 0–25 cm. Basic physicochemical properties of the soil samples were determined by means of methods universally applied in agricultural chemistry. Total lithium content in the soils was determined after mineralization at a temperature of 450 oC, then digestion with a mixture of acids (HClO4 and HNO3) and dissolving in HCl. Content of this element soluble forms was determined after extraction with 0.1 mol·dm–3 HCl solution. The total lithium content in the examined soils varied widely (2.79 to 12.20 mg· kg–1), with a geometric mean of 7.78 mg· kg–1 . The content of the soluble forms of lithium extracted with 0.1 mol · dm–3 HCl solution varied from 0.057 to 0.251 mg · kg–1, with a geometric mean of 0.119 mgLi ·kg–1. It was fund significant correlation between total lithium content and share of floatable fraction and colloidal clay in studied soils, as well as between content of soluble lithium forms and share of colloidal clay in soil. The lithium content in the vegetables varied depending on species and part of the plant. A geometric mean of lithium content in roots varied from 0.206 mgLi· kg–1 (parsley) to 0.365 mgLi· kg–1 (beetroot). Tops of vegetables contained 3–5 times more lithium than their roots. It was stated, that physicochemical properties of studied soils not uniformly affected lithium content in vegetables, what demonstrated values of simple correlation coefficients. Lithium content in roots of all vegetables and tops of beetroot and parsley depended on soluble forms of lithium content in soil.

PL

W pierwszej połowie września 2003 r. na terenie powiatu miechowskiego pobrano 44 próbki warzyw korzeniowych, tj. marchwi, pietruszki, selera oraz buraka czerwonego. Próbki pobierano z pól o znaczącym areale (0,5–2,0 ha) uprawy warzyw z przeznaczeniem na cele konsumpcyjne. Zebrane próbki warzyw poddano mineralizacji na sucho, popiół roztworzono w HNO3, a uzyskane mineralizaty poddano analizie. Z tych samych miejsc, na których uprawiano warzywa korzeniowe, pobrano próbki glebowe z głębokości 0–25 cm. W próbach glebowych oznaczono podstawowe właściwości fizykochemiczne metodami standardowymi stosowanymi w chemii rolnej. Całkowitą zawartości litu w glebach oznaczono po ich wcześniejszej mineralizacji w temperaturze 450 oC, a następnie wytrawieniu w mieszaninie kwasów (HClO4 i HNO3) i roztworzeniu w HCl. Zawartość rozpuszczalnych form tego pierwiastka oznaczono po ich wyekstrahowaniu roztworem HCl (0,1 mol· dm–3). Całkowita zawartość litu w badanych glebach wahała się w szerokim zakresie (2,79–12,20 mgLi · kg–1), a średnia geometryczna wynosiła 7,78 mgLi· kg–1. Natomiast zawartość rozpuszczalnych form litu wyekstrahowanych HCl o stężeniu 0,1 mol ·dm–3 wahała się od 0,057 do 0,251 mgLi·kg–1 (ze średnią geometryczną 0,119 mgLi ·kg–1). Stwierdzono istotną dodatnią korelacje pomiędzy całkowitą zawartością litu a zawartością części spławianych oraz iłu koloidalnego w badanych glebach, a także pomiędzy zawartością rozpuszczalnych form litu a zawartością iłu koloidalnego. Zawartość litu w zebranych warzywach była zróżnicowania w zależności od gatunku i organu rośliny. Średnia geometryczna zawartość litu w korzeniach wynosiła od 0,206 mgLi · kg–1 (pietruszka) do 0,365 mgLi· kg–1 (burak czerwony). Części nadziemne warzyw zawierały 3–5 razy więcej litu niż korzenie. Wykazano, że właściwości fizykochemiczne badanych gleb w niejednakowym stopniu wpływały na zawartość litu w warzywach, czego dowodzą wartości współczynników korelacji prostej. O zawartość litu w korzeniach wszystkich badanych warzyw oraz naci buraka i pietruszki decydowała zawartość rozpuszczalnych form litu w glebie. Ponadto zawartość litu w korzeniach marchwi oraz korzeniach i naci pietruszki zależała od całkowitej zawartość tego pierwiastka w glebie. Natomiast odczyn gleb nie miał istotnego wpływu na zawartość litu w organach badanych warzyw korzeniowych.

11

Efficiency of antioxidative system in spinach plants growing in soil contaminated with nickel

Arasimowicz M., Wiśniowska-Kielian B., Niemiec M.

Ecological Chemistry and Engineering. A

|

2013

|

Vol. 20, nr 9

987--997

EN

The paper attempted to assess the activity of antioxidative system in cells of spinach plant, ‘Matador’ c.v., growing in the soil contaminated with Ni. Plant material for analyses was obtained from two pot experiments conducted in 2010 and 2011 in the vegetation hall of the Experimental Station of the University of Agriculture in Krakow. Ni content in the plant aboveground parts was assessed by ICP-ES method, contents of reduced glutathione form by colorimetry and ascorbic acid by titrimetric method. Nickel content in spinach aboveground parts ranged from 2.00 to 204.5 mg kg–1 d.m. and increased with growing substratum pollution with this element and usually with plant age. The plants contained from 31 to 238 g GSH g–1 f.m. In the first three objects with 0o, Io and IIo degree of substratum pollution according to IUNG classification, this antioxidant contents were higher in comparison with its amount in plants from the control and objects with lower degree of pollution. In the object with the highest nickel dose application, GSH content in plants decreased significantly in comparison with plants from the other objects, while the plants on this object died shortly after germination. Ascorbic acid content in spinach in the both years of experiments ranged from 24.13 to 73.09 mg 100 g–1 f.m. and increased in plants from the successive objects with growing substratum contamination with nickel. In the first phase of growth spinach plants contained generally much more of GSH and AsA, which indicated much better efficiency of the antioxidative system at the initial period of growth.

PL

W pracy podjęto próbę oceny aktywności systemu antyoksydacyjnego komórek roślin szpinaku odmiany ‘Matador’ rosnących w glebie zanieczyszczonej Ni. Materiał roślinny do analiz pozyskano w dwóch doświadczeniach wazonowych prowadzonych w latach 2010 i 2011 w hali wegetacyjnej stacji doświadczanej 996 Monika Arasimowicz et al Uniwersytetu Rolniczego w Krakowie. W częściach nadziemnych roślin oznaczono zawartość Ni metodą ICP-ES, zredukowanej formy glutationu metodą kolorymetryczną oraz kwasu askorbinowego metodą miareczkową. Zawartość niklu w częściach nadziemnych szpinaku wynosiła od 2,00 do 204,5 mg kg–1 s.m. i zwiększała się wraz ze stopniem zanieczyszczenia podłoża tym pierwiastkiem oraz na ogół wraz z wiekiem roślin. Rośliny zawierały od 31 do 238 g GSH g–1 ś.m. W roślinach z pierwszych trzech obiektów o zanieczyszczeniu podłoża odpowiadającym 0o, Io, IIo , według klasyfikacji IUNG, zawartość tego antyoksydantu była większa w porównaniu z zawartością GSH w roślinach z obiektu kontrolnego i obiektów o niższym stopniu zanieczyszczenia. W obiekcie z największym zastosowanym dodatkiem niklu zawartość GSH w roślinach zmniejszyła się istotnie w porównaniu z roślinami z pozostałych obiektów, a rośliny z tego obiektu obumarły niedługo po wschodach. Zawartość kwasu askorbinowego w szpinaku w obydwu latach doświadczeń mieściła się w przedziale od 24,13 do 73,09 mg 100 g–1 ś.m. i zwiększała się w roślinach z kolejnych obiektów o coraz większym zanieczyszczeniu podłoża niklem. Rośliny szpinaku w pierwszej fazie wzrostu zawierały na ogół znacznie więcej GSH i AsA, co wskazuje na znacznie wyższą sprawność systemu antyoksydacyjnego roślin w początkowym okresie wzrostu.

12

Post-Effect of Increasing Bottom Sediment Additives to the Substratum on Nickel Uptake by Plants

Arasimowicz M., Niemiec M., Wiśniowska-Kielian B.

Ecological Chemistry and Engineering. A

|

2012

|

Vol. 19, nr 10

1229--1238

EN

The aim of the studies was an estimate of post-effect of bottom sediment additives to the substratum on nickel uptake by plants, under conditions of pot experiment. Components of substratum were very acid soil and bottom sediment dredged from Roznow Reservoir. Bottom sediment share ranged from 0 to 16 % of total substratum mass. Test plants were grown in orders: maize (Zea mays L.) and faba bean (Vicia faba L. var. minor), as well as oat (Avena sativa L.) and narrowleaf lupine (Lupinus angustifolius L.). After vegetation period plants were harvested on green mass. Content of Ni in mineralizats obtained from plant material was determined using ICP-AES method. The total quantity of Ni removed with yield of plants depending on species and part of plant was compared and changes affected by bottom sediment share in substratum as well as previous plant cultivation were estimated. Under conditions of increased sediment share in substratum significantly higher amounts of nickel were accumulated in roots than in shoots of the plants. On average the highest Ni contents were determined in roots and shoots of faba bean, while the lowest ones in maize roots and shoots. Bottom sediment additions in an amount exceeding 4 % of the substrate mass caused a decrease of Ni content in the aboveground parts of all test plants and sediment additions greater than 10 % reduced these metal content in roots of faba bean and lupine, in comparison with plants from control objects. In case of maize and oat all doses of sediment caused an increase of Ni content in roots. In spite of additional Ni load with applied bottom sediment its increased content in plant tissue of aboveground parts of most test plant was not stated. One may explain this dependence by decreased Ni availability to plants as a result of sediment ability to substratum deacidification. Considering total Ni uptake the highest its amounts were removed with yield of maize, and the lowest with yield of oat. Significantly higher amount of nickel was taken from the soil in case of maize and faba bean cultivation than in case of variant with oat and lupine. This was due to significantly higher maize biomass yield in comparison with other test plants. The Ni translocation coefficients (TC) (content in shoots versus content in roots) as well as bioaccumulation coefficients (BC) (content in shoots versus content in soil) for individual plants were calculated. The highest average value of TC was affirmed for faba bean (0.5), lower ones for oat (0.29) and lupine (0.21), and the lowest one for maize (0.15). The average values of BC for individual plants decreased as follow: 0.74 – faba bean, 0.37 – oat, 0.31 – lupine, 0.16 – maize.

PL

Celem badań była ocena następczego wpływu dodatku osadu dennego do podłoża na pobranie niklu przez rośliny w warunkach doświadczenia wazonowego. Jako komponenty podłoża użyto glebę lekką, bardzo kwaśną oraz osad denny bagrowany ze Zbiornika Rożnowskiego. Udział osadu dennego wynosił od 0 do 16 % całkowitej masy podłoża. Rośliny uprawiano w kolejności: kukurydza (Zea mays L.) i bobik (Vicia faba L. var. minor) oraz owies (Avena sativa L.) i łubinu (Lupinus angustifolius L.). Po okresie wegetacji rośliny zebrano na zieloną masę. Zawartość Ni w mineralizatach uzyskanych z materiału roślinnego oznaczono metodą ICP-AES. W pracy porównano całkowitą ilości Ni odprowadzoną z plonem roślin testowych w zależności od gatunku i części rośliny oraz oszacowano zmiany powodowane dodatkiem osadu dennego do podłoża, a także następstwem roślin po sobie. W warunkach zwiększającego się udziału osadu w podłożu znacznie większe ilości niklu zostały zgromadzone w korzeniach niż w łodygach roślin. Średnio najwięcej Ni zawierały korzenie łubinu i bobiku, a najmniej korzenie i łodygi kukurydzy. Dodatki osadu dennego w ilości przekraczającej 4 % masy podłoża powodowały zmniejszenie zawartości Ni w częściach nadziemnych wszystkich roślin testowych, a dodatki osadu większe niż 10 % zmniejszyły zawartość tego metalu w korzeniach łubinu i bobiku, w porównaniu z obiektami kontrolnymi. W przypadku kukurydzy i owsa wszystkie dawki osadu powodowały wzrost zawartości Ni w korzeniach. Pomimo zwiększonego ładunku Ni w podłożu wprowadzonego z zastosowanym osadem dennym nie następował wzrost zawartości tego metalu w częściach nadziemnych większości roślin testowych. Taką zależność można tłumaczyć ograniczeniem dostępności Ni dla roślin na skutek odkwaszaj ącego działania osadu dennego do podłoża. Biorąc pod uwagę całkowite pobranie Ni, najwięcej tego metalu zostały odprowadzone z plonem kukurydzy, a najmniejsze z plonem owsa. Znacznie więcej niklu pobrały z gleby rośliny uprawiane w następstwie kukurydza–bobik niż w następstwie owies–łubin. Było to spowodowane znacznie większym plonem biomasy kukurydzy w porównaniu z pozostałymi roślinami testowymi, co przełożyło się na znacznie większe pobranie niklu z podłoża. Obliczono współczynniki translokacji Ni (WT) (zawartość w częściach nadziemnych versus zawartość w korzeniach) oraz współczynnik bioakumulacji (WB) (zawartość w częściach nadziemnych versus zawartość w glebie) dla poszczególnych roślin. Najwyższą średnią wartość WT stwierdzono dla bobiku (0,5), niższą dla owsa (0,29) i łubinu (0,21), a najniższą dla kukurydzy (0,15). Średnie wartości WB dla poszczególnych roślin malały następująco: 0,74 – bobik, 0,37 – owies, 0,31 – łubin, 0,16 – kukurydza.

13

Post-Effect of Bottom Sediment Addition to the Substratum on Chemical Composition of White Mustard (Sinapis alba L.) Biomass. Part 2. Quantitative Ratios between Macroelements

Wiśniowska-Kielian B., Arasimowicz M., Niemiec M.

Ecological Chemistry and Engineering. A

|

2012

|

Vol. 19, nr 4-5

387-393

EN

The aim of the work was an assessment of a bottom sediment supplement to the substratum on the composition of plant biomass determined on the basis of quantitative relationships between macroelements. The experiment was a continuation of previous research conducted in 2005 and 2006, when the test plants were: Italian ryegrass (Lolium multiflorum L.) and maize (Zea mays L.), respectively. The quality of white mustard (Sinapis alba L.) shoot biomass cultivated in the third year after the application of bottom sediment dredged from the Roznow Reservoir was assessed. The sediment was added to the soil in quantities constituting between 1 and 20 % of the substratum mass. Macroelement content was determined in the obtained material and subsequently weight ratios Ca : P, Ca : Mg, K : Ca, K : Mg and K : Na, as well as K : (Ca + Mg) ionic ratio were computed. A considerable diversification of relationships between macroelements was revealed in mustard shoot biomass growing on substrata with diverse share of bottom sediment. In white mustard biomass from the control treatment (soil without sediment addition) K:Ca ratio assumed a value close to optimal, Ca : P, K : Mg and K : Na ratios were about 3-fold higher, Ca : Mg was 4-fold higher than optimal, whereas K : (Ca + Mg) ratio was over twice lower than optimal. Increasing share of the sediment in the substratum generally caused a widening of Ca : P ratio and narrowing of K : Ca, K : Mg, K : Na, Ca : Mg and K : (Ca + Mg) ratios in mustard biomass. The changes led to a serious worsening of Ca : P, K : Ca and K : (Ca + Mg) ratios in mustard biomass but caused a marked improvement of K : Mg and K : Na ratios bringing them close to the optimum. They also bettered Ca : Mg ratio but did not lead it to the optimal value. The reason of worsening Ca : P, K : Ca and K : (Ca + Mg) ratios was a large Ca content in plant biomass resulting from a relatively high its content in bottom sediment despite applied NPK mineral fertilization and the antagonism among the elements. The cause of modification of the relationships between the elements may be changes of the substratum pH resulting from bottom sediment addition to the soil, particularly in the range of between 3 to 20 % which induced a raise in pH value, proportional to the sediment share in the substratum. The highest sediment admixtures led the substratum pH to approximate neutral. Bottom sediment dredged from the Roznow Reservoir may be used for improvement of light acid soil properties, but it may cause a worsening of the weight ratios between calcium and other macroelements, particularly P and K.

PL

Celem pracy była ocena oddziaływania dodatku osadu dennego do podłoża na skład biomasy roślinnej ocenianej na podstawie stosunków ilościowych między makroelementami. Badania były kontynuacją doświadczeń prowadzonych w latach 2005 i 2006, w których roślinami testowymi były kolejno życica wielokwiatowa (Lolium multiflorum L.) i kukurydza (Zea mays L.). Oceniano jakość nadziemnej biomasy gorczycy białej (Sinapis alba L.), uprawianej w trzecim roku po zastosowaniu osadu dennego bagrowanego ze Zbiornika Rożnowskiego. Osad dodawano do gleby w ilości od 1 do 20% masy podłoża. W uzyskanym materiale roślinnym oznaczono zawartość makroelementów, a następnie obliczono stosunki masowe Ca : P, Ca : Mg, K : Ca, K : Mg i K : Na oraz stosunek jonowy K : (Ca + Mg). Wykazano znaczne zróżnicowanie stosunków między makrślementami w nadziemnej biomasie gorczycy rosnącej na podłożach ze zwiększającym się udziałem osadu dennego. W biomasie gorczycy białej z obiektu kontrolnego (gleba bez dodatku osadu dennego) stosunek K : Ca przyjmował wartość bliską optymalnej, stosunki Ca : P, K : Mg i K : Na - około 3-krotnie wyższe, a Ca : Mg - 4-krotnie wyższy niż optymalne, natomiast stosunek K : (Ca + Mg) miał wartość ponad 2-krotnie niższą od optymalnej. Wzrastający udział osadu w podłożu powodował na ogół rozszerzenie stosunku Ca : P oraz zacieśnienie stosunków K : Ca, K : Mg, K : Na, Ca : Mg i K : (Ca + Mg) w biomasie gorczycy. Zmiany te prowadziły do znacznego pogorszenia stosunków Ca : P, K : Ca i K : (Ca + Mg) w biomasie gorczycy oraz wyraźnej poprawy stosunków K : Mg i K : Na, których wartość zbliżała się do optimum, a także Ca : Mg, jednak nie doprowadzając tej relacji do wartości optymalnej. Przyczyną pogorszenia stosunków Ca : P, K : Ca i K : (Ca + Mg) jest duża zawartość Ca w biomasie roślin wynikająca ze względnie dużej zawartości Ca w osadzie dennym, mimo zastosowanego nawożenia mineralnego NPK oraz antagonizm między pierwiastkami. Przyczyną modyfikacji relacji między makroelementami mogą być zmiany odczynu podłoża w następstwie dodatku osadu dennego do gleby, zwłaszcza wynoszącego (3-20) % masy podłoża, które powodowały wzrost wartości pH proporcjonalny do udziału osadu. Największe dodatki osadu doprowadzały odczyn podłoże do zbliżonego do obojętnego. Osad denny bagrowany ze Zbiornika Rożnowskiego może być użyty do poprawy właściwości gleb lekkich kwaśnych, może jednak powodować pogorszenie się stosunków masowych między wapniem a pozostałymi makroelementami, zwłaszcza P i K.

14

Contents of Iron, Manganese and Zinc in the Sediments of Rainwater Reservoirs Situated along the National Road No. 4

Niemiec M., Arasimowicz M., Wiśniowska-Kielian B.

Ecological Chemistry and Engineering. A

|

2012

|

Vol. 19, nr 10

1221--1228

EN

The research aimed at identification and assessment of iron, manganese and zinc contents in bottom sediments of retention reservoirs – the receivers of rainwater runoff from the national road No. 4. The samples were collected in 2007 and 2008 from the top layer 0–10 cm of the sediments accumulated on the bottom of the reservoirs situated on both sides of the road along the section of about 10 km between the Sulkow and Suchoraba villages. Heavy metal concentrations were determined with ICP-AES method in solutions after the previous mineralization of the sediments in a muffle furnace and in a mixture of concentrated HClO4 and HNO3 acids (2:3, v/v). The contents of individual metals in the analyzed sediments ranged from 7.25 to 18.11 gFe kg-1 d.m., from 283 to 3225 mgMn kg-1 d.m. and from 60.06 to 507.5 mgZn kg-1 d.m. Average contents of Fe, Mn and Zn were: 11.84 g, 761 mg and 187 mg kg-1 d.m., respectively. Iron content in the analyzed sediments depended on the sampling date, but no effect of the reservoirs localization on this metal content in the sediments was registered. Neither unambiguous influence of sampling date nor the reservoir distance from Krakow on manganese content in the analyzed sediments was noted. On the other hand, considerable differences in zinc content in the sediment taken from the individual reservoirs and dependant on sampling date were observed. Successive diminishing of zinc amount in the sediments was noted with increasing distance from Krakow.

PL

Celem badań było oznaczenie i ocena zawartości żelaza, manganu i cynku w osadach dennych zbiorników wód deszczowych usytuowanych wzdłuż drogi krajowej nr 4. W 2007 i 2008 r. pobrano próbki osadów ze zbiorników będących odbiornikami spływów deszczowych z jezdni i drogi krajowej nr 4 na odcinku 10 km, pomiędzy Sułkowem i Suchorabą. Osady pobrano z ich wierzchniej warstwy ((0–10 cm) z każdego zbiornika. Zawartość metali ciężkich w osadach oznaczono po uprzedniej mineralizacji materiału w piecu muflowym oraz w mieszaninie kwasów HClO4 i HNO3 (2:3, v/v), metodą ICP-AES. Zawartości poszczególnych metali w analizowanych osadach wahały się od 7,25 do 18,11 gFe kg-1 s.m., od 60,05 do 507,5 mgZn _ kg-1 s.m. oraz od 283 do 3225 mgMn kg-1 s.m. Średnie zawartości Fe, Zn, Mn wynosiły odpowiednio: 11,84 g, 187,5 mg oraz 761 mg kg-1 s.m. Zawartość żelaza w analizowanych osadach była zależna od terminu pobrania próbek, nie stwierdzono natomiast wpływu usytuowania zbiorników na zawartość tego metalu w osadach. Nie stwierdzono jednoznacznego wpływu terminu pobrania ani oddalenia zbiornika od Krakowa na zawartość manganu w osadach. Stwierdzono znaczne różnice zawartości cynku w osadach z poszczególnych zbiorników oraz w zależności od terminu pobrania próbek. Zaobserwowano sukcesywne zmniejszanie się ilości cynku w osadach w miarę oddalania się od Krakowa.

15

Contents of Copper, Nickel and Chromium in the Sediments of Rainwater Reservoirs Situated Along the National Road No. 4

Niemiec M., Wiśniowska-Kielian B., Arasimowicz M.

Ecological Chemistry and Engineering. A

|

2012

|

Vol. 19, nr 1-2

113-122

EN

The paper aimed at determining heavy metal pollution level of the sediments collected from reservoirs that retain rainwater, localized along the national road No. 4. The sediments were sampled from 11 reservoirs on three dates: in May 2007, in April 2008 and in June 2008 in the Sulkow, Biskupice, Bodzanow and Suchoraba villages, along the ca 10 km section of this road. The sediments were dried in the open air, dry-mineralized and dissolved in a mixture of nitric and chloric acids (3:2, v/v). The contents of copper, chromium and nickel were assessed in the obtained solutions by means of ICP-AES method. Copper contents in the analyzed sediments ranged from 9.29 to 102 mg kg–1, with an average for all samples 34.94 mg Cu kg–1. Chromium contents in the studied sediments comprised in limits 12.6–58.1 mg Cr kg–1, with an average value of 27.7 mg Cr kg–1. Nickel quantities assessed in sediments from rainwater reservoirs were within the range of 7.57–25.62 mg Ni kg–1, with an average value of 13.71 mg kg–1. Changeability (RSD) of the studied metal contents between individual reservoirs fluctuated from 18 to 58 %. The amounts of analyzed elements in the sediments from reservoirs receiving runoffs from the road were much smaller than assessed in similar sediments from various cities worldwide. The investigated sediments do not pose any hazard in view of pollution with copper, chromium or zinc. A regular diminishing of copper content in the sediments was observed with increasing distance from Krakow agglomeration. The closest reservoir is situated in Sulkow, 7 km from the Krakow boundaries, near the boundaries of the Wieliczka town. On the other hand, the reservoir in Suchoraba village is about 17 km far from Krakow. Along this stretch copper content in sediment taken from reservoirs that retain rain water diminished several times, what points at a considerable effect of pollution coming from urban centre on this metal level in the sediments. No such dependence was observed for nickel or chromium.

PL

Celem pracy było określenie poziomu zanieczyszczenia metalami ciężkimi osadów pobranych ze zbiorników zlokalizowanych wzdłuż drogi krajowej nr 4 przyjmujących wody deszczowe. Osady pobrano z 11 zbiorników w trzech terminach: maj 2007 r., kwiecień 2008 r. i czerwiec 2008 r. z miejscowości: Sułków, Biskupice, Bodzanów i Suchoraba na odcinku ok. 10 km. Osady wysuszono na powietrzu i zmineralizowano na sucho i roztworzono w mieszaninie kwasów azotowego(V) i chlorowego(VII) w stosunku objętościowym 3:2. W uzyskanych roztworach oznaczono ogólną zawartość miedzi, chromu oraz niklu metodą ICP-AES. Zawartość miedzi w badanych osadach mieściła się w granicach od 9,29 do 102 mg kg-1. Średnia dla wszystkich próbek wynosiła 34,94 mg kg-1. Stężenie chromu w badanych osadach wahało się w granicach 12,6-58,1 mg Cr kg-1, a średnio wynosiło 27,7 mg kg-1. Ilości niklu oznaczone w osadach ze zbiorników wód opadowych mieściły się w zakresie 7,57-25,62 mg Ni kg-1. Średnia zawartość tego pierwiastka wynosiła 13,71 mg kg-1. Zmienność (RSD) stężeń badanych metali pomiędzy poszczególnymi zbiornikami wahało się w granicach 18-58 %. Ilości badanych pierwiastków w osadach ze zbiorników przyjmujących spływy z drogi były znacznie mniejsze niż stwierdzane w podobnych osadach w innych miastach na świecie. Badane osady nie stanowią zagrożenia ze względu na zawartość miedzi, niklu i chromu. Zaobserwowano regularne zmniejszanie zawartości miedzi w miarę oddalania się od aglomeracji krakowskiej. Zbiornik usytuowany najbliżej Krakowa w Sułkowie oddalony jest o ok. 7 km od rogatek Krakowa i znajduje się przy granicy z miastem Wieliczka, natomiast zbiornik w Suchorabie jest oddalony o ok. 17 km od Krakowa. Na tym odcinku zawartość miedzi w osadach ze zbiorników wód deszczowych zmniejszyła się kilkakrotnie, co wskazuje na znaczny wpływ zanieczyszczeń napływających z ośrodka miejskiego na poziom tego metalu w osadach. W przypadku niklu i chromu nie zaobserwowano takiej zależności.

16

Zmiany odczynu gleby oraz fitoprzyswajalności niklu pod wpływem dodatku osadu dennego do podłoża

Arasimowicz M., Niemiec M., Wiśniowska-Kielian B

Proceedings of ECOpole

|

2011

|

Vol. 5, No. 2

475--478

PL

Celem badań była ocena wpływu dodatku osadu dennego na odczyn podłoża oraz pobranie niklu przez rośliny w warunkach doświadczenia wazonowego. Komponentami podłoża były gleba lekka, bardzo kwaśna oraz osad denny bagrowany ze Zbiornika Rożnowskiego. Udział osadu dennego wynosił od 0 do 16% całkowitej masy podłoża. Rośliny testowe były uprawiane w następstwie: kukurydza i bobik oraz owies i łubin. Po okresie wegetacji rośliny zebrano na zieloną masę. Zawartość Ni w mineralizatach uzyskanych z materiału roślinnego oznaczono metodą ICP-AES. W pracy porównano zmiany pobrania Ni z plonem roślin testowych w zależności od gatunku roślin uprawianych w następstwie po sobie i dodatku osadu dennego do podłoża. Pomimo wzrostu zawartości Ni w podłożu spowodowanego dodatkowym ładunkiem tego metalu wniesionym wraz z zastosowanym osadem dennym nie następowało zwiększenie zawartości niklu w tkankach większości roślin testowych. Dodatek osadu dennego w ilości przekraczającej 4% masy podłoża powodował zmniejszenie zawartości Ni w częściach nadziemnych wszystkich roślin testowych w porównaniu z roślinami z obiektów kontrolnych. W warunkach zwiększającego się udziału osadu w podłożu największe całkowite pobranie Ni zanotowano w przypadku kukurydzy, a najmniejsze w przypadku owsa. W celu oceny zmian pobrania Ni z plonem roślin testowych obliczono współczynniki bioakumulacji (WB) Ni dla poszczególnych roślin. Największe wartości tego współczynnika zanotowano w przypadku bobiku, następnie porównywalne w przypadku owsa i łubinu, a najmniejsze dla kukurydzy. Średnie wartości WB dla badanych roślin zmniejszały się następująco: 0,74 - bobik, 0,37 - owies, 0,31 - łubin, 0,16 - kukurydza, co należy wiązać z przynależnością roślin do jedno- lub dwuliściennych oraz wielkością plonu ich biomasy. Uzyskane zależności można tłumaczyć zdolnością osadu dennego do neutralizacji podłoża, na co wskazują zmiany pH zanotowane po zbiorze roślin następczych.

EN

The aim of the studies was an estimate of effect of bottom sediment addition on substratum reaction and on nickel uptaking by plants under conditions of pot experiment. Very acid soil and bottom sediments dredged from Roznow Reservoir were used as components of substratum. Bottom sediment share ranged from 0 to 16% of total mass of substratum. Test plants were grown in orders: maize and faba bean as well as oat and lupine. After vegetation the plants were harvested on green mass. The content of Ni in mineralizats obtained from plant material was determined by the ICP-AES method. The changes of Ni amount removed with yield of plants depending on species of the plant and of bottom sediment share in substratum were compared. In spite of increase of nickel content in substratum as an effect of additional Ni load with applied bottom sediment, an increased its content in plant tissue of most test plant was not found. Bottom sediment addition in an amount exceeding 4% of the substrate mass caused a decrease of Ni content in the aboveground parts of all test plants, in comparison with plant of control objects. Under conditions of increased share of sediment in substratum the highest amounts of nickel were removed with yield of maize and the lowest in case of oat yield. For estimate the changes of Ni uptake with yield of test plants the Ni bioaccumulation coefficients (BC) (content in tops versus content in soil) for individual plants were calculated. The highest values of this coefficient were noted in case of horse bean, for oat and lupine had similar values, and the lowest ones were observed in case of maize. The average values of BC for individual plants decreased as follow: 0.74 - faba bean, 0.37 - oat, 0.31 - lupine, 0.16 - maize, what may be connected with belonging of plant to mono- or dicotyledonous plants and quantity of biomass yield. Interrelationships obtained in this experiment one may explain as an effect of bottom sediment ability to substratum neutralization, which was affirmed in pH values noted after harvesting of consecutive plants.

17

Post-Effect of Bottom Sediment Addition to the Substratum on Chemical Composition of White Mustard (Sinapis alba L.) Biomass. Part 1. Macroelements Content

Arasimowicz M., Wiśniowska-Kielian B., Niemiec M.

Ecological Chemistry and Engineering. A

|

2011

|

Vol. 18, nr 9-10

1175-1184

EN

The paper aimed to investigate the effect of bottom sediment supplement to the substratum on chemical composition of cultivated plant biomass considering the optimal macroelements content in plants destined for fodder, as well as an assessment of potential bottom sediment utilization in agriculture. The researched material was the aboveground biomass of white mustard (Sinapis alba L.), cultivated in the third year after the application of bottom sediment dredged from the Roznow Reservoir to very light and very acid soil. The experiment was a continuation of research conducted in 2005 and 2006 on: Italian ryegrass (Lolium multiflorum L.) and maize (Zea mays L.), respectively. The proportion of sediment in the substratum was between 1 and 20 %. Macroelements content in mustard shoot biomass was diversified depending on the share of bottom sediment in the substratum and ranged as follows: 36.8–47.1 g N, 2.25–5.20 g P, 7.52–47.47 g K, 26.25–42.50g Ca, 2.3–4.5 g Mg and 1.11–4.67 g Na per 1 kg of dry mass. Among the analyzed elements the most diversified were content of K (V = 51.85 %) and Na (V = 44.53 %), less diverse were P (V = 23.27 %) and Mg (V = 19.73 %), whereas the least diversity was registered in case of N (V = 6.63 %) and Ca (V = 13.27 %).The highest contents of P, Ca and Mg were observed when the share of the sediment in the substratum amounted to 4 %, whereas mustard biomass accumulated the greatest quantities of N and Na when the sediment share in the substratum was 1 % and 3 %, respectively, while K contents were the highest on the control. Bottom sediment supplements to the substratum caused a decline in N, P and K contents at simultaneous increase in Ca and Mg content in mustard biomass in comparison with plants from the control object. A 7 % sediment supplement of the substratum caused an increase in Na content in mustard biomass, whereas a bigger admixture caused a decrease in this element content in comparison with the control. Obtained mustard shoot biomass on a majority of treatments revealed excessive contents of P, Ca and Mg and either excessive or too low contents of K and Na. Applied bottom sediment led to the soil deacidification, positively affected plant yielding, so it may be used for improvement of light acid soils properties but the simultaneous control of plant chemical composition is necessary.

PL

Celem pracy było zbadanie wpływu dodatku osadu dennego do podłoża na skład chemiczny biomasy uprawianych roślin biorąc pod uwagę optymalne zawartości makrślementów w roślinach przeznaczonych na paszę oraz ocena możliwości rolniczego wykorzystania osadu dennego. Materiał do badań stanowiła nadziemna biomasa gorczycy białej (Sinapis alba L.), uprawianej w trzecim roku po zastosowaniu osadu dennego bagrowanego ze Zbiornika Rożnowskiego do gleby bardzo lekkiej oraz bardzo kwaśnej. Doświadczenie było kontynuacją badań prowadzonych w latach 2005 i 2006, w których roślinami testowymi były kolejno życica wielokwiatowa (Lolium multiflorum L.) i kukurydza (Zea mays L.). Udział osadu w podłożu wynosił od 1 do 20%. Zawartość makrślementów w nadziemnej biomasie gorczycy była zróżnicowana w zależności od udziału osadu dennego w podłożu i mieściły się w zakresach 36,8-47,1 g N, 2,25-5,20 g P, 7,52-47,47 g K, 26,25-42,50 g Ca, 2,3-4,5 g Mg i 1,11-4,67 g Na w 1 kg suchej masy. Spośród badanych pierwiastków najbardziej zróżnicowana była zawartość K (V = 51,85 %) i Na (V = 44,53 %), w znacznie mniejszym stopniu zawartość P (V = 23,27 %) i Mg (V = 19,73 %), a najmniejsze zróżnicowanie zanotowano w przypadku Ca (V = 13,27 %) i N (V = 6,63 %). Największe zawartości P, Ca i Mg zaobserwowano, gdy udział osadu w podłożu wynosił 4 %, a najwięcej N i Na zawierała biomasa gorczycy, gdy udział osadu w podłożu wynosił odpowiednio 1 % i 3 %, a K w roślinach z obiektu kontrolnego. Dodatki osadu dennego do podłoża powodowa ły zmniejszenie zawartości N, P oraz K, jednocześnie następowało zwiększenie zawartości Ca i Mg w biomasie gorczycy w porównaniu z roślinami z obiektu kontrolnego. Dodatek do 7 % osadu do podłoża powodował wzrost zawartości Na w biomasie gorczycy, a większe dodatki wywołały obniżenie zawartości tego pierwiastka w porównaniu z roślinami wyrosłymi w obiekcie kontrolnym. Uzyskana nadziemna biomasa gorczycy z większości obiektów cechowała się nadmierną zawartością P, Ca i Mg oraz nadmierną lub za małą zawartością K i Na. Zastosowany osad denny powodował odkwaszanie gleby, oddziaływał pozytywnie na plonowanie roślin, dlatego można go użyć do poprawy właściwości gleb lekkich kwaśnych, jednocześnie jest konieczna kontrola składu chemicznego roślin.

18

Assessment of Heavy Metal Pollution of Rainwaters Flowing Down the Road No. 4 Taken from Retention Reservoirs

Niemiec M., Wiśniowska-Kielian B.

Ecological Chemistry and Engineering. A

|

2011

|

Vol. 18, nr 2

235-240

EN

Storm sewage flowing down the roads are collected in roadside retention, infiltration and evaporating reservoirs. Those reservoirs are the elements of rainy sewage system and the pre-cleaning process of runoff from surface of road carring the considerable load of pollutants takes place in them. The aim of the study was to estimate the quality of rainwaters taken from retention reservoirs situated along the main-road No. 4 from Krakow to Bochnia section. Water samples were taken from the both sides of the road and Zn, Cu, Ni and Pb contents were determined. Heavy metal concentrations in rainwaters collected from retention reservoirs are not high and in no cases exceed the standards admissible for surface waters. Considerable differences in the contents of analyzed metals were assessed between individual reservoirs. Higher concentrations were determined in water from tanks situated on the southern side of the route than on the northern one. Low concentrations of heavy metals in waters in the retention reservoirs may be a result of considerable amounts of organic and mineral suspension absorbing these pollutants in the bottom sediments.

PL

Ścieki opadowe spływające z dróg są zbierane w przydrożnych zbiornikach retencyjnych, infiltracyjnych i odparowujących, Te zbiorniki są elementami systemu kanalizacji i zachodzi w nich proces podczyszczania spływów z dróg niosących znaczny ładunek zanieczyszczeń. Celem badań była ocena jakości wód opadowych pobranych ze zbiorników retencyjnych usytuowanych wzdłuż drogi krajowej nr 4 na trasie Kraków – Bochnia. Próbki pobierano z obydwu stron drogi i oznaczono w nich zawartość Zn, Cu, Ni i Pb. Stężenie metali ciężkich w wodach opadowych pobranych ze zbiorników retencyjnych nie było duże i w żadnych przypadku nie przekroczyło wartości dopuszczalnych dla wód powierzchniowych. Stwierdzono wyraźne różnice zawartości analizowanych metali w próbkach z poszczególnych zbiorników. Wyższe zawartości metali oznaczono w wodach opadowych ze zbiorników usytuowanych po południowej stronie drogi niż po północnej stronie. Małe stężenie metali ciężkich w wodach opadowych ze zbiorników retencyjnych może być wynikiem dużej zawartości zawiesin organicznych i mineralnych absorbujących te zanieczyszczenia w osadach dennych.

19

Zinc, Copper and Chromium Content in Soils and Needles of the Scots Pine (Pinus silvestris L.) from the Krakow Agglomeration Terrain

Arasimowicz M., Niemiec M., Wiśniowska-Kielian B.

Ecological Chemistry and Engineering. A

|

2010

|

Vol. 17, nr 12

1543-1552

EN

The aim of the study was to determine soils pollution by heavy metals (Zn, Cu and Cr) and their content in pine needles taken from terrain of Krakow Agglomeration. It was found large changeability of individual trace metals content in analyzed plants and soils material. The metals content in soils amounted to: 12.64–631.9 mg Zn, 1.24–35.06 mg Cu and 2.39–158.9 mg Cr kg–1 dm. The average content of zinc, copper and chromium in soil samples from the city of Krakow terrain was visibly higher than in the analogous material taken from neighboring localities. Variation coefficients of individual trace elements content were: 102.8 % for Cr, 72 % for Zn and 54.2 % for Cu. The highest amounts of analyzed heavy metals was found in soils from places of Krakow Agglomeration located in zones of large intensity of road traffics and in Old Town where the influence of anthropopressure lasts the longest. High their contents were observed also in soil samples taken from the periphery of Krakow and in localities with dense one-family buildings situated along the main traffic routes. The relatively low content of these metals in soils were observed in multifamily dwelling housing estates and in smaller villages from the periphery of the Agglomeration. On average, the most pollution of studied soils with Cu and Zn was found in the eastern part of the Agglomeration, while the lowest in western one. The highest average Cr content was observed in the soil samples taken from northern part of the Krakow Agglomeration while the lowest in southern part. Contents of zinc and copper in soil were significant positively correlated with organic matter content in soil. The average contents of analyzed trace metals in pine needles taken from the city of Krakow terrain and from neighboring localities were differed slightly. The average content of these metals in pine needles from the Agglomeration terrain amounted to: 55.45 mg Zn, 4.76 mg Cu and 2.54 mg Cr kg–1 d.m. Individual metals content in plant was differentiated in diverse extent. The largest variation was found in case of Cr (V = 40 %), lower for Zn (V = 30.8 %), and the lowest in case of Cu (26.4 %). The highest average analyzed heavy metals content was found in needles of pine grown in southern part of the Krakow Agglomeration. The smallest Cu and Cr contents were observed in needles taken from the trees grown in northern part of the city and neighboring localities, while the smallest Zn content was noted in samples from the northern part of the Krakow Agglomeration. Obtained results did not prove a substantial correlation between heavy metals content in soil and in pine needles, what points at origin of Zn, Cu and Cr from deposition from the atmosphere. The bioaccumulation coefficients of analyzed elements had higher values in case of samples taken from countryside than those taken from city Krakow terrain.

PL

Celem pracy było okreoelenie zanieczyszczenia gleb metalami ciężkimi (Zn, Cu i Cr) oraz ich zawartooeci w szpilkach sosen z terenu aglomeracji krakowskiej. Stwierdzono duże zróżnicowanie zawartooeci poszczególnych metali oeladowych w analizowanym materiale glebowym i rooelinnym. Gleby zawierały: 12,64–631,88 mg Zn, 1,24–38 mg Cu oraz 2,39–158,9 mg Cr kg–1 s.m. OErednie zawartooeci cynku, miedzi i chromu w próbkach glebowych z terenu miasta Krakowa były wyższe niż w analogicznym materiale pobranym z okolicznych miejscowooeci. Współczynniki zmiennooeci zawartooeci poszczególnych metali przyjmowały wartooeci: 102,8 % dla Cr, 72 % dla Zn i 54,2 % dla Cu. Najwięcej metali zawierały gleby pobrane z punktów aglomeracji krakowskiej, zlokalizowanych w rejonach o dużym natężeniu ruchu drogowego oraz na terenie Starego Miasta, które najdłużej podlegają antropopresji. Duże ich zawartości zanotowano także w próbkach gleb pobranych na obrzeżach Krakowa oraz w miejscowościach o zwartej zabudowie domów jednorodzinnych, usytuowanych przy głównych szlakach komunikacyjnych. Stosunkowo mało tych metali zawierały gleby z osiedli o zabudowie wielorodzinnej oraz z mniejszych wsi położonych na obrzeżach aglomeracji. Średnio największe zanieczyszczenie badanych gleb Zn i Cu stwierdzono we wschodniej częoeci aglomeracji, a najmniejsze w częoeci zachodniej. Największą średnią zawartością Cr odznaczały się gleby z północnej, a najmniejszą z południowej częoeci aglomeracji krakowskiej. Zawartość cynku i miedzi w glebie były istotnie dodatnio skorelowane z zawartością materii organicznej. Średnie zawartości badanych metali śladowych w szpilkach sosen pobranych z terenu miasta Krakowa oraz z pobliskich miejscowości różniły się nieznacznie. Przeciętna zawartość tych metali w igliwiu sosen rosnących na terenie aglomeracji wyniosła: 55,45 mg Zn, 4,76 mg Cu i 2,54 mg Cr kg–1 s.m. Zawartości poszczególnych metali ciężkich były zróżnicowane w niejednakowym stopniu. Największą zmienność stwierdzono w przypadku Cr (V = 40 %), następnie Zn (V = 30,8 %), a najmniejszą w przypadku Cu (26,4 %). Średnio najwięcej wszystkich analizowanych metali stwierdzono w szpilkach sosen rosnących w południowej części aglomeracji krakowskiej. Najmniej Cu i Cr zawierały igły pobrane z drzew z północnej części miasta oraz z graniczących z nią miejscowości, natomiast najmniejszą zawartość Zn zanotowano w próbkach pobranych w północnej części aglomeracji. Nie wykazano statystycznie istotnej korelacji między zawartością badanych metali w glebie i igliwiu sosny, co wskazuje na ich pobieranie z depozycji z atmosfery. Współczynniki bioakumulacji badanych metali przyjmowały znacznie większe wartości w przypadku próbek pobranych na terenach wiejskich w porównaniu z pobranymi na terenie miasta Krakowa.

20

Estimate of Available Phosphorus and Potassium Forms Content in the Winter Wheat Soils From Organic and Conventional Farms on the Background Their Selected Properties

Wiśniowska-Kielian B., Klima K.

Ecological Chemistry and Engineering. A

|

2010

|

Vol. 17, nr 4-5

509-518

EN

It was estimated the content of available P and K in soils of organic and conventional farms. The soils from organic farms were less acidified, had smaller sorptive capacity and higher saturation of sorptive complex with alkalinc cation as well as more organic matter and available P and K. There were no distinct differences in P and K content in soils of farms being in period of conversion to organic farming and having certificate of agreement with methods of organic farming, and in case of potassium were registered similar increasing trends of its content in soils of neighbouring organic and conventional farms. In both groups of farms prevailed soil with Iow and medium abundance in P and K, but soils taken from organic farms obtained a better mark (more soils with high and very high content of P and K than in conventional farms). Content of P and K was negatively correlated with soil acidity, moreover K content in soils from conventional farms was positively correlated with sum of basic cation and sorptive capacity, whereas P content with organic C content.

PL

Oceniono zawartość przyswajalnego P i K w glebach gospodarstw ekologicznych i konwencjonalnych. Gleby z gospodarstw ekologicznych były mniej zakwaszone, miały mniejszą pojemność sorpcyjną, ale większe wysycenie kompleksu sorpcyjnego zasadami oraz zawierały więcej materii organicznej i przyswajalnych form P i K. Nie stwierdzono wyraźnych różnic zawartości P i K w glebach gospodarstw będących w trakcie przestawiania i mających certyfikat zgodności z metodami rolnictwa ekologicznego, a w przypadku K zanotowano podobne trendy wzrostowe jego zawartości w glebach sąsiadujących gospodarstw ekologicznych i konwencjonalnych. W obu grupach gospodarstw przeważały gleby o małej i średniej zasobności w P i K, ale lepszą ocenę uzyskały gleby z gospodarstw ekologicznych (więcej gleb o dużej i bardzo dużej zasobności w P i K niż w gospodarstwach konwencjonalnych). Zawartość P i K była ujemnie skorelowana z kwasowością gleb, ponadto zawartość K w glebach z gospodarstw konwencjonalnych była dodatnio skorelowana z sumą kationów zasadowych i pojemnością sorpcyjną, a zawartość P z zawartością C organicznego.