Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

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

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

Ecological Chemistry and Engineering. A

|

2015

|

Vol. 22, nr 1

83--91

EN

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

PL

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

2

Evaluation of the soil enzymes activity as an indicator of the impact of anthropogenic pollution on the Norway spruce ecosystems in the Silesian Beskid

Ciepał R.

Proceedings of ECOpole

|

2013

|

Vol. 7, No. 1

29--35

EN

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

PL

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

3

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

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

Ecological Chemistry and Engineering. A

|

2013

|

Vol. 20, nr 1

123--131

EN

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

PL

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

4

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

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

Ecological Chemistry and Engineering. A

|

2013

|

Vol. 20, nr 1

47--54

EN

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

PL

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

5

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

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

Ecological Chemistry and Engineering. A

|

2012

|

Vol. 19, nr 7

699-717

EN

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

PL

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

6

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

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

Ecological Chemistry and Engineering. A

|

2011

|

Vol. 18, nr 5-6

709-715

EN

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

PL

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

7

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

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

Ecological Chemistry and Engineering. A

|

2011

|

Vol. 18, nr 5-6

785-792

EN

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

PL

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

8

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.

9

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.

10

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

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

Ecological Chemistry and Engineering. A

|

2009

|

Vol. 16, nr 7

791-795

EN

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

PL

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

11

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

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

Ecological Chemistry and Engineering. A

|

2009

|

Vol. 16, nr 9

1151-1158

EN

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

PL

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

12

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

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

Chemia i Inżynieria Ekologiczna

|

2007

|

Vol. 14, nr 1

41-46

EN

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

PL

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

13

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.

14

Content of assimilation pigments, phosphorus and protein in broad bean Vicia faba L. ssp. maior grown in heavy metals contaminated soils

Nadgórska-Socha A., Gospodarek J., Jaworska M., Ciepał R.

Chemia i Inżynieria Ekologiczna

|

2005

|

Vol. 12, nr 4

421-426

EN

In pot experiment in Vicia fabathe chlorophyll a, b; carotenoids, phosphorus and protein contents were investigated. The plants were grown in heavy metals: Cd, Pb, Ni, Cu and Zn contaminated soils. (contamination according to IUNG classification I and III level). Some samples of the soil were limed. Upper parts of the shoots were collected in June and July 2003. The higher concentrations of pigments were determined in June samples. The chlorotic leaves were observed in Zn- and Ni treated plants. The higher percentage content of P was obtained in plants collected in June. In Zn and Ni- treated plants the lowest level of P was observed. The lowest content of protein was determined in these plants too. Ni and Zn have the highest phytotoxic effect on the condition of broad bean.

PL

W doświadczeniu wazonowym przeprowadzono badania zawartości barwników: chlorofilu a, chlorofilu b, karotenoidów; fosforu oraz białka u bobu rosnącego w glebie skażonej pojedynczymi metalami: Cd, Pb, Zn, Ni, Cu (na poziomie I i III stopnia zanieczyszczenia wg klasyfikacji IUNG). Część obiektów poddano wapnowaniu. Próbki roślin (górne części pędu) pobierano w czerwcu i lipcu 2003. Stwierdzono większe koncentracje barwników w czerwcu. Chlorozę obserwowano u roślin traktowanych Zn oraz Ni. Uzyskano większy procentowy udział P w próbkach roślin pobranych w czerwcu. Najmniejsze wartości obserwowano u roślin traktowanych Zn i Ni. Również u tych roślin stwierdzano mniejszą zawartość białka. Najbardziej fitotoksyczny w przeprowadzanych badaniach był Ni i Zn.

15

Correlation between heavy metals contents and chlorophyll pigments concentration in plant tissues around power plant "Elektrownia Jaworzno SA"

Łukasik I., Palowski B., Ciepał R.

Chemia i Inżynieria Ekologiczna

|

2004

|

Vol. 11, nr 2-3

201--208

EN

It is widely recognised that the vegetation in the vicinity of factories emitting heavy metals is often impoverished. The aim of the study was to investigate relationships between heavy metal pollution and chlorophyll (a, b, a + b) contents in leaves of dominant species (Pinus sylvestris, Quercus robur, and Calamagrostis epigejos) around power plant "Elektrownia Jaworzno S.A," (Upper Silesia, southern Poland). The samples of leaves were taken from two forest stands surrounding power plant (at a distance 1000 m and 3500 m of the emitter). For comparison leaves were investigated from very slightly contaminated Roztoczański National Park. In our study no generał indication was found for heavy metals accumulation in leaves according to increasing distance from the power plant. Only cadmium and lead content in leaves increased with the distance. It is probably connected willi other sources of pollution localised near the second (II) stand investigated. Negative correlation was found between Zn, Cd, Cu and chlorophyll pigments content in 70% analysed cases. In 100% cases positive correlation was found between Pb contents and chlorophyll pigments concentration. The higher concentration of chlorophyll (a + b) was stated in the leaves samples from Roztoczański National Park.

PL

Rozwój przemysłu i energetyki pociąga za sobą duże zmiany w środowisku przyrodniczym, ze szczególną intensywnością ujawniane w lasach zlokalizowanych w strefach ochronnych wokół hut, elektrowni i innych zakładów. Ich efektem jest biologiczne osłabienie drzew, zanieczyszczenie gleb i zaburzenie stosunków wodnych. Celem tej pracy było zbadanie zależności pomiędzy zanieczyszczeniem metalami ciężkimi a koncentracją barwników asymilacyjnych w tkankach liści roślin gatunków dominujących w ekosystemach boru mieszanego świeżego wokół "Elektrowni Jaworzno S.A.". Wyznaczono dwie powierzchnie badawcze: I - w odległości 1000 m na SW i II - w odległości 3500 m na SE od "Elektrowni Jaworzno". Materiał kontrolny pochodził z obrzeża Roztoczańskiego Parku Narodowego, z porównywalnego siedliskowo typu lasu - boru mieszanego świeżego. Na podstawie przeprowadzonych badań nie wykazano spadku akumulacji metali ciężkich wraz z odległością od emitora. Ma to prawdopodobnie związek z nakładaniem się oddziaływań innych emitorów położonych w pobliżu powierzchni II. Jednocześnie stwierdzono ujemną korelację pomiędzy zawartością Cu, Cd i Zn a chlorofilu (a + b) w liściach badanych gatunków roślin (w 70% analizowanych przypadków). Natomiast w 100% przypadków wykazano dodatnią wartość korelacji pomiędzy zawartością Pb a koncentracją chlorofilu (a + b). W większości analizowanych przypadków wykazano większą (choć nieistotną statystycznie) zawartość chlorofilu (a + b) w materiale roślinnym pochodzącym z powierzchni kontrolnej w Roztoczańskim Parku Narodowym.

16

Lead, Cadmium, and Zinc Contens in Soil and in Leaves of Selected Tree and Shrub Species Grown in Urban Parks of Upper Silesia

Łukasik I., Palowski B., Ciepał R.

Chemia i Inżynieria Ekologiczna

|

2002

|

Vol. 9, nr 4

431-439

EN

Samples of soil (from four levels: 0-10 cm, 10-20 cm, 20-30 cm, and 30-40 cm), and leaves of Acer pseudoplatonus (L.), Robinia pseudacacia (L.), Symphoricarpos albus (L.) S.F. BIake, Ligustrum vulgare (L.) were collected in September 1996-1997 from 5 urban parks situated in the area of Piekary Śląskie, the town with intensive industrial pollution. Acidity of soil and the concentration of lead, cadmium, and zinc in soil and plants were determined and compared with the permissible levels for soil [1]. The levels of Pb, Cd and Zn exceeded these acceptable for soil 4-25, 8-51, and 3-30 times, respectively. They reached 2480, 155 and 8760 mg/kg. The standards are 100,3, and 300 mg/kg for Pb, Cd, and Zn, respectively. The soil was alkaline (pH = 7.2-7.9). Therefore, there was no statistically significant correlation of the concentrations of heavy metals in the soil and in the plant leaves. Concentration of metals in plants reflects pollution of the atmosphere. Positive and statistically significant correlation was found between concentration of Pb and Zn but not Cd in dust-deposition and the elements concentration in plant leaves. In the last years the dustfall containing metals over Piekary Śląskie decreased but amount of SO2 in the air increased. In a longer period it can result in a decrease in soil pH leading to the enhanced mobility of metals in soil and, as a consequence, their higher uptake by plants.

PL

Z terenu parków miejskich, zlokalizowanych na obszarze Piekar Śląskich, pobierano we wrześniu 1996 i 1997 r. próbki gleby (z głębokości 0-10 cm, 10-20 cm, 20-30 cm i 20-40 cm) i liści wybranych gatunków drzew: Acer pseudoplatanus (L.) i Robinia pseudacacia (L.) oraz krzewów: Symphoricarpos albus (L.) S.F. Blake i Ligustrum vulgare (L.). W pobranym materiale roślinnym i w glebie określono zawartość ołowiu, kadmu i cynku. Zawartość wymienionych metali ciężkich przekraczała wielokrotnie poziom dopuszczalny dla gleb: 4--25 razy dla ołowiu (do 2480 mg/kg), 8-51 razy dla kadmu (do 155 mg/kg) i 3-30 razy dla cynku (do 8760 mg/kg). Jednocześnie dokonano pomiaru odczynu gleby - pH = 7,2-7,9. Na podstawie testu Pearsona nie stwierdzono statystycznie istotnych korelacji pomiędzy zawartością metali ciężkich w glebie i roślinach. Koncentracja metali ciężkich w tkankach badanych gatunków roślin jest dodatnio i statystycznie istotnie skorelowana z zanieczyszczeniem powietrza. W ostatnich latach zawartość metali ciężkich zawarta w pyle opadającym znacznie się zmniejszyła, natomiast stężenie SO2 w powietrzu wykazuje tendencję wzrostową. W dłuższym okresie czasu może dojść do zakwaszenia gleby i wzrostu mobilności zakumulowanych w niej metali, które będą intensywniej pobierane przez rośliny.