Trace metals and sulphur in selected plant species in the Małe Pieniny Mts.
,
 
 
 
More details
Hide details
1
Wydział Geodezji Górniczej i Inżynierii Środowiska AGH; Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN, Kraków
2
Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN, Kraków
 
Gospodarka Surowcami Mineralnymi – Mineral Resources Management 2005;21(1):89–109
 
KEYWORDS
ABSTRACT
Chemical analysis of mosses as well as vascular plant leave is a commonly used method for monitoring the impacts of air pollutionon ecosystems. Four plant species including 3 vascular tree species (...) and one moss Pleurozium schreberii in the Małe Pieniny region were studied on accumulation of elemental sulphur, Zn, Cd and Pb. Concentrations of trace metals varied widely according to the type of metal, plant species and organs. Of all plants studied, the highest concentration of metals were found in moss Pleurozium schreberi: 41.0-53.0, average 46.0 μg/g Zn, 0.40-0.60, average 0.48 μg/g Cd, 7.5-17.5, average 10.5 μg/g Pb, in twigs of pine Pinus silvestris: 39.5-57.0, average 50.3 μg/g Zn, 0.40-0.60, average 0.50 μg/g Cd, 2.5-3.5 average 3.2 μg/g Pb and in twigs of spruce Picea abies: 45.5-82.0, average 66.5 μg/g Zn, 0.20-0.50, average 0.38 μg/g Cd, 8.0-14.5, average 11.17 μg/g Pb. The lowest concentrations were stated in case of spruce needles: 12.5-43.5, average 30.0 μg/g Zn, <0.01-0.10, average 0.07 μg/g Cd and 1.0-2.0, average 1.3 μg/g Pb, respectively. The highest sulphur concentrations were stated in moss: 0.018-0.028, average 0.020% S and in needles and twigs of larch: 0.050-0.099, average 0.070 and 0.042-0.053, average 0.050% S, respectively. Average Pb, Zn, i Cd concentration in twigs of all vascular plants were higher than in needles, and in the contrary, sulphur concentrations were higher in needles than those in twigs. There were no signiticant differences in elements concentrations in plants within three studied locations. However element concentrations found in the Małe Pieniny were lower than those, stated by other authors, for southem Poland.
METADATA IN OTHER LANGUAGES:
Polish
Metale śladowe i siarka w wybranych gatunkach roślin w Małych Pieninach
metale śladowe, siarka, fitoindykacja, mech rokitnik Pleurozium schreberi, świerk pospolity (Picea abies), sosna zwyczajna Pinus silvestris, modrzew europejski Larix decidua, Małe Pieniny
Określenie zawartości metali śladowych i siarki w mchach, porostach, jak również w aparacie asymilacyjnym roślin naczyniowych jest powszechnie stosowaną metodą monitoringu oddziaływania zanieczyszczeń atmosferycznych na ekosystem. W czterech gatunkach roślin: świerk pospolity Picea abies, sosna zwyczajna Pinus silvestris, modrzew europejski Larix decidua oraz mech rokitnik Pleurozium schreberii z terenu Małych Pienin analizowane były zawartości siarki, cynku, kadmu i ołowiu. Zawartości metali śladowych wykazywały duże zróżnicowanie w zależności od pierwiastka, jak i gatunku i części analizowanej rośliny. Spośród czterech badanych gatunków najwyższe koncentracje metali stwierdzono w mchu rokitniku: 41,0-53,0 (średnio 46,0) μg/g Zn; 0,40-0,60 (średnio 0,48) μg/g Cd; 7,5-17,5 (średnio 10,5 μg/g) Pb; w pędach sosny zwyczajnej: 39,5-57,0 (średnio 50,3) μg/g Zn; 0,40-0,60 (średnio 0,50) μg/g Cd; 2,5-3,5 (średnio 3,2) μg/g Pb; w pędach świerka pospolitego: 45,5-82,0 (średnio 66,5) μg/g Zn; 0,20-0,50 (średnio 0,38) μg/g Cd; 8,0,-14,5 (średnio 11,17) μg/g Pb, a najniższe w igłach świerka pospolitego: 12,5-43,5 (średnio 30,0) μg/g Zn; <0,01-0,10 (średnio 0,07) μg/g Cd oraz 1,0-2,0 (średnio 1,3) μg/g Pb. Najwyższe koncentracje siarki stwierdzono w mchu rokitniku: 0,018-0,028 (średnio 0,020)% S oraz w igłach 0,050-0,099 (średnio 0,070)% S i pędach 0,042-0,053 (średnio 0,050)% S modrzewia europejskiego. Średnie koncentracje cynku, kadmu i ołowiu w pędach badanych roślin były większe niż w igłach, natomiast koncentracje siarki przeciwnie - były większe w igłach. Nie stwierdzono istotnych różnic w koncentracji poszczególnych pierwiastków w roślinach pomiędzy trzema stanowiskami badań. Porównując z danymi literaturowymi dla innych rejonów Polski południowej były one niskie.
 
REFERENCES (71)
1.
Adamczyk B., Greszta J., 1982 — Gleby. [W:] K. Zarzycki (red.) Przyroda Pienin w obliczu zmian. PWN, Warszawa–Kraków, s. 94-112.
 
2.
Barszcz J., 1990 — Siarka i metale ciężkie w glebach i roślinach lasów Beskidu Śląskiego. Seminarium Naukowe: Ocena zasobów leśnych w ekosystemach zagrożonych, Warszawa, 22—23 listopad 1989, Wyd. SGGW-AR, s. 7-31.
 
3.
Berg T., Steinnes E., 1997 — Use of mosses (Hylocomium splendens and Pleurozium schreberi) as biomonitors of hevy metal deposition: from relative to absolute deposition values. Environ. Pollut. 98, 1, s. 61—91.
 
4.
Bukowski A., Hasa A., Koper A., Kutyło-Bromka A., Lichocka E., Morawiak M., 1996 — Bioakumulacja siarki w igłach sosny na terenie Gostynińsko-Włocławskiego Parku Krajobrazowego. III Krajowe Sympozjum: Reakcje biologiczne drzew na zanieczyszczenia przemysłowe, Kórnik 23—26 maja, s. 107—110.
 
5.
Bylińska E., 2003 — Akumulacja pierwiastków śladowych w igłach świerka Picea bies (L.) Karst na terenie Karkonoskiego Parku Narodowego. Parki Nar. Rez. Przyr. 22, 2, s. 163—169.
 
6.
Čeburnis D., Steinnes E., 2000 — Conifer needles as biomonitors of atmospheric heavy metal deposition: comparison with mosses and precipitation, role of the canopy. Atmosph. Environ. 34, s. 4265—4271.
 
7.
Ciepał R., 1999 — Kumulacja metali ciężkich i siarki w roślinach wybranych gatunków oraz w glebie jako wskaźnik stanu skażenia środowiska terenów chronionych województw śląskiego i małopolskiego. Wyd. Uniwersytetu Śląskiego, Katowice, 163 s.
 
8.
Clough W.S., 1975 — The deposition of particles on moss and grass surface. Atmospheric Environ. 9, s. 1113—1119.
 
9.
Czarnowska K., Gworek B., 1992 — Heavy metal content of moss from Kampinoski National Park in Poland. Environ Geochem. Health 14, 1, s. 9—15.
 
10.
Dworak T.Z., 1991 — Określenie wpływu przemysłu Morawskiej Ostrawy na rejon cieszyński na podstawie interpretacji obrazów satelitarnych Zesz. Nauk. AGH, Sozol. I Sozot. 36, 1452, s. 19—23.
 
11.
Dmuchowski W., Bytnerowicz A., Molski B., 1986—The influence of boreal sites on the accumulation of total sulphur in Scots pine (Pinus silvestris L.) needles. Rocz. Dendrolog. 34, s. 69—77.
 
12.
Dmuchowski W., Bytnerowicz A., 1993 — Monitoring environmental pollution in Poland by chemical analysis of Scot pine (Pinus silvestris L.) needles. Internet online Sept. 1999.
 
13.
Dobrzański B., Gliński J., Guz T., Pomian J., 1958 — Gleby terenu dorzecza Białej Wody. Rocznik Nauk Rolniczych 72-F3, s. 963—991.
 
14.
Folkeson L., Kvillner E., 1983 (niepubl.)—Influence of copper and zinc on forest vegetation. University of Lund, Sweden.
 
15.
Furr A., Schofield C.L., Grandolfo M.C., Hofstader R.A., Gutenmann W.H., Leigh J., Lisk D.J., 1979—Element content of mosses as possible indicators of air pollution. Arch Environ. Contam. Toxicol. 8, 3, s. 335—343.
 
16.
Godzik B., 1991 — Zanieczyszczenie mchów Gorczańskiego Parku Narodowego metalami ciężkimi. Ochrona Przyrody 49, cz. I, s. 87—92.
 
17.
Golonka J., Rączkowski W., 1983 — Szczegółowa mapa geologiczna Polski 1:50000. Arkusz Piwniczna (1051). Państwowy Instytut Geologiczny.
 
18.
Golonka J., Rączkowski W., 1984 — Objaśnienia do szczegółowej mapy geologicznej Polski 1:50000. Arkusz Piwniczna (1051). Państwowy Instytut Geologiczny. 85 s.
 
19.
Greszta J., Barszcz J., Gruszczyńska M., Jasińska M., Mietelski J., 1990 a — Skażenie lasów Południowej Polski siarką i wybranymi rodionuklidami. Zeszyty Naukowe AR Kraków, Leśnictwo 20, s. 393—414.
 
20.
Greszta J., Niemtur S., Kiszka J., Barszcz J., Gruszczyńska M., Struś L., 1990 b—Ocena stopnia zagrożenia lasów górskich w oparciu o rośliny wskaźnikowe. Seminarium Naukowe: Ocena zasobów leśnych w ekosystemach zagrożonych. Jedlina k. Radomia, 22—23 listopad 1989, SGGW-AR Warszawa, s. 70—92.
 
21.
Grodzińska K., 1978 — Mosses as bioindicators of heavy metal pollution in Polish national parks. Water Air Soil Pollut. 9, s. 83—97.
 
22.
Grodzińska K., 1980 — Zanieczyszczenie polskich parków narodowych metalami ciężkimi. Zakład Ochrony Przyrody PAN 43, s. 9—27.
 
23.
Grodzińska K., 1981 — Zawartość siarki ogólnej w szpilkach sosny zwyczajnej (Pinus silvestris) z Puszczy Niepołomickiej. Stud. Ośrod. Dokum. Fizjograf. 9, s. 293—301.
 
24.
Grodzińska K., Szarek G., Godzik B., Braniewski S., Chrzanowska E., 1994 — Mapping air pollution in Poland by measuring heavy metal concentration in mosses. Confer. Papers 1994. Climate and atmospheric deposition studies in forests. J. Solon, E. Roo-Zielińska, A. Bytnerowicz (red.). IGSO PAS, Warszawa, s. 197—209.
 
25.
Grodzińska K., Szarek-Łukaszewska G., Godzik B., Braniewski S., Budziakowska E., Chrzanowska E., Pawłowska B., Zielonka T., 1997—Ocena skażenia środowiska Polski metalami ciężkimi przy użyciu mchów jako biowskaźników. Państwowa Inspekcja Ochrony Środowiska. Instytut Botaniki im W. Szafera PAN. Bibl. Monit. Środ., Warszawa, 83 s.
 
26.
Grodzińska K., Szarek-Łukaszewska G., Godzik B., 1999 — Survey of heavy metal deposition in Poland using mosses as indicators. The Science of the Total Environment 229, s. 41—51.
 
27.
Grodzińska K., Szarek G., 2000—Response of mosses to heavy metal deposition in Poland—an overview. Environ. Pollut. 114, s. 443—451.
 
28.
Heinrichs H., Mayer R., 1980—The role of forest vegetation in the biogeochemical cycle of heavy metals. J. Enuir. Qual. 9, 1, s. 111—118.
 
29.
Herpin U., Berlekamp J., Markert B., Wolterbeek B., Grodzińska K., Siewers U., Lieth H., Weckert V., 1996 — The distribution of heavy metals in a transect of the three states the Netherlands, Germany and Poland, determined with the aid of moss monitoring. Sci. Total Environ. 187, s. 185—198.
 
30.
Huttunen S., Laine K., Torvel a H., 1985 — Seasonal sulphur content of pine needles as indices of air pollution. Ann. Bot. Fennici 22, s. 343—359.
 
31.
Klich M., Szarek-Łukaszewska G., 2001 — Ocena skażenia środowiska regionu śląsko-krakowskiego oraz bielsko-bialskiego metalami ciężkimi przy użyciu mchu (Pleurozium schreberi) jako biowskaźnika. Przegląd Geologiczny 1, s. 86—90.
 
32.
Kostrakiewicz L., 1982 — Hydrografia. [W:] K. Zarzycki (red.) Przyroda Pienin w obliczu zmian. PWN, Warszawa–Kraków, s. 70—93.
 
33.
Kowalkowski A., Szczubiałka Z., 1981 — Związek między stężeniem Mn, Cu, Pb i Zn w igłach sosny zwyczajnej Pinus silvestris L. a ich zawartością w poziomach próchniczych gleb skażonych emisją przemysłową. Roczn. Gleb. 32, s. 55—69.
 
34.
Krzaklewski W., Wójcik J., Wąchalewski T., Panek E., 1996 — Skażenie środowiska leśnego metalami ciężkimi w rejonie Olkusza. III Krajowo Sympozjum: Reakcje biologiczne drzew na zanieczyszczenia przemysłowe. Kórnik, 23—26 maja 1994. s. 101—105.
 
35.
Łukaszewski Z., Biniecki S., Siwecki S., 1987—Zawartość metali ciężkich w igłach sosny zwyczajnej w Puszczy Niepołomickiej. Mareriały Sympozjum: Reakcje biologiczne drzew na zanieczyszczenia przemysłowe. Poznań, s. 367—372.
 
36.
Magnuski K., Sienkiewicz A., Gałązka R., Jaszczak S., Nowiński M., 1996 — Zawartość siarki w igłach sosny zwyczajnej (Pinus silvestris L.) rosnącej w warunkach średnich skażeń miejsko-przemysłowych środowiska leśnego. III Krajowe Sympozjum: Reakcje biologiczne drzew na zanieczyszczenia przemysłowe, Kórnik, 23—26 maja, s. 111—117.
 
37.
Maňkovská B., 1980 —. The natural content of F, As, Pb and Cd in the forest trees. Biologia (Bratislava) 35, 4, s. 267—274.
 
38.
Maňkovská B., Steinnes E., 1995—Mapping of forest environment loaded by selected elements through the leaf analyses. Ekologia (Bratislava) 14, 2, s. 205—213.
 
39.
Namieśnik J., Łukasiak J., Jamrógiewicz Z., 1995 — Pobieranie próbek środowiskowych do analizy. Wydawnictwa Naukowe PWN, Warszawa, 108 s.
 
40.
Niemtur S., Borowska D., Biedroń J., 1979—Zawartość metali ciężkich w igłach trzech gatunków sosny. Acta Biol., Katowice, 7, s. 129—138.
 
41.
Nowak M., Widera S., 1980 — Wpływ kumulacji siarki i metali ciężkich w organach asymilacyjnych sosny pospolitej na wybrane cechy morfologiczne i stopień uszkodzenia szpilek. Archiwum Ochrony Środowiska 3—4, s. 123—129.
 
42.
Ostrowska A., Gawliński S., Szczubiałka Z., 1991—Metody analizy i oceny właściwości gleb i roślin. Katalog. Instytut Ochr. Środ., Warszawa, 334 s.
 
43.
Ocena stanu lasów na podstawie badań monitoringowych., 1993 — Państwowa Inspekcja Ochrony Środowiska. Biblioteka Monitoringu OErodowiska. Warszawa, 39 s.
 
44.
Panek E., 2000 — Metale śladowe w glebach i wybranych gatunkach roślin obszaru Polskiej części Karpat. Studia, Rozprawy, Monografie 79, 106 s.
 
45.
Panek E., Józefko U. (npbl.) — Trace metals (Cd, Cr, Pb, Zn) in moss species Dicranum scoparium, Pleurozium schreberi and Polytrichum formosumin the Podhale region, the Polish Carpathians.
 
46.
Panek E., Józefko U., 2002 — Trace metals (Cd, Cu, Pb, Sr, Zn) and sulphur in srtuce Picea abies L. of the roadside forests in the Podhale region, souther Poland. Macro and Trace Elements, 21 Workshop. 18—19.10.2002 Jena, s. 249—255.
 
47.
Panek E., Wąchalewski T., Krzaklewski W., Wójcik J., 1996—Zanieczyszczenie metalami ciężkimi środowiska glebowego i roślinnego terenów leśnych Podhala na tle zmienności geologicznej podłoża skalnego. III Krajowe Sympozjum: Reakcje biologiczne drzew na zanieczyszczenia przemysłowe, Kórnik, 23—26 maja, s. 155—159.
 
48.
Raport o stanie środowiska w 1998 roku na obszarze województwa małopolskiego., 1999. IOŚ. Bibl. Monit. Środ., Kraków, ss. 140.
 
49.
Reimann C., Niskavaara H., Kashulina G., Filzmoser P., Boyd R., Volden T., Tomilina O., Bogatyrev I., 2000 — Critical remarks on the use of terrestrial moss (Hylocomium splendens and Pleurozium schreberi) for monitoring of airborne pollution. Environ. Pollut. 113 (2001), s. 41—57.
 
50.
Rühling A., Tyler G., 1973 — Heavy metal deposition in Scandinavia. Water Air Soil Pollut. 2: 445—455.
 
51.
Rühling A., Rasmussen L., Pilegaard K., Mäkinen A., Steinnes E., 1987—Survey of atmospheric heavy metal deposition in the Nordic countries in 1985. Nord 1987, 21, s. 3—44.
 
52.
Rühling A. (red)., 1994 — Atmospheric heavy metal deposition in Europe — estimations based on moss analysies. Nord 9, 54 s.
 
53.
Rachwał L., 1996 — Kolekcje drzew i krzewów o podwyższonej tolerancji na zanieczyszczenia przemysłowe. III Krajowe Sympozjum: Reakcje biologiczne drzew na zanieczyszczenia przemysłowe, Kórnik, 23—26 maja, s. 219—233.
 
54.
Rautio P., Huttonen S., 2002 — Total vs. internal element concentrations in Scots pine needles along a sulphur and metal pollution gradient. Environ Pollut. 122, s. 273—289.
 
55.
Sarkala M., Nuorteva P., 1991 — Levels of aluminium, iron, zinc, cadmium and mercury in some indicator plants growing in unpolluted Finish Lapland. Ann. Bot. Fennici 24, s. 301—305.
 
56.
Sawicka E., 1987—Accumulation of chosen heavy metals, sulphur and nitrogen in the assimilation apparatus of some trees in the Babia Góra National Park. Ekol. Pol. 35,2, s. 449—463.
 
57.
Śoltés R., 1992 — Heavy metal concentrations in the mosses of the Tatra Mountains (Czecho-Slovakia): Multivariate analysis. Oecologia Montana 1, s. 31—36.
 
58.
Stan zanieczyszczenia środowiska naturalnego Polski metalami ciężkimi. Oszacowanie za pomocą regionalnego modelu transportu atmosferycznego. 1993. Materiały Badawcze seria Meteorologia 21, 61 s.
 
59.
Steinnes E., 1995 — A critical evaluation of the use of natural growing moss to monitor the deposition of atmospheric metals. Sci. Total Envir. 160/161: 243—249.
 
60.
Szczepaniak K., Biziuk M., 2003 — Aspects of the biomonitoring studies using mosses and lichens as indicators of metal pollution. Environ. Research 93, s. 221—230.
 
61.
Tyler G., 1972a—Heavy metals in the terrestrial environment. Proc. Nordic Symp. on Biological parameters for measuring global pollution IBP I Norden, s. 99—104.
 
62.
Tyler G., 1972b — Heavy metals pollute nature, may reduce productivity. Ambio1., 2, s. 52—59.
 
63.
Tyler G., 1976 — Metal concentrations in moss, leaves and other indicators of metal exposure in the environment. Inst. Electr. Electronic. Engineer. Annals 75 CH 1004, 1, s. 1—4.
 
64.
Urbat M., Lehndorff E., Schwark L., 2004 — Biomonitoring of air quality in the Cologne conurbation using pine needles as a passive sampler—Part I: magnetic properties. Atmosph. Environ. 38, 23: 3781—3792.
 
65.
Wąchalewski T., Panek E., 1997—The content of selected heavy metals in soils and plants of the montane soils and montane forest lands situated between Cracow and Zakopane. Intern. Confer. EURO-ECO: Anthropogenic changes of the content of elements in the environment and human food chain; the perspectives of primary prevention., AGH, Kraków, 20—22 listopada, s. 33—37.
 
66.
Wolterbeek B., 2002—Biomonitoring of trace element air pollution: principles, possibilities and perspectives. Environ. Pollut. 120, s.11—21.
 
67.
Wulff A., Karenlampi L., 1993—The effect of the exclusion of dry and wet deposition on visible symptom and sulphur and fluoride by Picea abies needles. Scand. J. For. Res. 8, s. 498—509.
 
68.
Zechmeister H., 1994 — Biomonitoring der Schwermetal Deposition mittels Moosen in Österreich. Bundesministerium für Umwelt, Jugend und Familie, Monographien 42, 168 s.
 
69.
Zechmeister H., 1997 — Schwermetalldeposition in Österreich erfasst durch Biomonitoring mit Mossen (Aufsammlung 1995). Wien, Umweltbundesamt Monographien M-094, s. 1—145.
 
70.
Zwoliński J., Matuszczyk I., Zwolińska B., 1998—Accumulation of sulphur and metals in pine (Pinus sylvestris L.) and spruce (Picea abies (L.) Karst.) needles in industrial regions in southern Poland. Folia Forest. Polonica. Seria A — Leśnictwo, 40, s. 47—57.
 
71.
Żołnierz L., Fabiszewski J., Matuła J., Sobierajski Z., Wojtuń B., 1994 — Bioindykacja opadu metali ciężkich i siarki w górnoreglowych borach Karkonoszy. Karkonoskie badania ekologiczne, II Konfer. Dziekanów Leśny, 17—19 stycznia 1994, s. 193—201.
 
eISSN:2299-2324
ISSN:0860-0953