Aktywność dehydrogenaz w glebach zanieczyszczonych cynkiem, miedzią, niklem i kadmem

• Autorzy: Kucharski J. , Wieczorek K. , Wyszkowska J.

Warianty tytułu

EN

Dehydrogenase activity in soils contaminated with zinc, copper, nickel and cadmium

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W doświadczeniach laboratoryjnych badano wpływ zanieczyszczenia gleby metalami ciężkimi na aktywność dehydrogenaz. Czynnikami zmiennymi w doświadczeniu były: 1) rodzaj utworu glebowego: piasek gliniasty, glina piaszczysta i glina piaszczysto-ilasta; 2) pH gleby: 5,5 oraz 7,0; 3) rodzaj metalu ciężkiego: cynk, miedź, nikiel i kadm; 4) stopień zanieczyszczenia metalami ciężkimi: zawartość naturalna - I°, zawartość podwyższona - IIº, średnie zanieczyszczenie - IIIº, silne zanieczyszczenie - IVº, bardzo silne zanieczyszczenie - Vº, 2-krotnie przekraczające bardzo silne zanieczyszczenie - VIº; 5) czas inkubacji gleby: 30, 60, 120 dni. Próbki gleb, w 3 powtórzeniach, inkubowano w temperaturze 25°C i po upływie określonego czasu inkubacji oznaczono aktywność dehydrogenaz. W wyniku badań wykazano jednoznacznie negatywny wpływ wszystkich metali ciężkich na aktywność dehydrogenaz, przy czym najsilniejszymi inhibitorami tych enzymów, we wszystkich utworach glebowych, była miedź i kadm. Dowodzą tego najniższe wartości ED₅₀ dla tych metali. Z reguły we wszystkich glebach kwaśnych wartość ED₅₀ dla cynku, miedzi i kadmu były mniejsze niż w glebach o odczynie obojętnym. W przypadku niklu taką zależność stwierdzono tylko w glinie piaszczystej.

EN

Laboratory experiments were carried out to determine the effect of soil contamination with heavy metals on dehydrogenase activity. The experimental variables were: 1) soil type: loamy sand, sandy loam, sandy clay loam; 2) soil pH: 5.5 and 7.0; 3) types of heavy metals: zinc, copper, nickel and cadmium; 4) level of soil contamination with heavy metals: natural content - Iº, increased content - IIº, medium level - IIIº, high level - IVº, very high level - Vº, twice as high as very high level - VIº; 5) time of soil incubation: 30, 60, 120 days. The experiment was arranged in three replications. Soil samples were incubated at 25°C, and dehydrogenase activity was determined on specified days. All heavy metals had negative effect on dehydrogenase activity. Copper and cadmium were most potent inhibitors of dehydrogenase activity in all types of soil, as shown by the lowest ED₅₀ values noted for the above metals. In general, ED₅₀ values for zinc, copper and cadmium were lower in acidic soils than in neutral soils. In the case of nickel, such a relationship was observed in sandy loam only.

Słowa kluczowe

PL

gleby zanieczyszczone; cynk; miedz; nikiel; kadm; metale ciezkie; dehydrogenazy; aktywnosc enzymatyczna; odczyn gleby

EN

polluted soil; zinc; copper; nickel; cadmium; heavy metal; dehydrogenase; enzyme activity; soil reaction

• Wydawca: -
• Czasopismo: Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych
• Rocznik: 2011
• Tom: 567
• Opis fizyczny: s.139-148,rys.,tab.,bibliogr.

Twórcy

autor

Kucharski J.

• Zakład Mikrobiologii, Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie, pl.Łódzki 3, 10-727 Olsztyn

autor

Wieczorek K.

• Zakład Mikrobiologii, Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie, pl.Łódzki 3, 10-727 Olsztyn

autor

Wyszkowska J.

• Zakład Mikrobiologii, Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie, pl.Łódzki 3, 10-727 Olsztyn

Bibliografia

• Alef K., Nannipieri P. 1998. Methods in applied soil microbiology and biochemistry. Academic Press. Harcourt Brace & Company, Publishers, London: 576 ss.
• Almeida Pereira S.I., Gusmao Lima A.I., de Almeida Paula Figueira E.M. 2006. Screening possible mechanisms mediating cadmium resistance in Rhizobium leguminosarum bv. Viciae isolated from contaminated portuguesse soils. Microb. Ecol. 52: 176-186.
• Becker J.M., Parkin T., Nakatsu C.H., Wilbur J.D., Konopka A. 2006. Bacterial activity, community structure, and centimeter-scale spatial heterogeneity in contaminated soil. Microb. Ecol. 51: 220-231.
• Bielińska E.J. 2007. Soil enzymes activity in the rhizosphere of the dandelion as an indicator of the ecochemical condition of urban soils. J. Res. App. Agr. Eng. 52 (3).
• Feris K.P., Ramsey P.W., Rillig M., Moore J.N., Gannon J.E., Holben W.E. 2004. Determining rates of change and evaluating group-level resiliency differences in hyporheic microbial communities in response to fluvial heavy-metal deposition. Appl. Environ. Microbiol. 70: 4756-4765.
• Garau G., Castaldi P., Santona L., Pietrino D., Melis P. 2007. Influence of redmud, zeolite and lime on heavy metal immobilization, culturable heterotrophic microbial populations and enzyme activities in contaminated soil. Geoderma. 142: 47-57.
• Giller K.E., Witter E., McGrath S.P. 2009. Heavy metals and soil microbes. Soil Biol. Biochem. 41: 2031-2037.
• Hinojosa M.B., Carreira J.A., García-Ruíz R., Dick R.P. 2004. Soil moisture pre-treatment effects on enzyme activities as indicators of heavy metal - contaminated and reclaimed soils. Soil Biol. Biochem. 36: 1559-1568.
• Korzeniowska J., Stanisławska-Glubiak E. 2003. Fitotoksyczne zawartości niektórych metali ciężkich w glebie. Zesz. Probl. Post. Nauk Rol. 493: 167-173.
• Kucharski J., Boros E., Wyszkowska J. 2009. Biochemical activity of nickel-contaminated soil. Polish J. of Environ. Stud. 18(6): 1037-1042.
• Nicholson F.A., Smith S.R., Alloway B.J., Carlton-Smith C., Chambers B.J. 2003. An inventory of heavy metals inputs to agricultural soils. Sci. Total. Environ. 311: 205-219.
• Nielsen M.N. & Winding A. 2002. Microorganisms as Indicators of Soil Health. National Environmental Research Institute, Denmark. Technical Report No. 388.
• Nies D.H. 1999. Microbial heavy-metal resistance. App. Microbiol. Biotechnol. 51: 730-750.
• Ranjard L., Brothier E., Nazaret S. 2000. Sequencing bands of ribosomal intergennic spacer analysis fingerprints for characterization and microscale distribution of soil bacterium populations responding to mercury spiking. Appl. Environ. Microbiol. 66: 5334-5339.
• Sandaa R-A., Torsvik V., Enger Ř. 2001. Influence of long-term heavy-metal contamination on microbial communities in soil. Soil Biol. Biochem. 32: 287-295.
• StatSoft, Inc. 2010. Statistica (data analysis software system), version 9.1. www.statsoft.com.
• Stuczyński T.I., McCarty G.W., Siebielec G. 2003. Response of soil microbiological activities to cadmium, lead and zinc salt amendments. J. Environ. Qual. 32: 1346-1355.
• Terelak H., Stuczyński T., Motowicka-Terelak T., Maliszewska-Kordybach B., Pietruch C. 2008. Monitoring chemizmu gleb ornych Polski w latach 2005-2007. IOŚ, Biblioteka Monitoringu Środowiska, Warszawa: 135 ss.
• Wyszkowska J., Wyszkowski M. 2003. Effect of soil contamination with nickel on enzymatic activity. Pol. J. Natur. Sc. 14(2): 299-308.
• Wyszkowska J., Kucharski J., Lajszner W. 2006a. The effects of copper on soil biochemical properties and its interaction with other heavy metals. Pol. J. Environ. Stud. 15(6): 927-934.
• Wyszkowska J., Zaborowska M., Kucharski J. 2006b. Activity of enzymes in zinc contaminated soil. EJPAU 9(1) #06.
• Wyszkowska J., Boros E., Kucharski J. 2007. Effect of interactions between Nickel and Rother heavy metals on the soil microbial properties. Plant Soil Environ. 53 (12): 544-552.
• Wyszkowska J., Kucharski M., Boros E. 2005. Właściwości biochemiczne gleby zanieczyszczonej niklem i innymi metalami ciężkimi. J. Elementol. 10(3): 585-596.
• Wyszkowska J., Kucharski M., Kucharski J., Borowik A. 2009. Activity of dehydrogenases, catalase and urease in copper polluted soil. J. Elementol. 14(3): 605-617.