Effect of bottom sediment on content, bioaccumulation and translocation on heavy metals in maize biomass

• Autorzy: Jasiewicz C , Baran A. , Tarnawski M.

Warianty tytułu

PL

Wplyw osadu dennego na zawartosc, bioakumulacje i translokacje metali ciezkich w biomasie kukurydzy

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The research aimed to assess the effect of bottom sediment on the content, bioaccumulation and translocation of heavy metals in maize biomass. The investigations were conducted in 2006-2007 as a pot experiment on light soil of the granulometric composition of weakly-loamy sand. The experimental design comprised 3 treatments: without sediment (I), a 5% sediment admixture (II) and a 10% sediment admixture to the soil (III). Bottom sediment was added to the soil in the first year of the investigations. The content of Zn, Cu, Ni. Pb, Cd and Cr was determined using the ICP-EAS method in the plant material after its dry mineralization and ash solution in HNO3. The uptake of the above-mentioned metals by maize was computed alongside their bioaccumulation and translocation coefficients. The effect of bottom sediment admixture on heavy metal concentrations in maize was determined to be varied, e.g. a 5% dose of sediment added to soil decreased the content of all the analyzed heavy metals in the biomass of maize aerial parts, whereas a 10% admixture increased the content of Cu, Ni, Pb and Cr. The values of bioaccumulation coefficients revealed that an admixture of both doses of bottom sediment led to a decreased accumulation of Zn, Cu, Cd, Cr and Ni (5% dose) in maize aerial biomass. Moreover, the plant more easily accumulated Zn, Cd and Cu than Cr, Ni or Pb. Permissible amounts of heavy metals in plants to be used as animal fodder were not exceeded in the maize biomass.

PL

Celem badań była ocena wpływu osadu dennego na zawartość, bioakumulację i translokację metali ciężkich w biomasie kukurydzy. Badania prowadzono w latach 2006-2007, w warunkach doświadczenia wazonowego, na glebie lekkiej o składzie granulometrycznym piasku słabogliniastego. Schemat doświadczenia obejmował 3 obiekty: bez osadu (I), z dodatkiem 5% osadu (II) i dodatkiem 10% osadu do gleby (III). Osad denny dodano do gleby w pierwszym roku badań. Zawartość Zn, Cu, Ni, Pb, Cd, Cr w materiale roślinnym oznaczono po suchej mineralizacji i roztworzeniu popiołu w HNO3. Obliczono wynos ww. metali przez kukurydzę oraz ich współczynniki bioakumulacji i translokacji. Stwierdzono niejednoznaczny wpływ dodatku osadu dennego na zawartość metali ciężkich w kukurydzy. Osad dodany w ilości 5% do gleby wpłynął na zmniejszenie zawartości wszystkich analizowanych metali w nadziemnej biomasie kukurydzy, natomiast 10% dodatek osadu na zwiększenie ich zawartości (Cu, Ni, Pb, Cr). Wartości współczynników bioakumulacji świadczą, że dodatek osadu dennego w obu dawkach spowodował zmniejszenie akumulacji Zn, Cu, Cd, Cr oraz Ni (dawka 5%) w biomasie nadziemnej kukurydzy, ponadto rośliny łatwiej akumulowały Zn, Cd i Cu niż Cr, Ni i Pb. W biomasie kukurydzy nie stwierdzono przekroczenia dopuszczalnych zawartości metali ciężkich przyjętych do oceny roślin pod względem ich przydatności paszowej.

Słowa kluczowe

EN

bottom sediment; heavy metal content; bioaccumulation; translocation; heavy metal; maize; biomass

• Wydawca: -
• Czasopismo: Journal of Elementology
• Rocznik: 2010
• Tom: 15
• Numer: 2
• Opis fizyczny: p.281-290,ref.

Twórcy

autor

Jasiewicz C

• University of Agriculture in Krakow, al.Mickiewicza 21, 31-120 Krakow, Poland

autor

Baran A.

autor

Tarnawski M.

Bibliografia

• Antonkiewicz J., Losak T. 2007. The effect of hard coal ashes on the Mount and quality of maize yield. Acta Univ. Agric. Silvic. Mendel. Brun., 55 (1): 7-16.
• Baranowska-Morek A. 2003. Roślinne mechanizmy tolerancji na toksyczne działanie metali ciężkich [Plant mechanisms of tolerancje to the tonic effect of heavy metals]. Kosmos. Probl. Nauk Biol., 52 (2): 283-298. (in Polish)
• Bojakowska I. 2001. Kryteria oceny zanieczyszczenia osadów wodnych [Criteria for the evaluation of pollution of water bodies]. Prz. Geol., 49(3): 213-218. (in Polish)
• Fonseca R. M., Barriga F. Fyfe W. S. 1998. Reversing desertification by using same reservoir sediments as agriculture soils. Episodes, 21(4): 218-224.
• Fonseca R. M., Barriga F. Fyfe W. S. 2003. Dam reservoir sediment as fertilizers and artificial soils. Case studies from Portugal and Brazil. Proceeding: Int. Symp. of the Kanazawa University, 21 st-Century COE Program, 1: 55-62.
• Curyło T., Gorlach E., Grzywnowicz I. 1985. Zmiany składu mineralnego runi łąkowej w warunkach wieloletniego zróżnicowanego nawożenia mineralnego [Changes in the mineral composition of meadow sward under multi-year differentiated mineral fertilization]. Rocz. Glebozn., 36 (2): 85-99. (in Polish)
• Grzebisz W., Diatta J.B., Barłóg P. 1998. Ekstrakcja metali ciężkich przez rośliny włókniste z gleb zanieczyszczonych emisjami huty miedzi [Extraction of heavy metals by fibrous plants from soils contaminated by emissions from a copper works]. Zesz. Probl. Post. Nauk Rol., 460: 68-695. (in Polish)
• Jasiewicz C., Antonkiewicz J. 2000. Ekstrakcja metali ciężkich przez rośliny z gleb zanieczyszczonych metalami ciężkimi. Cz. II. Konopie siewne [Extraction of heavy metals by fibrous plants from soils contaminated with heavy metals. Part II. Cannabis sativa]. Zesz. Probl. Post. Nauk Rol., 472: 331-339. (in Polish)
• Jasiewicz C., Baran A. 2006. Charakterystyka osadów dennych dwóch zbiorników małej retencji wodnej [Characterization of botoom sediments in two small water retention reservoirs]. J. Elementol., 11 (3): 367-377. (in Polish)
• Kabata-Pendias A., Motowicka-Terelak T., Piotrowska M., Terelak H., Witek T. 1993. Ocena stopnia zanieczyszczenia gleb i roślin metalami ciężkimi i siarką. Ramowe wytyczne dla rolnictwa [Evaluation of the degree of soil and plant pollution with heavy metals. Framework guidelines for agriculture]. Wyd. IUNG, Puławy, ser. P, 53: 20. (in Polish)
• Kabata-Pendias A., Piotrowska M., Motowicka-Terelak T., Maliszewska-Kordybach T., Filipiak K., Krakowiak A., Pietruch C. 1995. Podstawy oceny chemicznego zanieczyszczenia gleb — metale ciężkie, siarka i WWA. Państwowa Inspekcja Ochrony Środowiska [Basic data for evaluation of chemical contamination of soils — heavy metals, sulphur and PCH]. Bibl. Monit. Środ., Warszawa, 41. (in Polish)
• Madeyski M. 2003. Zamulanie stawów rybnych [The silting of fish ponds]. Wiad. Melior., 3: 121-122. (in Polish)
• Pelczar J., Loska K., Maleniu E.1998. Wpływ nawożenia osadem dennym na aktywność enzymatyczną zwałowiska odpadów węgla kamiennego [Effect of bottom sediment fertilization on the enzymatic activity of hard coal waste dump]. Arch. Ochr. Środow., 23(3), 93-101. (in Polish)
• Popenda A., Malina G., Siedlicka E. 2007. Składowanie jako metoda unieszkodliwiania osadów dennych zanieczyszczonych metalami ciężkimi [Dumping as a method of neutralizing bottom sediments contaminated with heavy metals]. Ochrona Środowiska i Zasobów Naturalnych, 32: 246-252. (in Polish)
• Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 16 kwietnia 2002 w sprawie rodzaju oraz stężeń substancji, które powodują, że urobek jest zanieczyszczony. Dz.U. z 2002 r., nr 55, poz. 498. [Ordinance of the Minister for the Environment of 16 April 2002 on the type and concentration of substances which make the mining contaminated] (Journal of Law, 2002, no 55, item 498). (in Polish)
• Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 9 września 2002 roku w sprawie standardów gleby i standardów jakości ziemi. Dz.U. z 2002 r., nr 165, poz. 1359. [Ordinance of the Minister for the Environment of 9 September 2002, on soil and earth quality standards] (Journal of Laws, 2002, no 165, item 1359). (in Polish)
• Rozporządzenie Ministra Rolnictwa i Rozwoju Wsi z dnia 23 stycznia 2007 w sprawie dopuszczalnych zawartości substancji niepożądanych w paszach. Dz.U. 2007, nr 20, poz. 119. [Ordinance of the Minister for Agriculture and Rural Development of 23 January 2007, on permissable amounts of undesirable subsatnces in animal feeds] (Journal of Law, 2007, no 20, item 119). (in Polish)
• Wisniowska-Kielian B., Niemiec M. 2007a. Effect of bottom sediment addition to the substratum on the quality of produced maize biomass. Ecol. Chem. Eng., 14(5-6): 581-589.
• Wisniowska-Kielian B., Niemiec M. 2007b. Effect of increasing share of bottom sediment in the substratum on cadium and lead uptake by the plants. Ecol. chem. Eng., 14(5-6): 591-599.