Przydatność biotestu Phytotoxkit do badania zanieczyszczenia gleb metalami ciężkimi

Wojciech Tołoczko; Anna Wyrwicka-Drewniak; Rafał Spała

doi:10.18778/1427-9711.22.05

Authors

Wojciech Tołoczko Uniwersytet Łódzki, Wydział Nauk Geograficznych, Katedra Geografii Fizycznej https://orcid.org/0000-0001-5441-4418
Anna Wyrwicka-Drewniak Uniwersytet Łódzki, Wydział Biologii i Ochrony Środowiska, Katedra Fizjologii i Biochemii Roślin https://orcid.org/0000-0001-5216-2608
Rafał Spała Uniwersytet Łódzki, Wydział Nauk Geograficznych

DOI:

https://doi.org/10.18778/1427-9711.22.05

Keywords:

Biotest Phytotoxkit, heavy metals, soil resistance

Abstract

An experiment was carried out to test the resistance of four soils to contamination with heavy metals. The sampling sites were located approximately 40 m from the S8 expressway. It was assumed that the expressway would be a potential source of soil contamination with heavy metals in the future. One meadow soil and three arable soils were tested. The research attempted to verify the degrees of soil contamination with heavy metals determined by the IUNG. To determine soil resistance, the Phytotoxkit biotest was used. It was investigated how soil solutions with different contents of heavy metal cations (zinc, cadmium, nickel, copper and lead) affect the growth of cress in the germination phase. Based on measurements of the length of cress roots after 3 days, clear growth inhibition was found caused by various concentrations of heavy metals in the soil. The granulometric composition, soil reaction and organic carbon content were also examined. The grain size of all tested soils was similar and can be described as clayey sands. The soil from grassland had the highest organic carbon content and alkaline reaction. This is probably why it showed the greatest resistance to heavy metal contamination. The Phytotoxkit test showed that the inhibition of cress growth was much lower than in the case of soils from arable land. The high content of organic carbon and the favorable alkaline reaction of the soil contributed to this. Lower resistance was obtained in the study of soils from arable fields, which were characterized by the lowest organic carbon content and slightly acidic reaction. The research results confirmed the great usefulness of the Phytotoxkit biotest for assessing soil contamination with heavy metals.

Downloads

References

Becher, M., Tołoczko, W., Godlewska, A., Pakuła, K., Żukowski, E., 2022. Fractional Composition of Organic Matter and Properties of Humic Acids in the Soils of Drained Bogs of the Siedlce Heights in Eastern Poland. Journal of Ecological Engineering 23(3): 208–222.
Google Scholar DOI: https://doi.org/10.12911/22998993/146679

Bojakowska, I., Gliwicz, T., Sokołowska, G., Strzelecki, R., Wołkowicz, S., 2000. Pierwiastki śladowe i promieniotwórcze w osadach zbiornika włocławskiego. Przegląd Geologiczny 48: 831–836.
Google Scholar

Branżowa Norma, 1978. Gleby i utwory mineralne – Podział na frakcje i grupy granulometryczne. PKN, BN-78/9180-11, Warszawa.
Google Scholar

Czarnowska, K., Chlibiuk, M., Kozanecka, T., 2002. Pierwiastki śladowe w glebach uprawnych przy drogach wokół Warszawy. Roczniki Gleboznawcze 53(3/4): 67–74.
Google Scholar

Gałka, B., Wiatkowski, M., 2010a. Charakterystyka osadów dennych zbiornika zaporowego Młyny oraz możliwość rolniczego ich wykorzystania. Woda–Środowisko–Obszary Wiejskie 10, 4(32): 53–63.
Google Scholar

Gałka, B., Wiatkowski, M., 2010b. Metale ciężkie w wodzie i osadach dennych małego zbiornika wodnego Psurów. Ochrona Środowiska i Zasobów Naturalnych 42: 225–232.
Google Scholar

Gawdzik, J., 2012. Mobilność wybranych metali ciężkich w osadach ściekowych na przykładzie wybranych oczyszczalni ścieków. Inżynieria i Ochrona Środowiska 15(1): 5–15.
Google Scholar

Gąsior, J., Kaniuczak, J., Hajduk, E., Właśniewski, S., Nazarkiewicz, M., Bilek, M., 2013. Metody badań fizycznych właściwości gleb. Wydawca: Katedra Gleboznawstwa, Chemii Środowiska i Hydrologii, Wydział Biologiczno-Rolniczy Uniwersytetu Rzeszowskiego, wspólnie z Wydawnictwem Uniwersytetu Pedagogicznego w Drohobyczu, Wydział Biologiczny, Ukraina, 54 s.
Google Scholar

Geoportal Województwa Łódzkiego, https://www.mapy.lodzkie.pl
Google Scholar

Gruca-Królikowska, S., Wacławek, W., 2006. Metale w środowisku. Cz. II. Wpływ metali ciężkich na rośliny. Chemia, Dydaktyka, Ekologia, Meteorologia 11(1–2): 41–56.
Google Scholar

IUNG 1999. Monitoring chemizmu gleb ornych Polski. Program badań i wyniki wstępne. Inspekcja Ochrony Środowiska, Biblioteka Monitoringu Środowiska. Warszawa, 70 s.
Google Scholar

IUNG 2017. Raport z III etapu realizacji zamówienia „Monitoring chemizmu gleb ornych w Polsce w latach 2015–2017”. Instytut Uprawy Nawożenia i Gleboznawstwa, Państwowy Instytut Badawczy w Puławach, pdf, 190 s. http://www.gios.gov.pl/chemizm_gleb/
Google Scholar

Jagodzińska, M., Rydzek, M., 2019. Wpływ metali ciężkich pochodzących ze środków transportu na środowisko. Autobusy 20(6): 69–70.
Google Scholar

Kabata-Pendias, A., Piotrowska, M., Motowicka-Terelak, T., Maliszewska-Kordybach, B., Filipiak, K., Krakowiak, A., Pietruch, C., 1995. Podstawy oceny chemicznego zanieczyszczenia gleb. Metale ciężkie, siarka i WWA. Biblioteka Monitoringu Środowiska. Warszawa, 41 s.
Google Scholar

Kabata-Pendias, A., Pendias, H., 2010. Biochemia pierwiastków śladowych. Wydawnictwo Naukowe PWN, 382 s.
Google Scholar

Kabata-Pendias, A., Szteke, B., 2012. Pierwiastki śladowe w geo- i biosferze. IUNG–PIB, 270 s.
Google Scholar

Kalembasa, D., Becher, M., Pakuła, K., 2001. Gleby z poziomami żelazistymi w dolinie rzeki Liwiec. Roczniki Gleboznawcze, Suplement 52: 71–78.
Google Scholar

Kalembasa, D., Pakuła, K., Becher, M., Jaremko, D., 2008. Frakcje metali ciężkich w glebach położonych wzdłuż obwodnicy miasta Siedlce. Roczniki Gleboznawcze 59(2): 85–92.
Google Scholar

Karczewska, A., Bogda, A., Gałka, B., Kabała, C., Krysiak, A., Szopka, K., 2007. Metale ciężkie i arsen w glebach na obszarach dawnego górnictwa rud metali w Sudetach i na Przedgórzu Sudeckim. WUG: Bezpieczeństwo pracy i ochrona środowiska w górnictwie, 4: 25–27.
Google Scholar

Kuziemska, B., Pakuła, K., Pieniak-Lendzion, K., Becher, M., 2017. Metale ciężkie w glebach położonych wzdłuż szlaków komunikacyjnych. Zeszyty Naukowe Uniwersytetu Przyrodniczo-Humanistycznego w Siedlcach, Seria Administracja i Zarządzanie 39: 97–107.
Google Scholar

Laskowski, S., Tołoczko, W., 1995. Ocena stanu środowiska glebowego w otoczeniu aglomeracji miejsko-przemysłowej Zgierza. Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych 418: 313–320.
Google Scholar

Laskowski, S., Tołoczko, W., 1998. Zmiany odczynu i zawartości siarki w glebach objętych oddziaływaniem aglomeracji miejsko-przemysłowej Zgierza. Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych 456: 343–351.
Google Scholar

Laskowski, S., Tołoczko, W., 2001. Alterations of some chemical and physico-chemical properties of selected soils in field ecosystems. Acta Agrophysica 50: 177–188.
Google Scholar

Laskowski, S., Tołoczko, W., Rólka, M., 2001. Zawartość Pb, Zn, Cu w glebach przy drogach o różnym natężeniu ruchu w okolicach Łodzi. Acta Agrophysica 56: 137–144.
Google Scholar

Lazar, J., 1976. Gleboznawstwo z podstawami geologii. PWN, Warszawa–Poznań, 499 s.
Google Scholar

Mierzejewska, E., Tołoczko, W., Urbaniak, M., 2022. The effects of syringic acid on the properties of MCPA-contaminated soil and the growth of two cucurbit species. International Journal of Phytoremediation 24(2): 205–214.
Google Scholar DOI: https://doi.org/10.1080/15226514.2021.1932727

Nowak, M., Tołoczko, W., Trawczyńska, A., 2002. Produkcja preparatu wapniowo-magnezowego BIOCAL z osadów ściekowych w Aleksandrowie Łódzkim. Acta Agrophysica 73: 263–275.
Google Scholar

Ociepa-Kubicka, A., Ociepa, E., 2012. Toksyczne oddziaływanie metali ciężkich na rośliny, zwierzęta i ludzi. Inżynieria i Ochrona Środowiska 15(2): 169–180.
Google Scholar

Pakuła, K., Jaremko, D., Becher, M., 2012. Zn, Cu i Ni we frakcjach wydzielanych metodą BCR w osadach dennych. Proceedings of ECOpole 6(2): 641–646. https://doi.org/10.2429/proc.2012.6(2)086
Google Scholar

PTG, 2009. Klasyfikacja uziarnienia gleb i utworów mineralnych – PTG 2008. Roczniki Gleboznawcze – Soil Science Annual 60(2): 5–16.
Google Scholar

Siebielec, G., Stuczyński, T., Terelak, H., Filipiak, K., Koza, P., Korzeniowska-Pucułek, R., Łopatka, A., Jadczyszyn, J., 2008. Uwarunkowania produkcji rolniczej w regionach o dużym udziale gleb zanieczyszczonych metalami śladowymi. Studia i Raporty IUNG – PIB 12: 114–133.
Google Scholar

Siwek, M., 2008. Rośliny w skażonym metalami ciężkimi środowisku poprzemysłowym. Cz. II. Mechanizmy detoksyfikacji i strategie przystosowania roślin do wysokich stężeń metali ciężkich. Wiadomości Botaniczne 52(3–4): 7–23.
Google Scholar

Sumorok, B., Drobniewska, A., Kolasa, R., Zawadzka, A., Tołoczko, W., 2007. Wykorzystanie osadów pościekowych do nawożenia wierzby energetycznej. Problemy Inżynierii Mechanicznej i Robotyki 35: 293–299.
Google Scholar

Tołoczko, W., 2019. Ocena gleb piaszczystych o opadowo-retencyjnym typie zasilania wodą na podstawie badania eksperymentalnego dotyczącego podsiąku kapilarnego. Acta Universitatis Lodziensis. Folia Geographica Physica 18: 67–75.
Google Scholar DOI: https://doi.org/10.18778/1427-9711.18.05

Tołoczko, W., 2020. Gleby orne makro- i mezoregionów fizycznogeograficznych Polski. Wydawnictwo UŁ, 178 s.
Google Scholar DOI: https://doi.org/10.18778/8142-471-4

Tołoczko, W., Trawczyńska, A., Niewiadomski A., 2009. Content of organic compounds in soils fertilized with EM preparation. Soil Science Annual 60(1): 97–101.
Google Scholar

Trawczyńska, A., Tołoczko, W., 2005. Content of Cu, Pb, Zn and Cd in soils and ground water of the soils of Bzura River Valley, [w:] B. Gworek (red.), Obieg pierwiastków w przyrodzie, t. III: 169–173.
Google Scholar

Trawczyńska, A., Tołoczko, W., 2005. Content of heavy metals in ground water of the soil of Bzura river valley. Chemia i Inżynieria Ekologiczna 12(1–2): 121–126.
Google Scholar

Trawczyńska, A., Tołoczko, W., Niewiadomski, A., 2009. Zawartość pierwiastków śladowych w wodach górnej Bzury. Ochrona Środowiska i Zasobów Naturalnych 40: 491–496.
Google Scholar

Urbaniak, M., Kiedrzyńska, E., Zieliński, M., Tołoczko, W., Zalewski, M., 2014a. Spatial distribution and reduction of PCDD/PCDF toxic equivalents along three shallow lowland reservoirs. Environmental Science and Pollution Research 21(6): 4441–4452.
Google Scholar DOI: https://doi.org/10.1007/s11356-013-2401-7

Urbaniak, M., Wyrwicka, A., Kiedrzyńska, E., Staniak, S., Gałązka, A., Tołoczko, W., Siebielec, G., 2014b. Problematyka przyrodniczego wykorzystania komunalnych osadów ściekowych. Acta Innovations 12: 35–48.
Google Scholar

Urbaniak, M., Wyrwicka, A., Tołoczko, W., Serwecińska, L., Zieliński, M., 2017. The effect of sewage sludge application on soil properties and willow (Salix sp.) cultivation. Science of the Total Environment 586: 66–75.
Google Scholar DOI: https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2017.02.012

WYTYCZNE IUNG do oceny stopnia zanieczyszczenia gleb metalami ciężkimi, s. 1–2. http://karnet.up.wroc.pl/~kabala/Wytyczne_IUNG.pdf
Google Scholar