Sabina Dołęgowska, Zdzisław M. Migaszewski Instytut Chemii, Uniwersytet Humanistyczno- Przyrodniczy Jana Kochanowskiego w Kielcach

Transkrypt

1 Sabina Dołęgowska, Zdzisław M. Migaszewski Instytut Chemii, Uniwersytet Humanistyczno- Przyrodniczy Jana Kochanowskiego w Kielcach

2 Metoda wykorzystująca organizmy żywe (biowskaźniki, bioindykatory, biomarkery) do jakościowej i ilościowej oceny stopnia zanieczyszczenia środowiska przyrodniczego Podstawowe informacje w metodzie biomonitoringowej są czerpane w oparciu o zmiany w zachowaniu monitorowanych organizmów (liczebność gatunku, zaburzenia fizjologiczne, ekologiczne, morfologiczne) lub poprzez pomiar zawartości określonych substancji w danych organizmach

3 posiadać duże zagęszczenie populacji być rozpowszechniony być dostępny przez cały rok, umożliwiając pobieranie próbek w każdym sezonie stwarzać możliwość oceny zanieczyszczenia środowiska w krótkim przedziale czasu (wykazywać wąską tolerancję w stosunku do badanego składnika) dawać szybką, wyraźną i jednoznaczną reakcję w kontakcie z substancją toksyczną charakteryzować się wysoką zawartością badanej substancji wykazywać związek między zawartością substancji w badanych tkankach a jej zawartością w otaczającym środowisku

4 Biowskaźniki porosty mchy kora i igły sosny

5 stanowią największą i najbardziej rozpowszechnioną klasę mszaków stanowią jedne z najlepszych biowskaźników służących do oceny zanieczyszczenia atmosfery gazami, aerozolami i pyłami są mniej wrażliwe na zanieczyszczenia niż porosty i w większym stopniu akumulują substancje toksyczne

6 1 brak epidermy i kutikuli, naturalnych barier chroniących przed wniknięciem substancji niebezpiecznych 2 3 brak korzeni i tkanek przewodzących transport substancji mineralnych pomiędzy poszczególnymi segmentami rośliny jest ubogi ze względu na brak systemu naczyniowego zdolność akumulowania metali na drodze pasywnej wiele gatunków wykazuje duży zasięg geograficzny; występują obficie w różnorodnych środowiskach naturalnych i przekształconych zawartość większości akumulowanych metali w tkankach mchów stanowi funkcję ich zawartości w powietrzu atmosferycznym możliwość wykorzystania w monitoringu siedlisk naturalnych oraz w tzw. metodach transplantacyjnych

7 gatunek, wiek, część morfologiczna warunki klimatyczne chemizm podłoża wody roztopowe wysokość n.p.m. depozycja cząstek gleb, minerałów i skał przenoszonych przez wiatr wypłukiwanie składników z koron drzew przemieszczanie składników ze starszych do młodszych części roślin

8 Hylocomium splendens

9 Pleurozium schreberi

10 Halleraker, de Caritat, Reimann, Äyräs i in.: m.in. Al, B, Ba, Ca, K, La, Mg, Mn, Na, P, Rb Poikolainen: o Cd, Cr, Cu, Fe, Ni, Pb, Zn, V, As, Hg Berg, Steinnes: o 25 pierwiastków Rühling, Tyler: o m.in. As, Cd, Co, Cr, Cu, Pb, Ni, V, Zn Galsomiès i in.: o Al, As, Cs, Fe, La, Sc, Sm Grodzińska, Godzik, Migaszewski, Gałuszka: o m.in. Cd, Co, Cr, Ni, Cu, Pb, Zn, Mn, Fe Sucharová, Suchara: o m.in. Cd, Co, Mn, Fe Ötvös: o Cd, Cr, Cu, Pb, Ni, Zn Gerdol: o Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Ni, Pb, V, Zn

11 A B C D

12 Porównanie zawartości oznaczanych pierwiastków Hylocomium splendens Ba, Ce, Co, Cu, Eu, Fe, Gd, Hg, La, Mo, Nd, Ni, Pb, Sm, V, Y Pleurozium schreberi Cd, Mn, Sr, Zn Cr, Dy, Er, Ho, Pr, Sn, Tb, Th, Yb Największe dysproporcje: Mn do 67 mg kg -1 Fe do 220 mg kg -1

13 Stanowisko badawcze Hylocomium splendens Pleurozium schreberi Mn mg/kg Fe mg/kg

14

15 Pleurozium schreberi (mg/kg) Hylocomium splendens (mg/kg)

16 Współczynniki korelacji rang Spearmana Hylocomium splendens Ba Cd Co Cu Dy Er Eu Gd La 0,89 0,77 0,86 0,76 0,79 0,86 0,87 0,81 0,75 Ba Cd Co Cu Dy Er Eu Gd La Pleurozium schreberi Hylocomium splendens Mn Nd Ni Pb Pr Sm Sr Th Y Yb 0,91 0,77 0,80 0,82 0,84 0,84 0,78 0,80 0,89 0,81 Mn Nd Ni Pb Pr Sm Sr Th Y Yb Pleurozium schreberi

17 Porównanie właściwości bioindykacyjnych na podstawie testów statystycznych Obszar badań Kielce, 2008 Berg, Steinnes, 1995 Norwegia Test znaków Istotne statystycznie różnice Cd, Co, Cu, Hg, Mo, Ni, Pb, Sr, V Co, Cu, Eu, Fe, Mo, Ni, Pb Brak istotnych statystycznych różnic Ba, Ce, Eu, Fe, La, Mn, Nd, Pr, Y, Zn Ba, Ce, La, Nd, Pr, Sr, Y, Zn Obszar badań Kielce, 2008 Berg, Steinnes, 1995 Norwegia Test Wilcoxona Istotne statystycznie różnice Cd, Co, Cu, Hg, Mo, Ni, Pb, Sr, V Co, Cu, Eu, Fe, Mo, Ni, Pb Brak istotnych statystycznych różnic Ba, Ce, Eu, Fe, La, Mn, Nd, Pr, Y, Zn Ba, Ce, La, Nd, Pr, Sr, Y, Zn

18 Wartości współczynnika Pleurozium/Hylocomium Ba Cd Ce Co Cu Dy Eu Fe Gd Hg La Mn 0,92 1,19 0,83 0,88 0,92 0,90 0,50 0,95 0,83 0,94 0,81 1,13 Mo Nd Ni Pb Pr Sm Sn Sr V Y Yb Zn 0,71 0,86 0,81 0,85 0,89 0,86 0,83 1,02 0,90 0,90 0,80 1,03

19 Literatura, rok Niniejsza praca (2008) Gałuszka (2007) Reimann i in. (2001) Halleraker i in. (1998) Berg i in. (1997) Wolterbeek i in. (1995) Ross (1990) Wartości współczynnika Pleurozium/Hylocomium Ba Cd Co Cu Fe Hg Mn Mo Ni Pb Sr V Zn 0,92 1,19 0,88 0,92 0,95 0,94 1,13 0,71 0,81 0,85 1,02 0,90 1,03 0,94 1,09 0,93 0,89 0,95 0,96 0,81 0,75 0,88 0,88 1,04 0,92 0,97 0,95 0,96 0,97 0,80 0,89 0,98 0,95 0,52 0,90 0,99 0,92 0,97 1,03 1,30 1,10 0,91 0,80 0,89 0,76 1,19 0,73 0,93 1,14 1,07 0,93 1,09 1,18 0,89 0,76 0,63-1,30 0,68 0,53 0,90-1, ,14-0,93 0, ,78 0,86-0,86 1, ,84 0, ,83 0,83-0,79 -

20 Wykres pudełkowy współczynnika Pl/Hy P.s. > H.s. H.s. = P.s. H.s. > P.s.

21 Wnioski Nie stwierdzono znacznych różnic w zawartościach oznaczanych pierwiastków w mchach z rejonu Kielc Spośród wszystkich pierwiastków największe dysproporcje zanotowano dla Fe i Mn Z oznaczanych pierwiastków w Hylocomium splendens dominowały: Ba, Ce, Co, Cu, Eu, Fe, Gd, Hg, La, Mo, Nd, Ni, Pb, Sr, V i Y, a w Pleurozium schreberi: Cd, Mn, Sr i Zn Nie stwierdzono różnic w zawartościach: Cr, Dy, Er, Ho, Pr, Sn, Tb, Th i Yb Przeprowadzona analiza wiązkowa wykazała podobieństwa w zawartościach pierwiastków ziem rzadkich Wyliczone współczynniki korelacji Pearsona wskazują na podobieństwo w zawartościach: Mn, Ni, Co i Ba

22 Współczynniki korelacji rang Spearmana wykazały podobieństwa w akumulacji: Ba, Cd, Co, Cu, Dy, Er, Eu, Gd, La, Mn, Nd, Ni, Pb, Pr, Sm, Sr, Th, Y, Yb Test Wilcoxona i test znaków dla par wiązanych wykazały istotne statystycznie różnice w akumulacji: Cd, Co, Cu, Hg, Mo, Ni, Pb Sr i V; brak natomiast istotnych statystycznie różnic dla: Ba, Ce, Eu, Fe, La, Mn, Nd, Pr, Y i Zn Wyliczone współczynniki Pleurozium/Hylocomium wykazały, że mech Hylocomium splendens wzbogacony jest w: Ba, Co, Cu, Fe, Hg, Mo, Ni, Pb i V, natomiast Pleurozium schreberi w: Cd, Mn, Sr i Zn Różnice we właściwościach bioindykacyjnych mchów: Hylocomium splendens i Pleurozium schreberi wynikają prawdopodobnie z różnic w ich budowie morfologicznej

23 Hylocomium splendens Pleurozium schreberi

24 Hylocomium splendens Pleurozium schreberi

25 Dziękuję za uwagę