WSPÓŁWYSTĘPOWANIE WYBRANYCH METALI CIĘŻKICH W NAPARSTNICY PURPUROWEJ W KARKONOSZACH I BESKIDZIE ŚLĄSKIM

Transkrypt

1 KOWOL J., KWAPULIŃSKI J. & BRODZIAK B. 2004: Współwystępowanie wybranych metali ciężkich w naparstnicy purpurowej w Karkonoszach i Beskidzie Śląskim. In: ŠTURSA J., MAZURSKI K. R., PALUCKI A. & POTOCKA J. (eds.), Geoekologické problémy Krkonoš. Sborn. Mez. Věd. Konf., Listopad 2003, Szklarska Poręba. Opera Corcontica, 41: WSPÓŁWYSTĘPOWANIE WYBRANYCH METALI CIĘŻKICH W NAPARSTNICY PURPUROWEJ W KARKONOSZACH I BESKIDZIE ŚLĄSKIM Coexistence individual heavy metals in Digitalis purpurea in the Giant Mountains and Beskidy Silesian region KOWOL JOLANTA, KWAPULIŃSKI JERZY & BRODZIAK BARBARA Wydział Farmaceutyczny Śląskiej Akademii Medycznej w Katowicach, Katedra i Zakład Toksykologii, ul. Jagiellońska 4, Sosnowiec, PL, e mail: kwapulinski@slam.katowice.pl Jednym z najważniejszych zagadnień, będących wypadkową procesów migracji i kumu lacji, a także dyskryminacji jest współwystępowanie metali, których zawartość została określona w roślinach metodą atomowej spektrofotometrii absorpcyjnej AAS. W poszczególnych częściach naparstnicy purpurowej pozyskiwanej z terenu Karkonoszy obserwowano większą ilość współzależności wprost proporcjonalnych pomiędzy Pb, Cd, Mn, Fe, Cu, Zn, Ca, Mg, Na, Cr aniżeli dla Beskidu Śląskiego. Poszczególne części morfologiczne opisują charakterystyczne współzależności. W korzeniach zawartość Mn zmienia się wprost proporcjonalnie z Ni, Pb, Zn, Fe, Ca i Mg. Porównanie wyrazów wolnych w równaniach regresji jest pomocne w wyjaśnieniu fizjologii oraz interakcji między metalami. The contents heavy metals in the plant by AAS method were determined. Between given elements very correlation s were observed, for example contents of Pb, Cd and Mn in root of plants growth with the increase of contents Cu, Co, Fe, Mg, Ca. These relations changed in relations to regions: their geochemical conditions. The characteristics of coexistence were different for given morphological part of this plant. The compares free values in equilibrium regression are used in describing of physiology and interaction between occurrence of these elements. Słowa kluczowe: metale ciężkie, kumulacja, rośliny lecznicze Keywords: heavy metals, accumulation, medicinal plants WSTĘP Szybkie tempo produkcji i konsumpcji dóbr materialnych coraz bardziej zmienia środowisko przyrodnicze poprzez ekspansywną, niekontrolowaną technologię wytwarzania. Ważną grupę zanieczyszczeń stanowią metale, które szybko zostają włączone w łańcuch troficzny, stając się zagrożeniem dla roślin, zwierząt, a nawet człowieka. Głównym źródłem zanieczyszczenia środowiska metalami ciężkimi są produkty spalania węgla, ropy naftowej i jej pochodnych, transport, hutnictwo oraz chemizacja rolnictwa. 194

2 Niezwykle istotny jest problem kontaminacji roślin leczniczych, które są szeroko stosowane w lecznictwie. Zawartość metali ciężkich w surowcach zielarskich może prowadzić do niezamierzonej intoksykacji organizmu człowieka. Degradacja szaty roślinnej ma złożony charakter, zależny od rodzaju i odległości od źródła zanieczyszczeń, składu chemicznego emitowanych odpadów, a także od rodzaju roślinności narażonej na ich oddziaływanie (KABATA PENDIAS & PENDIAS 1999). W tym świetle zasadne są badania mające na celu określenie stopnia kumulacji metali ciężkich przez rośliny. CHARAKTERYSTYKA MIEJSCA ZBIORU PRÓB Przedmiotem analizy zawartości 13 metali w poszczególnych częściach morfologicznych naparstnicy purpurowej były próbki pochodzące z obszaru uznawanego za ekologicznie czysty Karkonosze (okolice Karpacza) oraz Beskid Śląski (Brenna i okolice Błatniej). Na obszarze Beskidu Śląskiego występują gleby brunatne kwaśne, rzadziej zbielicowane, gliniaste i pylaste. W północnej części, na obszarze podgórskim występują słabo zbielicowane lub brunatne gleby lessopodobne. Natomiast obszar Karkonoszy zdominowany jest przez gleby brunatne kwaśne, a jedynie na większych wysokościach zwiększa się udział gleb bielicowych (ZAWADZKI 1999). W ciągu ostatnich kilkunastu lat obserwuje się postępującą degradację ekosystemów leśnych w Karkonoszach oraz Beskidzie Śląskim spowodowaną przede wszystkim emisjami zanieczyszczeń przemysłowych napływających z terenu Polski, Czech i Niemiec. Do głównych składników tych zanieczyszczeń należą metale ciężkie np. Zn, Pb, Ni, Cd (KOWOL & al. 2000, KWAPULIŃSKI & al. 2003). Ważniejsze dane dotyczące emisji zanieczyszczeń pyłowych na tych terenach pochodzą z opracowań Głównego Urzędu Statystycznego (Ochrona środowiska 1999) Tab. 10. Zwrócić należy uwagę na fakt, że w województwie śląskim emisja zanieczyszczeń pyłowych ze spalania paliw jest dwukrotnie większa niż w województwie dolnośląskim. Emisja metali ciężkich z zakładów przemysłowych jest również znaczniejsza w województwie śląskim. METODYKA Materiał roślinny Zebrane próbki roślin rozdzielono na poszczególne części morfologiczne: kwiaty, łodygę, liście i korzeń. Próbki roślin dokładnie myto wodą redestylowaną i suszono powietrznie do uzyskania stałej masy. Materiał rozdrobniono w moździerzu i do dalszych badań wykorzystywano 1g sproszkowanych części roślin. Mineralizację próbek przeprowadzono metodą na mokro przy użyciu stężonego HNO 3. Odważkę zadano 5 ml stężonego HNO 3 i pozostawiono na 24 godz. Następnie próbki wstawiono na łaźnię piaskową do całkowitego zmineralizowania. Później potraktowano je 5 ml stężonego HNO 3 i ogrzewano na łaźni w temp. 60 o C. Mineralizat przeniesiono do kolby o pojemności 25 ml i uzupełniono wodą redestylowaną do kreski. Gleba Badanie form chemicznych w jakich metale występują w glebie wykonano zgodnie z metodyką Rudd a (RUDD & al. 1988), polegającą na sekwencyjnej ekstrakcji 1g próbki następującymi roztworami w stosunku 1: 40: 195

3 Ø dla formy wymiennej 1,0 M KNO 3, Ø dla formy zaadsorbowanej 0,5 M KF (ph=6,5), Ø dla połączeń organicznych 0,1 M Na 4 P 2 O 7, Ø dla węglanów 0,1 M EDTA (ph=6,5), Ø dla siarczków 6,0 M HNO 3. Próbki gleby suszono przy użyciu lamp promiennikowych do uzyskania stałej masy, rozdrobniono w moździerzu i przesiano przez sito o średnicy oczek 1mm. Następnie próbki traktowano poszczególnymi roztworami w ciągu 24 godz., po czym odwirowywano przez 10 min. (4000 obr./min.). Otrzymane ekstrakty zakwaszano do stężenia 1 % HNO 3. W celu uzyskania pozostałości próbki zalewano 5 ml stężonego HNO 3 (65 %) i odparowano do sucha na łaźni piaskowej. Suchą pozostałość zadawano 2 ml stężonego HNO 3 oraz 10 ml wody redestylowanej i przesączono do kolbek miarowych o pojemności 50 ml uzupełniając do kreski. Oznaczanie zawartości metali Zawartość metali w badanym materiale oznaczono metodą atomowej spektrofotometrii absorpcyjnej AAS w płomieniu acetylen powietrze aparatem Philips Pye Unicam SP 9. WYNIKI Jednym z ważniejszych zagadnień dotyczących obecności metali w środowisku jest ich współwystępowanie będące wypadkową procesów migracji i kumulacji, a także dyskryminacji. Miarą kierunku zmian i siły interakcji jest istotny współczynnik korelacji. Dlatego przed przystąpieniem do omówienia tego zagadnienia ustalono poziom istotności postrzeganych zależności na poziomie prawdopodobieństwa 95 %, δ = 0,05 oraz dla liczebności n = 30 stanowisk poboru poszczególnych części morfologicznych naparstnicy purpurowej. Szczegółowe wyniki analiz obrazujących zagadnienie współwystępowania metali w naparstnicy purpurowej pozyskanej z Brennej i masywu Błatniej zestawiono w Tab Dla porównania w Tab. 5., 6. zestawiono wartości współczynników korelacji opisujące naparstnicę purpurową rosnącą w Karkonoszach. W Tab wartości pogrubione oznaczają wspólne wysokie współczynniki korelacji dla wszystkich miejsc zbioru naparstnicy, natomiast wartości podkreślone wspólne dla poszczególnych części morfologicznych. Obszar Karkonoszy w porównaniu z częścią Beskidu Śląskiego odróżnia się występowaniem większej ilości poszczególnych metali w glebie Ryc. 1. i 2. oraz układem fizjograficznym badanego obszaru, co znajduje swoje odzwierciedlenie w występowaniu większej ilości silniejszych korelacji między badanymi pierwiastkami. Przykładowo: w korzeniu naparstnicy purpurowej pozyskanej w obszarze masywu Błatnia i na terenie Brennej nie obserwowano istotnej korelacji pomiędzy Co a Cd, która w sposób jednoznaczny była stwierdzona we wszystkich częściach morfologicznych naparstnicy purpurowej pozyskanej w Karkonoszach. Porównanie danych zawartych w Tab pozwoliło wyróżnić istotne współzależności między Fe a Cr i Pb w kwiatach, Fe a Co i Ni oraz Zn i Cd w liściach, a także między Cu i Pb w łodydze, które powtarzały się dla wszystkich trzech obszarów poboru rośliny. W naparstnicy purpurowej pozyskanej z terenu Karkonoszy obserwowano większą ilość współzależności między pierwiastkami w poszczególnych częściach morfologicznych rośliny w porównaniu do części obszaru Beskidu Śląskiego. W Karkonoszach interakcje w przeważającej części miały charakter wprost proporcjonalnych zmian. Odwrotnie proporcjonalne zmiany obserwowane 196

4 Tab. 1. Współwystępowanie metali w korzeniu i łodydze naparstnicy purpurowej z Brennej. Coexistence heavy metals in root and stem of Digitalis purpurea growing on the Brenna. Cd -0,08 0,29-0,11 0,46-0,15-0,14 0,48 0,01-0,49-0,05-0,55-0,09 Cr -0,16 0,46 0,64 0,08-0,15 0,17-0,11 0,91 0,02 0,24 0,43 0,13 Co 0,07 0,85 0,59 0,47 0,07 0,44 0,37 0,52 0,02 0,43 0,18-0,15 Cu -0,31 0,09 0,03 0,30 0,00 0,22 0,08 0,54 0,07 0,26 0,25-0,11 Ni -0,04 0,10 0,20 0,83 0,11 0,13 0,35 0,13 0,32 0,13 0,03 0,11 Pb -0,30 0,18-0,01 0,66 0,64 0,11 0,15-0,07 0,13 0,12 0,07 0,60 Mn -0,56 0,06-0,18 0,14-0,17 0,04 0,33 0,36 0,40 0,66 0,10 0,31 Zn -0,36 0,08-0,07 0,03-0,19 0,15 0,66 0,06-0,06 0,60-0,48 0,07 Fe -0,37 0,89 0,58 0,31 0,13 0,40 0,15 0,10-0,06 0,42 0,26 0,26 Ca -0,34 0,50 0,19-0,01-0,23 0,19 0,05 0,34 0,62 0,34 0,65 0,27 Mg -0,51 0,12 0,11 0,00-0,02 0,20 0,52 0,63 0,07 0,05 0,22 0,17 K -0,18 0,65 0,38-0,44-0,57-0,11 0,22 0,11 0,63 0,46 0,03 0,13 Na -0,08-0,27-0,20 0,68 0,79 0,53-0,34-0,41-0,14-0,17-0,15-0,71 Tab. 2. Współwystępowanie metali w liściu i kwiatach naparstnicy purpurowej z Brennej. Coexistence heavy metals in leaves and floss of Digitalis purpurea growing on the Brenna. Cd -0,08 0,20-0,14 0,20-0,11 0,37 0,61-0,01-0,15-0,01-0,52 0,35 Cr -0,21 0,65-0,08 0,60 0,16-0,27-0,14 0,92 0,35-0,35 0,03-0,05 Co -0,19 0,04 0,12 0,76-0,04 0,04 0,06 0,70-0,06-0,24 0,05 0,02 Cu 0,29 0,03-0,10 0,44 0,43 0,25-0,32 0,11-0,21 0,41 0,61 0,48 Ni 0,06 0,29 0,46 0,52 0,46 0,25 0,09 0,69-0,09 0,25 0,16 0,47 Pb 0,11 0,19 0,37 0,46 0,61 0,02-0,11 0,04-0,05 0,48 0,28 0,82 Mn 0,25-0,37 0,34 0,41 0,46 0,27 0,78-0,01-0,06 0,66-0,47 0,11 Zn -0,15-0,25-0,21 0,27 0,30-0,08 0,57-0,03-0,10 0,38-0,84 0,01 Fe 0,01 0,53 0,50 0,35 0,76 0,78 0,32-0,02 0,23-0,18 0,04-0,11 Ca -0,20 0,16 0,00-0,60-0,33 0,19-0,31-0,24 0,15-0,20-0,11-0,09 Mg 0,23-0,05-0,22 0,52 0,16 0,14 0,19 0,06-0,09-0,46 0,04 0,40 K 0,03-0,58-0,12 0,42-0,24-0,16 0,33 0,35-0,42-0,33 0,23 0,21 Na 0,18-0,16-0,33 0,78 0,09 0,04 0,26 0,34-0,13-0,49 0,59 0,76 KWIATY 197

5 Tab. 3. Współwystępowanie metali w korzeniu i łodydze naparstnicy purpurowej z Błatniej. Coexistence heavy metals in root and stem of Digitalis purpurea growing on the Błatnia. Cd -0,14-0,09 0,01 0,02-0,33 0,82 0,74-0,14 0,10-0,12 0,25-0,55 Cr 0,18 0,14-0,31 0,69-0,23-0,08 0,14 0,69 0,62-0,09-0,28 0,09 Co -0,04-0,24 0,08 0,13-0,36 0,19 0,21-0,13-0,40-0,75-0,43 0,02 Cu 0,61 0,16 0,64 0,22 0,42 0,47 0,38-0,36 0,15 0,44-0,46 0,62 Ni -0,24 0,78-0,38-0,13-0,14 0,25 0,38 0,64 0,61 0,21-0,23 0,41 Pb 0,29 0,01 0,42 0,55-0,09-0,21-0,40-0,28 0,04 0,55 0,17 0,66 Mn 0,36 0,31 0,24 0,57 0,26 0,12 0,95-0,31 0,11-0,12-0,16-0,18 Zn 0,39 0,63 0,06 0,60 0,56 0,04 0,85-0,17 0,24-0,16-0,31-0,22 Fe 0,11 0,88-0,32-0,03 0,75-0,07 0,04 0,40 0,66 0,25-0,02 0,07 Ca -0,12 0,09-0,29-0,34 0,02-0,32-0,80-0,43 0,40 0,62-0,36 0,26 Mg 0,59-0,08 0,02 0,43-0,12 0,22-0,04 0,15 0,12 0,29-0,02 0,55 K 0,77-0,28 0,26 0,60-0,64 0,47-0,08-0,08-0,28 0,09 0,67-0,34 Na 0,17 0,27 0,47 0,48 0,09 0,31-0,10 0,13 0,42 0,38 0,60 0,33 Tab. 4. Współwystępowanie metali w liściu i kwiatach naparstnicy purpurowej z Błatniej. Coexistence heavy metals in leaves and floss of Digitalis purpurea growing on the Błatnia. Cd -0,31-0,18 0,05-0,39-0,10 0,55 0,95-0,30 0,75 0,38-0,22-0,42 Cr 0,14 0,86 0,10 0,94 0,57 0,24-0,14 0,97-0,24-0,28-0,28 0,77 Co -0,55-0,54 0,21 0,82 0,45 0,38 0,00 0,89-0,10 0,03-0,19 0,62 Cu 0,17 0,57-0,25 0,31-0,35-0,10 0,07 0,01-0,02 0,36 0,36-0,24 Ni 0,20 0,07-0,31 0,47 0,47 0,21-0,20 0,87-0,39-0,17-0,19 0,73 Pb 0,39 0,34-0,42 0,51 0,68 0,08 0,10 0,58 0,18 0,16 0,06 0,90 Mn 0,62 0,24-0,62 0,39 0,31 0,22 0,65 0,24 0,05-0,02-0,78 0,07 Zn 0,59 0,56-0,82 0,62 0,29 0,49 0,72-0,12 0,67 0,44-0,23-0,20 Fe 0,16 0,81-0,43 0,44 0,29 0,72 0,02 0,42-0,18-0,27-0,26 0,74 Ca 0,49 0,70-0,36 0,65 0,16 0,27 0,32 0,63 0,51 0,59 0,28-0,20 Mg -0,37-0,01-0,03 0,06-0,24-0,54-0,06-0,07-0,45-0,21 0,61-0,04 K -0,03-0,01-0,56-0,12 0,52 0,43-0,04 0,22 0,24-0,26 0,04-0,05 Na 0,07 0,33 0,16 0,58 0,13 0,57 0,01 0,28 0,56 0,43-0,59-0,31 KWIAT 198

6 w korzeniu dotyczyły Pb i Zn, Pb i Ca, Fe i Ca, Na i Ca. Natomiast w kwiatach pomiędzy Ni, Cr, Co, Mn, Zn, Ca a Cd, Cr, Co, Mg, K i Na. Z kolei w liściach odwrotnie proporcjonalne zależności dotyczyły Mn z Ni, Pb, Zn, Fe, Ca, Mg i K z Cu, Pb, Zn, Fe, Ca, a także Na z Ni, Pb, Ca, Mg. W łodydze zaś między Ni a Cr, Mn a Cr, Zn, Ca, Mg a Cd, Co, Mn, K a Cd, Cr oraz Na i Mg. Charakterystyczne jest to, że w poszczególnych częściach morfologicznych naparstnicy z Karkonoszy występują charakterystyczne dla danej części współzależności. Przykładowo: w korzeniu zależność między zmianami Mn a Cd, Cr, Co, Cu, Ni, Zn, K charakteryzuje współczynnik korelacji 0,54 0,77. I w tej części stwierdzono wyróżniające się dodatnie korelacje Mn z Cd, Cr, Co, Cu, Ni, Zn, Mg i K, które w przypadku kwiatów dotyczyły Cd, Cr, Co, Pb, Fe, Ca, K i Na. W przypadku liści współzależność Mn w przeważającej części ma charakter odwrotnie proporcjonalny dotyczy Ni, Pb, Zn, Fe, Ca, Mg a wprost proporcjonalny tylko z potasem (0,72). Odwrotnie proporcjonalne zależności dla Mn obecnego w liściach naparstnicy a wspomnianymi pierwiastkami opisuje ujemny współczynnik korelacji 0,39. Duża rola Mn w naparstnicy w porównaniu do pozostałych pierwiastków pojawiła się także w kwiatach i w bardzo małym stopniu w łodydze. Bardzo znamienny jest fakt pojawienia się największej liczby zależności między metalami w kwiatach naparstnicy purpurowej. Oprócz wspomnianego wcześniej Mn wiodącym pierwiastkiem uczestniczącym w interakcjach jest Pb, Cu, Cr, Cd, K, Ca, Mg. Wymienione pierwiastki uczestniczą w proporcjonalnych zmianach z wieloma badanymi pierwiastkami, które opisuje istotny współczynnik korelacji w granicach 0,60 1,00. W szczególności wskazać należy na interakcje Cd z Cr, Co, Cu, Pb, Mn, Fe, Ca, Mg, K i Na (0,62 1,00); Cr z Cd, Co, Cu, Pb, Mn, Fe, Ca, Mg, K i Na (0,70 0,99); Pb z Cd, Cr, Co, Cu, Mn, Fe, Ca, Mg, K i Na (0,51 0,90); Mn z Cd, Cr, Co, Pb, Fe, Ca, K i Na (0,51 0,72); Fe z Cd, Cr, Co, Cu, Pb, Mn, Ca, Mg, K i Na (0,62 0,99). Zawartość K nie zależała od występowania Ni i Zn. W przypadku Na do tych pierwiastków należy Cu, Ni i Ca. Największa ilość dostrzeżonych proporcjonalnych zmian zawartości jednego pierwiastka w takt zmian zawartości drugiego pierwiastka wskazuje na ich wspólne pochodzenie z emisji dalekosięgającej, pod wpływem której znajduje się obszar Karkonoszy. Emisja ta pochodzi znad Niemiec, Czech i Polski, gdzie zlokalizowane są na przygranicznym małym obszarze elektrownie węglowe. Za tym spostrzeżeniem przemawiają także powtarzające się w większości przypadków wspólne zależności między pierwiastkami w badanych częściach morfologicznych naparstnicy. Dla tego obszaru wyróżniono następujące powtarzające się współzależności: Co i Cd, Fe i Cd, Fe i Co, Fe i Pb, Mg i Ca, K i Mn. Dla porównania odrębności obszarowej dane zawarte w Tab analizowano w aspekcie utrzymywania się tych samych korelacji we wszystkich częściach morfologicznych naparstnicy. I tak dla prób zebranych w masywie Błatniej znaczące zależności powtarzają się dla Cd i Mn, Zn i Cd, Zn i Mn oraz Fe i Cr. Wspólnymi dla obszaru Brennej są współzależności między Ni i Cu, Zn i Mn, Fe i Cr, Fe i Co. Dla lepszego zobrazowania problemu migracji pierwiastków między wybranymi częścia mi morfologicznymi dokonano zestawienia ich współwystępowania w Tab Współwystępowanie metali w poszczególnych częściach rośliny opisują równania regresji. Interpretacja wyszczególnionych w tekście równań regresji dotyczących osobno Brennej, Błatniej oraz Karkonoszy jest następująca: Ø Ø współczynnik przed pierwiastkiem jest miarą wzrostu zawartości jednego pierwiastka w takt zmian zawartości drugiego pierwiastka, wyraz wolny interpretuje się jako wartość, powyżej której obserwuje się daną relację opisaną przez współczynnik korelacji. Przykładowo: zmianę zawartości Pb w funkcji zmian zawartości Na opisuje równanie regresji: Pb=0,19*Na+3,61. Zgodnie z powyższą interpretacją zmiana zawartości Na o 100 jednostek spowoduje przyrost zawartości Pb w korzeniu o 19 μg dopiero powyżej zawartości Na równej 3,

7 Tab. 5. Współwystępowanie metali w korzeniu i łodydze naparstnicy purpurowej z terenu Karkonoszy Karpacz i okolice. Coexistence heavy metals in root and still of Digitalis purpurea growing on the Giant Mountains Region Cd 0,02 1,00 0,04 0,22 0,58 0,59 0,17 0,56-0,06 0,13 0,49 0,45 Cr 0,32 0,02 0,06 0,46-0,06 0,55-0,06 0,02-0,20 0,06 0,32 0,00 Co 1,00 0,32 0,04 0,22 0,58 0,59 0,17 0,56-0,06 0,13 0,49 0,45 Cu -0,04-0,24-0,04 0,75-0,12 0,54 0,92-0,05 0,05 0,60 0,71 0,17 Ni 0,08-0,30 0,08 0,64-0,07 0,77 0,77 0,21 0,14 0,69 0,88-0,16 Pb 0,12 0,04 0,12 0,58 0,21 0,04-0,25 0,87-0,44 0,08 0,28 0,15 Mn 0,54-0,26 0,54-0,26-0,04-0,09 0,58 0,22-0,01 0,31 0,71 0,25 Zn 0,64 0,14 0,63 0,68 0,62 0,62 0,06-0,11 0,17 0,56 0,73 0,17 Fe 0,65 0,14 0,64 0,66 0,61 0,63 0,07 1,00-0,31 0,18 0,38-0,22 Ca 0,18 0,04 0,18 0,86 0,60 0,66-0,29 0,81 0,79 0,55-0,05-0,37 Mg -0,30-0,16-0,30 0,34 0,14-0,09-0,71 0,04 0,03 0,42 0,69-0,26 K -0,25-0,90-0,25 0,36 0,48 0,04 0,42 0,00-0,01 0,05-0,12 0,13 Na 0,43 0,50 0,44-0,20 0,23-0,20 0,43 0,19 0,18-0,10-0,64-0, Tab. 6. Współwystępowanie metali w liściu i kwiatach naparstnicy purpurowej z terenu Karkonoszy Karpacz i okolice. Coexistence heavy metals in leaves and floss of Digitalis purpurea growing on the Giant Mts. Region Cd 0,44 1,00 0,32 0,38 0,59-0,19 0,70 0,70 0,44 0,03-0,22 0,11 Cr 0,96 0,44-0,04 0,06 0,50-0,10 0,34 0,34-0,21 0,07-0,06-0,04 Co 1,00 0,94 0,32 0,38 0,59-0,19 0,70 0,70 0,44 0,03-0,22 0,11 Cu 0,60 0,77 0,57 0,10 0,01-0,24-0,08-0,08 0,24 0,01-0,37-0,01 Ni -0,25-0,24-0,25-0,06 0,61-0,34 0,78 0,77 0,87 0,74-0,07-0,43 Pb 0,90 0,92 0,89 0,68-0,22-0,31 0,80 0,80 0,53 0,32-0,45-0,64 Mn 0,71 0,60 0,72 0,09-0,40 0,58-0,39-0,39-0,58-0,40 0,72-0,07 Zn -0,28-0,27-0,28-0,04 0,06-0,05 0,07 1,00 0,74 0,32-0,32-0,24 Fe 0,94 0,99 0,92 0,80-0,22 0,93 0,62-0,14 0,74 0,31-0,32-0,24 Ca 0,62 0,70 0,60 0,65-0,47 0,76 0,58 0,40 0,78 0,58-0,38-0,26 Mg 0,63 0,76 0,60 0,86 0,08 0,64-0,03-0,48 0,72 0,30 0,15-0,28 K 0,96 0,99 0,95 0,77-0,14 0,89 0,58-0,29 0,98 0,64 0,78 0,24 Na 0,69 0,53 0,71 0,18 0,08 0,51 0,51-0,30 0,48 0,03 0,37 0,57 KWIATY 200

8 Cd Cr Co Cu Ni Pb Mn Zn Fe w ymienna zaadsorbow ana siarczki Ryc. 1. Procentowy udział poszczególnych form występowania metali Cd, Cr, Co, Cu, Ni, Fe, Mn, Pb, Zn w glebie z terenu Karkonoszy Karpacz i okolice. Fig. 1. Percentage part individual form speciation of heavy metals Cd, Cr, Co, Cu, Ni, Fe, Mn, Pb, Zn in soil on the Giant Mts. Region Cd Cr Co Cu Ni Pb Mn Zn Fe w ymienna zaadsorbow ana siarczki Ryc. 2. Procentowy udział poszczególnych form występowania metali Cd, Cr, Co, Cu, Ni, Fe, Mn, Pb, Zn w glebie z terenu Beskidu Śląskiego Brenna i okolice. Fig. 2. Percentage part individual form speciation of heavy metals Cd, Cr, Co, Cu, Ni, Fe, Mn, Pb, Zn in soil on the Beskid Śląski Region. Z kolei analizując równanie opisujące zmiany zawartości Pb i Cu w łodydze naparstnicy: Pb=1,02*Cu 1,67 trzeba podkreślić, że ta reakcja jest słuszna dopiero po usunięciu niedoboru Cu rzędu 1,67 μgcu/g. Ten rodzaj równania jest przykładem bezpośredniego uzależnienia zmian zawartości Pb w nawiązaniu do niedoboru współzależnego pierwiastka, jakim w tym przypadku jest Cu. Porównanie wszystkich wyrazów wolnych obejmujących równania dotyczące korzenia, łodygi, liści i kwiatów w przyszłych planowanych badaniach, powinny być pomocne w wyjaśnieniu konieczności 201

9 obecności fizjologicznych poziomów danego pierwiastka, aby możliwe były procesy dyskryminacji lub kumulacji, bądź różnych interakcji między metalami. Tab. 7. Współwystępowanie pierwiastków jako rezultat ich migracji, między wybranymi częściami morfologicznymi Brenna. Coexistence of elements as result their migration between given of morphological parts Brenna. korze - kwiat 0,19-0,02 0,50-0,13 0,73 0,25 0,23 0,66 0,13 0,19-0,04-0,15 0,50 korze - odyga 0,31 0,53 0,51 0,00 0,18 0,62 0,52 0,81 0,46 0,15 0,71 0,66 0,44 korze - li 0,90 0,40 0,68-0,09 0,80 0,49 0,66 0,89 0,27 0,57 0,51 0,41 0,46 odyga - kwiat -0,23 0,25 0,90 0,38 0,38 0,47 0,25 0,51 0,61 0,76 0,19-0,72 0,77 odyga - li 0,36 0,81 0,82 0,18 0,15-0,19 0,59 0,87 0,77 0,65 0,41 0,00 0,08 kwiat - li -0,04 0,55 0,79 0,84 0,78 0,08 0,47 0,76 0,83 0,72 0,44 0,32 0,50 Tab. 8. Współwystępowanie pierwiastków jako rezultat ich migracji, między wybranymi częściami morfologicznymi Błatnia. Coexistence of elements as result their migration between given of morphological parts Błatnia. korze - kwiat 0,57 0,24-0,07 0,45 0,16-0,41 0,31 0,51 0,49 0,08 0,37 0,04 0,07 korze - odyga -0,10 0,35 0,07 0,61 0,18 0,77 0,38 0,59 0,37 0,16 0,06-0,46 0,41 korze - li 0,94-0,20 0,10 0,67 0,03 0,41 0,54 0,75 0,06 0,38 0,52-0,07 0,38 odyga - kwiat -0,30 0,79 0,29 0,19 0,50-0,46 0,89 0,90 0,69 0,12 0,53 0,17 0,76 odyga - li -0,20 0,76-0,19 0,47 0,52 0,69 0,84 0,40 0,93 0,05 0,33 0,74 0,54 kwiat - li 0,62 0,64-0,45 0,35 0,30 0,15 0,92 0,43 0,62 0,17 0,92 0,20 0,37 Tab. 9. Współwystępowanie pierwiastków jako rezultat ich migracji, między wybranymi częściami morfologicznymi Karkonosze. Coexistence of elements as result their migration between given of morphological parts Giant Mts. korze - kwiat 0,46-0,25 0,47 0,00 0,43-0,01 0,25 0,15-0,38 0,29 0,33-0,20 0,81 korze - odyga 0,32-0,11 0,33 0,38 0,30-0,61 0,32 0,09-0,57 0,53 0,86 0,24 0,97 korze - li 0,57-0,27 0,57 0,29 0,58 0,04 0,55 0,14-0,15 0,79 0,85 0,82 0,83 - kwiat 0,73 0,77 0,75-0,03 0,50-0,70 0,52 0,70 0,45 0,55 0,16-0,57 0,87 odyga - li 0,60 0,15 0,60 0,06 0,43-0,03 0,51 0,50 0,50 0,87 0,79 0,55 0,89 kwiat - li 0,57 0,41 0,56 0,52 0,49 0,00 0,22 0,28 0,22 0,41 0,29-0,35 0,98 202

10 Tab. 10. Emisja metali ciężkich z zakładów na terenie województwa dolnośląskiego, śląskiego i Polski 1998 r [kg/rok]. Heavy metals emission for industrial plants on the Down Silesian, Silesian Area and Poland 1998 [kg/year] województwo As Cr Sn Zn Cd Co Mn Mo Ni Pb Hg skie skie Polska Źródło: Ochrona Środowiska, 1999 PODSUMOWANIE 1. Zróżnicowane interakcje między metalami odzwierciedlają geochemiczne warunki w siedlisku naparstnicy purpurowej. 2. Sposób współwystępowania metali jest znamienny dla danej części morfologicznej rośliny. 3. Spośród badanych zmian występowania pierwiastków w poszczególnych częściach rośliny w interakcjach o charakterze synergistycznym w odniesieniu do Cr, Co, Cu, Fe, Ca, Mg główną rolę odgrywa Pb, Cd, Mn. LITERATURA KABATA PENDIAS A. & PENDIAS H. 1999: Biogeochemia pierwiastków śladowych. PWN, Warszawa. KOWOL J., KWAPULIŃSKI J., BOGUNIA M., WIECHUŁA D., MAKSYM B. & BRODZIAK B. 2000: Porównawcze badanie zawartości metali w mniszku lekarskim z terenu południowej Polski. Opera Corcontica, 37: KWAPULIŃSKI J., WIECHUŁA D. & KOWOL J. 2003: Ekotoksykologia ekosystemu leśnego. Sylwan, CXLVII, 1: Ochrona Środowiska GUS, Warszawa. RUDD T., LAKE D. L. MEHROTRA J., STERRITT R. M., KIRK P. W., CAMPBELL J. A. & LESTER J. N. 1988: Characterization of metals forms in sewage sludge by chemical extraction and progressive acidification. Sci. Total Environ., 74: ZAWADZKI S. 1999: Gleboznawstwo. PZWL, Warszawa. 203