OCHRONA ŚRODOWISKA I ZASOBÓW NATURALNYCH

Transkrypt

1 INSTYTUT OCHRONY ŚRODOWISKA INSTITUTE OF ENVIRONMENTAL PROTECTION OCHRONA ŚRODOWISKA I ZASOBÓW NATURALNYCH ENVIRONMENTAL PROTECTION AND NATURAL RESOURCES nr 43 Warszawa 2010

2 Komitet WydaWniczy instytutu ochrony środowiska Prof. dr hab. Barbara Gworek redaktor naczelny, prof. dr hab. apolonia ostrowska, prof. dr hab. inż. Jerzy siepak, doc. dr hab. Grażyna Porębska, dr hab. marzena dudzińska opracowanie edytorskie i techniczne marta radwan-röhrenschef, monika natunewicz, maria Lackowska copyright By instytut ochrony środowiska, Warszawa 2010 Wydawca dział WydaWnictW ioś Warszawa, ul. Krucza 5/11 tel w. 58; fax: wydawnictwa@ios.edu.pl czasopismo recenzowane issn: Przygotowanie do druku i druk studio 2000 robert Lipski

3 W czasopiśmie OChRONA środowiska I zasobów NATURALNyCh zawarte są interdyscyplinarne prace publikowane przez specjalistów z różnych dziedzin. W pracach tych są prezentowane wzajemne związki między reakcjami zachodzącymi w różnych elementach środowiska, związane z obiegiem składników w przyrodzie i odzwierciedlające zarówno procesy naturalne, jak i oddziaływanie człowieka. Tematyka tych prac poświęcona jest także zagadnieniom społeczno-ekonomicznym, technicznym na poziomie UE, krajowym, regionalnym oraz lokalnym, w aspekcie zrównoważonego rozwoju kraju. RAdA PROGRAMOWA: Prof. dr hab. Elżbieta Biernacka SGGW Warszawa Prof. dr hab. danuta Czępińska-Kamińska SGGW Warszawa Prof. dr hab. halina dąbkowska-naskręt ART Bydgoszcz Prof. dr hab. Marek degórski PAN Warszawa Prof. dr hab. Ryszard dębicki UMCS Lublin Prof. dr hab. Stanisław Kalembasa AP Siedlce dr hab. Liliana Kalisz docent IOś Warszawa Prof. dr hab. Alina Maciejewska PW Warszawa Prof. dr hab. Maciej Sadowski IOś Warszawa (przewodniczący) Prof. dr hab. Jan Siuta IOś Warszawa Prof. dr hab. zbigniew zagórski SGGW Warszawa Wydawnictwo częściowo dotowane przez Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego

4

5 SPIS TREŚCI Ewa Kucharczak, Andrzej Moryl...7 ZAWARTOŚĆ METALI W ROŚLINACH UPRAWNYCH POCHODZĄCYCH Z REJONU ZGORZELECKO-BOGATYŃSKIEGO CZĘŚĆ 2. ARSEN, CHROM, CYNK, MIEDŹ CONTENTS OF METALS IN CULTIVATED PLANTS IN ZGORZELEC-BOGATYNIA REGION PARTS 2. ARSENIC, CHROMIUM, ZINC, COPPER Grzegorz Kania...17 ELEMENTS CONTENT IN THE MILLIPEDE OMMATOIULUS SABULOSUS (LINNAEUS 1758); ARTHROPODA : DIPLOPODA ZAWARTOŚĆ PIERWIASTKÓW U KROCIONOGA PIASKOWEGO OMMATOIULUS SABULOSUS (LINNAEUS 1758); ARTHROPODA: DIPLOPODA Marcin Kozieł, Wojciech Zgłobicki...26 METALE CIĘżKIE W ALUWIACH WIEPRZA NA OBSZARZE NADWIEPRZAŃSKIEGO PARKU KRAJOBRAZOWEGO HEAVY METALS IN ALLUVIAL DEPOSITS OF THE WIEPRZ RIVER IN THE AREA OF NADWIEPRZAŃSKI LANDSCAPE PARK Beata Bartodziejska, Magdalena Gajewska, Anna Czajkowska...38 OZNACZENIE POZIOMU ZANIECZYSZCZEŃ METALAMI CIĘżKIMI żywności POCHODZĄCEJ Z SAMODZIELNEJ PRODUKCJI ROLNEJ TECHNIKĄ SPEKTROMETRII ABSORPCJI ATOMOWEJ RESEARCH ON CONTENT OF HEAVY METALS CONTAMINATION IN INDEPENDENT AGRARIAN PRODUCTION USING ATOMIC ABSORBTION SPECTROMETRY TECHNIQUE Agnieszka Parzych...45 AZOT, FOSFOR I WĘGIEL W ROŚLINNOŚCI LEŚNEJ SŁOWIŃSKIEGO PARKU NARODOWEGO W LATACH NITROGEN, PHOSPHORUS AND CARBON IN FOREST PLANTS IN THE SŁOWIŃSKI NATIONAL PARK IN Helena Kubicka, Tomasz Kubel...65 THE INFLUENCE OF CHOSEN BIOGENIC ELEMENTS ON GROWTH OF RYE INBRED LINES DZIAŁANIE WYBRANYCH PIERWIASTKÓW BIOGENNYCH NA WZROST LINII WSOBNYCH żyta (SECALE CEREALE L.) 5

6 Piotr Mirosław Szulc, Mirosław Kobierski...71 PRZYDATNOŚĆ WYDMUCHRZYCY PONTYJSKIEJ (ELYMUS ELONGATUS VAR. PONTICUS) W OCZYSZCZANIU GLEB ZANIECZYSZCZONYCH MIEDZIĄ, OŁOWIEM I KADMEM THE UTILITY OF ELyMUS ELOngATUS VAR. POnTICUS IN PHYTOREMEDIATION OF SOILS CONTAMINATED WITH COPPER, LEAD AND CADMIUM Jan Siuta, Bogusław Żukowski...80 ROZWÓJ I POTENCJALNE ZAGROżENIA AGROEKOSYSTEMÓW CZĘŚĆ IV. ZAGROżENIA AGROEKOSYSTEMÓW DEVELOPMENT OF AND POTENTIAL THREATS TO AGROECOSYSTEMS. PART IV. THREATS TO AGROECOSYSTEMS Justyna Wrzosek, Barbara Gworek BIOMASA W ENERGETYCE ODNAWIALNEJ BIOMASS AS RENEWABLE ENERGY SOURCE Anna Sapieha-Waszkiewicz, Barbara Marjańska-Cichoń, Ryszard Miętkiewski PORÓWNANIE WPŁYWU PREPARATÓW BIOTECHNICZNYCH BIOCZOS S, BIOSEPT 33 SL I SYNTETYCZNYCH PESTYCYDÓW NA KIEŁKOWANIE ZARODNIKÓW GRZYBÓW OWADOBÓJCZYCH COMPARISION OF BIO-PESTICIDES BIOCZOS S, BIOSEPT 33 SL AND SYNTHETIC PESTICIDES INFLUENCE ON GERMINATION OF ENTOMOPATHOGENIC FUNGI SPORES Katarzyna Mańczak, Paweł Cyplik, Roman Marecik, Alicja Szulc, Piotr Lisiecki, Łukasz Ławniczak, Mikołaj Owsianiak, Łukasz Chrzanowski BIODEGRADACJA MIESZANIN OLEJU NAPĘDOWEGO I BIODIESLA W ŚRODOWISKU GLEBOWYM BIODEGRADATION OF DIESEL/BIODIESEL BLENDS IN SOIL SLURRIES Ewa Dzika, Joanna Korycińska FISH AS PARATENIC HOSTS PARASITE RYBY JAKO żywiciele PARATENICZNI PASOżYTÓW Indeks autorów

7 OchrOna ŚrOdOwiska i ZasObów naturalnych nr 43, 2010 r. Ewa Kucharczak*, Andrzej Moryl** ZAWARTOŚĆ METALI W ROŚLINACH UPRAWNYCH POCHODZĄCYCH Z REJONU ZGORZELECKO-BOGATYŃSKIEGO CZĘŚĆ 2. ARSEN, CHROM, CYNK, MIEDŹ CONTENTS OF METALS IN CULTIVATED PLANTS IN ZGORZELEC- BOGATYNIA REGION PARTS 2. ARSENIC, CHROMIUM, ZINC, COPPER Słowa kluczowe: arsen, chrom, cynk, miedź, rośliny uprawne, region zgorzelecko-bogatyński. Key words: arsenic, chromium, zinc, copper, cultivated plants, Zgorzelec-Bogatynia region. Zgorzelec-Bogatynia region is one of areas about considerable degradation of natural environment. Mine and Power Station Turów situated on this area contributes to metals emission in significant degree, which accumulates for example in cultivated plants. Research were made in area of influence mentioned above emitters (1) Bogatynia, Działoszyn, Bratków, Wyszków, Wolanów), as well as outside their range of influence central and northern part of Zgorzelec administrative district (2) Zgorzelec, Jerzmanki, Łagów, Jagodzin, gronów, Sławnikowice). Directly from fields, situated in research area, samples of grass, corn, potatoes, buckwheat, and additionally from farms hay, straw and grain of cereals: wheat, oat, triticale, were collected. Plant material, after drying and grinding, was mineralized dry in muffle furnace in temperature 450 C. In mineralizate by plasma spectrometry method, on Varian Liberty 220 apparatus, contents of arsenic, chromium, zinc and copper. Increased content of arsenic and chromium in grass and bulbs of potatoes, coming from area of Mine and Power Station Turów influence, indicates on significant participation both factories in emission of these metals. Contents of determined metals in most samples of plants and feeds, with the exception of levels of arsenic in bulbs of potatoes * Dr nauk wet. Ewa Kucharczak Katedra Biochemii, Farmakologii i Toksykologii, Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu, ul. Norwida 31, Wrocław; tel.: ; ewa.kucharczak@up.wroc.pl ** Dr Andrzej Moryl Instytut Inżynierii Środowiska, Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu, pl. Grunwaldzki 24, Wrocław, tel.: ; andrzej.moryl@up.wroc.pl 7

8 Ewa Kucharczak, Andrzej Moryl and grasses coming from area of Power and Mine influence, meets standards included in Health Minister Decree. Higher contents of arsenic, copper and zinc, first of all in bulbs of potatoes, in comparison to research conducted over twenty years ago, indicated on necessity of continuous conducting proecological operations, which increasing of their emission should be the aim. 1. WPROWADZENIE Pomimo zauważalnej w ostatnich latach poprawy stanu środowiska, co związane jest ze zmniejszoną emisją pyłów i gazów do atmosfery, a także racjonalną gospodarką odpadami, nadal obserwowane jest ciągłe niszczenie zasobów naturalnych. Przyczyną takiego stanu rzeczy mogą być niekontrolowane emisje z zakładów przemysłowych, dynamiczny rozwój motoryzacji oraz nieracjonalne stosowanie środków ochrony roślin. W konsekwencji dochodzi do nadmiernego wzrostu różnego rodzaju zanieczyszczeń, w tym różnych metali. Ponieważ polska energetyka oparta jest przede wszystkim na węglu i w najbliższym czasie sytuacja ta na pewno nie ulegnie zmianie, przemysł energetyczny, korzystający zarówno z węgla kamiennego, jak i brunatnego, jest uważany za jedno z głównych źródeł obecności metali w środowisku [Gruca-Królikowska, Wacławek 2006]. Chociaż podczas spalania paliw kopalnych emitowane są do atmosfery głównie tlenki siarki, azotu, węgla czy pył zawieszony, to również, obecne w paliwach naturalnych, metale: ołów, kadm, rtęć, arsen, chrom, cynk, miedź czy nikiel. Najważniejszym aktualnie przepisem dotyczącym redukcji tych emisji w krajach Unii Europejskiej jest dyrektywa 96/61/WE (znana jako dyrektywa IPPC) dotycząca zintegrowanego zapobiegania zanieczyszczeniom oraz ich kontroli. Wytyczne określające najlepsze dostępne techniki są natomiast zawarte w dokumentach referencyjnych (BREF). Głównymi źródłami emisji metali ciężkich są tzw. duże źródła spalania (energetyka), najbardziej restrykcyjne wytyczne dotyczą zatem spalania paliw stałych. Według obowiązujących dyrektyw europejskich i konwencji międzynarodowych najbardziej skuteczną metodą kontrolującą redukcję metali ciężkich ze spalania węgla można osiągnąć przy stosowaniu odpylaczy elektrostatycznych czy filtrów tkaninowych w kombinacji z procesami odsiarczania gazów spalinowych. Uważa się również, że do zmniejszenia ładunku metali ciężkich emitowanych do atmosfery może przyczynić się jednoczesna redukcja emisji gazów cieplarnianych przez duże obiekty energetyczne, której metody określają Protokół z Kioto i dyrektywa 2001/80/WE [Panasiuk 2007]. Rozwinięcie i wdrożenie tych metod już ograniczyło emisję wielu metali do atmosfery. Na przestrzeni lat zaobserwowano zmniejszoną 3-krotnie emisję arsenu, 4-krotnie miedzi i przeszło 5-krotnie cynku [Mokrzycki, Uliasz-Bocheńczyk 2006]. Problematyka jakości powietrza była również przedmiotem przyjętej 20 kwietnia 2004 roku przez Parlament Europejski tzw. czwartej dyrektywy, nawiązującej do pochodzącej 8

9 Zawartość metali w roślinach uprawnych pochodzących z rejonu zgorzelecko-bogatyńskiego... jeszcze z 1996 r. ramowej dyrektywy w sprawie jakości powietrza. W dokumencie tym nie ustanowiono limitu wartości granicznych dla wszystkich emitowanych metali, określono jednak wymagania dotyczące monitorowania stężeń rtęci czy arsenu [Wojnar, Wisz 2006, Panasiuk 2006]. Komisja Europejska finansuje również projekt dotyczący prognozy emisji metali ciężkich (DROPS), w ramach którego opracowano scenariusze redukcji m.in. metali do środowiska do roku I tak według scenariusza BAU+Climate (wdrożenie obowiązujących dyrektyw i konwencji międzynarodowych) prognoza zakłada redukcję emisji metali ciężkich na poziomie 42 66%, a według scenariusza MFTR (wdrożenie rozwiązań technicznych) na poziomie 56 79% [Panasiuk 2007]. Wszystkie uchwalone do tej pory dokumenty zawarte w dyrektywach i konwencjach wskazują, że problem emisji metali ciężkich do atmosfery przez przemysł energetyczny jest ważny i wciąż aktualny. Wiąże się to z zagrożeniem jakości produktów pochodzenia roślinnego, a poprzez ten element łańcucha żywieniowego możliwość kumulacji w organizmie zwierząt i ludzi, co niewątpliwie ma poważny wpływ na ich stan zdrowotny. Przedstawione w niniejszym opracowaniu badania dotyczą oceny zawartości metali (As, Cr, Zn, Cu) w roślinach i paszach, pochodzących z rejonu oddziaływania Kopalni i Elektrowni Turów, w kontekście ich przydatności konsumpcyjnej. Dokonano również analizy porównawczej z roślinami pochodzącymi spoza rejonu oddziaływania wymienionych emiterów. 2. METODYKA BADAŃ Badania zawartości arsenu, chromu, cynku i miedzi w próbkach roślin przeprowadzono w latach 2006 i 2007, w okresie letnio-jesiennym. Pochodziły one z dwóch rejonów: 1) gmina Bogatynia miejscowości: Bogatynia, Działoszyn, Bratków, Ręczyn, Wyszków i Wolanów, leżące w rejonie oddziaływania Elektrowni i Kopalni Turów oraz 2) centralna i północna część powiatu zgorzeleckiego miejscowości: Zgorzelec, Jerzmanki, Łagów, Jagodzin, Gronów, Sławnikowice, usytuowane poza zasięgiem bezpośredniego oddziaływania wymienionych emiterów. Próbki traw, kukurydzy, ziemniaków i gryki pobierano bezpośrednio z pól, natomiast siano, słomę, ziarna zbóż: pszenicy, owsa i pszenżyta z gospodarstw rolnych. Łączna liczba próbek roślin i pasz, pobranych z obydwu rejonów badawczych, wynosiła 60. Analizowano je w dwóch powtórzeniach. Po wysuszeniu i zmieleniu materiału roślinnego poddano go procesowi mineralizacji na sucho w piecu muflowym w temperaturze 450 C. W uzyskanym mineralizacie oznaczano, metodą spektometrii plazmowej na aparacie Liberty 220 firmy Varian, zawartość arsenu, chromu, cynku i miedzi. Uzyskane wyniki poddano analizie statystycznej, obliczając średnie zawartości metali i odchylenia standardowe. 9

10 Ewa Kucharczak, Andrzej Moryl 3. WYNIKI I DYSKUSJA 3.1. Zanieczyszczenie środowiska arsenem Znaczącym źródłem zanieczyszczenia środowiska arsenem może być m.in. spalanie węgla czy hutnictwo metali. Biologiczna rola tego metalu dla roślin nie została dotychczas wyjaśniona w sposób jednoznaczny. Arsen z całą pewnością pobierany jest z gleby, na zasadzie mechanizmu biernego przez korzenie i transportowany do części nadziemnych. W wielu przypadkach uważa się, że zwiększona ilość arsenu w roślinach może być wynikiem opadania pyłu na powierzchnię, zwłaszcza w rejonach kopalń, złóż mineralnych lub przemysłu metalurgicznego [Bronkowska i in. 2008]. Zwiększone ilości tego metalu mogą zawierać w tych rejonach trawy, od 0,28 0,33 mg kg -1 s.m., oraz bulwy ziemniaków do 0,2 mg kg -1 s.m., a najmniejsze ilości ziarna zbóż, pszenicy i owsa najwyżej do 0,01 mg kg -1 s.m. i kukurydzy 0,03 mg kg -1 s.m. [Bednarek i in. 2006, Bednarek i in. 2008]. Stosunkowo duże ilości arsenu zawierają rośliny uprawiane w sadach, gdzie wcześniej stosowano arsenowe preparaty ochrony roślin. Największy, dopuszczalny poziom zanieczyszczenia arsenem produktów pochodzenia roślinnego według rozporządzenia Ministra Zdrowia [2003] wynosi 0,2 mg As kg -1 ziemniaki i ziarna zbóż. W badaniach przeprowadzonych w powiecie zgorzeleckim najwyższy poziom arsenu stwierdzono w bulwach ziemniaków (0,38 mg kg -1 s.m.) i trawach (0,26 mg kg -1 s.m.), pobranych w rejonie oddziaływania Kopalni i Elektrowni Turów (tab.1). W pozostałych próbkach (ziarna zbóż, siano, słoma) ilości te mieściły się w zakresie obowiązujących norm (tab.2). W porównaniu z zawartością tego metalu stwierdzaną 20 lat temu ilość arsenu uległa zmniejszeniu w ziarnie pszenicy, owsa i pszenżyta oraz w sianie, znaczny, bo aż 25-krotny wzrost zawartości arsenu zaobserwowano natomiast w bulwach ziemniaków [Szkoda i in. 1994]. Tabela 1. Średnia zawartość arsenu w roślinach uprawnych (średnia ± odchylenie standardowe, n= 9) w mg kg -1 s.m. Table 1. The average content of arsenic in cultivated plants (mean ± standard deviation, n=9) in mg kg -1 d.m. Rejon Rośliny uprawne badań trawy ziemniaki kukurydza gryka 1 0,26 ± 0,195 0,380 ± 0,203 0,017 ± 0,001 0,039 ± 0, ,077 ± 0,028 0,050 ± 0,012 0,015 ± 0,001 n.b. Objaśnienia: 1 rejon oddziaływania Elektrowni i Kopalni Turów, 2 rejon poza zasięgiem oddziaływania tych emiterów, n.b. nie badano. 10

11 Zawartość metali w roślinach uprawnych pochodzących z rejonu zgorzelecko-bogatyńskiego... Tabela 2. Średnia zawartość arsenu w roślinach uprawnych (średnia ± odchylenie standardowe, n= 9) w mg kg -1 s.m. Table 2. The average content of arsenic in cultivated plants (mean ± standard deviation, n=9) in mg kg -1 d.m. Rejon Rośliny uprawne badań siano słoma pszenica owies pszenżyto 1 0,025 ± 0,002 0,024 ± 0,001 0,013 ± 0,001 0,021 ± 0,008 0,009 ± 0, ,104 ± 0,050 0,081 ± 0,042 0,014 ± 0,001 n.b. n.b. Objaśnienia: jak w tab Zanieczyszczenie środowiska chromem Chociaż nie istnieje ryzyko globalnego skażenia środowiska chromem, to problemem staje się jego lokalne wprowadzenie do atmosfery, wód i gleb, związane m.in. ze spalaniem węgli, co stanowić może zagrożenie dla zdrowia człowieka i zwierząt. Chrom jest pobierany przez rośliny biernie, gromadzi się w nadziemnych częściach roślin i korzeniach, nie jest transportowany do nasion i ziaren zbóż. Jego stężenie w większości roślin zawarte jest w przedziale od 0,002 do 1,0 mg kg -1 s.m. Średnia zawartość w ziarnach zbóż wynosi: 0,2 mg kg -1 s.m. żyto i 0,5 0,55 mg kg -1 s.m. pszenica, jęczmień, owies. Zawartość chromu w bulwach ziemniaków wynosi: 0,04 mg kg -1 s.m. [Kabata-Pendias, Pendias 1999]. Zwiększenie zawartości tego metalu na obszarach zanieczyszczonych jest wynikiem bezpośredniego oddziaływania opadu pyłu atmosferycznego. Największa zawartość chromu w paszy nie powinna być większa niż 20 mg kg -1 s.m., a rośliny bardzo wrażliwe na chrom, np. owies, wykazują objawy toksyczności przy stężeniu 1 2 mg kg -1 s.m. [Baran, Spałek, Jasiewicz 2007]. Przeprowadzone badania własne nie wykazały przekroczenia norm zawartości w żadnej badanej próbce roślin (tab. 3 i 4). Większe zawartości chromu w próbkach traw i ziemniaków z rejonu oddziaływania Elektrowni i Kopalni Turów świadczą o znacznym wpływie tych emiterów na takie rozmieszczenie metalu. Tabela 3. Średnia zawartość chromu w roślinach uprawnych (średnia ± odchylenie standardowe, n= 9) w mg kg -1 s.m. Table 3. The average content of chromium in cultivated plants (mean ± standard deviation, n=9) in mg kg -1 d.m. Rejon Rośliny uprawne badań trawy ziemniaki kukurydza gryka 1 0,734 ± 0,525 1,106 ± 0,356 0,095 ± 0,003 0,297 ± 0, ,343 ± 0,085 0,153 ± 0,026 0,112 ± 0,011 n.b. Objaśnienia: jak w tab

12 Ewa Kucharczak, Andrzej Moryl Tabela 4. Średnia zawartość chromu w roślinach uprawnych (średnia ± odchylenie standardowe, n= 9) w mg kg -1 s.m. Table 4. The average content of chromium in cultivated plants (mean ± standard deviation, n=9) in mg kg -1 d.m. Rejon Rośliny uprawne badań siano słoma pszenica owies pszenżyto 1 0,188 ± 0,173 0,044 ± 0,021 0,148 ± 0,002 0,109 ± 0,003 0,115 ± 0, ,407 ± 0,106 0,087 ± 0,018 0,167 ± 0,001 n.b. n.b. Objaśnienia: jak w tab Zanieczyszczenie środowiska cynkiem i miedzią Cynk i miedź zaliczane są do mikropierwiastków, szkodliwych tylko w nadmiarze, w mniejszych ilościach są natomiast niezbędne do prawidłowego funkcjonowania organizmu. Cynk. Jest to jeden z najbardziej ruchliwych metali w glebie, kumuluje się w jej wierzchnich warstwach, jest w niej łatwo rozpuszczalny i w większym stopniu dostępny dla roślin [Węglarzy 2007]. Średnia jego zawartość w częściach nadziemnych roślin, nieobjętych wpływem zanieczyszczenia, mieści się w przedziale od 10 do 70 mg kg -1 s.m. Stosunkowo dużo tego metalu zawierają ziarna zbóż (pszenica 27; żyto 31; owies 29; pszenżyto 22 mg kg -1 s.m.) [Bednarek i in. 2008]. Źródłem jego nadmiernej ilości w roślinach są emisje przemysłowe, które zarówno poprzez opad bezpośredni, jak i przez zanieczyszczoną glebę, odpady i ścieki komunalne docierają do powierzchni ziemi [Dobrzański i in. 2003, Bednarek i in. 2008, Kwasowski, Kozanecka 2008, Mundała, Szwalec 2008, Stanisławska-Glubiak, Korzeniowska 2008]. Propozycja granicznej zawartości cynku w ziarnie pszenicy, trawach i ziemniakach wynosi 100 mg kg -1 s.m., zaproponowana natomiast przez Baran i wsp. [2007] mieści się w przedziale od 50 do 100 mg kg -1 s.m. W analizowanych roślinach wymienione zawartości tego mikroelementu nie zostały przekroczone, zaobserwowano jedynie wyższy poziom metalu w rejonie będącym poza zasięgiem emiterów (tab. 5 i 6). W porównaniu do lat 80-tych zmniejszył się poziom cynku w pszenicy, pszenżycie i sianie, wzrósł natomiast w ziarnie owsa i bulwach ziemniaków [Szkoda i in. 1994, Kołwzan 1988]. Tabela 5. Średnia zawartość cynku w roślinach uprawnych (średnia ± odchylenie standardowe, n= 9) w mg kg -1 s.m. Table 5. The average content of zinc in cultivated plants (mean ± standard deviation, n=9) in mg kg -1 d.m. 12 Rejon Rośliny uprawne badań trawy ziemniaki kukurydza gryka 1 25,894 ± 5,905 13,943 ± 3,595 24,280 ± 1,667 44,232 ± 13, ,627 ± 4,162 19,823 ± 1,781 20,329 ± 1,195 n.b. Objaśnienia: jak w tab. 1.

13 Zawartość metali w roślinach uprawnych pochodzących z rejonu zgorzelecko-bogatyńskiego... Tabela 6. Średnia zawartość cynku w roślinach uprawnych (średnia ± odchylenie standardowe, n= 9) w mg kg -1 s.m. Table 6. The average content of zinc in cultivated plants (mean ± standard deviation, n=9) in mg kg -1 d.m. Rejon Rośliny uprawne badań siano słoma pszenica owies pszenżyto 1 24,345 ± 4,944 2,602 ± 0,111 22,842 ± 0,099 35,844 ± 0,694 18,660 ± 0, ,134 ± 16,234 31,962 ± 5,575 45,542 ± 1,312 n.b. n.b. Objaśnienia: jak w tab. 1. Miedź. Metal ten jest trudno uwalniany z gleby, w roślinach gromadzi się głównie w korzeniach, lecz w środowisku zanieczyszczonym dochodzi do wzrostu jej zawartości w częściach nadziemnych, również w ziarnie [Węglarzy 2007, Rosada 2007, Bednarek i in. 2008]. Średnia zawartość tego metalu w rejonach niezanieczyszczonych wynosi: ziarno zbóż 3,7; trawy 5,5; ziemniaki 4,5 mg kg -1 s.m. Na terenach oddziaływania przemysłu miedziowego stwierdzone zawartości miedzi to: ziarno pszenicy 5,02; trawy 12,25, ziemniaki 6,41 mg Cu kg -1 s.m. [Rosada 2007, Dobrzański i in. 2003, Filipek- Mazur i in. 2007, Bednarek i in. 2006, Bombik i in. 2004]. Według Ramowych wytycznych dla rolnictwa [1993] dopuszczalne zawartości tego metalu to: 25 mg kg -1 s.m. w ziarnie pszenicy, ziemniakach i trawie. Baran i wsp. [2007] przyjmują, że zawartość miedzi w paszy z użytków zielonych powinna mieścić się w zakresie 7,1 10 mg kg -1 s.m. Badania zawartości tego metalu w paszach powiatu zgorzeleckiego nie wykazały przekroczenia przyjętych norm, jak również nie zaobserwowano w tym zakresie istotnych różnic, zależnych od rejonu badań (tab. 7 i 8). W porównaniu z badaniami wykonanymi w latach poziom tego metalu wzrósł w ziarnie pszenicy i owsa oraz ziemniakach, a obniżył się w ziarnie pszenżyta i sianie [Szkoda i in. 1994, Kołwzan 1988]. Tabela 7. Średnia zawartość miedzi w roślinach uprawnych (średnia ± odchylenie standardowe, n= 9) w mg kg -1 s.m. Table 7. The average content of copper in cultivated plants (mean ± standard deviation, n=9) in mg kg -1 d.m. Rejon Rośliny uprawne badań trawy ziemniaki kukurydza gryka 1 4,981 ± 2,191 3,629 ± 1,176 2,071 ± 0,225 5,457 ± 0, ,219 ± 1,470 3,522 ± 0,284 2,029 ± 0,055 n.b. Objaśnienia: jak w tab

14 Ewa Kucharczak, Andrzej Moryl Tabela 8. Średnia zawartość miedzi w roślinach uprawnych (średnia ± odchylenie standardowe, n= 9) w mg kg -1 s.m. Table 8. The average content of copper in cultivated plants (mean ± standard deviation, n=9) in mg kg -1 d.m. Rejon badań Rośliny uprawne siano słoma pszenica owies pszenżyto 1 2,578 ± 0,552 0,693 ± 0,056 5,101 ± 0,021 4,563 ± 0,062 2,812 ± 0, ,291 ± 0,537 2,005 ± 0,116 4,301 ± 0,003 n.b. n.b. Objaśnienia: jak w tab WNIOSKI 1. Zwiększona zawartość arsenu i chromu w trawach i bulwach ziemniaków, pochodzących z rejonu oddziaływania Kopalni i Elektrowni Turów wskazuje na znaczny udział obu zakładów w emisji tych metali. 2. Zawartość oznaczanych metali w większości badanych próbek roślin i pasz, z wyjątkiem poziomów arsenu w bulwach ziemniaków i trawach pochodzących z rejonu oddziaływania Kopalni i Elektrowni Turów, mieści się w normach przyjętych w przywołanym w niniejszym opracowaniu rozporządzeniu Ministra Zdrowia z dnia 13 stycznia 2003 r. 3. Większe zawartości arsenu, miedzi i cynku, występujące przede wszystkim w bulwach ziemniaków, w porównaniu do stwierdzonych w badaniach przeprowadzonych przeszło 20 lat temu, wskazują na konieczność ciągłego prowadzenia działań proekologicznych, których celem powinno być zmniejszenie emisji tych metali. PIŚMIENNICTWO I AKTY PRAWNE BARAN A., SPAŁEK I., JASIEWICZ CZ Zawartość metali ciężkich w roślinach i gruntach przylegających do wybranych stacji paliw Krakowskiej Konferencji Młodych Uczonych, Kraków 2007: BEDNAREK W., TKACZYK P., DRESLER S Zawartość metali ciężkich jako kryterium oceny jakości bulw ziemniaka. Annales UMCS, Sec. E, 61: BEDNAREK W., TKACZYK P., DRESLER S Zawartość metali ciężkich jako kryterium oceny jakości ziarna pszenicy ozimej. Acta Agroph. 12 (2): BOMBIK T., BOMBIK E., SABA L., TRAWIŃSKA B Zależność między występowaniem miedzi w glebie, paszach i organizmie krów. Zesz. Nauk. AR we Wrocławiu 501: BRONKOWSKA M., FIGURSKA-CIURA D., ORZEŁ D., STYCZYŃSKA M., WYKA J., LOŹNA K., żechałko-czajkowska A., BIERNAT J Evaluation of plants products from the Legnicko-Głogowski region for their contamination with arsenic. Food Chem. 9 (1) :

15 Zawartość metali w roślinach uprawnych pochodzących z rejonu zgorzelecko-bogatyńskiego... DOBRZAŃSKI Z., KOŁACZ R., GÓRECKA H., MALARZ W., RUDNICKA A Wpływ przemysłu miedziowego na zawartość miedzi, ołowiu i cynku w roślinach paszowych. Acta Agroph,1(2): FILIPEK-MAZUR B., GONDEK K., MAZUR K Oddziaływanie zanieczyszczeń komunikacyjnych wzdłuż drogi krajowej nr 4 (Bochnia-Sędziszów Małopolski na zawartość pierwiastków śladowych w glebie i runi łąkowej. Zesz. Probl. Post. Nauk Rol. 520: FILIPEK-MAZUR B., GONDEK K., MAZUR K Zawartość metali ciężkich w glebach i roślinach z terenów zlokalizowanych wzdłuż odcinka drogi krajowej nr 4 w granicach powiatu Ropczycko-sędziszowskiego, cz.3. Zawartość metali ciężkich w runi łąkowej. Ecol. Chem. Ing. 14(5 6): GRUCA-KRÓLIKOWSKA S., WACŁAWEK W Metale w środowisku, cz.ii: Wpływ metali ciężkich na rośliny. Chemia, Dydaktyka, Ekologia, Metrologia, 11(1 2): KABATA-PENDIAS A., PENDIAS H Biogeochemia pierwiastków śladowych. PWN, Warszawa. KOŁWZAN B Ocena mutagennego i rakotwórczego działania metali ciężkich skumulowanych w materiale roślinnym i zwierzęcym. W: Materiały Konferencji Naukowej: Kopalnia Węgla Brunatnego Turów. Bogatynia : 1 7. KWASOWSKI W., KOZANECKA T Ocena zawartości cynku i ołowiu w wybranych organach wegetatywnych ziemniaków (Solanum tuberosum) rosnących przy trasie szybkiego ruchu Warszawa-Poznań. Materiały X Sympozjum Pierwiastki śladowe w środowisku, Koszalin-Mielno, : MOKRZYCKI E., ULIASZ-BOCHEŃCZYK A Elektrownia bez emisji?. Polityka Energetyczna 9: MUNDAŁA P., SZWALEC A Ocena zawartości kadmu i cynku w miąższu bulw ziemniaków uprawianych w terenie silnie zanieczyszczonym metalami ciężkimi. Materiały X Sympozjum Pierwiastki śladowe w środowisku, Koszalin-Mielno, : PANASIUK D Wpływ dyrektyw europejskich na redukcję emisji rtęci z energetyki i przemysłu, in: Pindór T. (red.) Środowiskowe aspekty restrukturyzacji przemysłu w Polsce w latach , Wyd. Ekonomia i Środowisko, Białystok PANASIUK D., GŁODEK A., PIĄTEK R., PACYNA E Scenariusze emisji metali ciężkich, dioksyn i PCB w Europie do 2020 roku. Proceedings of ECOpole 1(1/2): Ramowe wytyczne dla rolnictwa1993: ocena stanu zanieczyszczenia gleb i roślin metalami ciężkimi i siarką. JUNG, Puławy. ROSADA J Ekologiczne aspekty wykorzystania obszarów objętych oddziaływaniem emisji hut miedzi do upraw rolniczych. Postępy w ochronie roślin 47(1): Rozporządzenie Ministra Zdrowia z dnia 13 stycznia 2003 roku w sprawie maksymalnych poziomów zanieczyszczeń chemicznych i biologicznych, które mogą znajdować się w żywności, składnikach żywności, dozwolonych substancjach dodat- 15

16 Ewa Kucharczak, Andrzej Moryl kowych, substancjach pomagających przetwarzaniu albo na powierzchni żywności (Dz.U.RP Nr 37, poz.326, zał.1). STANISŁAWSKA-GLUBIAK E., KORZENIOWSKA J Zmiany zawartości mikroelementów w roślinach łubinu, grochu i kukurydzy w okresie wegetacji. W: Materiały X Sympozjum Pierwiastki śladowe w środowisku, Koszalin-Mielno, : 352. SZKODA J., MILIAN A., żmudzki J., GOŁĘBIOWSKI A., SZYPOSZYŃSKI K Zawartość wybranych pierwiastków w warzywach, owocach i paszach z regionu bogatyńsko-zgorzeleckiego. W: Materiały Konferencji Naukowej, Świeradów Zdrój, : WĘGLARZY K Metale ciężkie źródła zanieczyszczeń i wpływ na środowisko. Wiad. Zootech. 45 (3): WOJNAR K., WISZ J Rtęć w polskiej energetyce. Energetyka 4(622):

17 OchrOna ŚrOdOwiska i ZasObów naturalnych nr 43, 2010 r. Grzegorz Kania* ELEMENTS CONTENT IN THE MILLIPEDE OMMATOIULUS SABULOSUS (LINNAEUS 1758); ARTHROPODA : DIPLOPODA ZAWARTOŚĆ PIERWIASTKÓW U KROCIONOGA PIASKOWEGO OMMATOIULUS SABULOSUS (LINNAEUS 1758); ARTHROPODA: DIPLOPODA Słowa kluczowe: krocionóg piaskowy, pierwiastki, metale ciężkie, zanieczyszczenie. Key words: Diplopoda, Ommatoiulus sabulosus, elements, heavy metals, contamination. Celem prezentowanej pracy było określenie zawartości pierwiastków u krocionoga piaskowego Ommatoiulus sabulosus (Linnaeus 1758). Osobniki były zbierane w Jaworznie (górny Śląsk) i Chrzanowie (Małopolska) oraz w Lublinie, w Polsce. Zawartość pierwiastków oznaczano metodą ICP na VISTA MPX Varian spektrometrze. Zawartość pierwiastków u krocionoga piaskowego z Jaworzna i Chrzanowa, w kolejności od najwyższego do najniższego stężenia, była następująca: Ca, P, S, K, Mg, na, Al, Fe, Zn, Cu, Mn, Pb, B, Cr, Cd, ni, a z Lublina: Ca, P, Mg, S, K, na, Fe, Al, Zn, Cu, Mn, Pb, B, Cr, Cd, ni. U wszystkich badanych osobników krocionogów poziom Ca był znacząco wyższy niż innych pierwiastków. U osobników O. sabulosus zebranych z Lublina stwierdzono większą zawartość P, K, Mg i Fe niż u osobników z Jaworzna i Chrzanowa. Zawartość wybranych metali kształtowała się w następującej kolejności: Cu > Pb > Cd. nie wykazano istotnych różnic w zawartości metali ciężkich w krocionogach z dwóch porównywanych regionów Polski. Wyniki pracy wskazują, że krocionóg piaskowy nie jest bioindykatorem zanieczyszczenia metalami ciężkimi. 1. INTRODUCTION Millipedes have been recognized as the most widely distributed and abundant organisms in terrestrial ecosystems, as saprophages taking part in decomposition of leaf litter in forests, grasslands and agroecosystems [Hopkin & Read 1992, Kime & Golovatch 2000]. * Dr Grzegorz Kania Katedra i Zakład Biologii i Parazytologii, Uniwersytet Medyczny, ul. Radziwiłłowska 11, Lublin; grzegorz.kania@umlub.pl 17

18 Grzegorz Kania The diplopods also enrich soil in elements and take part in ecosystem restoration [Tracz & Gromysz-Kałkowska 1987, Tajovsky 2001]. Leaf litter decomposition is significantly reduced by heavy metal pollution [McEnroe & Helmisaari 2001]. The impact of heavy metals on decomposition of organic litter as a result of the harmful effects of metals on microbes and soil fauna is well documented [Baath 1989]. Decomposer community in coniferous forest soil appeared to be quite resistant to heavy metals. Soil contamination decreased soil microarthropods and Oligochaeta [Haimi & Siira-Pietikainen 1996, Haimi & Matasniemi 2002]. Upper Silesia (Górny Śląsk) Industrial Region, where Jaworzno is located, and neighbouring Chrzanów (Małopolska) are the largest heavy metal polluted area in southern Poland and is described as an area of ecological state of emergency [Siuta 1987, Pawłowski 1990, www. zazi.iung.pulawy.pl/images/metale.jpg]. Lublin is situated in the eastern part of Poland, and is less polluted [Bełz 2003, Dechnik et al. 1987, Kozak & Kozak 1987, Lipiński 2003, Sobocińska 2003]. The striped millipede Ommatoiulus sabulosus (Linnaeus 1758) occurs throughout Europe. These millipedes are eurytopic, inhabit the open areas of fields, fallows and various plant communities. Ommatoiulus sabulosus indicate marked ecological adaptivity in different habitats [Tajovsky 1993, 2001,Voigtländer 1996, Madari et al. 1996]. Annual mass occurrence and migration of O. sabulosus has occurred in the regions: Górny Śląsk and Małopolska over 10 years. Millipedes are described as a seasonal pests because huge numbers invade houses, gardens and agroecosystems [Kania & Tracz 2005, Kania 2008, Voigtlander 2005]. The aim of the present study was to examine of the elements content in the bodies of adult millipede Ommatoiulus sabulosus from Górny Śląsk and Western Małopolska as well as from the Lublin area. 2. MATERIALS AND METHODS The millipedes Ommatoiulus sabulosus (Diplopoda: Julida) were collected from an ecotone of pine forest (Pinus silvestris) and sandy grassland of south-eastern part of the Jaworzno area, and western part of Chrzanów as well as from mixed forest with pine and oak (Pino-Quercetum) in south part of the Lublin area, Zemborzyce, Poland. Soils of Jaworzno and Chrzanów belong to medium, strong and very strong polluted ones [Pawłowski 1990, www. zazi.iung.pulawy.pl/images/metale.jpg]. Because of significant soils contamination with heavy metals, most of former agricultural lands are fallows. Soils of Lublin were not indicated excessive concentration of heavy metals [Bełz 2003]. The surface area for sampling was 500 m 2 at each location. The millipedes were captured by hand threefold in three repeats, in 16 May, 26 May and 5 June in 2006, the same for Jaworzno and Chrzanów as well as Lublin. Altogether 18 samples, 9 from each region, were studied. The content of the elements Al, B, Ca, Cd, Cr, Cu, Fe, K, Mg, Mn, Na, Ni, P, Pb, S and Zn, were determined in the bodies of the millipede O. sabulosus. Prior to analyses, the adult millipedes were kept in Petri dishes on wet Whatman medium to defecate for two days. Specimens were placed 18

19 Elements content in the millipede Ommatoiulus sabulosus (Linnaeus 1758)... in a sterile container and distilled sterile water was used for washing for 1 minute, the procedure was repeated four times. Then, the millipedes were killed by immersing in ether, and were air dried at room temperature, in an airy, dry and clean place for a few days. Specimens were dried to constant mass at 30 C in the dryer for 72 hours, according to method described in Falandysz et al. [2007]. Samples of dry material (0.25g 0.5g), were mineralized in a microwave MARS 5 after addition of 10 ml concentrated HNO 3 and 1 ml of H 2 O 2, according to instruction. The content of elements was obtained with the ICP method on a VISTA MPX Varian spectrometer. The measured concentrations of elements in solutions were recalculated to the dry weight, in percentage (%) of dry weight for Ca, P, K, Mg and S, but Na, Fe, Al, Zn, Cu, Mn, Pb, B, Cr, Cd and Ni, were given in mg kg -1 dry weight. Results are the average of three collections, each in three repeats. In collection sites of millipedes measurements of soil ph were taken, using a Takemura Soil Tester DM- 15. Statistical differences in element concentrations of millipedes from the two locations and soil ph were checked by Student s t test. 3. RESULTS Mean level of soil ph from Jaworzno and Chrzanów was acidic (ph = 6.3) and varied between 5.62 and Mean level of soil ph from Lublin area was neutral (ph = 6.9), in range from 6.85 to Differences between two regions were not statistically significant (Tab. 1). Table 1. Soil ph at two regions Tabela 1. Wartość ph gleby w dwóch regionach Location Jaworzno Chrzanów Lublin Soil ph range average 6.28 SD 0.46 range average 6.91 SD 0.04 Differences are not statistically significant p > 0.05 (różnice nie są statystycznie istotne p > 0.05). Elements content of O. sabulosus from higher to lower concentration in the case of Jaworzno and Chrzanów were the following: Ca, P, S, K, Mg, Na, Al, Fe, Zn, Cu, Mn, Pb, B, Cr, Cd, Ni, and from Lublin area were: Ca, P, Mg, S, K, Na, Fe, Al, Zn, Cu, Mn, Pb, B, Cr, Cd, Ni. In all examined specimens of millipedes the content of Ca was much higher than that of the other elements. Ommatoiulus sabulosus collected from Lublin indicated generally higher concentration of elements than the ones from Jaworzno and Chrzanów (Fig. 1, 2, 3). The content of P, K, Mg, Fe and Pb was 1.49; 1.21; 1.57; 2.12 and 1.43 times higher, respectively. The content of sulphur was almost the same in millipedes from the two sampling loca- 19

20 Grzegorz Kania tions. In particular, copper was found at remarkably high concentration in the O. sabulosus. The hazardous metal concentrations in all examined specimens were in the order of Cu> Pb> Cd (in mg kg -1 dry weight): 228 > > 1.98 from Jaworzno and Chrzanów, and 258 > > 2.21 from Lublin, respectively (Fig. 2, 3). * Differences statistically significant p 0.05 (* różnice statystycznie istotne p 0.05). Fig. 1. Elements content (% dry weight) in the body of Ommatoiulus sabulosus Rys. 1. Zawartość pierwiastków (% suchej masy) w ciele Ommatoiulus sabulosus * Differences statistically significant p 0.05 (* różnice statystycznie istotne p 0.05). Fig. 2. Elements content (mg kg -1 dry weight) in the body of Ommatoiulus sabulosus Rys. 2. Zawartość pierwiastków (mg kg -1 suchej masy) w ciele Ommatoiulus sabulosus 20

21 Elements content in the millipede Ommatoiulus sabulosus (Linnaeus 1758)... Fig. 3. Elements content (mg kg -1 dry weight) in the body of Ommatoiulus sabulosus Rys. 3. Zawartość pierwiastków (mg kg -1 suchej masy) w ciele Ommatoiulus sabulosus Ommatoiulus sabulosus is not bioindicator of heavy metal pollution. 4. DISCUSSION Soil ph of Jaworzno in northern part of town exceeds 8 and decreased in south direction to less than 7. Acidic soils exist mainly in southern vicinity of Jaworzno ( According to Adrianek & Skowronek [2005] in Upper Silesia acidic soils dominate, which is confirmed with data of soil ph in Jaworzno and Chrzanów (Tab. 1). In the Lublin area neutral soil ph dominate (Tab. 1), which is in accordance with previous data of soil ph ( ) in the Lublin area [Sobocińska 2003]. As a result of acidity, the reduction of saturation of soil exchange ions with loss of Ca and Mg takes place [Turski 1987]. Soil of Upper Silesia occur to lack absorption forms of Ca, Mg, P and K, affecting the decrease of availability of elements for plants, and soil fauna [Adrianek & Skowronek 2005]. This was reflected in Ommatoiulus sabulosus (Fig. 1). In millipedes from Jaworzno and Chrzanów, the content of P, K and Mg were lower than in specimens from Lublin, and all differences were statistically significant (Fig. 1). Medium and high contents of P, K, Mg and B were found in soils of the Lublin area [Dechnik et al. 1987], which is in accordance with the elements content of O. sabulosus from Lublin. Concentrations of Ca, P, K, Mg and B were higher in the total body of millipedes from Lublin than it was in the specimens from Jaworzno and Chrzanów (Fig. 1). The alkaline soil ph may be affected by amounts of Ca, Mg, K on the millipede Oxidus gracilis [Nakamura & Taira 2005]. Ca is a major element of millipede exoskeleton [Tracz & Gromysz- 21

22 Grzegorz Kania Kałkowska 1987, Nakamura et al. 2005, Nakamura & Taira 2005], which is in accordance with the present study on O. sabulosus (Fig. 1). The results show that the content of Fe in soils from two regions was reflected in the body of O. sabulosus (Fig. 2). Millipedes from Lublin were contained more of Fe than those from Jaworzno and Chrzanów. High concentration of Fe is characteristic of most soils in the Lublin area, but from twofold to threefold lower content of Fe indicated in soils of the Upper Silesia [Kabata-Pendias 1981]. The lower content of Fe in millipedes from Jaworzno and Chrzanów may result from blocking Fe metabolism by heavy metals [Adrianek & Skowronek 2005], which is caused by competition between heavy metals and iron at the same places in chelates. Heavy metals oust iron from centre activity of enzymes and take possession of its place. Heavy metals in excessive concentrations disturbed the circulation of Fe in soils ecosystems [Kabata-Pendias and Pendias 1999]. The copper content in the millipede from Lublin area was 258 mg kg -1 dry weight and in specimens from Jaworzno and Chrzanów was 228 mg kg -1 dry weight, respectively. In soils of Lublin range of Cu was 1 91 mg kg -1 dry weight [Wiatr et al. 1997], and in soils of Jaworzno, range of Cu was mg kg -1 dry weight [ In O. sabulosus from Lublin the concentration of Cu was 1.13 times greater than in specimens from Jaworzno and Chrzanów. High concentration of copper in O. sabulosus (Fig. 2) is in accordance with previous studies on millipedes [Hopkin et al. 1985, Hunter et al. 1987, Heikens et al. 2001, Hobbelen et al. 2004, Nakamura et al. 2005]. Millipedes have been shown to accumulate cadmium [Hopkin et al. 1985, Hunter et al. 1987], which is comparable to Cd content in O. sabulosus. The hazardous heavy metal concentrations in millipedes, such as glomeris marginata, Polydesmus denticulatus, Oxidus gracilis [Read & Martin 1990, Nakamura & Taira 2005] were in the order of Cu> Pb> Cd, which is in accordance with present study on O. sabulosus. Interestingly, the content of elements such as Ca, K, P, Mg, Fe and Cu in soils from two regions of Poland [Kabata-Pendias 1981, Dechnik et al. 1987, Wiatr et al. 1997, Sobocińska 2003, Adrianek & Skowronek 2005, was reflected in the body of analysed millipedes. Different metal accumulation strategies of soil invertebrates are a consequence of varying detoxification mechanisms [Gräff et al. 1997]. Diplopods possess effective mechanisms to bind and to detoxify potentially toxic metals in tissue. Metals can be bound to proteins or precipitate in forms of salts in granules. Granules consist of Ca, P, Zn, Mn, Cu, Mg, Fe, K, Si and Pb [Kőhler et al. 1995]. According to Pobozsny [1985] the concentration of lead in the millipedes differs from species to species. The detoxification mechanism of metals in millipedes may be explanation for lacking of significant differences between content of heavy metals in O. sabulosus collected from two locations, more and less contaminated. Obtained results show that O. sabulosus is not bioindicator of heavy metal pollution on the contrary to studies on millipedes as biological indicators [Hunter et al. 1987, Nakamura et al. 2005]. 22

23 Elements content in the millipede Ommatoiulus sabulosus (Linnaeus 1758)... REFERENCES ADRIANEK Z., SKOWRONEK K Gleby. Stan gleb w województwie śląskim w oparciu o wyniki badań przeprowadzonych przez Okręgową Stację Chemiczno-Rolniczą w Gliwicach. W: Raport o stanie środowiska województwa śląskiego: BAATH E Effects of heavy metals in soil on microbial process and populations (a review). Water, Air and Soil Pollution 47: BEŁZ J Ocena stopnia zanieczyszczenia gleb. W: Raport o stanie środowiska województwa Lubelskiego w 2003 roku. Część II. Jakość podstawowych elementów środowiska: DECHNIK I., DUDZIAK S., FILIPEK T Właściwości chemiczne gleb LZW. Określenie dróg przenoszenia abiotycznego i ekologicznego głównych polutantów w regionie LZW. Prace Naukowe Politechniki Lubelskiej Lublin 171: FALANDYSZ J., GUCIA M., MAZUR A Niektóre składniki mineralne i ich współczynniki biokoncentracji w Czubajce kani (Macrolepiota procera) z okolic Poniatowej w woj. Lubelskim. Bromat. Chem. Toksykol. 40: GRÄFF S., BERKUS M., ALBERTI G., KŐHLER H.R Metal accumulation strategies in saprophagous and phytophagous soil invertebrates : a quantitative comparison. BioMetals 10: HAIMI J., SIIRA-PIETIKAINEN A Decomposer animal communities in forest soil along heavy metal pollution gradient. Fresenius J. Anal. Chem. 354: HAIMI J., MATASNIEMI L Soil decomposer animal community in heavy metal contaminated coniferous forest with and without liming. European Journal of Soil Biology 38: HEIKENS A., PEIJNENBURG W.J.G.M., HENDRIKS A.J Bioaccumulation of heavy metals in terrestrial invertebrates. Environmental Pollution 113: HOBBELEN P.H.F., KOOLHAAS J.E., VAN GESTEL C.A.M Risk assessment of heavy metal pollution for detritivores in floodplain soils in the Biesbosch, the Netherlands, taking bioavailability into account. Environmental Pollution 129: HOPKIN S.P., READ H.J Biology of millipedes. Oxford University Press. Oxford New York, Tokyo: 233. HOPKIN S.P., WATSON K., MARTIN M.H., MOULD M.L The assimilation of heavy metals by Lithobius variegates and glomeris marginata (Chilopoda; Diplopoda). Bijdragen tot de Dierkunde 55: HUNTER B.A., JOHNSON M.S., THOMPSON D.J Ecotoxicology of copper and cadmium in a contaminated grassland ecosystem. Journal of Applied Ecology 24: KABATA-PENDIAS A Zawartość metali ciężkich w glebach uprawnych Polski. Pamiętnik Puławski. Prace IUNG 74:

24 Grzegorz Kania KABATA-PENDIAS A., PENDIAS H Biogeochemia pierwiastków śladowych. PWN, Warszawa: 400. KANIA G Znaczenie gospodarcze krocionogów Diplopoda. Economic significance of millipedes Diplopoda. Fauna Miast, Ochronić różnorodność biotyczną w miastach. Indykiewicz P., Jerzak L., Barczak T. (eds.). SAR,,Pomorze Bydgoszcz: KANIA G., TRACZ H Mass occurrence and migration of Ommatoiulus sabulosus (Linnaeus 1758), Diplopoda, Julida: Julidae in Poland. Peckiana 4: KIME R.D., GOLOVATCH S.I Trends in the ecological strategies and evolution of millipedes (Diplopoda). Biological Journal of Linnean Society 69: KOZAK Z., KOZAK D Zanieczyszczenie atmosfery w regionie Lubelskiego Zagłębia Węglowego (LZW). Określenie dróg przenoszenia abiotycznego i ekologicznego głównych polutantów w regionie LZW. Prace Naukowe Politechniki Lubelskiej, Lublin 171: KÖHLER H.R., KORTJE K.H., ALBERTI G Content, absorption quantities and intracellular storage sites of heavy metals in Diplopoda (Arthropoda). Biometals 8: LIPIŃSKI W Gleby i rośliny uprawne Lubelszczyzny. W: Raport o stanie środowiska województwa Lubelskiego w 2003 roku. Część II. Jakość podstawowych elementów środowiska: MADARI B., KISS I., KORSOS Z Community-structure parameters of millipedes (Diplopoda) in five different habitats. Annales Hist.- Nat. Musei Nat. Hungarici 88: McENROE N.A., HELMISAARI H.S Decomposition of coniferous forest litter along a heavy metal pollution gradient, south-west Finland. Environmental Pollution 113: NAKAMURA K., TAIRA J Distribution of elements in the millipede, Oxidus gracilis C. L. Koch (Polydesmida: Paradoxosomatidae) and the relation to environmental habitats. BioMetals 18: NAKAMURA K., TAIRA J., HIGA Y Internal elements of the millipede, Chamberlinius hualienensis Wang (Polydesmida: Paradoxosomatidae). Applied Entomology Zoology 40: PAWŁOWSKI L Chemical threat to the environment in Poland. The Science of the Total Environment 96: POBOZSNY M Bleiakkumulationen bei zwei Diplopoden-Arten. Opuscula Zoologica (Budapest) 21: Program Ochrony Środowiska dla Jaworzna [ READ H.J., MARTIN M.H A study of Myriapod communities in woodlands contaminated with heavy metals. W: Minelli A. (eds): Proceedings of the 7 th International Congress of Myriapodology. E. J. Brill, Leiden: SIUTA J Chemiczne skażenia gleb i roślin. Formy i stan chemiczny degradacji gleb i roślin w Polsce. W: Kozak Z., Pawłowski L. & Szczypa J. (eds): Chemiczne zagrożenia środowiska w Polsce. Uniwersytet Marii Curie-Skłodowskiej, Lublin:

25 Elements content in the millipede Ommatoiulus sabulosus (Linnaeus 1758)... SOBOCIŃSKA M Gleby. W: Raport o stanie środowiska województwa Lubelskiego w 2003 roku. Część II. Jakość podstawowych elementów środowiska: TAJOVSKY K Diversity and structure of millipede communities (Diplopoda) in four different biotopes. Ekologia (Bratislava) 12: TAJOVSKY K Colonisation of colliery spoil heaps by millipedes (Diplopoda) and terrestrial isopods (Oniscidea) in the Sokolov Region, Czech Republic. Restoration Ecology 9: TRACZ H., GROMYSZ-KAŁKOWSKA K The role of Ommatoiulus sabulosus (L.) (Diplopoda) in circulation of some macro- and microelements in the fresh pine forests. Annals of Warsaw Agricultural University SGGW-AR Forestry and Wood Technology 35: TURSKI R Gleby Lubelskiego Zagłębia Węglowego. Geneza i wstępna charakterystyka ze szczególnym uwzględnieniem zasobności w niektóre mikroelementy. Określenie dróg przenoszenia abiotycznego i ekologicznego głównych polutantów w regionie LZW. Prace Naukowe Politechniki Lubelskiej, Lublin 171: VOIGTLÄNDER K Diplopoden und Chilopoden von Trockenstandorten im hallenser Raum (Ostdeutschland). Hercynia N. F. Halle 30: VOIGTLÄNDER K Mass occurrences and swarming behaviour of millipedes (Diplopoda: Julidae) in Eastern Germany. Peckiana 4: WIATR I., SAWICKI B., CHARYTONIUK E Zanieczyszczenie gleb i roślin metalami ciężkimi na obszarze Lublina. Ekoinżynieria 1: www. zazi.iung.pulawy.pl/images/metale.jpg 25

26 OchrOna ŚrOdOwiska i ZasObów naturalnych nr 43, 2010 r. Marcin Kozieł*, Wojciech Zgłobicki* METALE CIĘżKIE W ALUWIACH WIEPRZA NA OBSZARZE NADWIEPRZAŃSKIEGO PARKU KRAJOBRAZOWEGO HEAVY METALS IN ALLUVIAL DEPOSITS OF THE WIEPRZ RIVER IN THE AREA OF NADWIEPRZAŃSKI LANDSCAPE PARK Słowa kluczowe: metale ciężkie, geochemia, Wieprz, aluwia, Nadwieprzański Park Krajobrazowy. Key words: heavy metals, geochemistry, the Wieprz River, alluvium, Nadwieprzański Landscape Park. Human activity leads to increased concentrations of heavy metals in the environment. The source of contamination of soils and sediments in heavy metals is primarily industry, transport and agriculture. Contaminants accumulate ultimately in sediments, which are geochemical archives of environmental changes resulting from human activity. The paper attempts to assess the impact of human activity on heavy metals content in alluvial deposits of the Wieprz River in the area of nadwieprzański Landscape Park. The vertical variation of concentration of some heavy metals (Cd, Cu, Pb, Zn) in ten profiles was analyzed. Sampling points were located in the valley bottom of Wieprz. The youngest, upper parts of profiles were studied to the depth of 100 cm. The profiles have a large diversity of medium concentrations of studied heavy metals (in the entire profile). Their concentration ranged from 0.00 to 1.75 ppm for cadmium, ppm for copper, 5.76 to ppm for lead and 6.20 to ppm for zinc. Concentrations of heavy metals in the studied profiles are low. Obtained values correspond to those found in other river valleys within the non-industrialized areas on the territory of Poland. Elements for which the geochemical background values were exceeded most often are cadmium and lead. * Dr Marcin Kozieł, dr hab. Wojciech Zgłobicki Instytut Nauk o Ziemi, Uniwersytet Marii Curie-Skłodowskiej, Al. Kraśnicka 2CD, Lublin; tel.: w.102; marcin.koziel@poczta.umcs.lublin.pl 26