ZASTOSOWANIE ROŚLINNOŚCI JAKO BIOWSKAŹNIKÓW JAKOŚCI ŚRODOWISKA

W metodach bioindykacyjnych do oceny stanu środowiska wykorzystuje się głównie reakcje organizmów roślinnych. Duże zainteresowanie biowskaźników7 wy­ nika z ich szybkiej reakcji na chemiczne zmiany środowiska. W Tabeli 9 [8, 44]

1016 K SROGI

zestawiono podstawowe informacje dotyczące podejść metodologicznych związa­ nych z wykorzystywaniem roślinności jako mierników skażenia środowiska.

T abela 9. Param etry stosow ane ja k o m ierniki skażenia środow iska [8. 44] Oszacowanie poprzez obserwację lub wspólnot}

organ izmów

Pomiar poprzez badanie organizmu lub wspólnot} organizmów

Zmiany morfologiczne

■ naprężenia między brodawkowe (mtemodulal stretchmg)

■ wzrost krzywy ch gałęzi (beiidmg growth) ■ liniowy wzrost korzeni

* zmiany barwy igieł i/lub liści

Zmiany struktury i organów (obserwowane pod mikroskopem lub w mikroskopie elektronowym). Zmiany w liczebności lub rozmieszczeniu populacji

Oznaczenie poziomu zanieczyszczeń (metale, i związki organiczne) w próbkach bioty

1

Jako przykłady praktycznego wykorzystania podejścia polegającego jedynie na oszacowaniu stanu środowiska poprzez obserwację organizmu (organizmów) do oceny stopnia skażenia środowiska można wymienić [44]:

• obserwacje zmian ilości mchów wodnych jako wskaźników stopnia zanie­ czyszczenia wód rzecznych [126],

• ocenę wizualnych symptomów uszkodzenia listowia drzew w wyniku działa­ nia ozonu troposferycznego [127], który jest jednym ze składników tzw. smogu fotochemicznego,

• oszacowanie uszkodzeń w lasach wywołanych emisją szkodliwych zanie­ czyszczeń przez zakłady hutnicze [128] na podstawie satelitarnych zdjęć obszarów leśnych.

PODSUMOWANIE

Można stwierdzić, iż omówione powyżej biowskaźniki są niewątpliwie czułymi wskaźnikami skażenia środowiska naturalnego i jego komponentów metalami ciężki­ mi [24, 129—132], Należy podkreślić, iż nieustannie prowadzone są badania celem poszerzenia, omówionej grupy biomarkerów, w oparciu o zastosowanie tzw. „kan­ dydatów”. Autorzy pracy [133] przeprowadzili analizę zawartości wybranych metali ciężkich w kandydatach na biowskaźniki w chwastach wodnych: Eihornia crassipes (hiacynt wodny) i Phragmites australis (trzcina pływająca). Rośliny zostały pobrane z różnych zbiorników wodnych w Ismaili (Egipt), celem zidentyfikowania potencjal­ nego źródła skażenia na tym obszarze i oceny ich przydatności jako biowskaźników. W podsumowaniu można stwierdzić, ze w obserwacji różnego typu przemian w środowisku — w tym w ocenie zanieczyszczenia środowiska ksenobiotykami - ważną rolę odrywają organizmy roślinne. Szczególnie cenne są w tym przypadku dwie cechy roślin: ich szybka reakcja na chemiczne zmiany składu środowiska —

PRZEGLĄD STOSOWANYCH BIOINDYKATORÓW 1017

będąca skutkiem ich małej zdolności do zachowania względnego stałego stanu rów­ nowagi (homeostazy) — oraz zdolności do akumulacji zanieczyszczeń w wyniku za­ chodzenia w' nich szybkiego procesu adaptacji. Dobre właściwości wskaźnikowe powodują, że organizmy roślinne sącoraz częściej wykorzystywane do badaniajako- ści ekosystemów, oceny jego stanu oraz tempa, stopnia i zasięgu bieżących zmian, czyli biomonitoringu środowiska [44],

Ocena zanieczyszczenia atmosfery, gleby i innych komponentów środowiska, a także zdrowia ludzkiego (włosy), za pośrednictwem omówionych biowskaźników jest jednak wtedy prawdziwa, gdy stosuje się odpowiednie metody zbioru i analizy chemicznej, a także przestrzega się homogeniczności materiału badawczego [37.134], Bez spełnienia tych wymagań analityk otr2ymać może błędną i nieporównywalną informację o poziomie zanieczyszczenia metalami poszczególnych regionów lub okre­ sów czasowych.

PIŚMIENNICTWO CYTOWANE

[1] A. R uhling, G. Tyler, Water, Air, Soil Pollut., 1973, 2, 445. [2] F.A. Yule, O .L .L ., W ater, Air, S oil Pollut., 1984, 21, 261.

[3] L. T honi, N . Schnyder, J. H ertz, Staub Reinh. der Luft., 1993, 53, 319.

[4] K. G rodzińska, Ocena skażenia środowiska Polski metalami ciężkimi przy użyciu mchów jako biowskaźników, PIO Ś, W arszawa 1997.

[5] B. M arkert, J . Oehlm ann. M. Roth, General Aspects o f Heavy Metal Monitoring by Plants and Anim als fro m 1997, Environmental Biomonitoring-Exposure Assessment and Specimen Banking, A C S Sym posium Series 654, A.CH.S., W ashington 1997.

[6] B.A . M arkert, A .M . Breure, H.G. Zechmeister, Bioindicators and biomonitors. Tracę Metals and other Contaminants in the Environment, Volume 6, Elsevier Science Ltd. Amsterdam, 2003. [7] B. M arkert, U. Herpin, J. Berlekam p, J. Oehlmann, K. Grodzińska, B. M ankovska, I. Suchara,

U. Siew ers, V. W eckert, H. Lieth, Sci. Total Environ., 199 6 ,1 9 3 , 85.

[8] B. M arkert, O. W appelhorst, V. W eck ert U. Herpin, U. Siewers, K .F rie s e , G. B re u lm a n n , J. R adioanal. N uci. Chem., 1999, 2 4 0 ,4 2 5 .

[9] K. Srogi, Absorpcyjna spektrometria atomowa i pulsowa polarografia różnicowa w analizie produktów i odpadów z przeróbki paliw stałych i w analizie mchów, p raca doktorska. Pol. SI.. G liw ice 2002.

[10] M . A yras, H . N iskavaara, I. Bogatyrev, V. Chekushin, V. Pavlov, P. C a r ita , J o .H . H a lle ra k e r, T.E. Finne, G . K ashulina, C. R eim ann, J. Geochem. Explor., 1997. 58, 269.

[11] P raca zb io ro w a, red. J. Fabiszew ski, Bioindykacja skażeń przemysłowych i rolniczych (m ateriah pokonferencyjne), PAN, W arszawa 1983.

[12] D.L. H eanes, A nal. Lett., 1990, 23, 675.

[13] R. B argagli, D .H . Brow n, L. N elli, Environ Polutt., 1995, 89, 169. [14] T. B erg, O. R ryset, E. Steinnes, Atm os. Environ., 1995, 29, 353. [15] A. M ukherjee, P. N urteva, Sci. Total Environ„ 1994, 151, 191.

[16] A. O strow ska, S. G aw liński, Z. Szczubialka, Metody analizy i oceny właściwości gleb i roślin. K atalog Instytutu O chrony Środow iska, W arszawa 1991.

1018 K SROGI

[18] K. K użniew ski, B. H ojden, K. R adu an-Pytlew ska, K. Szulkow ska-W ojaczek. H erba Polonica. 1993. 3 9 . 131.

[19] Z. Endler, K. M arkiew icz, J. M ichalczyk. W iad. Zielar.. 1986, 9, 6.

[20] H. Tokarz, K. W ierzchow iska-R enke, T. Jelinow ski, W iad. Zielar., 1991. 3 3 , 19. [21] W. N ow akow ski, A. K olczak, W iad. Zielar., 1988, 2, 5.

[22] I. B aranow ska, K. Srogi, Poi. J. Environ. Stud., 2000, 9 , 329.

[23] I. B aranow ska, K . Srogi, A. W lochow icz, K. Szczepaniak, Pol. J. Environ. Stud., 2002. 11. 467. [24] B. M arkert, V. W eckert, Toxicol. Total Environ., 1993, 40, 43.

[25] A. K ostrzew ski, M. M azurek. A. Stach, Zintegrowany monitoring środowiska przyrodniczego, zasady organizacji, system pomiarowy, wybrane metody badań, PIO S, W arszaw a 1995. [26] J . B erlek am p , U. H e rp in , M . M atth ies, H. L ieth, B . M a rk ert, V. W eck ert. B. W olterbeek.

T. Verburg. H .-J. Z inner, U. Siew ers, Water, Air, Soil Pollut.. 1998, 101, 177. [27] G. Ellison, J. N ew ham . M .J. Pichin, I. Thom pson, Environ. Pollut., 1976, 11, 167. [28] L. C am panella, P. E rcole, Pure A ppl. Anal. Chem., 1998, 1, 87

[29] R.J. Pakem an, P.K. H ankard, D. O sbom , Rev. E rniron. C ontam . T oxicol., 1998. 157, 1. [30] G. Ester, D. O verdieck, Modern Ecology. Basic and Applied Aspects, E lsevier S cience. Ltd.

A m sterdam , 1991.

[31] J.-P. G arrec, M .-H . Livertoux, Pollut. A tm os., 1998, 10, 78. [32] W. Wang, K. Freem arkt, Ecotoxicol. Environ. Saf., 1995, 30, 289.

[33] P raca zbiorow a, red. A. K abata-Pendias, B. Szteke, Problemy jakości analizy śladowej m' bada­ niach środowiska przyrodniczego, PIOS, W arszawa 1998.

[34] I. Brodo, Ecology, 1961, 42, 838.

[35] D.N. Rao, F. L eB lanc, Bryologist, 1966, 69, 69. [36] A. Ruhling, G. Tyler, Bot. N otiser. 1968, 121, 321. [37] A. Ruhling, G. Tyler, O ikos, 1970. 21. 92.

[38] G.T. Goodm an. T.M . Roberts. N aturę, 1971, 231, 287. [39] J.M . RatcIifFe, A tm os. Environ., 1975, 9 , 623. [40] S.S. G roet, O ikos, 1 9 7 6 ,2 7 , 445.

[41] Praca zbiorow a, red. H.K. D illon, M at H. Ho, Biological monitoring o f exposure to chemicals, metals, John W illey & Sons, USA, N ew York 1991.

[42] J. K aliszczyk, K. K olon, E. Slipek, Zawartość wybranych metali ciężkich w mchu sierpowcu nerkowatym — Drepanocladus aduncus (Hedw.), A cta U niversitatis W ratislaviensis, P race bota­ niczne, LXV1I, W rocław N r 1807, 1995, 81.

[43] L. Folkeson. Water, A ir, Soil Pollut., 1979, 11, 253. [44] J. N am ieśnik, W. W ardecki, Chem. Inż. Ekol., 2000, 7, 189. [45] D.H. Brown. G. B rum elis, Sci. Total Environ., 1996, 187, 153. [46] H. Ross, Water, A ir, Soil Pollut., 1990, 50, 63.

[47] K. G rodzińska, G . Szarek-L ukaszew ska, B. G odzik, Sci. Total E nviron.,1999, 2 2 9 ,4 1 . [48] M .R.D. Seaw ard, Sci. Total E nviron.,1995, 176, 129.

[49] F.A. Gailey, O .L. L loyd, Environ. H ealth Perspect., 1986, 68, 187. [50] P. Little, M .H. M artin, Environ. Pollut., 1974, 6, 1.

[51] M.E. C onti, G. C ecchetti, Environ. Pollut., 2001, 114, 471.

[52] I. T urkan, E. H enden, l). Celik, S. K ivicim , Sci. Total Environ., 1995, 166, 61. [5 3 ] H. L ippo, J. P oikolainem , E. K ubin, Water, Air, Soil Pollut., 1995, 85, 2241.

[54] P. B arm ett, L .J. D avidow ski, K.W. Penaro, T.R. C opland, A nal. C hem ., 1978, 56, 1021. [55] P. Genoni, V. Parco, A. Santagostino, Chemospfere, 2000, 41, 729.

PRZEGLĄD STOSOWANYCH BIOINDYKATORÓW 1019

[57] J. K w apuliński, J. M irosławski, R. Rochel, D. W iechuła, K. Kraśnicka. K. Iwanek, Pol. Tyg. Lek., 1994. 49, 548.

[58] K. Iw anek, Zawartość metali ciężkich w niektórych roślinach leczniczych i produktach zielarskich, p raca doktorska, ŚLAM , Sosnowiec 1998.

[59] J. Kw apuliński, J. M irosław ski, D. W iechuła, R. Rochel. J. Burczyk. R. Sowada. K. Iwanek. Bromat. Chem . Tok., 1996, 29, 243.

[60] E ndler Z., M arkiew icz K., M ichalczyk J.: Wiad. Zielar., 1991, 6, 21. [61] E. K rólak, Pol. J. Environ. Stud., 2003, 6, 713.

[62] K . Srogi, B rom atol. Chem. Toksykol., 2004, 37, 291. [63] E. M alzahn, B iuletyn M onitoringu Przyrody, 2001, 1, 19. [64] M . Ferdyn, Z. Strzyszcz, Arch. Ochr. Środ., 2002, 28, 121.

[65] N . C arrión, Z.A . Benzo, B. M oreno, Z. Fem andez, E.J. Eljuri, D. Flores, J. Anal. At. Spectrom., 1988, 2, 813.

[66] N . C arrión, Z.A . Benzo, B. M oreno, Z. Femandez, E J . Eljuri, D. Flores, J. Anal. At. Spectrom., 1988, 3 , 479.

[67] M . N ow ak, S. Lidera, A rch. Ochr. Środ., 1 9 8 0 ,3 -4 , 124. [68] K. Sporek, L as Pol., 1988, 19, 13.

[69] H . G órecka, Przem . Chem., 2003, 82, 1081.

[70] A . K abata-Pendias, H. Pendias, Biogeochemia pierwiastków śladowych, PW N, Warszawa 1999. [71] B. P atkow ska-S okoła, H. G órecka, Z. D obrzański. R. Popiołek, C hem ia dla rolnictw a, seria:

K onferencje, 1996, 45/26, 368.

[72] J.C . B uckerfield, K.E. Lee, C.W. Davoren, J.N. Hannay, Soil Biol. Biochem ., 1997, 29, 547. [73] J. Zheng, W. G oessler, W. Kosmos, R. Chem, G. Zhuang, K. Xu, G. Sui, J. Radioanal. Nuci. Chem.,

1997, 233, 149.

[74] C. R iquelm e, A . R ojas, V. Florest, J. Correat, M arinę Pollut. Buli., 1997, 34, 816. [75] K . C zarnow ska, A cta T heriologic, 1988, 33. 219.

[76] C.H. W alker. S.P. Hopkin, R.P. Silby, D.P. Pei-kall. Podstawy ekotoksykologii. PWN. Warszawa

20 0 2.

[77] C . Em m erling, A pp. Soil Ecol., 2001, 17, 91.

[78] D. Spurgeon, S.P. Hopkin, A pp. Soil Ecol., 1996, 4, 147.

[78] J . V enkatesw ara Rao, P. K avitha, A . Padm anabha Rao, Environ. Research, 2003. 92, 271. [80] B . M uys, Ph. G ranval, Soil Biol. Biochem ., 1997, 29, 323.

[81] M .G . Paoletti, D . Sommaggio, M .R. Favretto, G. Petruzzelli, B. Pezzarossa, M. Barbafieri. App. Soil Ecol., 1998, 10, 137.

[82] R. Lanno, J. W ells, J. Conder, K. B radham , N. Basta, Ecotox. Envion. Safety. 2004. 57, 39. [83] S. Lau, M. M oham ed, Ch. Yen, S. Su’ut, Sci. Total Environ., 1998, 214, 113.

[84] C. G undacker, Environ. Pollut., 2000, 110, 67.

[85] S. H aritonidis, P. M alea, Environ. Pollut., 1999, 104, 365. [86] M .-C h L in, C h.-M . Liao, A ąuaculture, 1999, 178, 89.

[87] S. M osulen, J. Jo se Dominguez, J. Vigara, C. Vmlchez, A. Guiraum, J.M . Vega, Biomolecular E ngineering, 2003, 20, 199.

[88] P. Fong, K. Boyer, J.B . Zedler, J. Experim en. M arinę Biol. Ecol., 1998, 231, 63. [89] M .S. A l-M asri, S. M am ish, Y. Budier, J. Environ. Radioactivity, 2003, 67, 157. [90] R. V illares, X. Puente, A. Carballeira, Environ. Pollut., 2002, 119, 79. [91] S. H aritonidis, P. M alea, Environ. Pollut., 1995, 89, 319.

[92] M . C aliceti, E. A rgese, A. Sfriso, B. Pavoni, Chemosphere, 2002, 4 7 ,4 4 3 . [93] R. V illares, X. Puente, A. Carballeira, Hydrobiologia, 2 0 0 1 ,4 6 2 .2 2 1 .

1020 K SROGI

[95] M .E. C onti, G . C ecchetti. Environ. Polutt.. 2003. 93, 99.

[96] J.O . M u se. J.D . S trip e ik is , F M . F ernandez, L. d ’H u ic q u e. M .B . T u d in o . C . \ . C ard u cci, O.E. T roccoli, Environ. Pollut., 1999, 104, 315.

[97] K. C hojnacka, A . N ow oryta, Chemistry for agriculture. C zech-Pol-Trade. 2002. 2 , 154. [98] L. Frantsevich. A . K om niushin. I. Pankov. E. Ermakov. T. Z akharchuk, E n \iro n . Pollut.. 1996,

94, 91.

[99] J. Salanka. A. Farkas. T. K am ardina. K. R ózsa, Tox. Lett., 200 3 . 140-141, 403.

[1 0 0 ] P. O s ta p c z u k . M . B urow , K. M ay, M. F ro n in g , B. S iiB en b ach , E. W aidm ann. H . Em ons. C hem osphere, 1997. 3 4 , 2049.

[1 0 1 ] N. Lekouch, A . Sedki, S. B ouhouch, A. Nejm eddine. A. Pineau, J.C . P ih a n , S ci. T o tal E n \iro n .. 1999, 2 4 3 /2 4 4 , 323.

[1 0 2 ] K. Radom ska, A . G raczyk, J. K onarski. Diag. Lab.. 1 9 9 9 1 ,4 6 . 24.

[1 0 3 ] M. Schuhm acher, M. B elles, A. Rico, J.L. D om ingo J.L ., Sci. Total Environ., 1996, 184, 203. [1 0 4 ] K. Srogi, B rom atol. Chem . Toksykol., 2005, 38, 67.

[1 0 5 ] K. R adom ska, A . G raczyk, J. K onarski, Biuletyn WAT, 1995, 44, 143.

[1 0 6 ] M. W ilhelm , A. Pesch, U. R ostek, J. Begerov, N. Schm itz, H . Idei, U. R anft. Sci Total Environ., 2002, 297, 109.

[1 0 7 ] W. W asiak. W. C iszew ska, A. C iszew ski, Anal. Chim. A cta, 1996, 3 3 5 . 201. [1 0 8 ] J. K ałuża, M . Jeruszka, A. Brzozow ska, Roczn. PZH , 2001, 52, 111. [1 0 9 ] W. Z aborow ska, J. W ierciński, Roczn. PZH, 1996, 47, 217. [1 1 0 ] W. Z aborow ska, J. W ierciński, Roczn. PZH, 1997, 48, 337. [ 1 1 1] K. Srogi, R oczn. PZH, 2005, 56, 189.

[1 1 2 ] J. B atista, M . Schuhm acher, J.L . Dom ingo, J. C orbella, Sci. Total E nviron., 1996, 193. 143. [1 1 3 ] T. K ozioł, Analiza zawartości metali ciężkich we włosach jako biomarkera dla terenów rekreacyj­

nych, p raca doktorska, ŚLA M , Z abrze 1997.

[1 1 4 ] A. Teresa, S.D . V asconcelos, M.F.T. Tavares, Sci. Total Environ., 1997, 205, 189. [1 1 5 ] S. D ’illo, N . V iolante, O. Senofonte, S. C aroli, M icrochem . J., 2000, 67, 343.

[1 1 6 ] M .D. M ingorance, M .L. Perez-V azquez, M. L achica, J. A nal. At. Spectrom ., 1993, 8, 853. [117] H. Lippo, A. Sarkela, At. Spectrosc., 1995, 7/8, 154.

[1 1 8 ] Z. Z achw ieja, M . Schlegel-Z aw adzka, K. Z ięba, Poziom kadm u i ołow iu w e w łosach dzieci w skaź­ nikiem zanieczyszczenia środow iska. Zagrożenia i stan środow iska przyrodniczego rejonu śląsko- krakow skiego, Wyd. SG GW -AR, W arszawa 1990.

[1 1 9 ] U.S. D epartm ent o f H ealth and Hum ań Service, Toxicological p ro file fo r chrom ium , P ublic Health Service A gency fo rto x ic substance and D isease Registry, 1993, 95.

[1 2 0 ] U.S. D epartm ent o f H ealth and H um ań Service, Toxicological profile fo r co bałt, P ublic Health Sernice Agency fo r toxic substance and Disease Registry, 1992, 30.

[1 2 1 ] R.H. B arckhavs, P.F. Schm idt, H.J. Hohling, M etal Ions Biol. M ed , 1992, 2, 281. [1 2 2 ] J. C hłopicka, P. Z agrodzki, Z. Zachw ieja, A nalyst, 1995, 5 , 120.

[1 2 3 ] E. Contiero, M . Folin, Biol. T racę Elem. Res., 1994, 40, 151.

[1 2 4 ] R.S. G ibson, O .B . M artines, A .C. M acD onald, J. G eront., 1985, 40, 269. [1 2 5 ] N. Tsukada, A. Suchara, Jpn. J. Nutr., 1996, 54, 33.

[ 126] A. B rzozow ska, J. S ulkow ska, Minerał and tracę element intake and status ofSeneca participants in Poland. A nnual M eeting, The role o f Tracę Elementsfor Health Promotion and Disease Preven- tion, K openhaga, D ania, 1996.

[1 2 7 ] B. Papp, M . R ajczy, J. H attori Bot. Lab., 1998, 84, 81.

[1 2 8 ] J. Peńuelas, A . R ibas, B .S. G im eno, I. Filella, Environ. M onit. A ssess., 1999, 56, 221. [1 2 9 ] O. R igina, A . B aklanov, O. Hagner, H. Olsson. Sci. Total Environ., 1999, 229, 147. [1 3 0 ] E. Steinnes, S ci., Total E nviron., 1995, 160/161, 243.

PRZEGLĄD STOSOWANYCH BIOINDYKATORÓW 1021

[ 1 3 1J P raca z b io ro w a, red. F.R. Siegel, Emironmental geochemistry o f potentialiy toxic metals. Springer-V erlag B erlin Heidelberg, N ew York 2002.

[1 3 2 ] P raca zbiorow a, red. B J . A lloway, D.C. Ayres. Chemiczne podstawy zanieczyszczeń środowiska. PW N , W arszaw a 1999.

[133] E. W ahab A bd, A. N ada, A.S. H aleem Abdel, E. Z ohnj. E rniron. Protec. Engineering, 2 0 0 0 ,2 6 ,5 . [134] J. N am ieśnik, J. Łukasiak, Z. Jam rógiew icz. Pobieranie próbek środowiskowych do analizy. PWN,

W arszaw a 1995.

WIADOMOŚCI 2005.59.u-12 chemiczne PL ISSN 0043-5104