Izabela Kowalewska, Leszek Bielawski, Jerzy Falandysz
ZAWARTOŚĆ RTĘCI
W KOŹLARZU CZERWONYM LECCINUM RUFUM Z TERENU WYSOCZYZNY BIAŁOSTOCKIEJ
I WYŻYNY KIELECKO-SANDOMIERSKIEJ*)
Zakład Chemii Środowiska i Ekotoksykologii Uniwersytetu Gdańskiego Kierownik: prof. dr hab. J. Falandysz
Oznaczono zawartość rtęci w okazach koźlarza czerwonego zebranych na terenie powiatu monieckiego (woj. podlaskie) i opatowskiego (woj. świętokrzy-skie) w 2005 r. Zawartość rtęci ogółem oznaczono techniką zimnych par bezpło-mieniowej absorpcyjnej spektroskopii atomowej (CV–AAS) z amalgamacją na wełnie ze złota.
Hasła kluczowe: grzyby wyższe, zanieczyszczenia, metale, rtęć.
Key words: mushrooms, Red Aspen Bolete, contaminations, metals, mercury. Grzyby jadalne zawierają w owocnikach różne związki biologicznie czynne m.in. o właściwościach leczniczych (obniżające stężenie cholesterolu, zmniejszające ry-zyko chorób układu krążenia czy nowotworowych), witaminy z grupy B (B1, B2, B6), witaminę C (1). Grzyby są bogate w pierwiastki metaliczne i metaloidy, a w tym czasami także i te niepożądane w żywieniu człowieka, jak np. rtęć (2). Rtęć z uwagi na właściwości toksykodynamiczne swoich par, pochodnych alkilowych (zwłaszcza metylortęci), i niektórych soli nieorganicznych stanowi bardzo niebezpieczny czyn-nik zanieczyszczenia środowiska przyrodniczego (3). Rtęć na ogół zawsze jest obec-na w owocnikach grzybów wyższych, a niektóre gatunki zawierają ją w względnie dużym stężeniu (4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11). Grzyby jadalne wyrosłe dziko, bardzo często cechuje większa zawartość rtęci w porównaniu z wieloma innymi grupami środków spożywczych. Także grzyby uprawowe bywają zanieczyszczone rtęcią np. w pie-czarce dwuzarodnikowej (Agaricus bisporus) wykrywano ten pierwiastek w ilości od 0,3 do 29 mg/kg (12). Spośród grzybów jadalnych rosnących dziko nawet na terenach niezanieczyszczonych rtęcią szczególnie dużo tego pierwiastka mogą za-wierać niektóre gatunki borowików, pieczarek czy czubajka kania (2, 4, 7, 8, 9, 9, 10, 11).
Stopień skażenia gleby lub innego podłoża, w którym rozwija się grzybnia oraz obecne w podłożu formy chemiczne rtęci po części determinują wartość współczyn-nika bionagromadzania (BCF; bioconcentration factor), a zatem i ilość tego pier-wiastka nagromadzoną w owocniku (12, 13). Być może niektóre gatunki grzybów wyższych mogą syntetyzować (biometylacja) metylortęć?
W badaniach własnych wykazano, że owocniki koźlarza czerwonego są względnie bogate w takie makropierwiastki, jak: potas (21000–45000 mg/kg), fos-for (1400–10000 mg/kg), magnez (300–1200 mg/kg) i sód (26–700 mg/kg), a mniej zasobne w wapń (30–410 mg/kg) (14, 15). W pracy przedstawiono wyniki badań, które miały na celu poznanie stopnia zanieczyszczenia rtęcią owocników koźlarza czerwonego z terenu północno-wschodniej i południowej części kraju.
MATERIAŁ I METODYKA
Koźlarze czerwone Leccinum rufum (Schaff.) Kreisel pochodziły z terenu Wyso-czyzny Białostockiej (okolice Jasionówki, woj. podlaskie, powiat moniecki) oraz z Wyżyny Kielecko-Sandomierskiej (woj. świętokrzyskie, powiat opatowski). Z obu wymienionych miejsc w 2005 r. zebrano po 15 dobrze wyrośniętych owocników koźlarza czerwonego. Owocniki po oczyszczeniu z liści, piasku i innych zanieczysz-czeń suszono w czystym i przewiewnym miejscu w temperaturze pokojowej, a na-stępnie dosuszano do stałej masy w suszarce elektrycznej w temp. 80°C przez 48 godz. Wysuszone owocniki ucierano na proszek w moździerzu agatowym (osobno kapelusz i trzon) pakowano do czystych woreczków strunowych z folii polietyleno-wej, i tak przechowywano w suchym i czystym miejscu do czasu analizy chemicz-nej.
Zawartość rtęci ogółem w grzybach oznaczono techniką zimnych par absorpcyj-nej spektroskopii atomowej (CV–AAS) po amalgamacji wytworzonych par rtęci metalicznej na wełnie ze złota (Analizator rtęci typ MA–2000, Nippon Instruments Corporation, Takatsuki, Japan).
WYNIKI I ICH OMÓWIENIE
Wszystkie zbadane owocniki zawierały rtęć a rozstęp stężeń wyniósł od 0,10 do 1,2 mg/kg m.s. w kapeluszach i od 0,23 do 0,68 mg/kg m.s. w trzonach (tab. I). Ta b e l a I. Zawartość rtęci w koźlarzu czerwonym Leccinum rufum (mg/kg m.s)
Ta b l e I. Mercury content of Red Aspen Bolete Leccinum rufum (mg/kg d.w.)
Rejon Część
owocnika min max
min/ max r d X SD Q r/SD Wysoczyzna Białostocka Kapelusz 0,10 0,16 0,09 1,06 0,63 0,71 0,30 –0,86 3,5 Trzon 0,30 0,68 0,44 0,38 0,49 0,49 0,11 –0,06 3,4 Wyżyna Kielecko--Sandomierska Kapelusz 0,38 0,85 0,45 0,47 0,61 0,64 0,14 –0,37 3,2 Trzon 0,23 0,45 0,51 0,22 0,34 0,34 0,06 –0,12 3,8
Rozkład wartości stężeń wokół średniej miał charakter symetryczny (normalny). Dane potwierdzające rozkład normalny zestawiono w tab. II i tak: min/max > 0,1; r/SD < 4; Q ≤ 1,5.
Ta b e l a II. Zawartość rtęci w koźlarzu czerwonym Leccinum rufum (mg/kg m.s.; średnia, odchylenie standardowe i rozstęp stężeń) z różnych miejsc w kraju
Ta b l e II. Mercury content of Red Aspen Bolete Leccinum rufum (mg/kg d.w.; mean, SD and range) from various sites in Poland Stanowisko Site n Kapelusz Cap (C) Trzon Stem (S) Hg(K)/ Hg(T) C/S Pozycja piśmien. Wysoczyzna Białostocka 15 0,71±0,30 (0,10–1,2) 0,49±0,11 (0,30–0,68) 1,5±0,5 * Wyżyna Kielecko--Sandomierska 15 0,64±0,14 (0,38–0,85) 0,34±0,06 (0,23–0,45) 1,9±0,3 *
Gmina Manowo k. Koszalina 15 0,76±0,59
(0,28–2,4)
0,54±0,34
(0,16–1,5) 1,4±0,4 (4, 5)
Zaborski Park Krajobrazowy
(woj. pomorskie) 8
0,72±0,49 (0,32–1,7)
0,47±0,24
(0,21–0,82) 1,5±0,3 (6)
* Badania własne (this study); n (number of samples).
Kapelusze koźlarza czerwonego charakteryzowała nieco większa zawartość rtęci niż trzony. Iloraz ze stężenia rtęci w kapeluszach i trzonach dla owocników z obu zbadanych terenów łącznie wyniósł 1,6 a średnia dla każdego z nich, odpowied-nio, 1,5 i 1,9 (tab. II). Niemniej różnica w zawartości rtęci pomiędzy kapeluszami i trzonami nie była istotna statystycznie (p > 0,05).W innych badaniach koźlarzy czerwonych w kraju (Zaborski Park Krajobrazowy, okolice Koszalina) wartość ilo-razu ze stężenia rtęci ogółem w kapeluszach i trzonach była podobna do wyników uzyskanych dla owocników z terenu Wysoczyzny Białostockiej i Wyżyny Kielecko-Sandomierskiej i wynosiła średnio 1,4–1,5 (tab. II).
Średnia zawartość rtęci w kapeluszach i trzonach koźlarza czerwonego tak w ba-daniach własnych, jak i innych autorów w kraju nie przekracza wartości 0,8 mg/kg m.s., a w trzonach 0,6 mg/kg m.s. W pojedynczych owocnikach koźlarza notowano rtęć w stężeniu do 2,4 mg/kg m.s., a w trzonach do 1,5 mg/kg m.s. (okolice Kosza-lina); tab. II.
Jednym z czynników, które dyskutowano jako mogący mieć wpływ na zdolność wiązania rtęci w owocniku grzyba jest zawartość zdolnych do wiązania jonów tego metalu grup sulfhydrylowych SH. Na tle względnie dużych wartości stężeń rtęci ogółem notowanych np. w borowiku szlachetnym z terenów niezanieczyszczonych, to koźlarza czerwonego można określić jako grzyba słabo nagromadzającego rtęć.
Zgodnie z zaleceniami Światowej Organizacji Zdrowia (WHO) tymczasowo to-lerowane tygodniowe pobranie rtęci ogółem wynosi do 300 μg/osobę, a w tym me-tylortęci do 200 μg. Na zasadzie konsensusu przyjmowane jest, że zawartość wody w świeżych owocnikach grzybów wyższych wynosi średnio 90%. Zatem świeże koźlarze czerwone przeciętnie zawierają w kapeluszach od 64 do 76 μg Hg/kg masy mokrej, a w trzonach od 34 do 54 μg Hg/kg m.m. (tab. II). Przyjmując za punkt od-niesienia maksymalną średnią zawartość rtęci w kapeluszach koźlarza czerwonego (76 μg/kg m.m.) wymieniona (WHO) wartość tymczasowo tolerowanego tygodnio-wego pobrania rtęci nie będzie przekroczona, kiedy spożycie tych grzybów, jako jedynego źródła tego pierwiastka, nie przekroczy masy 3,95 kg tygodniowo (0,56 kg per capita dziennie).
Brak jest badań i ofi cjalnych danych statystycznych o wielkości spożycia grzybów rosnących dziko czy grzybów ogółem per capita w kraju. W Czechach „grzybiarze” rocznie spożywają średnio 7 kg grzybów w przeliczeniu na gospodarstwo domowe, a niektóre osoby ponad 10 kg grzybów rocznie. Odnosząc wymienione wartości tak-że do Polski oszacowane średnie i maksymalne spożycie grzybów rosnących dziko w kraju wyniosłoby, odpowiednio, 6,4 i 28 g per capita dziennie. Jakkolwiek z włas-nych obserwacji wynika, że w kraju są rodziny, wśród których nikt nie zbiera grzy-bów a są i takie, w których jest to tradycja wielopokoleniowa, a także z pokolenia na pokolenie te same są też rokrocznie miejsca i pora grzybobrania. W Polsce w wielu miejscach szczególnie dużo jest zbieranych i spożywanych grzybów na terenach wiejskich. Niemniej w okresie letnio-jesiennego wysypu grzybów także i w nieda-lekich okolicach dużych miast liczebność grzybiarzy w lasach bywa zdumiewająco duża. Nierzadcy bywają też „zawzięci” grzybiarze i na terenach typowo wielkomiej-skich – parki, hipodromy, zarośla, trawniki, pobocza ulic itp., a ich zdobycz to np. jadalne gatunki pieczarek, młode owocniki czernidlaka kołpakowatego itd. Warto pamiętać, że stopień zanieczyszczenia podłoża glebowego i grzybów ołowiem, rtę-cią i kadmem na terenach miejskich jest dużo większy niż poza miastami.
Ta b e l a III. Wskaźnik ryzyka przy spożyciu koźlarza pomarańczowożółtego w Polsce Ta b l e III. Hazard index for the ingestion of Red Aspen Bolete in Poland
Spożycie dziennie
(g)
Wskaźnik ryzyka (H) w oparciu o rozstęp wartość średnich
stężenia Hg w kapeluszach (0,064–0,076 μg/g m.m.)
w oparciu o wartość maksymalną stężenia Hg w pojedynczym kapeluszu
(0,24 μg/g m.m.)
6,4 0,020–0,023 0,073
28 0,085–0,100 0,320
560 1,7–2,0 6,400
Dawkę referencyjną (RfD) dla rtęci, jaką człowiek może pobierać przez całą długość swojego życia bez ryzyka wystąpienia niekancerogennych skutków tok-sycznych dla zdrowia określono na 0,0003 mg/kg masy ciała dziennie. Dawka RfD jest oszacowaną wartością dziennego pobrania pojedynczej substancji, która wyda-je się nie przedstawiać ryzyka, wyda-jeśli będzie spożywana przez całe życie. Biorąc za podstawę przyjętą wartość średnią i maksymalną wielkość spożycia grzybów per capita dzienne w Czechach oraz wykazane wartości średnie stężenia rtęci w kape-luszach koźlarza pomarańczowożółtego, to zgodnie ze wzorem (i) można wyliczyć szacunkowo spożycie rtęci (D) zawartej w koźlarzach pomarańczowożółtych (tab. III). Wskaźnik ryzyka (H; hazard index) dla substancji jest ilorazem z oszacowanej dawki (D) oraz szacunkowej maksymalnej wartości dziennego spożycia substancji w ciągu całego życia bez wystąpienia skutków toksycznych (np. RfD).
(i) D = C × I/W × 1000
D – dawka oszacowana;
C – stężenie rtęci w grzybie (μg/g masy mokrej); I – spożycie grzybów (g/dzień);
Z obliczeń wynika, że w zależności od rejonu kraju (stanowiska pochodzenia grzybów, tab. II) spożywanie dziennie średnio od 280 do 330 g kapeluszy koźlarza pomarańczowożółtego zanieczyszczonych rtęcią w stopniu przeciętnym, tj. 0,064– –0,076 μg/g m.m., albo spożywanie dziennie średnio 87 g zanieczyszczonych w stopniu maksymalnym, tj. 0,24 μg Hg/g m.m,. nie wnosi ryzyka dla zdrowia, gdyż wartość wskaźnika ryzyka H nie przekroczy jedności. Z kolei spożywanie tego grzyba w ilości 560 g dziennie (wyliczona wielkość spożycia, która nie spowoduje przekroczenia tymczasowo tolerowanej wielkości tygodniowego pobrania rtęci wy-znaczonej przez WHO), będzie wnosiło ryzyko, gdyż wartość wskaźnika ryzyka H przekroczy jedność (tab. III). Spożycie jednego gatunku grzyba czy grzybów w ogó-le w ilości 560 g dziennie przez całe życie nijak się ma do realiów żywieniowych. Jakkolwiek wykazana przy tej wielkości spożycia wartość wskaźnika ryzyka H, która znacznie przekracza jedność, jednoznacznie wskazuje jak szczególnie silnym źródłem rtęci mogą być w dziennej racji żywieniowej grzyby.
I. K o w a l e w s k a, L. B i e l a w s k i, J. F a l a n d y s z MERCURY CONTENT OF RED ASPEN BOLETE LECCINUM RUFUM FROM BIALOSTOCKA HEIGHT AND KIELECKO-SANDOMIERSKA UPLAND
S u m m a r y
Total mercury content was determined using cold-vapour atomic absorption spectroscopy (CV-AAS) in caps and stalks of Red Aspen Bolete Leccinum rufum collected in 2005 from the Bialostocka Height and Kielecko-Sandomierska Upland in Poland. Mercury was found in all mushroom samples and the values ranged from 0.10 to 1.2 mg/kg dry weight in caps and from 0.23 to 0.68 mg/kg d.w. in stalks. The mean values of total mercury content of the caps+stalks in this study as well as in the reports of other authors in Poland did not exceeded a value of 0.8 mg/kg d.w., and for the stalks alone a value of 0.6 mg/kg d.w.
PIŚMIENNICTWO
1. Rajewska J., Bałasińska B.: Związki biologicznie aktywne zawarte w grzybach jadalnych i ich ko-rzystny wpływ na zdrowie. Postępy Hig. Med. Dośw., 2004; 58: 352-357. – 2. Falandysz J., Szajek L.: Zawartość rtęci w grzybach Agaricus sp. z terenu Gdańska. Bromat. Chem. Toksykol., 1994; 1: 33-36. – 3. Merkel D., Anderson H.A., Chan L.H.M., Mahaffey K.R., Murray M., Sakamoto M., Stern A.H.: Methylmercury exposure and health effects in humans: A worldwide concern. Ambio, 2007; 36: 3-11. – 4. Falandysz J., Frankowska A., Mazur A.: Mercury and its bioconcentration factors in King Bolete (Boletus edulis) Bull. Fr. J. Environ. Sci. Health Part A, 2007; 42, 2089-2095. – 5. Falandysz J., Kunito T., Kubota R., Bielawski L., Mazur A., Falandysz J.J., Tanabe S.: Selected elements in Brown Birch Scaber Stalk Leccinum scabrum. J. Environ. Sci. Health Part A. 2007; 42: 2081-2088. – 6. Falandysz J., Kunito T., Kubota R., Lipka K., Mazur A., Falandysz J.J., Tanabe S.: Selected elements in Fly agaric Amanita mus-caria. J. Environ. Sci. Healt Part A. 2007; 42: 1652-1630. – 7. Falandysz J., Gucia M., Mazur A.: Content and bioconcentration factors of mercury by Parasol Mushroom Macrolepiota procera. J. Environ. Sci. Health Part B. 2007; 42B: 735-740. – 8. Falandysz J., Szymczyk K., Ichihashi H., Bielawski L., Gucia M., Frankowska A., Yamasaki S.: ICP/MS and ICP/AES elemental analysis (38 elements) of edible wild mush-rooms growing in Poland. Food Addit. Contam. 2001; 18: 503–513. – 9. Falandysz J., Kunito T., Kubota R., Frankowska A., Falandysz J.J., Tanabe S.: Multivariate characterization of elements accumulated in King Bolete Boletus edulis from the lowland and mountain regions of Poland. J. Environ. Sci. Healt Part A. 2008; 43: DOI 10.1080/10934520802330206. – 10. Falandysz J., Kunito T., Kubota R., Gucia M., Ma-zur A., Falandysz J..J, Tanabe S.: Some mineral constituents of Parasol Mushroom Macrolepiota procera. J. Environ. Sci. Health. Part B. 2008; 43: 187-192.
11. Falandysz J., Chojnacka A., Frankowska A.: Arsen, kadm, ołów i rtęć w borowiku szlachetnym Boletus edulis w świetle obowiązujących tolerancji. Roczn. Państw. Zakł. Hig., 2006; 57: 325-339. – 12. Falandysz J., Brzostowski A., Nosewicz M., Danisiweicz D., Frankowska A., Apanasewicz D., Bielawski L.: Rtęć w grzybach jadalnych z terenu Trójmiejskiego Parku Krajobrazowego. Bromat. Chem. Toksy-kol., 2000; 2: 177-182. – 13. Falandysz J., Frankowska A., Wrzal M., Danisiewicz D., Apanasewicz D.: Rtęć w jadalnych gatunkach grzybów zebranych w okolicy Jeziora Wdzydzkiego. Bromat. Chem. Tok-sykol., 2000; 4: 347-350. – 14. Kowalewska I., Bielawski L., Falandysz J.: Niektóre metale i fosfor oraz ich współczynnik nagromadzania w koźlarzu czerwonym Leccinum rufum z terenu Wyżyny Lubelskiej. Bromat. Chem. Toksykol., 2007; 40: 153-158. – 15. Kowalewska I., Bielawski L., Falandysz J.: Niektóre pierwiastki i ich współczynnik biokoncentracji w koźlarzu czerwonym Leccinum rufum z terenu Polski północnej. Bromat. Chem. Toksykol., 2007; 40: 329-335.
