Bioindikatori zagađenja vazduha arsenom
Diplomski rad
1. UVOD
Monitoring
se vrši sistematskim merenjem, ispitivanjem i ocenjivanjem zagađenja
životne sredine koje obuhvata praćenje prirodnih faktora, odnosno promenu stanja i
karakteristika životne sredine, ukjučujući i monitoring u susednim zemljama. Monitoring
obuhvata sledeće: vazduh, vodu, zemljište, šume, biodiverzitet flore i faune, elemente klime,
ozonski omotač, buku, otpad, kao i preuzete obaveze iz međunarodnih ugovora. Kontrolni sistem
praćenja, ocene i prognoze promena stanja vazduha spoljašnje sredine označen je kao monitoring
sistem
("Službeni glasnik RS", broj 135/2004.)
. Jedan od osnovnih uslova za upravljanje
kvalitetom vazduha je organizovanje nadzornog i alarmnog sistema, koji se obično naziva
"monitoring" sistemom. Njime se kontinualno prate priroda, izvori, kvantitet i disperzija raznih
sumnjivih ili štetnih materija koje se ispuštaju u vazduh, zatim kretanje tih materija, njihov
efekat na živa bića uopšte, posebno na zdravlje čoveka itd. Zagađujuće materije za koje se vrši
sistematsko merenje su: neorganske materije, taložne materije iz vazduha, teški metali u
suspendovanim česticama, organske materije i kancerogene materije. Osnovni zadaci
monitoringa kvaliteta vazduha: sprovođenje kontinuiranih merenja meteoroloških parametara,
merenja emisije iz najznačajnijih izvora, kao i merenje imisije zagađujućih materija. Takođe,
ovde treba napomenuti i povezivanje postojećih sistema monitoringa kvaliteta vazduha i
meteoroloških parametara u jedinstvenu celinu i procenu stanja kvaliteta vazduha uzimajući u
obzir meteorološke uslove.
Biološki monitoring
predstavlja praćenje stanja u ekosistemu, naročito kroz ekološke
odlike onih vrsta organizama koji su osetljivi na zagađenje i služe kao indikatori zagađenja
spoljašnje sredine. Suština ovog monitoringa zasniva se na činjenici da živa bića svojim
prisustvom, odsustvom i ponašanjem, ukazuju na dugotrajno delovanje zagađujućih materija.
Karakterisični biološki materijali su delovi biljke, list, stablo, koren, cvet ili plod. Kod ljudi i
životinja u kojima se vrši ispitivanje su krv, urin, izdahnuti vazduh, a ponekad se koncentracije
zagađujućih materija određuju u kosi, noktima, stolici i pljuvački. Biološki monitoring se može
definisati i kao praćenje akumulacije zagađujućih materija ili njihovih štetnih sastojaka u tkivima
organizama, ali istovremeno i praćenje odgovarajućih biohemijskih, morfoloških, fizioloških i
patoloških promena kod jedinki, odnosno populaciono ekoloških promena kod populacija biljaka
i životinja
(Jakšić, 2004.)
.
Bioindikatori
su biološke vrste ili hemikalije koje se koriste za praćenje kvaliteta životne
okoline ili ekosistema. U zavisnosti od organizma koji je odabran kao bioindikator, postoje tri
vrste indikatora: (1) biljke, (2) životinje, (3) mikroorganizmi i hemijski indikatori. Sa
odgovarajućom selekcijom bioindikatora, bitna vrednost biomonitoringa je raznolikost i
učestalost bioloških organizama koji mogu poslužiti kao indikatori biomonitoringa, i u vrlo
nepristupačnim i udaljenim oblastima. Danas su kao bioindikatori najprisutniji sledeći
organizmi: mahovina, paprat, trava, kora drveta, lišajevi, borove iglice, i dr. Za sve ove primere
bioindikatora još uvek nisu dovoljno poznati mehanizmi apsorpcije i zadržavanja elemenata u
tragovima
(Szczepaniak i Biziuk, 2003.).
Za bioindikaciju se primenjuju dve metode: pasivnog i
aktivnog monitoringa. Aktivni monitoring podrazumeva uzgoj karakteristične biljne vrste i
analizu akumulacije zagašujućih materija iz životne sredine, dok pasivni monitoring obuhvata
proučavanje samoniklih (već postojećih) bioorganizama koji mogu poslužiti kao indikatori. U
bioindikaciji su važni brzina sprovođenja, dobijanje dovoljno pouzdanih podataka i rezultata
koji se mogu obnoviti i dobra zastupljenost bioindikatorske vrste. Mahovine, lišajevi i kore
1
Sandra Stojanović
Bioindikatori zagađenja vazduha arsenom
Diplomski rad
drveta se koriste kao bioindikatori zagađenja vazduha teškim metalima još od 1970. godine
(Jakšić, 2004.)
.
Arsen (As,
latinski-
arsenium
) je metaloid Va grupe. Zastupljen je u zemljinoj kori u
količini od 2,5ppm u obliku nekoliko minerala od kojih je najrasprostranjeniji arsenopirit koji se
često nalazi i u ležištima pirita. Sigurno najpoznatije jedinjenje je oksid arsena koji je vrlo
toksičan As
2
O
3
.
Netoksične soli arsen (V) su sastojci pesticida, kao i dodaci staklu koji daju
zelenkastu boju rastopu. Biološki značaj- nekoliko enzima koji su neophodni za život sadrže
arsen. Arsen je jedan od mikroelemenata i njegova minimalna dnevna količina je veoma niska
0,04 miligrama. Soli arsen (III) su veoma otrovne i izazivaju rak. Smrtonosna doza iznosi 50
miligrama. Soli arsena (V) su neotrovne ali imaju jako baktericidno dejstvo
(Arsenijević, 2001.)
.
Ipak unošenjem velikih količina one se nagomilavaju u organizmu i redukuju se do
toksičnih soli arsena (III). Visoke koncentracije As kao kancerogenog elementa su najveći
problem za stanovništvo Bora jer dugotrajno negativno utiču na zdravlje ljudi . Broj obolelih od
malignih bolesti na području opštine Bor u periodu od 1979. – 2001. godine povećan je pet puta.
(Institut za rudarstvo i metalurgiju u Boru)
.
2
Sandra Stojanović
Bioindikatori zagađenja vazduha arsenom
Diplomski rad
upijaju zagađivače, zbog nepostojanja kutikule na površini stabla i listića. Na slici 2. je prikazana
mahovina vrste
Bryophyta
, dok slika 3. pokazuje stablo i listiće mahovine sa koje se vide rizoidi.
Na slici 4. se mogu videti listići vrste
Fontinalis antipyretica
(http://sr.wikipedia.org)
.
Slika 2.
Mahovina vrste
Bryophyta
Slika 3.
Gametofit mahovine
Slika 4.
Listići vrste
Fontinalis
(Izvor: http://sr.wikipedia.org)
antipyretica
2.1. Atmosfersko zagađenje teškim metalima praćeno preko mahovine kao
bioindikatora
Severni deo Srbije je pretežno poljoprivredni region sa par rafinerija nafte, nekoliko
hemijskih industrija i termoelektrana. Važni mineralni resursi su locirani u planinskom istočnom
delu Srbije, koji je poznat kao dominantan izvor zagađenja. Visoka koncentracija industrijskih
aktivnosti je grupisana na ograničeni geografski region u Istočnoj Srbiji, blizu rumunsko-
bugarske granice. Najvažniji metal u ovom regionu je bakar sa pratećim elementima kao što su
arsen, cink, selen i indijum. Uzorci mahovine (mahovina koja raste na površini zemlje) su
sakupljeni u toku leta 2000. godine. Neoprana zelena mahovina je očišćena i osušena na 40 ºC, i
uzeta za analizu
(Frountasyevo i saradnici, 2003.).
Rezultati srednjih vrednosti i uočen opseg koncentracija za 39 elemenata u uzorku
mahovine iz severnog dela Srbije i dela Bosne i Hercegovine, su prikazani u poređenju sa
odgovarajućim podacima iz drugih velikih zagađenih oblasti koje su proučavane u Bugarskoj,
Rumuniji, Poljskoj i Rusiji. U Norveškoj su takođe proučavani uzorci mahovine da bi se
prikazale tipične srednje vrednosti iz jedne generalno gledane vazdušno nezagađene sredine.
Srednja vrednost arsena (mg/kg) u severnoj Bosni i Hercegovini, kao i u Srbiji je iznosila
1,12mg/kg i 3,35mg/kg suve mahovine. Ove koncentracije za As u mahovini su poređene sa
Rumunskom (2,2mg/kg), Bugarskom (1mg/kg), Poljskom (0,61mg/kg) i Ruskom (1,57mg/kg)
vrednosti za N uzoraka. U Norveškoj, jednoj nezagađenoj sredini, srednja vrednost arsena je
iznosila 0,135mg/kg. Dakle, iz ovih rezultata se može zaključiti da je koncentracija arsena bila
najveća u severnoj Srbiji. Broj uzoraka koji je uzet za analizu u severnoj Srbiji je 92, Bosni i
Hercegovini (23), Rumuniji (70), Bugarskoj (103), Poljskoj (86), Rusiji (56) i Norveškoj je
iznosio 464. Rezultati faktorne analize (u %) za Severnu Srbiju su pokazali da vrednost arsena u
faktoru 1 (izvor zagađenja je topionica bakra) iznosi 0,05, u faktoru 2 (izvor zagađenja je čisto
industrijska sredina) iznosi 2,097 gde je zabeležen najveći porast arsena ali i drugih elemenata
kao što su: bakar, cink, selen, molibden, srebro, kadmijum,antimon i zlato. U faktoru 3 vrednost
arsena iznosi 0,13, faktoru 4 je 0,11, faktoru 5 je -0,03 i faktoru 6 je -0,07. Izvori zagađenja u
4
Sandra Stojanović
Bioindikatori zagađenja vazduha arsenom
Diplomski rad
faktorima 3,4,5,6 su antropogeni i industrijski
(Frountasyevo i saradnici, 2003.).
Slični rezultati
pri ispitivanju mahovine dobijeni su i u Španiji
(Fernandez i saradnici, 2002.)
.
Pored ovih oblasti uključena je i okolina Bora, gde ovi elementi na određenom broju
mesta pokazuju visoke nivoe. Glavni razlog za veliko zagađenje vazduha u ovoj oblasti je
obojena metalurgija u basenu bakra blizu rumunsko-bugarske granice.
Frountasyevo i saradnici,
(2003.)
na osnovu prikazanih rezultata su zaključili da je sadržaj teških metala u atmosferi
značajan problem u severnoj Srbiji. Najuočeniji problem je prisutan u borskom regionu gde su
zabeleženi maksimalni nivoi ne samo elemenata povezanih sa ekstrakcijom sulfidnih ruda, nego i
elemenata koji ulaze u sastav zemljine kore. Može izgledati iznenađujuće, ali faktorna analiza
nije uspela da prepozna elemente iz postojećih toplana, emisije koja nastaje tokom sagorevanja
uglja koji su dominantni u dobijenim rezultatima iz emisije borske industrije.
Zagađenje vazduha teškim metalima u blizini topionice olova, bakra i cinka je praćeno
preko mahovine kao bioindikatora u gradu Baia Mare u Rumuniji, gde je zabeležena jako
povišena vrednost arsena. Mnoge fabrike koje su zagađivači vazduha su locirani oko grada, tako
da se prašina širi po gradu. Rezultati proučavani u ovoj oblasti su dobijeni za arsen i upoređeni sa
relevantnim podacima iz sličnih radova, iz delova Evrope. Srednja vrednost arsena iznosi
2,17mg/kg suve matterije - mahovine, dok je maksimalna koncentracija 7,42 mg/kg, a
minimalna 0,78mg/kg. Slična vrednost je zabeležena u blizini topionice bakra u Karabašu (Južne
planine Urala). Ova vrednost arsena od 2,17mg/kg je bila četiri puta veća nego u drugim
industrijskim oblastima koje su služile za upoređenje, i dvadeset puta veća nego u Norveškoj
koja je prikazana kao čista sredina što je prikazano na slici 5. U oblasti Tula (centralna Rusija)
srednja vrednost arsena iznosi 0,8mg/kg, u Poljskoj ≈0.8, u severnoj Norveškoj ≈0,6 i u
Norveškoj kao čistoj sredini ≈0,3mg/kg (Culicov i saradnici, 2001.).
1- Baia Mare(topionica Cu,Zn,Pb)
2- Karabaš (topionica Cu)
3- Tula (mešovita industrija)
4- Poljska (basen Cu)
5- Severna Norveška(železara)
6- Centralna Norveška
7- Norveška (čista sredina)
Slika 5.
Upoređenje dobijenih rezultata sa nivoom konc. u mahovini za izabrana mesta u Evropi;
(Culicov i saradnici, 2001.)
Tula region (Centralna Rusija) je oduvek bio dobro razvijeno poljoprivredno područje.
Od industrije u ovom regionu su prisutne hemijska, metalna, mašinska i energetska. Ovaj region
zbog ovih industruja trpi veliko zagađenje životne sredine, tako da je sadržaj arsena u mahovini
(mg/kg) prikazan na slici 6.
(Ermakova i saradnici, 2003.).
Uzorci mahovine su skupljani u letnjem i jesenjem periodu od 1998.-2000. god. Uzeti su
sa 83 lokacije ravnomerno raspoređenih preko ispitivane teritorije. Na ovom području u Tuli
pronađene su vrste
Brachytecium
i
Pleurozium schreberi
. Faktorna analiza je pokazala prisustvo
arsena, mangana, aluminijuma, kobalta i urana u faktoru 1. Visoka koncentracija arsena je
karakteristična za mrki ugalj ili lignit. U zapadnom delu Tula regiona se nalazi velika
5
Sandra Stojanović
Bioindikatori zagađenja vazduha arsenom
Diplomski rad
Mahovine
Hypnum Cupressiforme, Camptotehecium lutescens
i
Homalothecium
sericeum
su uzete za analizu (u periodu septembar-oktobar 2002.god.) sa 73 lokacije koje su
jednako rasprostranjene po čitavoj zemlji. Mahovina je sakupljena sa šumskih proplanaka i
ravnica, gledajući pri tom da uzeti uzorci budu locirani na najmanje 300m od glavnih magistrala,
100m od lokalnih puteva i 200m od sela. Veći deo uzoraka (80% od ukupne količine) činila je
vrsta
Hypnum Cupressiforme
. Koncentracija 41 elementa među kojima je pronađen i arsen je
određena pomoću neutronske aktivacione analize (NAA).
Na slici 8. su prikazane srednje koncentracije arsena u mahovini (mg/kg) u različitim
Evroposkim državama. U Makedoniji koncentracija arsena iznosi 0,8mg/kg uzorka, dok je
najveća vrednost zabeležena u Rumuniji i iznosi 1,6mg/kg, a najmanja vrednost je ispod
0,2mg/kg i zabeležena je u Litvaniji.
Barandovski i saradnici (2007)
su prikazali i rezultate u
Srbiji gde je koncentracija arsena iznosila 1,5mg/kg i posle Rumunije je najveća izmerena
koncentracija As u mahovini u Evropi.
Slika 8 .
Srednje vrednosti arsena u mahovini (mg/kg) u različitim Evropskim državama;
(Barandovski i saradnici, 2007.)
Faktorna analiza (F1, F2, F3, F4, F5, F6, F7, F8, F9) za arsen uzima u obzir uticaj
elemenata u zemljištu na uzorke mahovine. Kao izvor zagađenja u faktoru 1 uzima se pepeo
uglja koji koristi lignit kao sirovinu u termoelektranama, a u faktoru 3 obuhvaćeni su elementi
koji potiču iz antropogenog porekla, tako da ovo ukazuje na povećan sadržaj arsena u stenama i
zemljištu ove oblasti, a samim tim i na visok nivo arsena u mahovini. Rezultati koji su dobijeni u
ovoj oblasti su pokazali da je najveća vrednost zabeležena u faktoru 1 i faktoru 3 i iznosi 0,55 i
0,58 %, a u ostalim faktorima vrednosti su zanemarljive. Može se zaključiti da su najveći izvori
zagađenja arsenom u Makedoniji topionice u blizini gradova Veles, Kavadarci i Tetovo. Pepeo iz
termoelektrana koje koriste lignit kao sirovinu u blizini gradova Bitola i Kičevo su takođe veliki
zagađivači vazduha i životne sredine
(Barandovski i saradnici, 2007.)
.
2.2. Trend koncentracije arsena u Evropi
7
Sandra Stojanović
Bioindikatori zagađenja vazduha arsenom
Diplomski rad
U zemljama centralne Evrope, srednja vrednost arsena u mahovini kao bioindikatora
generalno se smanjuje sa vremenom. Srednja vrednost (µg/g) arsena u mahovini za Evropske
gradove u 1990.godini, 1995.godini i 2000.godini je prikazana u tabeli 2.
(Harmens i saradnici,
2007.)
. Najveća vrednost arsena je zabeležena u Češkoj Republici i to u 1990. godini kada je
iznosila 1,70µg/g uzorka. Godine 1995. ova vrednost je drastično bila smanjena i iznosila je
0,50µg/g uzorka, a 2000.godine iznosila je 0,29µg/g uzorka. Pored Češke, velika vrednost
arsena je zabeležena i u Rumuniji kada je 2000.godine iznosila 1,56µg/g uzorka, a samo godinu
dana ranije ova vrednost je bila manja i iznosila je 0,96µg/g uzorka.
Tabela 2.
Srednje vrednosti(µg/g )za arsen u Evropi ; (Harmens, 2007.)
As ( µg/g)
Zemlje
1990.
1995.
2000.
Austrija
0,56
0,13
0,10
Češka Republika
1,70
0,50
0,29
Nemačka
0,34
0,25
0,16
Norveška
0,27
0,21
0,13
Slovenija
--
0,38
0,33
Švedska
--
0,15
0,16
Švajcarska
0,33
0,12
0,12
Velika Britanija
--
0,37
0,16
Rumunija
--
0,96
1,56
Holandija
0,39
0,41
--
Glavni izvori zagađenja arsenom u Evropi su građevinska industrija i metalurgija
obojenih metala.
Na slici 9. je prikazana srednja vrednost arsena(µg/g) u mahovini, u Evropi za
2000 godinu. Sa slike se može uočiti da se koncentracija arsena kretala u sledećem nizu:
vrednosti koje su manje od 0,2µg/g (maslinasto zeleno područje), vrednosti između 0,2-0,4µg/g
(zeleno područje), 0,4-0,6µg/g (svetlije zeleno područje), 0,6-0,8µg/g (svetlo žuto područje), 0,8-
1,0µg/g (žuto područje), 1,0-1,2µg/g (svetlo braon područje), 1,2-1,4µg/g (tamno braon
područje), pa sve do vrednosti koje su veće od 1,4µg/g (crveno područje). Najmanje
koncentracije arsena u 2000.god. se mogu uočiti u zemljama kao što su Švedska, Norveška,
Finska,Velika Britanija, Irska, Nemačka, Poljska, Francuska i Austrija, a najveće koncentracije
se uočavaju u sledećim zemljama: Portugalija, Slovenija, Rumunija i Italija. U 1995.god najveće
koncentracije su izmerene u Litvaniji, Holandiji, Rumuniji i bile su veće od 1,4µg/g, a najmanje
koncentracije su bile manje od 0,2 µg/g i zauzimale su zemlje: Austrija, Irska, Švedska,
Ukrajina. Godine 1990. koncentracije veće od 1,4µg/g su izmerene u Češkoj, Austriji i Holandiji,
a minimalne koncentracije su zabeležene u Nemačkoj, Norveškoj i Švajcarskoj
(Harmens i
saradnici, 2007.)
.
8
Sandra Stojanović
Bioindikatori zagađenja vazduha arsenom
Diplomski rad
Neke vrste kakva je
Evernia prunastri,
(slika 11d.) sadrže aromatične materije pa su se ranije
koristile za pravljenje parfema
(http://sr.wikipedia.org)
.
Slika 10.
Rhizocarpon geographicum
(geografski lišaj) koji se
na podlozi prostire u vidu geografske mape;
(http://sr.wikipedia.org)
a)
b)
c)
d)
Slika
11.
Vrste lišajeva: a)
Rhizocarpon
; b)
Xanthoria
; c)
Physcia
d)
Evernia prunastri
;
(http://sr.wikipedia.org)
3.1. Monitoring teških metala u atmosferi akumulacijom u lišajevima u Sloveniji
Uzorci lišajeva koji su uzeti za analizu su presađeni iz relativno nezagađenih sredina
(planine Rogla i Pohorja) na sedam lokacija oko različitih izvora zagađenja u Sloveniji. Lišajevi
su presađeni u blizini termoelektrana u sledećim gradovima: Šoštanj, Veljenje, Zavodnje, Veliki
Vrh, Dobovec i Vnajnarje, a u mestu Žerjav su se takođe presađivali lišajevi u blizini topionice
olova i cinka
(Poličnik i saradnici, 2004.)
.
Akumulacija čestica teških metala je izračunata kao razlika između sadržaja teških metala
u presađenim lišajevima i sadržaja u lišajevima sa planine Rogla. Dobijena razlika teških metala
je podeljena sa brojem meseci izlaganja lišajeva zagađenoj sredini, tako da je dobijena prosečna
mesečna akumulacija. Početna koncentracija arsena u lišajevima, koja je izmerena iznosi
0,75mg/kg suve materije. Ovaj podatak je dobijen sa planine Rogla, tako da se može reći da je
dobijena vrednost ispod srednje vrednosti za Sloveniju. Najveća koncentracija arsena zabeležena
je kod Žerjava kada je njegova srednja vrednost, dobijena razlikom sadržaja metala u presađenim
i lišajevima sa planine, iznosila 0,20mg/kg uzorka. U Velenju je srednja vrednost iznosila
0,02mg/kg, u Šoštanju 0,055mg/kg, u Zavodnju 0,03mg/kg, u Velikom Vrhu 0,03mg/kg, a u
Dobovcu i Vnajnarju su ove vrednosti iznosile 0,045 i 0,06mg/kg.
Razlika koncentracije koja se
javila između akumuliranog arsena u Dobovcu, Velenju, Šoštanju, Zavodnju i Velikom Vrhu je
posledica različitih korišćenja vrste uglja u termoelektranama. Iako je topionica olova i cinka u
10
Sandra Stojanović
Bioindikatori zagađenja vazduha arsenom
Diplomski rad
Žerjavu ugašena i dalje postoji zagađenje vazduha teškim metalima
(Poličnik i saradnici, 2002.)
.
Slični rezultati pri ispitivanju lišajeva dobijeni su u Singapuru
(NG O.H. i saradnici, 2005.)
i
Sloveniji
(Jeran i saradnici, 2007.)
.
3.2. Uporedna analiza sadržaja arsena u presađivanim lišajevima i kori drveta u
Portugaliji
U lišajevima vrste
Parmelia caperata
i kori drveta, koji su presađeni, je ispitivan sadržaj
arsena da bi se bolje uočilo njegovo atmosfersko kretanje i pogodnost korišćenja ovih
bioindikatora. Ispitivanja su vršena na dve lokacije u Portugaliji i to u industrijskim zonama u
severnom Lisabonu i Sinesu
(Machado i saradnici, 2006.)
.
Dobijeni su sledeći rezultati sadržaja arsena. Ispitivanja su vršena u periodu novembar
2003.godine-januar 2004.godine (Lisabon i Sines). Za lišajeve pre presađivanja As je iznosio
900±40µg/kg suve materije, dok je sadržaj arsena u lišajevima posle presađivanja, u istom
periodu, u Lisabonu iznosio 1120±44µ g/kg suve materije, a u Sinesu 1028±41µg/kg suve
materije. Prema dobijenim rezultatima se može zaključiti da je sadržaj arsena u ovom periodu
bio povećan u obe lokacije nakon presađivanja lišajeva u zagađenoj sredini. Veoma visoke
koncentracije arsena su zabeležene u periodu jul 2004.-septembar 2004., kada je u Lisabonu
ovaj sadržaj dostigao vrednost od 1840±70µg/kg suve materije. U Sinesu je nešto manja
vrednost od 1734±69µg/kg suve materije, nego u Lisabonu. Sadržaj arsena koji je ispitivan u
periodu januar 2004.godine–mart 2004.godine u Lisabonu i Sinesu, u kori drveta je pre
presađivanja iznosio 90±22µg/kg suve materije. Sadržaj arsena u kori drveta posle presađivanja
u Lisabonu je iznosio 32±1µg/kg suve materije, dok je sadržaj arsena u Sinesu znatno porastao u
kori drveta posle presađivanja u zagađenoj sredini kada je iznosio 239±29µg/kg suve materije.
Nakon prikazanih rezultata čiji je sadržaj arsena ispitivan na ove dve lokacije u Portugaliji,
lišajevi su se pokazali kao bolji bioindikatori za arsen, nego kora drveta, zbog dobrog praćenja
zagađenja teškim metalima
(Machado i saradnici, 2006.)
.
4. DRVEĆE KAO BIOINDIKATOR
4.1. Bioindikacija efekta aero zagađenja u blizini topionice bakra u Brazilu upotrebom
manga
Mango
je drvenasta biljka koja raste u tropskim krajevima, što je prikazano na slici 12.
Postoji oko 35 različitih vrsta manga. Na drvetu manga raste plod, koji se komercijalno koristi
kao voće. Mango se uzgaja naročito u Indiji i Indokini
(http://sr.wikipedia.org)
.
Klumpp i saradnici (2003)
su zanalizu Cu i As uzorci lišća manga su rastvoreni pomoću
HNO
3
i H
2
O
2
u mikro talasnoj peći. Ispitivane su četiri lokacije. Lokacija Sitio koja se nalazi u
blizini topionice Cu sa najnižom ph vrednošću, lokacija Lamarao koja se nalazi niz vetar
topionice, treća lokacija je u blizini bolnice i četvrta Alangoinhas u blizini sela. U sve četiri
lokacije zemljište je pokazalo da poseduje kiselu sredinu.
11
Sandra Stojanović
Bioindikatori zagađenja vazduha arsenom
Diplomski rad
c)
d)
e)
f)
Slika 13.
Olea europaea
(Maslina): a) plod zelene masline; b) lice i naličje listova
masline; c) maslinjak; d) staro drvo masline; e) maslina pre cvetanja; f) posle
cvetanja;
(
http://sr.wikipedia.org
)
Areal roda je holarktički-hrastovi nastanjuju Severnu poluloptu:
Severnu
i
Srednju
Ameriku
(jedna vrsta živi i u
Južnoj Americi
),
Evropu
,
Severnu Afriku
i gotovo celu
Aziju
,
izuzev
Indije
i krajnjeg jugoistoka, (slika 14c.). U
Srbiji
raste 6-10 vrsta hrastova, u zavisnosti od
sistema klasifikacije:
13
Sandra Stojanović
Bioindikatori zagađenja vazduha arsenom
Diplomski rad
1. Lužnjak
, dub, grm -
Quercus robur
,
2. Kitnjak
, beljik, gorun -
Quercus petrea
,
3. Medunac
, sitna granica, magaričar, dub -
Quercus pubescens
,
4. Sladun
, granica, krupna granica, ploskač, blagun -
Quercus frainetto
,
5. Cer
, grm -
Quercus cerris
,
6. Crni cer
, makedonski hrast, ostrogun -
Quercus trojana
a)
b)
c)
Slika14.
Quercus
(Hrast):
a) List i plod(žir) hrasta lužnjaka; b) Drvo hrasta;
c) Rasprostranjenost hrasta lužnjaka;
(http://sr.wikipedia.org)
Zbog svog veoma dugačkog životnog veka, drveća imaju sposobnost da apsorbuju prateće
elemente (elemente u tragovima) iz zemljišta, vode ili vazduha i zadrže ih u sebi. Inače, ovi
14
Sandra Stojanović
Bioindikatori zagađenja vazduha arsenom
Diplomski rad
Tabela 3.
Opseg maksimalne i minimalne vrednosti (mg/kg) pratećih elemenata u
divljoj maslini (Madejon i saradnici, 2005.)
Metali u divljoj maslini
Zagađeno mesto A
Kontrolno mesto C
1999.
2000.
2001.
1999.
2000.
2001.
As
0,92-2,89
1,07-2,86*
0,38-1,33
0,51-1,15
0,72-1,36
0,26-0,67
Fe
186-292*
151-224*
98-143
119-222
115-174
107-147
Cd
0,01-0,54
0,06-0,16
0,02-0,11
0,01-0,53
0,05-0,10
0,05-0,07
Cu
3,93-6,08
6,24-9,05
4,19-6,72
4,49-7,46
7,38-11,6
5,68-8,42
Mn
44,5-125*
57,9-287
46,2-418
20,8-39,3
25,9-48,3
30,0-40,7
Pb
2,80-17,5
2,90-16,5
1,63-2,42
3,14-15,2
1,21-4,76
1,35-2,10
Zn
21,7-110
21,4-128
22,5-82,2
16,0-28,3
17,8-36,7
14,2-29,3
Tabela 4.
Opseg maksimalne i minimalne vrednosti (mg/kg) pratećih elemenata u lišću
hrasta
(Madejon i saradnici, 2005.)
Metali u lišću hrasta
Zagađeno mesto A
Kontrolno mesto C
1999.
2000.
2001.
1999.
2000.
2001.
As
9,42-31,2
4,40-7,10*
1,60-3,58
5,41-23,6
3,30-4,20
1,33-1,96
Fe
1100-3160
627-1140
319-764
798-2760
623-745
330-715
Cd
0,14-0,19
0,21-0,37
0,13-
0,25*
0,09-0,23
0,16-0,25
0,05-0,017
Cu
11,3-25,4
11,9-17,5
8,60-11,9
11,6-25,3
12,4-18,4
9,20-16,4
Mn
451-1450
495-1460
318-2000
754-2400
583-1990
602-1990
Pb
21,0-93,0
9,60-15,0
4,70-20,5
18,7-48,5
9,50-31,1
3,80-7,60
Zn
56,8-76,6*
26,2-87,2
440-113*
32,8-59,9
39,9-55,6
26,7-45,3
16
Sandra Stojanović
Bioindikatori zagađenja vazduha arsenom
Diplomski rad
Arsen je bio jedan od pratećih elemenata koji je izazvao najveći alarm u društvu tokom rada
rudnika zbog svoje toksičnosti. Maksimalna vrednost zabeležena je 1999.godine u lišću hrasta
koja je ipak bila ispod granične vrednosti za ishranu domaćih životinja. Zagađenje arsenom i
rizik trovanja životinja se smanjivao progresivno sa vremenom tako da je 2001.godine
maksimalna koncentracija arsena iznosila 3,6mg/kg uzorka
(Madejon i saradnici, 2005.).
Opseg
maksimalne i minimalne vrednosti pratećih elemenata u divljoj maslini i hrastu (za neoprano
lišće) u zagađenom mestu (
A
) i kontrolnom (
C
), prikazan je tabelama 3. i 4.
4.3. Kora drveta kao bioindikator zagađenja vazduha
Pacheco i saradnici (2000)
su ispitivali poljoprivredni region, ali i industrijsku zonu grada
Porta, drugog po veličini Portugalskog grada. Region je gusto naseljen i u njegovoj blizini se
nalazi termoelektrana na ugalj, a 30km južno od Porta se nalazi pojas hemijske industrije. Drvo,
odnosno kora drveta koja je korišćena kao uzorak je maslina.
Uzorci kore koji su uzeti su 1-2m
iznad površine zemlje. Pre analize kora drveta je dobro očišćena od lišajeva i prašine i isprana
(vreme trajanja ispiranja je 30s) destilovanom vodom, a zatim je kora osušena u peći i
samlevena u mlinu. Formirani su peleti mase 500mg. Analiza je ispitivana korišćenjem
neutronske aktivacione analize (NAA). Kao rezultat ispitivanog regiona za koru drveta dobijena
je koncentracija arsena i drugih elemenata izražena u µg/g suve materije čija je maksimalna
vrednost 4,94µg/g, a minimalna vrednost 1,59µg/g.
4.4. Lišće hrasta i borove iglice kao bioindikatori zagađenja vazduha
Pinus
(Bor) je rod zimzelenog drveća iz porodice
Pinaceae
. Postoji između 105 i 120
vrsta bora, rasprostranjenih većinom u različitim staništima severne Hemisfere. Na Zlatiboru
postoje samo tri vrste bora: crni bor, beli bor, bor munika. Može se kao četvrta vrsta dodati i
zlatni bor
(http://sr.wikipedia.org)
.
Pinus nigra
(crni bor) dostiže visinu oko 40m. Kora mu je tamnosive boje. Četine, po
dve u paru, su krute, debele, malo savijene i tamnozelene, što je prikazano na slici 15.
(http://sr.wikipedia.org).
a)
b)
c)
17
Sandra Stojanović
Bioindikatori zagađenja vazduha arsenom
Diplomski rad
bor je dobio ime zlatni. Ovu vrstu bora je Pančić video 1875. godine kada je sa svojim
studentima putovao. Te iste godine je na Tari identifikovao i posebnu vrstu omorike koja ja po
njemu dobila ime
Pančićeva omorika
koja je prikazana na slici 18.
(http://sr.wikipedia.org)
.
a)
b)
c)
d)
Slika 18.
Pančićeva omorika;
(http://sr.wikipedia.org)
Aboal i saradnici (2003)
su ispitivali seoske sredine udaljene od gradskih industrijskih
naselja u Galiciji (slika 19.), gradu u Španiji. Ukupan broj uzorka koji je sakupljen za analizu je
99. Jedan deo od 55 uzoraka je vrsta hrasta lužnjaka, a drugi deo sačinjen od 44 uzoraka je bila
vrsta primorskog bora. Uzorci obe vrste su sakupljeni sa 43 lokacije u gradu Galiciji. Ispitivanje
obe vrste uzoraka je pokazalo da u listu hrasta lužnjaka maksimalna koncentracija arsena iznosi
0,819µg/g, a minimalna 0,056µg/g. U borovim iglicama maksimalna koncentracija arsena iznosi
0,913µg/g, a minimalna 0,007µg/g. Na osnovu dobijenih rezultata se može zaključiti da je
koncentracija arsena u borovim iglicama veća od koncentracije u listu hrasta lužnjaka, što je
prikazano slikama 20. i 21.
Slika 19.
Rasprostranjenost Hrasta i Bora u Španiji;
(Aboal i saradnici, 2003.)
19
Sandra Stojanović
Bioindikatori zagađenja vazduha arsenom
Diplomski rad
Slika 20.
Prostorna raspodela nivoa arsena (µg/g) u lišću hrasta u Galiciji;
(Aboal i saradnici, 2003.)
Slika 21.
Prostorna raspodela nivoa arsena (µg/g) u borovim iglicama u Galiciji;
(Aboal i saradnici, 2003.)
4.5. Testiranje podobnosti kore jablana, topole i vrbe kao indikatora zagađenjavazduha
u urbanim sredinama
Vrba
je naziv za
biljke
iz
roda
Salix,
što je prikazano na slici 22. Postoji oko 350
vrsta
vrbe, različitih
životnih formi
, najčešće je u pitanju
drvo
, mada može imati i formu
žbuna
, ili
prizemne biljke. Kora
stabla
je
siva
i ispucala.
Grane
su tanke i dosta savitljive, mada često
20
Sandra Stojanović
Bioindikatori zagađenja vazduha arsenom
Diplomski rad
Slika 24.
Evropski jablan;
(http://sr.wikipedia.org)
Jablan
ili
Populus nigra
, je vitko, vretenasto stablo s tankim i uzdignutim granama koje
može narasti i do 40m visine, (slika 24.). Domovina mu je zapadna Azija i otuda je doseljen u
Evropu. Jednospolni cvetovi raspoređeni su na različitim jedinkama te tako postoje muški i
ženski jablani. Često se sade u drvorede. Interesatno je da se od njega izrađuju šibice a on raste
na vlažnom zemjištu, spojili se tako vatra i voda. Jablan je prema grčkim legendama posvećen
Heraklu koji je pri silasku u podzemni svet sebi spleo venac od jablanovih grana.Ona strana
listova koja je bila okrenuta prema njemu ostala je svetla a druga strana okrenuta prema van
dobila je tamnu boju dima. I otuda dvostruka boja njegovog lišća na čemu se zasniva i simbolika
jablana. On označuje dvojnost svakog bića.
Slika 25.
Uzorci kore: Levo-grube frakcije, Desno-fine, Dno-ljuspe kore
(Berlizov i saradnici, 2006.)
Kora je osušena na sobnoj temperaturi, zatim samlevena u mlinu i prosejana zbog
odvajanja finog praškastog materijala veličine 1-2mm i grubog vlaknastog materijala, (slika 25.).
Fine frakcije su homogenizovane u mikseru 15min.
Dobijeni su rezultati koji su pokazali da su
22
Sandra Stojanović
Bioindikatori zagađenja vazduha arsenom
Diplomski rad
kore ovih drveta dobri bioindikatori u zagađenim gradskim i industrijskim sredinama. Srednja
vrednost koncentracije arsena homogenizovanih kora drveta je pronađena u finoj i gruboj frakciji
i iznosila je 6,7ppm, dok je koeficijent varijacije (CV) iznosio 2,4%, a standardna devijacija (SD)
2,5%.
Ove tri vrste kore drveta poseduju osnovne karakteristike bioindikacije kao što su:
akumulacija, geografska pojava, mogućnost uzorkovanja reprezentativne količine materijala,
lakoća uzorkovanja, laka analiza uz pomoć neutronske aktivacione analize (NAA) metode
(Berlizov i saradnici, 2006.)
.
5. POLEN I PČELE KAO BIOINDIKATORI
5.1. Biomonitoring teških metala upotrebom polena u urbanoj sredini
Za ispitivanje su uzeti uzorci tri vrste svežeg polena žitarice:
Cassia siamea, Cyperus
rotundus
i
Kigelia pinnata.
Uzorci su podeljeni u dve grupe. Prvu grupu uzoraka činio je svež
polen koji nije bio izložen vazduhu, a druga grupa bila je izložena zagađenom vazduhu 5-10h
tokom dana. Obe grupe uzoraka polena su analizirane na sadržaj metala i izračunat je
biokoncentracioni potencijal.
Biokoncentracioni potencijal se dobija tako što se
koncentracija
metala u polenu koji je izložen zagađenom vazduhu pomnoži sa brojem 100 i podeli sa
koncentracijom metala u polenu koji nije izložen vazduhu, uzimajući u obzir različite metalne
zagađivače u vazduhu. Na slikama 26. i 27. su prikazane koncentracije metala u svežem i
izloženom polenu za dve vrste žitarica (C.rotundus i K.pinnata). Koncentracija arsena u
izloženim i svežim polenima žitarice
C.rotundus
i
K.pinnata
nije bila zabeležena.
Najveća
koncentracija je zabeležena u izloženom polenu za kalcijum
(Kalbande i saradnici, 2007.)
.
Slika 26.
Koncentracija metala u svežem i izloženom polenu zagađenom vazduhu, žitarice
C.rotundus
(Kalbande i saradnici, 2007.)
23
Sandra Stojanović
Bioindikatori zagađenja vazduha arsenom
Diplomski rad
Ovi rezultati su dobijeni prilikom ispitivanja vazduha u gradu Nagpur u Indiji. Polen sve
tri vrste žitarica mogu biti dobri indikatori za detekciju toksičnih metala u vazduhu. Tokom
ispitivanja polena je utvrđeno da je vrsta
Cyperus rotundus
najbolji bioindikator, zbog toga što
su najveće biokoncentracije izmerene baš u ovoj vrsti žitarice
.
Odnosi biokoncentracije metala u
različitim vrstama polena su dati :
As > Pb >
Cu >
Fe >
Ni > Ca
(C.rotundus)
As > Fe >
Ni >
Ca > Cu
(C.siamea)
As >
Fe >
Pb >
Ca > Cu > Ni
(K.pinnata)
Kvalitet vazduha u urbanoj sredini je pogoršan zbog izduvnih gasova automobila i prašine,
tako da su u biljke i vegetacija vrlo izložene zagađenom vazduhu.Polen cveća usled izloženosti
zagađenog vazduha apsorbuje teške metale. Ovo sve ima neželjene efekatena biohemijski sastav
i kvalitet polena, koji je neophodan za reprodukcioni proces u biljnom svetu.
(Kalbande i
saradnici, 2007.)
.
5.2. Divlje nastanjene pčele kao bioindikatori stanja životne sredine
Pojava divlje nastanjenih pčela u okolini Bora primećena je pre sedam godina. Do sada je
registrovano 79 društava divlje nastanjenih pčela u šupljinama drveća, dimnjacima kuća, mostu,
šupljinama stena i sl.. U radu je dat opis nekih abiotičkih, biotičkih i antropogenih faktora koji
utiču na ovako naseljene pčele. Rad sadrži pregled nivoa zagađenosti područja grada Bora, čiji je
uzrok eksploatacija i prerada rude bakra. Prikazani su i rezultati analiza meda i upoređeni sa
sličnim rezultatima iz zemlje i sveta. Početkom osamdesetih godina u Boru je eksploatisana i
prerađivana ruda bakra sa povećanim sadržajem arsena. Koncentracija arsena u atmosferi
borskog područja kretala se od 1,9-3,69mg/m
3
vazduha. Istraživanja su pokazala da su ovakve
koncentracije bile uzrok masovnog uginuća pčela. Prestanak eksploatacije ovog rudnog tela
uslovilo je smanjenje koncentracija arsena u životnoj sredini. U leto 1989. godine primećeno je
naseljavanje pčela u mostu na putu Bor-Zaječar, na izlazu iz Bora. Informacije o divlje
nastanjenim pčelama bile su sve češće te se, u poslednje dve godine, pristupilo sistematskom
istraživanju ove pojave. Geomorfološki oblici reljefa su važan ekološki faktor. Nadmorska visina
staništa na kojima su pčele evidentirane kreće se od 250m do 500m. Pravac pružanja brda u
okolini Bora je sever – jug, a društva divlje nastanjenih pčela najčešće su nalažena na istočnim i
zapadnim stranama brda. U okolini Bora preovlađuju pašnjačko-livadski i šumski ekosistemi kao
i zemljište zasejano poljoprivrednim kulturama. Najčešća staništa divlje nastanjenih pčela su u
proređenim šumama ili na njihovim ivicama (49 društava) i pašnjacima (14 društava). Pčele su
nalažene i u starim zgradama urbanih naselja u blizini bagremovih šuma (tabela 5. i slika 28.)
(Brndušić i saradnici, 1995.)
.
25
Sandra Stojanović
Bioindikatori zagađenja vazduha arsenom
Diplomski rad
Tabela 5.
Broj društava i procenat staništa divlje nastanjenih pčela (šuma, polja, naselja);
(Brndušić i saradnici, 1995.)
STANIŠTA
STANIŠTA
ŠUMA
POLJA
NASELJA
BR. DRUŠTAVA
49
14
16
PROCENAT(%)
62
17,7
20,3
Slika 28.
Staništa divlje nastanjenih pčela;
(Brndušić i saradnici, 1995.).
Pčele se najčešće nastanjuju u šupljinama stabala starog drveća (70 društava) a
interesantna je pojava njihovog nastanjivanja u dimnjacima koji se ne koriste u toku leta ili u
dužem vremenskom periodu (tabela 6. i slika 29.).
Tabela 6.
Broj društava i procenat staništa divlje nastanjenih pčela (šupljina u drvetu, dimnjak,
ostalo); (Brndušić i saradnici, 1995.)
STANIŠTA
STANIŠTA
ŠUPLJINA U
DRVETU
DIMNJAK
OSTALO
BR. DRUŠTAVA
70
4
5
PROCENAT(%)
88,6
5,1
6,3
26
Sandra Stojanović
Bioindikatori zagađenja vazduha arsenom
Diplomski rad
sumpor- dioksida. U periodu od 1988.godine do 2007.godine srednja godišnja koncentracija SO
2
nije prekoračila vrednost od 300µg/m
3
, izuzev vrednosti iz 1987.godine kada je iznosila
350µg/m
3
. Broj dana sa maksimalnim prekoračenjem dnevnih graničnih vrednosti imisije za
sumpor- dioksid u 1981.godini je iznosio 77%, dok je 2003.godina, godina sa najmanjim
dnevnim prekoračenjima GVI za sumpor- dioksid (10%). Maksimalna dnevna vrednost u periodu
od 1976.godine do 2007.godine je iznosila 6501µg/m
3
, a minimalna vrednost je iznosila
318µg/m
3
, a i ona je znatno iznad srednje dnevne vrednosti imisije za SO
2
koja je 150µg/m
3
(
Izvor
: Institut za rudarstvo i metalurgiju Bor).
Slika 30.
Srednje godišnje koncentracije sumpor-dioksida i procentualne učestalosti prekoračenja
dnevnih graničnih vrednosti imisije (GVI) u periodu od 1976.godine do 2007.godine na
mernom mestu Gradski park;
(
Izvor
: Institut za rudarstvo i metalurgiju u Boru)
Iz rudarsko-metalurškog komleksa koji se nalazi uz sam grad Bor, pored sumpor-
dioksida emituju se i čvrste čestice sa visokim sadržajem arsena i teških metala. Po svakoj toni
prerađenih sirovina emituje se oko 2,25kg čestica u atmosferu. Svake godine emituje se u
atmosferu 4,86-7,99kg cinka, 6,27-25,11kg olova i 5,3-19,6kg arsena po stanovniku, pri čemu
emisija zavisi od obima proizvodnje i sadržaja ovih metala u ulaznim sirovinama
(Marjanović i
saradnici, 2003.)
.
U tabeli 7. su date minimalne, srednje i maksimalne srednje godišnje koncentracije arsena
na tri merna mesta (Gradski park, Institut i Jugopetrol) u periodu od 1994. godine do septembra
2008. godine, kao i granična vrednost imisije (GVI) za arsen na godišnjem nivou koja iznosi 6
ng/m
3
. U toku poslednjih 15 godina na mernim mestima Gradski park (urbano-industrijska zona),
Institut (urbana zona) i Jugopetrol (prigradska zona) nijedna srednja godišnja koncentracija
arsena nije ispod GVI. Koncentracije arsena su se kretale od 0ng/m
3
do 670ng/m
3
(merno mesto
Jugopetrol u 1996.godini), od 0ng/m
3
do 699ng/m
3
(merno mesto Gradski park u 2002.godini) i
od 0ng/m
3
do 356ng/m
3
(merno mesto Institut u 2004 godini).
28
Sandra Stojanović
Bioindikatori zagađenja vazduha arsenom
Diplomski rad
Tabela 7.
Minimalne, maksimalne i srednje godišnje koncentracije arsena (ng/m
3
) na
mernim mestima Gradski park, Institut i Jugopetrol u periodu od 1994.godine
do septembra 2008. godine
Gradski park
Institut
Jugopetrol
Min
Srednja
Max
Min
Srednja
Max
Min
Srednja
Max
1994.
30.7
116
343
5.7
33.9
78.2
20.4
101
364
1995.
15.5
172
372
6.4
51
104
0
75.2
216
1996.
69.3
255
464
8,4
57.9
108
30.3
233
670
1997.
39.7
163
410
0
57.2
124
26.4
123
254
1998.
58.2
176
351
0
46.8
98.7
32.9
137
282
1999.
5.2
107
327
0
36
85.3
3.4
48.3
106
2000.
105
272
529
28.6
96.6
210
20
109
244
2001.
31
183
399
0
44.6
96.9
24.3
154
414
2002.
99.4
323
669
41.2
145
292
48.8
132
247
2003.
0
44.6
91.2
10.3
41.4
71.6
0
74.5
137
2004.
0
46.5
162
0
95.4
356
0
64.4
189
2005.
0
29.3
149
1.9
12
36.1
0
30.7
94.2
2006.
0
38.9
170
0
15.5
75.7
0
41.3
148
2007.
1.6
25
98.8
4.8
21
51.1
7.8
31.8
71.3
2008.
0
18,9
33.6
3.8
14,8
32.9
0
50,9
179
GVI
6
Na slici 31. su prikazane srednje godišnje koncentracije arsena na mernim mestima
Gradski park (plavi stubići), Institut (crveni stubići) i Jugopetrol (zeleni stubići) u periodu od
1994. godine do septembra 2008. godine. Crvenom isprekidanom linijom na ovoj slici je
prikazana granična vrednost imisije (GVI) koja iznosi 6ng/m
3
. Najviše srednje godišnje vrednosti
imisije arsena (GVI) zabeležene su: 2002.godine na mernom mestu Gradski park kada su iznosile
323ng/m
3
, 1996.godine na mernom mestu Jugopetrol kada su iznosile 233ng/m
3
i 2002.godine na
mernom mestu Institut su iznosile 145ng/m
3
.
29
Sandra Stojanović
Bioindikatori zagađenja vazduha arsenom
Diplomski rad
Praćenje zagađenja vazduha podrazumeva pojedina urbana područja, gradove i njihovu
bližu i širu okolinu, kao i pojedine oblasti. Prisustvo ili odsustvo određene biljne vrste, kao i
poremećaji u njenom vegetacionom periodu mogu dokazati promene u sastavu vazduha.
Mikroorganizmi se uglavnom koriste kao indikatori nivoa zagađenosti suvozemnih i vodenih
ekosistema.
Mahovine su adekvatan bioindikator jer samim tim što nemaju koren, direktno dobijaju
sve materije iz vazduha. Količina nekog elementa u mahovini direktno zavisi od njegove
koncentracije u vazduhu, a uzimanjem tih koncentracija iz određenog broja uzoraka mahovina,
precizno se mogu dobiti informacije o mestu odakle se zagađivač ispušta u atmosferu. Kao
bioindikator zagađenja vazduha teškim metalima, a samim tim i arsena, najbolje se pokazala
vrsta mahovine
Pleurozium schreberi
. Mahovine rastu isključivo u vlažnoj sredini, iako većina
preferira povišenu vlažnost, postoje ne retki primeri pustinjskih mahovina i mahovina tundre,
koji preživljavaju u vodom oskudnim sredinama. Mahovine se, međutim, ne mogu naći u
hloridnoj i sulfatnoj sredini, u pustinji, na pokretnom ili erodiranom zemljištu, kao ni u moru.
Obezbeđuju jeftin i efikasan metod za praćenje zagađenja teškim metalima u Evropi. Smanjenje
antropogenih emisija teških metala je rezultiralo značajnom smanjenju koncentracije arsena u
mahovini.
Lišajevi koji rastu na stenama, zemlištu, lišću i stablima drveća su organzmi koji su
osetljivi na promene kvaliteta vazduha. Oni se kao bioindikatori dele na osnovu osetljivosti na
SO
2
. Takođe su pogodni za biomonitoring kao i mahovine, zbog toga što ove biljke nemaju
koren. Odlični su
indikatori
zagađenosti vazduha iz industrije jer nemaju sposobnost izlučivanja
apsorbovanih materija već ih nagomilavaju u telu. Kada količina štetnih materija postane
toksična
, oni odumiru, tako da prisustvo lišaja u nekom predelu govori o čistoći njegovog
vazduha. Među malobrojnim vrstama koje mogu živeti u blizini ljudskih naselja izdvaja se
Xantoria parietina
sa listastim talusom.
Zbog svog veoma dugačkog životnog veka, drveća imaju sposobnost da apsorbuju teške
metale koji se nalaze u tragovima iz zemljišta, vode ili vazduha i zadrže ih u sebi. Inače, ovi
elementi se pre ili kasnije oslobađaju i odlaze u ekosistem. Teški metali i arsen se iz
akumuliranih delova biljke uključuju u ’’lanac ishrane’’, pa preko ishrane dospevaju i do čoveka
ili životinja.
Jedan od primera jesu lišće i grančice masline koje mogu biti jedina hrana domaćih
i divljih životinja. Lišće ovih biljnih vrsta, maslina i hrasta, su na dnu lanca ishrane u šumama
mediterana. Visoke koncentracije pratećih elemenata u tkivu ovih plodova na čijim površinama
se nalazi talog prašine, mogu imati katastrofalan efekat na ishranu ptica. Prateći elementi mogu
takođe biti reciklirani u zemljište kroz truljenje lišća i plodova. Postoji potreba za dugoročnim
proučavanjem zagađenja u šumskim ekosistemima.
Tokom ispitivanja polena je utvrđeno da je vrsta žitarice
Cyperus rotundus
najbolji
bioindikator, zbog toga što su najveće biokoncentracije izmerene baš u ovoj vrsti
.
Kvalitet
vazduha u urbanoj sredini je pogoršan zbog izduvnih gasova automobila i prašine, tako da su
biljke i vegetacija vrlo izložene zagađenom vazduhu. Polen cveća usled izloženosti zagađenog
vazduha apsorbuje teške metale. Ovo sve ima neželjen efekat na biohemijski sastav i kvalitet
polena koji je neophodan za reprodukcioni proces u biljnom svetu.
Kao bioindikator uzete su pčele i analiza meda na području Bora koja je pokazala da su
se koncentracije arsena u atmosferi kretale od 1,9-3,69mg/m
3
vazduha. Povećane koncentracije
arsena bile su uzrok masovnog uginuća pčela. Sumpor- dioksid u visokim koncentracijama ne
utiče direktno na pčele, ali oštećenjem flore smanjuje se i mogućnost njihovog opstanka. On ima
i pozitivno dejstvo zbog fungicidnog dejstva.
31
Sandra Stojanović
Bioindikatori zagađenja vazduha arsenom
Diplomski rad
Iščezavanje mikroorganizama u šumama može ukazati na visoke koncentracije sumpor-
dioksida, sumpornih jedinjenja i jedinjenja azota u vazduhu, tako da se lišajevi i mahovine ne
koriste kao bioindikatori na području grada Bora zbog postojanja kisele sredine. U ovom
području najbolje se pokazalo drveće kao bioindikator zagađenja vazduha.
Broj dana sa maksimalnim prekoračenjem dnevnih graničnih vrednosti imisije za
sumpor-dioksid u 1981.godini je iznosio 77%, dok je 2003.godina, godina sa najmanjim
dnevnim prekoračenjima GVI za sumpor- dioksid (10%). U gradu Boru su koncentracije arsena u
suspendovanim česticama značajno iznad granične vrednosti imisije (GVI=6ng/m
3
).
Prekoračenja srednjih godišnjih koncentracija kretala su se od 3 puta veće do 54,5 puta veće
koncentracije od GVI, što iznosi u procentima 300% do 5440%. Ako je poznato da je arsen
kancerogeni element prve kategorije, po svetskoj zdravstvenoj organizaciji WHO, onda je
alarmantno ugroženo zdravlje stanovnika područja grada Bora u dužem vremenskom intervalu.
8. LITERATURA:
32
Sandra Stojanović
Bioindikatori zagađenja vazduha arsenom
Diplomski rad
“Epiphytic lichens as biomonitors of atmospheric pollution in Slovenian forests”;
Environmental Pollution
;
146
(2007) 324-331
Klumpp Andreas, Hintemann
Therese, Lima
Josanıdia Santana, Kandeler
Ellen;
“
Bioindication
of air pollution effects near a copper smelter in Brazil using mango trees and soil
microbiological properties
“;
Environmental Pollution
;
126
(2003) 313–321
Kalbande D. M., Dhadse S.N., Chaudhari P. R., Wate S. R.; “Biomonitoring of heavy metals by
pollen in urban envir”;
Environmental Monitoring and Assessment
;
138
(2008) 233–238
Machado A
.,
Šlejkovec Z., Van Elteren J. T., Freitas M.C., Baptista M.S.;
“
Arsenic Speciation
in Transplanted Lichens and Tree Bark in the Framework of a Biomonitoring Scenario
“;
Journal of Atmospheric Chemistry
;
53
(2006) 237–249
Madejon Paula, Maranon Teodoro, Murillo Jose M.;
“
Biomonitoring of trace elements in the
leaves and fruits of wild olive and holm oak trees
“;
Science of the Total Environment
;
355
(2006) 187– 203
Marjanović T., Doc. dr. Trumić M., Marković Lj.; Lokalni ekološki akcioni plan opštine Bor
(LEAP); Bor, 2003.
NG O.H., Tan B. C., Obbard J. P.; “lichens as bioindicators of atmospheric heavy metal
pollution in Singapore”;
Environmental Monitoring and Assessment
;
123
(2005) 63–74
Poličnik Helena, Batič Franc, Ribarič Lasnik Cvetka;
“
Monitoring of Short-Term Heavy Metal
Deposition by Accumulation in Epiphytic Lichens (
Hypogymnia
Physodes
(L.) Nyl.)
“
;
Journal of Atmospheric Chemistry
;
49
(2004) 223–230
Pacheco A. M. G., Freitas M. C., Barros L. I. C., Figueira R.;
“
Investigating tree bark as an air-
pollution biomonitor by means of neutron activation analysis
“;
Journal of Radioanalytical
and Nuclear Chemistr
;
Vol.
249
, No. 2 (2001) 327–331
Szczepaniak K., Biziuk M.;
“
Aspects of the biomonitoring studies using mosses and lichens as
indicators of metal pollution
“
;
Environmental Research
;
93
(2003) 221–230
Zakon o proceni uticaja na životnu sredinu, “Službeni glasnik RS“, broj 135/2004.
Wolterbeek H.Th., Verburg T.G.;
“
Atmospheric metal deposition in a moss data correlation
study with mortality and disease in the Netherlands
“;
The Science of the Total Environment
;
319
(2004) 53–64
( http://sr.wikipedia.org
)
34
Sandra Stojanović
.jpg){kind=link}