Metale ciÄ™\
kie  zanieczyszczenia a środowisko
Wiadomości Zootechniczne, R. XLV (2007), 3: 31-38
Metale ciÄ™\
kie  z
ródła zanieczyszczeń
i wpływ na środowisko
Karol Węglarzy
Instytut Zootechniki - PIB,
Zakład Doświadczalny Grodziec Śląski, Sp. z o.o., 43-386 Świętoszówka
akt, \
e działalność gospodarcza człowieka tym bardziej, \
e niektóre z nich mają zdolność
F
prowadzi do zanieczyszczenia środowiska kumulowania metali cię\
kich. Dotyczy to głów-
naturalnego, jest powszechnie znany, a główne nie upraw ogrodniczych. Zagadnienia te są inten-
z
ródła i skutki tych zanieczyszczeń stały się, sywnie badane tak\
e ze względów gospodar-
zwłaszcza w ostatnim ćwierćwieczu, obiektem czych. Prowadzone badania mogą przyczynić się
intensywnych badań. Jednak, pomimo przezna- do ograniczenia eksportu \
ywności z krajów
czenia na ten cel znacznych sił i środków, wiele o du\
ym zanieczyszczeniu gleby i wody (Adria-
problemów wcią\
jeszcze jest dalekich od osta- no, 2001). Metale te, kumulujÄ…c siÄ™ w organi-
tecznego rozwiÄ…zania. zmach zwierzÄ…t, sprawiajÄ…, \
e poszczególne czę-
Substancje szkodliwe obecne w środowi- ści tusz zwierząt nie nadają się do bezpośredniej
sku to pozostałości pestycydów i związki metali konsumpcji ani do przerobu, a nawet do produk-
ciÄ™\
kich, zwłaszcza ołowiu, cynku i kadmu, cji pokarmu dla zwierząt domowych, psów i ko-
a tak\
e miedzi, arsenu i chromu. O ile zanie- tów. Ponadto, mogą one przechodzić tak\
e do
czyszczeniu powodowanemu przez związki or- mleka i jego przetworów, a więc do produktów
ganiczne w wyniku zabiegów agrotechnicznych spo\
ywczych.
stosunkowo łatwo zapobiec przez ograniczenie Zawartość metali cię\
kich w glebie za-
ich stosowania, to zmniejszenie emisji związków le\
y od jej składu chemicznego, a w pierwszym
metali ciÄ™\
kich jest trudniejsze do osiągnięcia. rzędzie, co jest oczywiste, od ilości zanieczysz-
Głównymi ich z
ródłami są bowiem przemysł czeń emitowanych do atmosfery przez przemysł
hutniczy, energetyczny i wydobywczy oraz trans- i transport.
port. Do środowiska wydalane są ró\
ne zwiÄ…z-
Szczególnie powa\
ne jest ska\
enie gleby ki metali o ró\
nym stopniu rozpuszczalności,
metalami ciÄ™\
kimi na skutek występowania zja- a więc i fitotoksyczności. Tak np., ołów pocho-
wiska ich migracji i kumulacji, tak\
e w roślinach dzący z przemysłu metalurgicznego występuje
pastewnych trwałych u\
ytków rolnych poło\
o- głównie jako siarczan, siarczek lub tlenek (So-
nych wzdłu\
ciągów komunikacyjnych, które banska i in., 1999), przy czym tlenek pod działa-
nasila się w miarę wzrostu ilości pojazdów spali- niem warunków atmosferycznych mo\
e przecho-
nowych. Dotyczy to znacznych obszarów grun- dzić w węglan. Związek chemiczny, w jakim me-
tów u\
ytkowanych rolniczo jako trwałe u\
ytki tal odkładany jest w glebie, ma znaczenie ze
zielone i grunty orne, na których uprawia się ro- względu na jego rozpuszczalność, a w efekcie
biodostępność. Związki łatwo rozpuszczalne
śliny pastewne dla bydła - głównie dla krów
w wodzie mogą przenikać w głębsze warstwy
mlecznych. Zawarte w glebie metale ciÄ™\
kie sÄ…
gleby, skutkiem czego ich zawartość w war-
pobierane przez rośliny, a za ich pośrednictwem
stwach powierzchniowych spada, zanieczyszcze-
przez zwierzęta, przedostając się w związku
niu ulegają jednak wody gruntowe. Jak wykazały
z tym do produktów spo\
ywczych dla ludzi. Nie
badania Bataillarda i in. (2003), w przypadku
mo\
na te\
pominąć niebezpieczeństwa ska\
enia
ołowiu i kadmu trudno rozpuszczalne w wodzie
roślin spo\
ywanych bezpośrednio przez ludzi,
Prace przeglÄ…dowe
31
K. Węglarzy
są siarczki, natomiast łatwiej rozpuszczalne tlen- skowych. Rozpatruje się równie\
mo\
liwość de-
ki i siarczany. Rozpuszczalność związków metali toksykacji wierzchnich warstw gleby na drodze
mo\
na zmniejszyć stosując nawo\
enie węglanem uprawy i usuwania roślin odznaczających się wy-
wapnia (Zwonitzer i in., 2003) lub związkami soką zdolnością kumulacji metali. Tak na przy-
fosforu (Hettiarachchi i Pierzynski, 2002). Uwa\
a kład według Hammera i Kellera (2003), roślina
siÄ™, \
e biodostępność metali cię\
kich jest większa z rodzaju Thlaspi (tobołki) mo\
e pobrać rocznie
w przypadku gleb kwaśnych ni\
zasadowych z hektara w przypadku gleb o wysokiej zawarto-
(Bolan i in., 2003). ści wapnia 130 g kadmu i 3,7 kg cynku, nato-
Zakwaszenie gleby, np. w wyniku opa- miast z gleb kwaśnych 540 g kadmu i a\
20 kg
dów kwaśnych deszczów i stosowania nawozów cynku. Metoda ta jednak mo\
e mieć tylko ogra-
azotowych, sprzyja powstawaniu składników fi- niczone znaczenie, poniewa\
po pierwsze, więk-
totoksycznych, poniewa\
metale ciÄ™\
kie: ołów, szość roślin odkłada metale głównie w częściach
kadm, a tak\
e nikiel i rtęć występują wtedy podziemnych, co utrudnia ich zbiór (Panich-Pat
w formie rozpuszczalnej, a więc łatwiej dostępnej i in., 2004, stwierdzili np., \
e pałka wąskolistna
dla roślin. Tak np., występujący zazwyczaj rosnąca na glebie zawierającej ołów w ilości
w glebach w znacznej ilości wodorotlenek glinu 266,7 mg/kg odło\
yła 7492,6 mg tego pierwiast-
ulega rozkładowi z wydzieleniem wolnych jonów ka w korzeniach, a jedynie 167 mg w liściach),
glinu łatwo przyswajanych przez rośliny i mają- po drugie zaś, wyłania się problem zagospodaro-
cych toksyczne działanie (Bieda, 1995). Z drugiej wania tych bogatych w toksyczne metale roślin.
strony, zwiÄ…zki glinu (tak samo jak \
elaza) są Ró\
nice w kumulacji metali ciÄ™\
kich
stosunkowo łatwo wypłukiwane z wy\
szych przez ró\
ne gatunki roślin mają szczególne zna-
warstw gleby i akumulowane w przewa\
ajÄ…cej czenie w przypadku warzyw spo\
ywanych przez
ilości na głębokości 70-150 cm. W przeciwień- ludzi. Jak wskazały badania przeprowadzone
stwie do glinu ołów, pochodzący głównie z opa- w Instytucie Botaniki PAN w Krakowie (Bieda,
dów atmosferycznych, odkłada się w jej po- 1995), najwięcej metali zawierały sałata oraz na-
wierzchniowych warstwach. ziemne części selera i pietruszki. Sałata wyjąt-
Metale ciÄ™\
kie kumulowane w górnych kowo silnie kumulowała w liściach kadm, ołów
warstwach gleby majÄ… du\
e powinowactwo che- i miedz
. Stosunkowo mało ska\
oną rośliną była
miczne do zawartych w tej warstwie w znacz- kapusta, która kumulowała jedynie niewielkie
nych ilościach substancji organicznych (Hernan- ilości kadmu, cynku i ołowiu.
dez i in., 2003). W konsekwencji rozkład materii Nadmiar metali, zwłaszcza ołowiu i kad-
organicznej ulega spowolnieniu, co obni\
a jej mu, mo\
e powodować objawy fitotoksyczne, ta-
przyswajalność. kie jak zahamowanie wzrostu, ograniczenie foto-
Według Staniszewskiego i Pastusiaka syntezy, zmiany aktywności niektórych enzymów
(1995), wa\
nym czynnikiem są właściwości gle- itp. (Desplanque i in., 1999). Metale cię\
kie, jak
by:  Gleby o sprawnej strukturze, optymalnym równie\
niektóre działania wywołujące w rośli-
odczynie i uwodnieniu, optymalnej zawartości nach biochemiczny i fizjologiczny stres, powodu-
próchnicy w du\
ej mierze neutralizujÄ… szko- jÄ… powstawanie nadtlenku wodoru (H2O2) -
dliwość emitowanych zanieczyszczeń. Tote\
związku niebezpiecznego dla prawidłowego dzia-
utrzymanie tych gleb w sprawności agrotech- łania komórek. Jest on rozkładany przez enzymy
nicznej jest konieczne". Biodostępność metali dla z grupy peroksydaz, których wzrastająca aktyw-
roślin zale\
y nie tylko od ilości tych metali ność mo\
e być sygnałem zatrucia roślin (Tarva-
w glebie oraz warunków środowiska, ale tak\
e od inen i in., 1991).
gatunku roślin, a nawet ich odmiany (Eurola i in., Problem zanieczyszczenia środowiska
2003). Oliveira i in. (1989), badajÄ…c kilkadziesiÄ…t metalami ciÄ™\
kimi był i nadal jest aktualny
gatunków i odmian roślin pastewnych (głównie w Polsce, zwłaszcza w jej południowych regio-
traw), stwierdzili ich ró\
ną wybiórczość w pobie- nach. Na 756 próbek roślin pobranych przez Gzyl
raniu z gleby metali ciÄ™\
kich. Znajomość tych (1990) w pobli\
u miast na Górnym Śląsku jedy-
ró\
nic mo\
e mieć znaczenie praktyczne, bowiem nie 170 odpowiadało standardom zawartości
umo\
liwia planowanie najkorzystniejszych ze- ołowiu i tylko 17 kadmu. Bardziej oddalone tere-
stawów - składów botanicznych, np. traw pastwi- ny rolnicze równie\
mogą być ska\
one, m.in.
Prace przeglÄ…dowe
32
Metale ciÄ™\
kie  zanieczyszczenia a środowisko
przez nawozy i emisję spalin. zawartość ołowiu w roślinach z terenów nieska-
Najczęściej występujące i najbardziej \
onych i ska\
onych ołowiem stwierdzili, \
e ilości
niebezpieczne ze zdrowotnego punktu widzenia te wynosiły odpowiednio dla traw łąkowych 1,8 i
metale ciÄ™\
kie to: ołów, kadm, miedz
, rtęć i cynk. 136, a dla śruty zbo\
owej 0,64 i 17 mg Pb w 1 kg
suchej masy.
Fitotoksyczna zawartość ołowiu wynosi
15 - 60 mg Pb w 1 kg suchej masy, a zatrucie ro-
Ołów
ślin ołowiem mo\
e nastąpić, gdy jego zawartość
w glebie przekracza 100 mg w 1 kg. JednÄ…
Ołów i wszystkie jego związki chemiczne,
zwłaszcza organiczne, są silnymi truciznami. Wy- z przyczyn osłabienia wegetacji pod wpływem
ołowiu (a tak\
e kadmu) jest obni\
enie biosyntezy
stępuje w związkach chemicznych w formie dwu-
chlorofilu (Bayçu i in., 2003).
i czterowartościowej. Związki dwuwartościowego
Pomimo wprowadzenia benzyny bezoło-
ołowiu wykazują znaczną trwałość, zarówno w sta-
wiowej, rośliny rosnące wzdłu\
ruchliwych dróg,
nie stałym, jak i w roztworach, w przeciwieństwie
równie\
w Polsce, wykazują znaczne zawartości
do związków ołowiu czterowartościowego, które są
ołowiu, mogące przekraczać dopuszczalne normy
bardzo silnymi utleniaczami.
Do związków organicznych ołowiu zali- (Klocek i in., 2003).
W okolicach Olkusza, gdzie znajdujÄ… siÄ™
czany jest jego czteroetylek o sumarycznym wzo-
rudy ołowiu, kadmu i cynku, zawartość tych
rze (C2H5)4Pb, który jako środek przeciwstukowy
pierwiastków w powierzchniowej warstwie gleby
dodawany był do niedawna do benzyny spalanej
w roku 1987 była znacznie wy\
sza ni\
w latach
w silnikach pojazdów. Był on w postaci tlenkowej
1976 i 1981. Siano łąkowe z tych terenów, ze
wydalany na pobocza dróg komunikacyjnych,
względu na du\
ą zawartość ołowiu (6 - 51 ppm),
powodujÄ…c ska\
enie terenów przyległych.
nie nadaje siÄ™ do \
ywienia zwierzÄ…t. Stwierdzono
Naturalnymi z
ródłami zanieczyszczenia
równie\
wy\
szą zawartość ołowiu (7,4 mg/kg)
środowiska przyrodniczego ołowiem są głównie
w sierści bydła pochodzącego z rejonu Katowic
pyły i gazy pochodzące z wybuchów wulkanów
i Olkusza ni\
z rejonów rolniczych w okolicach
i po\
arów lasów (te ostatnie raczej uruchamiają
Białegostoku (0,97 mg/kg).
ołów ju\
obecny w środowisku). Według Steigera
Mo\
na, przynajmniej częściowo, przeciw-
(1984), z
ródła te dostarczają do gleby 1800 t tego
działać odkładaniu ołowiu (a tak\
e omówionych
metalu rocznie. Działalność człowieka natomiast
ni\
ej kadmu i miedzi) w organizmie zwierzÄ…t, sto-
- kopalnie, huty, motoryzacja, przemysł, a tak\
e
rolnictwo (głównie nawozy fosforowe i pesty- sując preparaty ochronne jako dodatek do pasz.
Objawami zatrucia ołowiem są: brak ape-
cydy) - to około 440 tys. ton w ciągu roku. Za-
tytu, zahamowanie tempa wzrostu młodych zwie-
wartość ró\
nych izotopów ołowiu w glebie mo\
e
rzÄ…t, uszkodzenia nerek, anemia, encefalopatia
być praktycznym wskaz
nikiem umo\
liwiajÄ…cym
oraz zakłócenia w zachowaniu, będące wynikiem
określenie, jaka ilość tego pierwiastka pochodzi
ze z
ródeł naturalnych, a jaka została wprowa- zaburzeń systemu nerwowego. W skrajnych
przypadkach zatrucie systemu nerwowego mo\
e
dzona na skutek działalności człowieka (Teutsch
i in., 2001). Związki ołowiu są emitowane do at- prowadzić do upadków zwierząt. Lemos i in.
(2004) stwierdzili śmierć 37 spośród 120 krów
mosfery, dlatego na zanieczyszczenie nara\
one
pasÄ…cych siÄ™ w pobli\
u zakładu recyklingu aku-
są głównie części nadziemne roślin. Z gleby ołów
mulatorów samochodowych, w którym nastąpiła
pobierany jest w mniejszych ilościach, poniewa\

istnieje korzeniowa bariera ograniczająca przy- awaria filtrów. Fabryka akumulatorów była te\

przyczyną upadków krów stwierdzonych przez
swajalność jego związków.
Na ska\
enie ołowiem szczególnie nara- Ozmena i Mora (2004). Objawami klinicznymi
były: utrata wzroku, trudności z oddychaniem,
\
one są części nadziemne roślin rosnących
wzdłu\
dróg. WedÅ‚ug Grüna i in. (1985), w zie- przyspieszona praca serca i dr\
Ä…czka. Po sekcji
stwierdzono nekrozę i otłuszczenie wątroby. Za-
lonce (niemytej) liści buraka w odległości do 5 m
warty w paszy ołów odkłada się głównie w szkie-
od drogi znaleziono 25 - 33, w odległości do 50
lecie, zwłaszcza w \
ebrach, oraz w wÄ…trobie,
m 11  28, a powy\
ej 100 m 8 - 17 mg ołowiu
nerkach i sierści.
w 1 kg suchej masy. Ci sami autorzy, porównując
Prace przeglÄ…dowe
33
K. Węglarzy
y
ródłem ołowiu dla zwierząt mo\
e być Na ska\
enie kadmem najbardziej nara-
nie tylko sama zielonka, ale równie\
pobierana \
one są owce, bydło i dzikie zwierzęta, poniewa\

wraz z nią gleba (zabrudzona trawa, kiszonki, dla tych zwierząt głównymi paszami są wegeta-
całe rośliny z korzeniami). Według Thorntona tywne części roślin (trawa, siano, kiszonki itp.).
(1986), w Nowej Zelandii krowy zjadały prze- Drób i trzoda chlewna \
ywione są głównie ziar-
ciętnie rocznie około 500 kg ziemi. nem zbó\
, w którym kadmu jest w zasadzie nie-
Trzeba jednak zaznaczyć, \
e ołów, tok- wiele. Według Nogawy i Kido (1996), biokumu-
syczny w większych dawkach, w mniejszych ilo- lacja kadmu w pszenicy i ry\
u mo\
e mieć w nie-
ściach jest niezbędny dla prawidłowego funkcjo- których okolicach ujemny wpływ na zdrowie
nowania organizmu. Brak ołowiu lub jego zbyt zwierząt i ludzi, a tak\
e utrudniać eksport zbó\

niska zawartość w dawce (< 45 ppm) prowadzi z tych rejonów. Według Euroli i in. (2003), ze
do zahamowania wzrostu młodych zwierząt względu na odkładanie się w organizmie, kadm
i anemii. zawarty w ziarnie zbó\
mo\
e być czynnikiem
ryzyka dla ludzi i zwierzÄ…t.
Biodostępny, obecny w środowisku (gle-
ba, woda, powietrze) kadm jest łatwo wchła-
Kadm
niany, przy czym dotyczy to tak roślin, jak te\

Głównym z
ródłem zanieczyszczenia at- zwierząt i ludzi. Rośliny, pomimo \
e nie jest im
mosfery, gleby i wód powierzchniowych kad- niezbędny do rozwoju, pobierają go zarówno
przez korzenie, jak i liście. Wchłonięty przez
mem są: przemysł hutniczy, głównie huty cynku,
zwierzę (przez przewód pokarmowy i częściowo
przemysł chemiczny, a tak\
e fabryki baterii
system oddechowy) tworzy kompleksy z biał-
i akumulatorów. Stosowanie w tych przemysłach
odpowiednich technologii mo\
e znacznie ograni- kami, z którymi jest łatwo transportowany i de-
ponowany, głównie w nerkach i wątrobie.
czyć emisję tego pierwiastka.
W przypadkach ostrych zatruć kadmem narzą-
Stopień zatrucia środowiska zale\
y
w znacznej mierze od rodzaju u\
ywanych w prze- dem najbardziej zaatakowanym jest wÄ…troba,
a w przewlekłych - nerki. Kadm wywiera rów-
myśle materiałów. Powa\
nym z
ródłem ska\
enia
kadmem na terenie byłej NRD były pyły z elek- nie\
negatywny wpływ na kości, głównie przez
zaburzenie homeostazy wapnia i fosforu, których
trowni opalanych węglem brunatnym.
Lokalne zanieczyszczenie środowiska mo- zwiększone wydalanie z organizmu jest rezulta-
\
e być równie\
spowodowane nawozami natu- tem uszkodzenia nerek. Następstwem przewle-
ralnymi: odchodami zwierzęcymi i ściekami ko- kłego nara\
enia na ten metal mo\
e być uszko-
dzenie receptorów lub włókienek węchowych,
munalnymi. Pośrednim z
ródłem kadmu mogą tu
być m.in. fosforany stosowane jako dodatek mi- prowadzące do zaniku węchu.
Pierwiastek ten ma równie\
działanie
neralny do pasz.
kancerogenne. Wdychany powoduje raka płuc,
Zawartość kadmu w glebach mo\
e wahać
a spo\
ywany z pokarmem guzy prostaty, jÄ…der
siÄ™ w bardzo szerokich granicach: od 1- 2 mg/kg,
oraz nowotwory układu krwiotwórczego.
co jest wartością normalną, do 800 mg/kg
Okres biologicznego półtrwania kadmu
w przypadku gleb silnie zanieczyszczonych. Nor-
malna zawartość tego pierwiastka w liściach ro- w organizmie człowieka jest bardzo długi, wy-
nosi bowiem około 30 lat. Bariera ło\
yska jest
ślin wynosi 0,1 - 1 mg/kg, podczas gdy zwierzęta
gospodarskie tolerujÄ… poziom do 0,5 mg/kg. Bez- szczelna i nowo narodzone dzieci sÄ… wolne od
kadmu, ale z biegiem lat, na skutek słabego wy-
względna zawartość kadmu w glebie nie musi
dalania, następuje kumulacja tego pierwiastka.
bezpośrednio przenosić się na jego zawartość
Jego zawartość w nerkach przeciętnego 50-
w roślinach. W glebach zasobnych w próchnicę
około 75% tego pierwiastka występuje pod po- letniego Europejczyka wynosi 15-50 mg/kg.
Kadm wpływa na gospodarkę \
elazem,
stacią kompleksów ze związkami organicznymi
obni\
ając jego wchłanianie z przewodu pokar-
(Sauce i in., 2000), których przyswajalność nie
jest znana. Badania Weggler i in. (2004) wska- mowego, co z kolei jest jednÄ… z przyczyn po-
wstawania wywoływanej przez kadm anemii.
zujÄ…, \
e wzrost stÄ™\
enia chlorków w glebie
Z drugiej strony, negatywne działanie kadmu
zwiększa pobieranie kadmu przez rośliny.
Prace przeglÄ…dowe
34
Metale ciÄ™\
kie  zanieczyszczenia a środowisko
mo\
na częściowo osłabić, zwiększając zawartość powodować hemolizę oraz uszkodzenia wątroby
\
elaza w dawkach pokarmowych. i nerek. Objawy te ustępują po usunięciu miedzi
z organizmu. Szkodliwy wpływ mogą powodo-
wać równie\
wdychane pary miedzi, jednak po-
mimo \
e metal ten często jest stosowany
Miedz

w przemyśle, chroniczne zatrucia są niezmiernie
rzadkie.
Związki miedzi jednowartościowej są
W \
ywieniu zwierzÄ…t miedz
jest jednak
bardzo słabo rozpuszczalne w wodzie, ale łatwo
uwa\
ana za  kumulujÄ…cÄ… siÄ™ truciznÄ™" i zaleca siÄ™
ulegają utlenieniu i rozkładowi, przechodząc
ostro\
ność w jej stosowaniu w paszy. O ile świ-
w rozpuszczalne w wodzie związki, głównie
CuSO4 · 5H2O. Tlenki miedzi sÄ… zwiÄ…zkami do- nie i bydÅ‚o sÄ… odporne na jej du\
e dawki, u owiec
zdarzajÄ… siÄ™ chroniczne zatrucia; dotyczy to jed-
brze rozpuszczalnymi w wodzie.
nak głównie owiec chowanych w owczarniach
Miedz
jest trudniej uwalniana z gleby ni\

i \
ywionych koncentratami, a nie wypasanych na
ołów i kadm. Jest to związane z odczynem gleby:
im ni\
sze jest jej pH, tym słabsze związanie mie- pastwiskach. W Polsce w latach 1970-1980 pro-
dukcja lizawek solnych z miedzią spowodowała
dzi (Sukreeyapongse i in., 2002). Według Probsta
i in. (2003), dostępność miedzi lokuje się pomię- przypadki zatruć, choć z uwagi na du\
Ä… toleran-
dzy kadmem a ołowiem. Autorzy ci szacują ła- cję na miedz
występowanie objawów jej tok-
sycznego działania ograniczało się praktycznie
twość uwalniania metali cię\
kich z gleby
tylko do obszarów silnie zanieczyszczonych.
w malejącym porządku: Zn>Cd>Cu>Pb>Ni. Ilość
Objawy niedoboru miedzi (zaburzenia
miedzi w glebie wzrasta wskutek zastosowania
układu krą\
enia, anemia, upośledzenie wzroku,
chemikaliów i nawozów (nawet naturalnych).
zakłócenia funkcji układu rozrodczego) są znacz-
Wchłonięta przez roślinę w nadmiarze
nie częściej spotykane ni\
objawy jej nadmiaru
miedz
wpływa, podobnie jak ołów i kadm, na
(Buczkowski i in., 2002).
obni\
enie biosyntezy chlorofilu. Jest ona jednak
niezbędna do prawidłowego wzrostu i rozwoju
roślin. Wchodzi w skład enzymów i białek biorą-
cych udział w procesach generatywnych roślin, Cynk
fotosyntezie, oddychaniu, a tak\
e w przemianach
związków azotowych. Gromadzi się głównie Cynk występuje najczęściej w formie
w korzeniach, ale w warunkach silnego zanie- zwiÄ…zanej, jako tlenek cynkowy, siarczan lub
czyszczenia środowiska następuje wzrost jej za- siarczek cynkowy. W wodzie bardzo dobrze roz-
wartości w częściach naziemnych, równie\
puszcza się chlorek cynkowy. Cynk występujący
w ziarnie (Buczkowski i in., 2002). Metabolizm w zwiÄ…zkach organicznych jest Å‚atwo przy-
miedzi w organizmie jest ściśle związany z ilo- swajany przez rośliny. Dotyczy to zarówno
ścią dostępnego molibdenu. U prze\
uwaczy, przy związków pochodzących z gleb kwaśnych, jak
niskiej zawartości molibdenu w paszy, ju\
sto- i zasadowych.
sunkowo niewielkie dawki miedzi mogą mieć Zatrucia zwierząt gospodarskich cynkiem
działanie toksyczne. Wysoka zawartość molib- są rzadkie. Mogą one być skutkiem bardzo silnie
denu, przeciwnie, mo\
e wywołać objawy niedo- zanieczyszczonego środowiska, ska\
enia roślin
boru miedzi. spryskanych preparatami cynku lub przechowy-
Brak miedzi w organizmie utrudnia ab- wania produktów \
ywnościowych w pojemni-
sorpcjÄ™ \
elaza i wykorzystanie go do syntezy kach z blachy ocynkowanej. W środowisku pod-
hemoglobiny. Miedz
jest równie\
składnikiem niesiona zawartość cynku występuje głównie
wielu enzymów, np. oksydazy cytochromowej, w bezpośredniej bliskości zakładów przemysło-
biorącej udział w procesach fosforylacji. Jest wych przerabiających ten metal, który wydalany
równie\
niezbędna dla prawidłowej pigmentacji jest do atmosfery pod postacią drobnych cząstek
sierści i wełny. tlenku cynku. Wysoka zawartość cynku w dawce
U ludzi i zwierząt przyjęcie du\
ej dawki nie jest jednak w zasadzie niebezpieczna, ponie-
miedzi powoduje zaburzenia w przewodzie po- wa\
jest on łatwo wydalany z organizmu, głów-
karmowym. Zbyt du\
e dawki soli miedzi mogą nie z kałem. Istnieje współzawodnictwo we
Prace przeglÄ…dowe
35
K. Węglarzy
wchłanianiu pomiędzy cynkiem i \
elazem. Wy- nego tego pierwiastka trzeba stwierdzić, \
e obec-
soka zawartość tego pierwszego w paszy mo\
e nie o wiele bardziej niebezpieczne sÄ… jego niedo-
obni\
ać absorpcję \
elaza nawet o 34% (El Shoba- bory ni\
nadmiar. Główną przyczyną niedoborów
ki i Srour, 1989). cynku jest jego niska zawartość w po\
ywieniu.
Cynk, podobnie jak omówiony wcześniej Szacuje się, \
e w większości, nawet zamo\
nych
kadm, towarzyszy zazwyczaj w zanieczyszczo- krajów dzienne spo\
ycie cynku wynosi mniej ni\

nych glebach ołowiowi (Zwonitzer i in., 2003). 10 mg, podczas gdy zapotrzebowanie człowieka
Przy wysokiej zawartości cynku w glebie, dorosłego wynosi 12-20 mg.
zwłaszcza jeśli występuje on pod postacią wodo- Cynk jest niezbędny do syntezy kwasów
rotlenku lub węglanu, mo\
na go unieczynniać nukleinowych, odgrywa wa\
nÄ… rolÄ™ w procesach
przez precypitację związkami alkalicznymi. podziału i wzrostu komórek oraz syntezie insuliny.
Istnieją znaczne ró\
nice w przyswajalno- Ma tak\
e wpływ na produkcję i działanie hormo-
ści cynku przez ró\
ne gatunki roślin, skutkiem nów wzrostu i hormonów płciowych. Przy silnym
czego jego zawartość w zielonce nie mo\
e być niedoborze tego pierwiastka następuje utrata masy
wskaz
nikiem jego zawartości w glebie. Mattina ciała, brak apetytu, który w krańcowych przypad-
i in. (2003) stwierdzili, \
e zawartość cynku w li- kach mo\
e prowadzić do anoreksji, apatii, braku
ściach dyni wynosiła 369,1 mg/kg, a w zielonce koncentracji, depresji, braku odporności na infek-
łubinu tylko 51,1 mg/kg, podczas gdy gleby, na cje oraz szeregu innych dolegliwości.
których rosły te rośliny, zawierały odpowiednio Szkodliwość omówionych metali cię\
-
113,4 i 127,5 mg cynku w 1 kg. kich znacznie się ró\
ni. O ile ołów i kadm są
Cynk jest aktywatorem licznych enzymów. uznawane za metale toksyczne, to cynk i miedz

Mo\
e być wypierany przez kadm, np. z fosfatazy są mikropierwiastkami, które są szkodliwe tylko
alkalicznej, dehydrogenazy węglanowej i karboksy- w nadmiarze, natomiast w mniejszych ilościach
lazy, co prowadzi do ich inaktywacji. są niezbędne dla prawidłowego funkcjonowania
Przy omawianiu działania fizjologicz- organizmu.
Literatura
Adriano D.C. (2001). Trace eements in terrestrial en- Buczkowski R., Kondzielski I., Szymański T. (2000).
vironments: biogeochemistry, bioavailability and risks Metody remediacji gleb zanieczyszczonych metalami
of metals. 2nd ed., Sprinter, New York, p. 866. ciÄ™\
kimi. Wyd. Uniw. M. Kopernika, Toruń, 110 ss.
Bataillard P., Chamber P., Picot C. (2003). Short-term Desplanque C., Rolland C., Schweingruber F.H.
transformations of lead and cadmium compounds in soil (1999). Influence of species and abiotic factors on
after contamination. Europ. J. Soil Sci., 54: 365-376. extreme tree ring modulation: Picea abies and Abies
alba in Tarentaise and Maurienne (French Alps).
Bayçu G., Caner H., Gönençgil B., Eruz E. (2003). Trees, Structures and Function, 13: 218-227.
Roadside pollution of cadmium and lead in Istanbul
City (Turkey) and their effect on Picea abies. Biolo- E1 Shobaki F.A., Srour M.G. (1989). The influence of
gia, Bratislava, 58: 109-114. ascorbic acid and lactose on the interaction of iron with
each of cobalt and zinc during intestinal absorption.
Bieda W. (1995). Magnez i wapÅ„ antagonistami me- Z. für Ernährungswiss., 28: 310-315.
tali ciÄ™\
kich w glebie i łańcuchu \
ywieniowym. Mat.
I międz. konf.: Obieg pierwiastków w przyrodzie - Eurola M., Hietaniemi V., Kontturi M., Tuuri H.,
bioakumulacja - toksyczność - przeciwdziałanie - in- Pihlava J.M., Saastamoinen M., Rantanen O., Kangas
tegracja europejska. Warszawa, wrzesień 1995, ss. A., Niskanen M. (2003). Cadmium contents of oats
138-141. (Avena sativa L.) in official variety, organic cultiva-
tion, and nitrogen fertilization trials during 1997-
Bolan N.S., Adrian D.C., Mani P.A., Duraisamy A. 1999. J. Agric. Food Chem., 51: 2608-2614.
(2003). Immobilization and phytoavailability of cad-
mium in variable charge soils. II. Effect of lime addi- Grün M., Kronemann H., Podlesak W., Machelett B.
tion. Plant and Soil, 251: 187-198. (1985). Blei in der Umwelt Pflanze. W: Mengen und
Prace przeglÄ…dowe
36
Metale ciÄ™\
kie  zanieczyszczenia a środowisko
Spurenelemente. Wyd.: Anke M., Groppel B., Gürtler Ozmen O., Mor F. (2004). Acute lead intoxication in
H., Grün M., Lombeck I., Schneider H-J., Friedrich- cattle housed in a battery factory. Vet. Hum. Toxi-
Schiller-Universität Jena, Leipzig, pp. 201-215. col., 46, 5: 255-256.
Gzyl J. (1990). Lead and cadmium contamination of Panich-Pat T., Pokethitiyook P., Kruatrachne M.,
soil and vegetables in the Upper Silesia region of Po- Upatham E.S., Srinives P., Lanza G.R. (2004). Removal
land. Sci. Total Environ., 96: 199-209. of lead from contaminated soils by Typha angustifolia.
Water, Air and Soil Pollution, 155: 159-171.
Hammer D., Keller C. (2003). Phytoextraction of Cd
and Zn with Thlaspi caerulescens in field trials. Soil Probst A., Hernandez L., Probst J.L.(2003). Heavy
Use and Management, 19: 144-149. metals portioning in three French forest soils by se-
quential extraction procedure. J. Phys. IV, France,
He Q.B., Sing. B.R. (1994). Crop uptake of cadmium 107: 1103-1106.
from phosphorus fertilizers: I. Yield and cadmium
content. Water, Air, Soil Pollut., 74: 251-265. Sauve S., Norwell W.A., Mc Bride M., Hendershot W.
(2000). Speciation and complexation of cadmium in
Hernandez L., Probst A., Proust J.L., Ulrich E. (2003). extracted soil solutions. Environ. Sci. Technol., 34:
Heavy metal distribution in some French forest soils: 291-296.
evidence for atmospheric contamination. Sci. Total.
Environ., 312: 195-219. Sobanska S., Ricq N., Laboudigue A., Guillermo R.,
Bermard C., Lauregus J. (1999). Microchemical in-
Hettiarachchi G.M., Pierzynski G.M. (2002). In situ vestigations of dust emitted by a lead smelter.
stabilization of soil lead, cadmium and zinc using Environ. Sci. Technol., 33: 1334-1339.
phosphorus and manganese oxide: influence of plant
growth. J. Environ. Qual., 31: 564-572. Staniszewski S., Pastusiak A. (1995). Badania wpływu
wysypiska odpadów komunalnych w Opolu na za-
Klocek B., Osek M., Milczarek A. (2003). The con- wartość metali cię\
kich w glebach z rejonu przyle-
tamination by cadmium and lead of feeds produced near głego. Mat. I międz. konf.: Obieg pierwiastków
the fast roads. Ann. Anim. Sci., Suppl., 2: 273-276. w przyrodzie - bioakumulacja - toksyczność - prze-
ciwdziałanie - integracja europejska. Warszawa,
Lemos R.A., Driemeier D., Guimaraes E.B., Dutra wrzesień 1995, ss. 105-107.
I.S., Mori A.E., Barros C.S. (2004). Lead poisoning in
cattle grazing pasture contaminated by industrial Steiger K. (1984). Blei in Boden. W: Mengen und
waste. Vet. Hum. Toxicol., 46, 6: 326-328. Spurenelemente. Wyd.: Anke M., Groppel B., Gürtler
H., Grün M., Lombeck I., Schneider H.J., Friedrich-
Mattina M.J.I., Lannucci-Berger W., Musante C., Schiller-Universität Jena, pp. 175-192.
White J.C. (2003). Concurrent plant uptake of heavy
metals and persistent organic pollutants from soil. Sukreeyapongse O., Holm P.E., Strobel B.W., Panich-
Environ. Pollut., 124: 375-378. sakpatana S., Magid J., Hansen H.C.B. (2002). pH
dependent release of cadmium, copper, and lead from
Michna G. (1978). Badania nad wartością pokarmową natural and sludge-amended soils. J. Environ. Qual.,
runi pastwiska nawo\
onego wysokimi dawkami azotu. 31: 1901-1909.
IZ, Kraków, Rozpr. Hab., 120 ss.
Tarvainen O., Ahonen-Jonnart W., Markolla A.M.,
Nogawa K., Kido M. (1996). Itai-itai disease and Vare H. (1991). The influence of Al, Cu and Ni on
health effects of cadmium. In: Toxicology of Metals. peroxides activity in seedlings of Pinus silvestris and
Wyd. Chang L.W., CRC Lewis Publishers NY, pp. mycelia of Svillus variegates. W: Biochemical, mo-
353-370. lecular, and physiological aspects of plant peroxides.
Wyd.: Lobarzewski J., Grepin H., Penel C., Gaspar
Oliveira J.N.B., Peeters A., Sapek A., Sapek B., Lam- T.H. University of Geneva, pp. 443-445.
bert J. (1989). Relative absorption of trace elements
and heavy metals by the herbage from Acores. 6th Teutsch N., Erel Y., Halicz L., Banin A. (2001). Dis-
International Trace Element Symposium, vol. 2. tribution of natural and anthropogenic lead in Mediter-
Wyd.: Anke M., Baumann W., Bräunlich H., Brüc- ranean soils. Geochim. Cosmochem. Acta, 65: 2853-2864.
kens Chr., Gropple B., Grün M., Wissenschaftsbereich
Tierernährungschemie Karl-Marx-Universität Lepzig, Thornton J. (1986). The role of soil ingestion in the
Budapest, pp. 395-402. transfer of trace metal contaminants and essential trace
Prace przeglÄ…dowe
37
K. Węglarzy
elements to grazing livestock. W: 5 Spurenelement soil solution on the plant availability of biosolid-borne
Symposium New Trace Elements. Wyd: Anke M., cadmium. J. Environ. Qual., 33: 496-504.
Badman W., Bräunlich H., Bräckens Chr., Groppel B.
Karl-Marks-Universität Leipzig und Friedrich-Schiller- Zwonitzer J.C., Pierzynski G.M., Hettiarachchi G.M.
Universität Jena, 14-17 July 1986, Jena, pp. 266-272. (2003). Effects of phosphorus addition on lead, cad-
mium, and zinc bioavailabilities in a metal-
Weggler K., McLaughlin M.J., Graham R.D. (2004). contaminated soil. Water, Air, and Soil Pollution, 143:
Heavy metals in the environment. Effect of chloride in 193-209.
HEAVY METALS  A SOURCE OF CONTAMINATION AND ENVIRONMENTAL IMPACT
Summary
The economic activity of man has led to environmental pollution. The main sources and consequences
of this pollution became the object of intense study, especially over the last 25 years.
Harmful substances found in the environment are pesticide residues and heavy metal compounds,
especially lead, zinc and cadmium as well as copper, arsenic and chromium. They vary in the degree of
harmfulness. While lead and cadmium are regarded as toxic metals, zinc and copper are microelements that are
harmful only in excess. At lower amounts, they are essential for normal body function.
While the contamination caused by organic compounds as a result of crop science practices is relatively
easy to prevent by limiting their use, reducing the emission of heavy metal compounds is more difficult to
achieve because their main sources are smelting, energy and mining industries and transportation.
fot. S. PÅ‚onka
Prace przeglÄ…dowe
38