Anthropogenic enrichment of soils with heavy metals in the flooded area in the Opole city region

Według niektórych autorów [Ilnicki i in. 2001, Skorbiłowicz 2006] pogorszenie jakości powierzchniowych wód płynących jest powodowane przede wszystkim przez zanieczyszczenia punktowe i powierzchniowe, w tym pochodzące z terenów rolnych i leśnych. Jednocześnie za główną przyczynę zanieczyszczenia metalami ciężkimi osadów aluwialnych miast są uważane emisje pochodzące ze środków transportu, komunikacji, zakładów przemysłowych oraz odprowadzane do rzek niedostatecznie oczyszczone ścieki komunalno - przemysłowe (zanieczyszczenia punktowe) [Lewandowski i in. 1998, Kabata- Pendias, Pendias 1999]. W dolinach rzecznych - terenach zalewowych, równocześnie z procesem aluwialnym zachodzi proces darniowy sprzyjający akumulacji masy organicznej. Ilość i skład jakościowy organicznych koloidów glebowych odgrywa istotną rolę w procesach przemieszczania, immobilizacji i transformacji metali ciężkich. Wytworzone z osadów aluwialnych zadarnione gleby, położone między wałami przeciwpowodziowymi na terenie miasta Opola narażone są nie tylko na zanieczyszczenia punktowe (komunikacyjne i przemysłowe), ale także na skażenia powodowane corocznymi wylewami powodziowymi, które są nośnikiem osadów o wysokiej koncentracji metali ciężkich, których źródłem są także zanieczyszczenia powierzchniowe. Celem pracy było określenie stopnia wzbogacenia w metale ciężkie gleb terenów zalewowych rzeki Odry występujących na terenie miasta Opola.The main cause of pollution of alluvial sediments with heavy metals are emissions coming from transportation means, communication, industrial plants and insufficiently treated municipal and industrial wastewater (point pollution) introduced to rivers. Quantity and the qualitative composition of organic soil colloids plays essential part in the processes of transportation, immobilization and transformation of heavy metals. Turf soils created from alluvial sediments, located between flood banks in the area of Opole City are exposed not only to point pollution (communication and industrial), but also to contamination caused the annual floods which are source of sediments with high concentration of heavy metals, which come from surface sources of contamination. The aim of the work was to determine the concentration and disposition of heavy metals in soils of flooding area (of the Odra river and Ulga Channel) in the region of Opole city. The total concentration of Zn, Pb, Cu, Cd and some soil properties (including: texture, pH, organic carbon concentration and sorption properties) were examined in twenty five soil profiles. Used soils representing alluvial soils, varied in texture and contained but the clay fraction was high in all samples. The high concentration and diversification of content of total carbon was also observed. Total contents of heavy metals ranged were: 35- 780 mg Zn, 9.0- 52.0 mg Cu, 19.0-143.0 mg Pb, 0.40-2.60 mg Cdźkg-1 d.m. The heavy metal concentration can be presented by the following series: Zn>Pb>Cu>Cd. Contamination of tested alluvial soils in the Opole area reflect occurrence of floods and emission of all contamination from the area of the city. Turf alluvial soils on within the area of Opole city show granulometric composition and they are characterized by large variability of content of eluting fraction and organic carbon in dependence on the place of sedimentation. Content of heavy metals shows variability in soils of investigated studied profiles, and the average coefficient their of geochemical accumulation according to Czarnowska [1996] is: Zn (7.3), Cu (3.7), Pb (5.3), Cd (6.1). Assessment of the degree of pollution with heavy metals of investigated alluvial soils in Opole city shows both local influence of the anthropogenic pressure as well as influence of flood phenomena. Emissions with low content of Zn, Cu, Pb, Cd may be the source of heavy metals in soils in areas with potentially low degree of threat with anthropogenic pressure. Those contaminants may gradually undergo immobilization in surface layers of soil profiles

Wlasciwosci substancji humusowych gleb plowych

W glebach płowych o zróżnicowanych właściwościach chemicznych i fizykochemicznych badano skład frakcyjny i rozpuszczalność związków próchnicznych wydzielonych mieszaniną 0.1M Na₄P₂O₇ + 0.1M NaOH. Analizowano otrzymane z nich kwasy huminowe w świetle widzialnym i podczerwieni. Stwierdzono istotną dodatnią korelację między ilością niektórych grup połączeń próchnicznych a pH i wysyceniem kompleksu sorpcyjnego gleb zasadami. Badania w podczerwieni wykazały występowanie identycznych grup funkcyjnych w drobinach kwasów huminowych niezależnie od badanych właściwości gleb. Wartości ilorazu E₄/E₆ świadczącego o stopniu kondensacji ich jądra aromatycznego wykazały istotną ujemną korelację z pH próbek gleb.In Orthic Luvisol soils with different chemical and physical properties, the solubility of organic compounds extracted by the mixture of 0.1M Na₄P₂O₇ + 0.1M NaOH was tested. Humic acids received from them were tested by visible and IR spectra. Tests in IR light showed the occurring of identical functional groups in molecules of humic acids apart from tested soil properties. E₄/E₆ quotient showes significant negative correlation with soil pH

Badanie wpływu właściwości fizyko-chemicznych gleb na populację Rhizoctonia solani Kuhn w obecności wybranych herbicydów

Celem przeprowadzonych badań polowych było określenie wpływu właściwości fizyko-chemicznych gleb (w tym: pH, właściwości charakteryzujących kompleks sorpcyjny, zawartości węgla organicznego i jego składu frakcyjnego) na rozwój fitopatogenicznego grzyba Rhizoctonia solani w obecności wybranych herbicydów: (BASF) Expander 400SC, Flirt 450SC, Pyramin Turbo 520SC; (Hoechst Schering AgrEvo GmbH) Nortron 200EC; (Organika-Sarzyna) Buranit 74EC. Pole doświadczalne zlokalizowano w Domecku koło Opola na glebie brunatnej kl. V, wytworzonej z piasków gliniastych mocnych zalegających na glinie średniej. Na całość doświadczenia składało się 6 kombinacji założonych metodą rozlosowanych bloków w 4 powtórzeniach. Rhizoctonia solani izolowano z gleby w dwóch okresach pomiarowych za pomocą selektywnego podłoża agarowego. Uzyskane wyniki badań wskazują, iż najskuteczniejszym inhibitorem wzrostu fitopatogenicznego grzyba Rhizoctonia solani może być herbicyd Expander 400SC (najniższy poziom populacji i przyrostu w czasie) przy stosunkowo wysokiej zawartości materii organicznej i lekko kwaśnym odczynie gleby. Podobnie niski poziom przyrostu populacji, w efekcie końcowym niższy od kontrolnego, powodował też Pyramin. Niektóre właściwości chemiczne gleby mogą wpływać na uboczną aktywność herbicydów w stosunku do R. solani.The aim of this work was to define the influence of organic matter content and some soil properties on the development of phythopathogenic soil fungi Rhizoctonia solani (causing sugar beet damping-off) at the presence of different composition herbicides (Nortron 200EC, Pyramin Turbo 520SC, Buranit 74EC, Flirt 450SC, Expander 400SC). Populations of fungi were isolated from soil using selective agar medium. Fungi propagules (in 1 g soil) were estimated one week and one month after application of herbicides. Herbicides could inhibit the growth of R. solani in soil comparing to the control without herbicides. The best inhibitory properties showed Expander 400SC and Pyramin Turbo 520SC. Some properties of soil could influence on additional activity of herbicides, for instance in the case of Nortron

The effect of humic acids on metabolic activity of sugar beet under drought conditions

Reaktywne formy tlenu (RFT) powstają w komórkach jako produkt uboczny wielu procesów metabolicznych, a ich wytwarzanie nasila się pod wpływem wielu czynników środowiskowych. W pewnych granicach stężeń obecność RFT jest niezbędna do zachowania prawidłowego funkcjonowania komórki, dlatego rośliny wykształciły liczne mechanizmy, których rola polega na utrzymaniu stałego stężenia RFT. Zachwianie równowagi pomiędzy powstawaniem RFT a działaniem ochronnym systemu antyoksydacyjnego prowadzi do stanu zwanego stresem oksydacyjnym. Susza jest głównym czynnikiem ograniczającym wzrost i rozwój roślin. Jednocześnie badania dowiodły, że kwasy huminowe stosowane dolistnie łagodziły negatywne skutki niedoboru wody dzięki specyficznemu aktywowaniu enzymatycznych systemów antyoksydacyjnych. Celem badań była ocena wpływu kwasów huminowych zastosowanych dolistnie na aktywność metaboliczną buraka cukrowego Beta vulgaris L. w warunkach suszy. Badania przeprowadzono w warunkach laboratoryjnych. W materiale roślinnym, który stanowiły rośliny buraka cukrowego, oznaczano aktywność właściwą peroksydazy gwajakolowej (GPOX), stopień peroksydacji lipidów, zawartość chlorofilu a i b. Wyniki ujawniły, że dolistne zastosowanie kwasów huminowych u roślin wzrastających w warunkach suszy nie zwiększa aktywności właściwej GPOX w porównaniu do roślin regularnie podlewanych. Jednocześnie u tych roślin stwierdzono wzrost stopnia peroksydacji lipidów. W badaniach nie stwierdzono wpływu warunków uprawy na zawartość chlorofilu a i b w badanych roślinach.Reactive oxygen species (ROS) are the byproducts of many metabolic processes and their production is increased under of number of environmental factors. In certain concentration range, the presence of ROS is necessary to maintain proper cell function. Thus, cells have many mechanisms, which role is focused on maintaining a constant concentration of ROS. Imbalance between the formation and action of a protective antioxidant system leads to oxidative stress. Drought is a major limiting factor for plant growth and development. At the same time studies have shown that humic acids foliar application moderated the negative effects of water deficient through activation of the enzymatic antioxidant systems. The aim of the study was to evaluate the effect of humic acid foliar application on the metabolic activity of sugar beet Beta vulgaris L. under drought conditions. Studies were conducted under laboratory conditions. In the plants of sugar beet were determined the specific activity of guaiacol peroxidase (GPOX), lipid peroxidation and chlorophyll a and b content. The results revealed that the humic acid foliar application in plants growing under drought conditions does not increase the specific activity GPOX compared to plants watered regularly. At the same time, found an increase in the degree of lipid peroxidation in these plants. There was no impact of growing conditions on the content of chlorophyll a and b in the studied plants

Impact of Plesiomonas shigelloides strain CNCTC 144/92 lipopolysaccharide on DPPC liposome membranes: EPR method

Membrane fluidity measurements were performed for synthetic DPPC liposomes sonicated in aqueous solution and doped by Plesiomonas shigelloides strain CNCTC 144/92 (serotype O74:H5) lipopolysaccharide (LPS) extracted from the phenol (LPS_{PhOH}) and water (LPS_{H₂O}) phases. Concentrations of LPS in relation to DPPC ranged from 0 to 1.4% (molar ratio). The EPR spin probe method was used to describe physicochemical properties of different regions of the lipid bilayer. Since TEMPO spin probe dissolves both in the hydrophobic region of the membrane and in an aquatic environment it is possible to determine the spectroscopic partition parameter F, indicating the changes that occur in the water-lipid interface. The 16-DOXYL probe distributed in the middle of the lipid bilayer makes it possible to obtain the rotational correlation time τ parameter, which provides information about fluidity changes in the liposome membrane. Here we report that increasing concentrations (mainly in the range of 0.4-0.8%) of investigated LPS_{PhOH} and LPS_{H₂O} significantly influence spectroscopic parameters (F and τ). The surface area of the DPPC liposomes membranes was affected predominantly by LPS_{H₂O} while the lipid bilayer was most influenced by LPS_{PhOH}

The impact of humic substances on the liposome structures : ESR method

In this paper the changes of membrane fluidity of liposome with additions of humic substances (humic and fulvic acids) were examined. Liposome were done by the sonication of lecithin EYL. Concentrations of humic substances in attitude to EYL varied between 0–10% of weight. The technique of electron spin resonance (ESR) were used for the examination followed by three spin probes with a variety placement of the membrane located. TEMPO probe melted in the hydrophobic membrane and in the aquatic solution which allowed to determine the spectroscopic partition parameter (F), indicating the changes that occur in water-lipid interphase. Probe 5-DOXYL placed directly under the heads of polar lipids and the order parameter measuring by the TII showed the changing of membrane fluidity at surface area. 16-DOXYL probe penetrated the middle of the lipid bilayer membrane and allowed to determine the rotational correlation time τ parameter, which gives us information about changing of the liquidity lipid bilayer. Studies showed that the tested humic substances significantly changed the membrane fluidity of liposome. The dynamics of this process depends on both: the fraction of humic substances and its quality and quantity as well as the placement area of the membrane

Impact of humic acids on EYL liposome membranes : ESR method

In this paper, the effects of model (commercial) and natural (extracted from peat) humic substances on the membrane of liposomes formed with egg yolk lecithin (EYL) are presented. In our research, mass concentrations of fulvic and humic acids were used, which in relation to lecithin varied from 0% to 13%. To study membrane fluidity, electron spin resonance (EPR) was used with two spin probes, penetrating various regions of the lipid bilayer. The effects of model and natural humic substances (humic acids – HAs and fulvic acids – FAs) on the lipid membrane in different regions were researched: the lipid-water interphase, and in the middle of the lipid bilayer. It was shown that FA and HA impact the fluidity of liposome membranes in different ways. Increased mass concentrations of HAs decreased membrane fluidity in both acids: extracted from peat and the model. However, increased mass concentration of FAs extracted from peat, decreased membrane fluidity in the surface region, at the same time stiffening the central part of the bilayer. Increasing the concentration of FAs extracted from peat had the opposite effect when compared to model FA. This effect may be related to the complexation of xenobiotics present in the soil environment and their impact on biological membranes

Mechanistic Evaluations of the Effects of Auranofin Triethylphosphine Replacement with a Trimethylphosphite Moiety

Auranofin, a gold(I)-based complex, is under clinical trials for application as an anticancer agent for the treatment of nonsmall-cell lung cancer and ovarian cancer. In the past years, different derivatives have been developed, modifying gold linear ligands in the search for new gold complexes endowed with a better pharmacological profile. Recently, a panel of four gold(I) complexes, inspired by the clinically established compound auranofin, was reported by our research group. As described, all compounds possess an [Au{P(OMe)3}]+ cationic moiety, in which the triethylphosphine of the parent compound auranofin was replaced with an oxygen-rich trimethylphosphite ligand. The gold(I) linear coordination geometry was complemented by Cl-, Br-, I-, and the auranofin-like thioglucose tetraacetate ligand. As previously reported, despite their close similarity to auranofin, the panel compounds exhibited some peculiar and distinctive features, such as lower log P values which can induce relevant differences in the overall pharmacokinetic profiles. To get better insight into the P-Au strength and stability, an extensive study was carried out for relevant biological models, including three different vasopressin peptide analogues and cysteine, using 31P NMR and LC-ESI-MS. A DFT computational study was also carried out for a better understanding of the theoretical fundamentals of the disclosed differences with regard to triethylphosphine parent compounds