Wanda Kawecka, Ewa Rychlik, Joanna Rachtan
Transkrypt
Wanda Kawecka, Ewa Rychlik, Joanna Rachtan
Szulc W., Garbarz B., Paduch J., Przebieg i wyniki restrukturyzacji przemysłu stalowego w Polsce, Prace IMŻ, Gliwice 2011, nr 4, s. 40-51. [4] Gajdzik B., Comprehensive classification of environemtal aspects in metallurgical enterprise, „Metalurgija”, t. 51, nr 4, 2012, s. 541-544. [5] Gajdzik B., Sosnowski R., Gospodarka odpadami na przykładzie żużli hutniczych, [w:] Produkcja i zarządzanie w hutnictwie, (red.) R. Budzik, Politechnika Częstochowska, Częstochowa 2008, s. 90-93. [6] Polski przemysł stalowy 2002, HIPH, Katowice 2002, s. 9. [7] Polski przemysł stalowy 2011, HIPH, Katowice 2011, s. 36. [8] Polski przemysł stalowy 2012, HIPH, Katowice 2012, s. 32. [9] Rocznik statystyczny przemysłu 1995, GUS, Warszawa 1995, s. 192-193. [10] Polski przemysł stalowy 2008, HIPH, Katowice 2008, s. 23. [3] [11] Pałucha K., Uwarunkowania rozwoju hutnictwa stali w Polsce – wybrane aspekty, [w:] Dynamika zmian w polskim przemyśle i usługach, (red.) J. Pyka, Wyd. TNOiK, Katowice 2011, s. 87-98. [12] Burchart-Korol D., Możliwości ograniczenia emisji CO2 w hucie żelaza, głównie z procesu wielkopiecowego, „Hutnik-Wiadomości Hutnicze”, t. 78, nr 3, 2011, s. 257-261. [13] Niesler M., Nowe podejście do procesu wielkopiecowego w projekcie ULCOS, Prace Instytutu Metalurgii Żelaza, t. 61, nr 3, 2009, s. 1-5. [14] Birat J.P., Innovation paradigms for the steel industry of the 21 century – Future directions for steel industry and continuous casting, „La Revue de Metallurgie”, t. 99, nr 11, 2002, p. 957. [15] Garbarz B., Postęp technologiczny w hutnictwie zgodny z zasadą zrównoważonego rozwoju, Prace Instytutu Metali Żelaza, t. 60, nr 3, 2008, s. 1-7. WANDA KAWECKA1, EWA RYCHLIK2, JOANNA RACHTAN-JANICKA1, ANNA WROŃSKA1 1 2 Katerda Żywności Funkcjonalnej i Towaroznawstwa, Wydział Nauk o Żywieniu Człowieka i Konsumpcji, Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie Zakład Dietetyki i Żywienia Szpitalnego z Kliniką Chorób Metabolicznych i Gastroenterologii, Instytut Żywności i Żywienia w Warszawie Obecność kadmu i ołowiu w warzywach i zbożach pochodzących z uprawy konwencjonalnej i ekologicznej Presence of cadmium and lead in vegetables and crops from conventional and organic cultivation Streszczenie: Wstęp Ze względu na szerokie zastosowanie metali ciężkich są one powszechnymi zanieczyszczeniami ekosystemu i często mogą znajdować się w żywności pochodzenia roślinnego. Najbardziej skażone są rośliny uprawiane na terenach uprzemysłowionych, w miejskich ogródkach działkowych oraz w pobliżu dróg o dużym natężeniu ruchu samochodowego. Rolnictwo ekologiczne zostało uznane za jedno z potencjalnych rozwiązań mających na celu produkcję żywności o niskim stopniu zanieczyszczenia metalami ciężkimi. Celem pracy było określenie poziomu kadmu i ołowiu w wybranych surowcach roślinnych pochodzących z różnych upraw: konwencjonalnej i ekologicznej. Materiał i metody Materiał badany stanowiły próbki ziaren zbóż: pszenicy i jęczmienia oraz warzyw: kapusty i marchwi. Stężenie kadmu i ołowiu w badanych surowcach roślinnych określano metodą atomowej spektometrii absorpcyjnej (AAS) z atomizacją płomieniową (flame ASA). Wyniki Analizując wyniki przeprowadzonych badań stwierdzono wyższą zawartość obu metali w surowcach roślinnych pochodzących z gospodarstw stosujących konwencjonalne metody produkcji. W ziarnach zbóż wyprodukowanych przy użyciu nawozów mineralnych i pestycydów zawartość ołowiu (1,97mg/kg, 1,20mg/kg) była kilkakrotnie wyższa od zawartości kadmu (0,37 mg/kg, 0,18 mg/kg). Poziom ołowiu w ziarnach pszenicy uprawianej metodami ekologicznymi był niski (0,07 mg/kg). W ziarnach jęczmienia stwierdzono 0,38 mg/kg ołowiu, natomiast nie wykryto obecności kadmu. Podobnie w badanych próbkach marchwi i kapusty uprawianych metodą konwencjonalną średnie poziomy zanieczyszczeń ołowiem (0,98 mg/kg, 0,65 mg/kg) były wyższe od zanieczyszczeń kadmem (0,37mg/kg, 0,24 mg/kg) i znacznie przewyższały zanieczyszczenia takich samych warzyw uprawianych w gospodarstwach ekologicznych (0,03 mg/kg, 0,02 mg/kg). Wnioski Stosowanie zasad rolnictwa ekologicznego w produkcji zbóż i warzyw ogranicza stopień zanieczyszczeń żywności metalami ciężkimi, które zagrażają zdrowiu człowieka. 18 JEcolHealth, vol. 17, nr 1, styczeń-marzec 2013 Abstract: Introduction Due to the extensive use of heavy metals, they are a common type of environmental pollution and may be found in foods of plant origin. The most contaminated plants are those grown in industrialized areas, in urban allotment gardens and close to roads with heavy traffic. Organic farming has been recognized as one of the potential solutions to food production with a low degree of heavy metal contamination. The aim of this work was to determine the level of cadmium and lead in selected vegetables coming from different forms of cultivation: conventional and organic. Materials and methods The material tested consisted of samples of crop seed: wheat and barley; and vegetable seed: cabbage and carrots. The concentration of cadmium and lead in the items tested was determined by flame atomic absorption spectroscopy. Results Analysis of the test results revealed a higher content of both metals in crops and vegetables from conventional cultivation. In crop seed produced with the use of mineral fertilizers and pesticides, the content of lead (1.97 mg/kg, 1.20mg/kg) was occasionally higher than the content of cadmium (0.37mg/kg, 0.l8mg/kg). The level of lead in wheat seeds from organic cultivation was low (0.07mg/kg). In barley seeds, 0.38mg/kg of lead was detected, but there was no presence of cadmium. Likewise, in the tested samples of carrots and cabbage from conventional farming, the average levels of lead contamination (0.98mg/kg, 0.65mg/kg) were higher than cadmium contamination (0.37mg/kg, 0.24mg/kg) and significantly outnumbered that in the same vegetables from organic cultivation (0.03mg/kg, 0.02mg/kg). Conclusion Application of the rules of organic cultivation in the production of grain crops and vegetables reduces the level of heavy metal contamination in food which is dangerous to human health. Słowa kluczowe: kadm, ołów rolnictwo ekologiczne, rolnictwo konwencjonalne, zanieczyszczenia środowiskowe Keywords: cadmium, lead, organic farming, environmental contaminations Wstęp Stosowanie syntetycznych nawozów mineralnych i środków ochrony roślin we współczesnym rolnictwie spowodowało występowanie skażeń żywności substancjami szkodliwymi dla zdrowia człowieka [5, 7]. Metale ciężkie: kadm i ołów zaliczane są do zanieczyszczeń żywności, które stanowią szczególne zagrożenie dla zdrowia człowieka. Zanieczyszczenia są odzwierciedleniem skażeń powietrza, wody, gleby przez pyły, gazy, ścieki, odpady, a także procesy spalania węgla [13]. Według Światowej Organizacji Zdrowia około 80% metali ciężkich przenika do organizmu człowieka drogą pokarmową, reszta drogą oddechową. Narządami szczególnie narażonymi na zatrucie są: mózg, nerki, wątroba oraz szpik kostny [2]. Toksyczne działanie kadmu jest związane z jego wyjątkowo łatwym wchłanianiem i długim zatrzymywaniem w tkankach [9, 14]. Związki ołowiu absorbowane z przewodu pokarmowego wykazują korelację z występowaniem opóźnień rozwoju umysłowego i podatnością na choroby nowotworowe u dzieci [6, 11]. WHO ustaliła maksymalne dopuszczalne zanieczyszczenie kadmem roślin jadalnych na poziomie 0,1 mg/kg świeżej masy [8]. Do przyczyn zanieczyszczenia roślin metalami ciężkimi należą m.in. duża naturalna zawartość metali w glebie, emisja z zakładów przemysłowych i transportu, syntetyczne nawozy przemysłowe, odpady poprzemysłowe oraz osady ściekowe stosowane do nawożenia. Współczesne rolnictwo w większości stosuje konwencjonalne metody upraw, charakteryzujące się użyciem syntetycznych nawozów mineralnych i środków ochrony roślin, co zwiększa dodatkowo skalę zanieczyszczenia gleby metalami ciężkimi. Rośliny pobierają z gleby większe ilości kadmu a mniejsze ołowiu. Ograniczenie poboru jest trudne z uwagi na brak drobnoustrojów tworzących naturalną barierę warstwy korzeniowej [10]. Wobec istniejących zagrożeń, alternatywą dla produktów uzyskanych z gospodarstw konwencjonalnych stały się, zyskujące coraz większą popularność, produkty rolnictwa ekologicznego, uzyskane bez stosowania sztucznych nawozów mineralnych i pestycydów. Celem badań było porównanie zawartości kadmu i ołowiu w wybranych próbkach zbóż i warzyw pochodzących z gospodarstw rolnych stosujących konwencjonalne i ekologiczne metody uprawy. Materiał i metody Materiał badany pochodzący z upraw konwencjonalnych stanowiły: 6 próbek pszenicy, 4 próbki jęczmienia, 12 próbek marchwi i 8 próbek kapusty. Próbki zbóż pochodziły z Zakładu Doświadczalnego SGGW w Wilanowie znajdującego się w pobliżu trasy szybkiego ruchu, w którym stosowano syntetyczne nawozy mineralne: fosforowe w ilości 70kg/ha (dla jęczmienia) i 90 kg/ha (dla pszenicy), potasowe w ilości 80 kg/ha (dla jęczmienia) i 100 kg/ha JEcolHealth, vol. 17, nr 1, styczeń-marzec 2013 19 (dla pszenicy) oraz azotowe w ilości 60 kg/ha (dla jęczmienia) i 100 kg/ha (dla pszenicy). Próbki warzyw pochodziły z upraw polowych nawożonych saletrą wapniowo-magnezową o zawartości azotu nie mniej niż 7%, wapnia nie mniej niż 6,5% oraz magnezu nie mniej niż 3,5%. Materiał badany z upraw ekologicznych stanowiły: 5 próbek pszenicy, 4 próbki jęczmienia, 10 próbek marchwi i 6 próbek kapusty uzyskanych z 7 gospodarstw rolnych posiadających certyfikaty rolnictwa ekologicznego, stosujących w uprawach tylko środki naturalne: obornik, komposty, nawozy zielone oraz biologiczne środki ochrony roślin. Badane próbki poddano spalaniu w piecu o temperaturze 475°C przez 12 godzin. Po wyjęciu z pieca ostudzony popiół zalewano 20% kwasem solnym i pozostawiono na okres 2 godzin. Następnie materiał przeniesiono do kolb miarowych i uzupełniono wodą redestylowaną do objętości 50 ml. Pomiaru dokonano w aparacie Perkin-Elmer model 1100B. Uzyskany wynik przeliczano na zawartość metali Cd i Pb w 1 kg próbki. Wyniki i dyskusja Wyniki przeprowadzonych analiz wskazały na wysoką średnią zawartość kadmu we wszystkich badanych próbkach zbóż i warzyw pochodzących z upraw konwencjonalnych w porównaniu do zawartości tego metalu w próbkach pochodzących z upraw ekologicznych (rycina 1). kapusty. Wysoki poziom zanieczyszczeń kadmem występował także w badanych próbkach nasion zbóż z uprawy konwencjonalnej. W badanych próbkach warzyw i zbóż z upraw ekologicznych, w których nie stosowano syntetycznych nawozów mineralnych, poziom kadmu był niski i nie przekraczał dopuszczalnego zakresu norm obowiązujących w UE. W tych samych próbkach warzyw i ziaren zbóż oznaczono zawartość ołowiu. W marchwi i w kapuście oraz w ziarnach pszenicy i jęczmienia z upraw konwencjonalnych średni poziom ołowiu przekraczał wielokrotnie średnie poziomy stwierdzone w tych samych surowcach z upraw ekologicznych (rycina 2). Największe stężenie ołowiu występowało w badanych próbkach jęczmienia (1,97 mg/kg z upraw konwencjonalnych i 0,37 mg/kg z upraw ekologicznych). Poziom ołowiu w ziarnach pszenicy uprawianej metodą konwencjonalna przy zastosowaniu wyższych dawek nawozów mineralnych był niższy niż w ziarnach jęczmienia. Przyczynę wysokiej kumulacji ołowiu w ziarnach zbóż może zatem stanowić nie tylko sam sposób nawożenia mineralnego, ale również rodzaj rośliny i usytuowanie terenu upraw. W badanych próbkach marchwi i kapusty pochodzących z upraw ekologicznych usytuowanych w bliskości terenów zabudowanych notowano wyższe poziomy ołowiu. Stwierdzone stężenie ołowiu w warzywach nieznacznie odbiegały od podawanych przez innych autorów [3, 12]. Również inne badania warzyw z upraw konwencjonalnych na terenie Polski wykazały zbliżony poziom zanieczyszczeń omawianymi metalami ciężkimi [4]. Wyższe stężenie metali ciężkich w marchwi niż w kapuście pochodzących z upraw ekologicznych wynika z faktu, że marchew charakteryzuje się intensywnym metabolizmem komórkowym. W uprawach intensywnie nawożonych, przy braku bariery fizjologicznej, pobieranie ołowiu przez rośliny ze środowiska (gleba, powietrze, woda) stwarza wyższe ryzyko jego włączenia w system łańcucha pokarmowego [1]. Rycina 1. Poziom kadmu w badanych próbkach nasion zbóż i warzyw pochodzących z upraw rolnictwa ekologicznego (E) oraz konwencjonalnego (K) Figure 1. The level of cadmium in tested samples of crops and vegetables from organic cultivation € and from conventional cultivation (K) Spośród badanych próbek marchwi z upraw konwencjonalnych aż 72% zawierało ilości kadmu przekraczające poziom 0,03 mg/kg (maksymalne zawartości dopuszczalne w UE). Obserwowany poziom zanieczyszczeń marchwi kadmem był zbliżony do wartości notowanych w Danii [2]. Wysoka zawartość kadmu, zbliżoną do poziomu zanieczyszczeń warzyw w innych krajach europejskich [15], notowano również w pojedynczych wybranych próbkach 20 Rycina 2. Poziom ołowiu w badanych próbkach nasion zbóż i warzyw pochodzących z upraw rolnictwa ekologicznego (E) oraz konwencjonalnego (K) Figure 2. The level of lead in tested samples of crops and vegetables from organic cultivation € and from conventional cultivation (K) JEcolHealth, vol. 17, nr 1, styczeń-marzec 2013 [6] Wnioski Stosowanie zasad rolnictwa ekologicznego w produkcji zbóż i warzyw ogranicza stopień zanieczyszczeń żywności metalami ciężkimi, zagrażającymi zdrowiu człowieka. Wysokie dawki nawozów syntetycznych (zwłaszcza fosforowych) i środków ochrony roślin (zwłaszcza fungicydów) stosowane w rolnictwie konwencjonalnym mogły się przyczynić do zwiększenia zawartości kadmu i ołowiu w glebie oraz jego absorpcji w roślinach. Metale ciężkie, obecne w roślinach spożywanych przez bydło, ulegają kumulacji w tkankach zwierzęcych i stanowią zagrożenie dla człowieka, który je spożywa. LITERATURA [1] [2] [3] [4] [5] [7] [8] [9] [10] [11] Akpan S. B., Udoh E. J., Bassey E. E., Inya-agha C., Udo F. J.: Analysis of Resource Productivity and the Level of Fertilizer Manure Substitution Among Vegetable Farmers in the Southern Region of Nigeria. Mediterranean Journal of Social Sciences. 2012; 3 (2): 35-46. Andersen O., Nielsen I. B., Nordberg G. F.: Nutritional interactions in intestinal cadmium uptake-possibilities for risk reduction. Biometals. 2004; 17, 5: 543-547. Berg T., Licht D.: International legislation on trace elements as contaminants in food: a review. Food Addit. Contain. 2002; 19: 916-927. Bosiacki M.: The lead and cadmium content in edible parts of vegetables sold in the area of city of Poznań. Rocz. AR Pozn. 2007; CCCLXXXIII, Ogrodn. 41: 427-432. Carvalho F. P.: Agriculture, pesticides, food security and food safety, Enviromental Science and Policy. 2006; 9: 685-692. [12] [13] [14] [15] Godt J., Scheidig F., Grosse-Siestrup C., Esche V., Brandenburg P., Reich A., Groneberg D. A.: The toxicity of cadmium and resulting hazards for human health. Journal of Occupational Medicine and Toxicology. 2006; 1:22. Hellstrom L., Elinder C.G., Dahlberg B., Lundberg M., Jarup L.,Persson B.: Cadmium and end-stage renal disease. Am J Kidney Dis. 2001; 38: 1001-1008. IPCS (International Programme On Chemical Safety). Cadmium. Environmental Health Criteria 134. Geneva, World Health Organization. Available: http://www.inchem.org/ documents/ehc/ ehc/ehc,134, htm, 2004. Johnson M.D., Kenney N., Stoica A., Hilakivi-Clarke L., Singh B., Chepko G.: Cadmium mimics the in rive effects of estrogen in the uterus and mammary gland. Nat. Med. 2003; 9: 1081-1084. Liang J., Chen C., Song X., Han Y., Liang Z.: Assessment of heavy metal pollution in soil and plants from dunhua sewage irrigation area. International Journal of Electrochemical Science. 2011; 6: 5314 – 5324. Lyon T.D., Patriarca M., Howatson G., Fleming P.J., Blair P.S., F Ell G.S.: Age dependence of potentially toxic elements (Sb, Cd, Pb, AB) in human liver tissue from paediatric subjects. J. Environ. Monit. 2002; 4: 1034-1039. Nasreddine L., Parent-Massin D.: Food contamination by metals and pesticides in the European Union. Should we worry? Toxicol. Lett. 2002; 127: 29-41. Ramadan M. A. E., Al-Ashkar E. A.: The Effect of Different Fertilizers on the Heavy Metals in Soil and Tomato Plant. Australian Journa of Basic and Applied Sciences. 2006; 1 (3): 300 -306. Smirjakowa S., Ondrasevicova O., Kaskova A., Lakticova K.: The effect of cadmium and lead pollution on human and animal health. Folia Veterinaria. 2005; 49, 3, Supplementum: 531-532. Tahronen R., Kumpulainen J.: Lead and cadmium in some barries and vegetables on the Finnish market in 1991-1993. Food Addit. Contam. 1995; 12, 2: 263-279. JAROSŁAW PASEK1, TOMASZ PASEK2, ALEKSANDER SIEROŃ1 1 Katedra i Oddział Kliniczny Chorób Wewnętrznych, Angiologii i Medycyny Fizykalnej oraz Ośrodek Diagnostyki i Terapii Laserowej w Bytomiu Śląskiego Uniwersytetu Medycznego w Katowicach 2 Oddział Rehabilitacji Neurologicznej Wojewódzkiego Szpitala Specjalistycznego nr 5 im św. Barbary w Sosnowcu, Pl. Medyków 1 Stałe pola magnetyczne w medycynie – aktualny stan wiedzy Static magnetic fields in medicine – the current state of knowledge Streszczenie: W ostatnich latach pojawia się coraz więcej publikacji naukowych dotyczących wykorzystania stałych pól magnetycznych w medycynie. Prowadzi się również wieloośrodkowe badania mające na celu określenie ich efektywności oraz bezpieczeństwa stosowania. Czynnikiem aktywnym tej metody jest pole magnetyczne, dlatego też najważniejszą kwestią jest określenie wpływu stałych pól magnetycznych na organizm żywy, w szczególności organizm człowieka. W pracy podjęto próbę usystematyzowania aktualnej wiedzy dotyczącej tej formy terapii w ramach prowadzonych zabiegów z zakresu medycyny fizykalnej. JEcolHealth, vol. 17, nr 1, styczeń-marzec 2013 21