możliwości wykorzystania porostów do oceny zanieczyszczenia

MOŻLIWOŚCI WYKORZYSTANIA POROSTÓW DO OCENY ZANIECZYSZCZENIA
TERENÓW KOLEJOWYCH – ZAŁOŻENIA METODYCZNE, WSTĘPNE WYNIKI
Marek Jóźwiak*, Małgorzata Anna Jóźwiak*, Wiesław Fałtynowicz**, Rafał Kozłowski*
Jóźwiak M., Jóźwiak M.A., Fałtynowicz W., Kozłowski R., 2013: Możliwości wykorzystania porostów do
oceny zanieczyszczenia terenów kolejowych – założenia metodyczne, wstępne wyniki (The possibility of using
lichens to railway land pollution – methodological assumptions, preliminary results), Monitoring Środowiska
Przyrodniczego, Vol. 14, s. 45–53.
Zarys treści: Funkcjonowanie transportu kolejowego w sposób istotny i niekorzystny wpływa na stan środowiska
naturalnego. Wśród wielu pojawiających się na terenach kolejowych zanieczyszczeń zdecydowanie na pierwsze
miejsce wysuwają się metale ciężkie (Pb, Cd, Zn). Zarówno pojawiające się zanieczyszczenia, jak i inne czynniki
siedliskowe powodują wyjątkowo trudne warunki bytowania nie tylko roślin naczyniowych, ale także tak pionierskich organizmów jak porosty. W niniejszym opracowaniu przedstawiono wyniki badań przeprowadzonych na
terenach kolejowych centralnej i południowo-wschodniej Polski.
Słowa klucze: zanieczyszczenie terenów kolejowych, bioindykacja, porosty, gleba.
Key words: railway land pollution, bioindication, lichens, soil.
* Marek Jóźwiak, Małgorzata Anna Jóźwiak, Rafał Kozłowski, Uniwersytet Jana Kochanowskiego, Katedra
Ochrony i Kształtowania Środowiska, ul. Świętokrzyska 15 bud.G, 25-406 Kielce, [email protected]
** Wiesław Fałtynowicz Uniwersytet Wrocławski, Katedra Bioróżnorodności i Ochrony Szaty Roślinnej, ul. Kanonia 6/8, 50-328 Wrocław
1. Wprowadzenie
Transport kolejowy jest obok drogowego jednym
z głównych środków transportu na świecie. W Polsce
funkcjonuje od 160 lat i do roku 1990 był głównym
środkiem transportu. Długość linii kolejowej w Polsce
zmieniała się od 13 760 km w roku 1930 do 19 400 km
w roku 2010. Najwięcej linii kolejowych było
w roku 1990 – 26 230 km. Powszechnie uważa się, że
oddziaływanie transportu kolejowego na środowisko
przyrodnicze jest niewielkie. Taki pogląd wynika
z faktu, że w literaturze niewiele miejsca poświęcono
temu problemowi. Dopiero badania Tikka i in. (2001),
Wittinga (2002), Laceya i Cole’a (2003), Moreta
i in. (2007), Liu i in. (2009), a w Polsce Malawskiej
i Wiłkomirskiego (1999, 2001), Wiłkomirskiego
(2011), Jóźwiaka i in. (2012), Jóźwiakowej i in.
(2012) zwróciły uwagę na duże zanieczyszczenia
środowiska przyrodniczego na terenach kolejowych,
a w niektórych przypadkach, jak na przykład na
obszarze węzłów kolejowych wręcz na jego dewastację.
Funkcjonowanie transportu kolejowego w sposób
istotny wpływa na stan środowiska naturalnego.
Specyfika taboru i infrastruktury kolejowej powoduje
45
Badania zostały przeprowadzone w ramach projektu
finansowanego przez Narodowe Centrum Nauki nr NN
305 061839 w latach 2010–2013 i obejmowały tereny
kolejowe południowo-wschodniej i centralnej Polski
(ryc. 1).
Powierzchnie badawcze zostały wytypowane na podstawie danych uzyskanych w Regionalnych Dyrekcjach
Spółki Polskie Linie Kolejowe. Uzyskane informacje na
temat intensywności i rodzaju przewozów oraz w czasie
wizji lokalnych dokonanych bezpośrednio w terenie po-
Miedzynarodowe linie kolejowe AGC i AGTC
Planowana sieć kolei dużych prędkości
zachodniopomorskie
Szczecin
Trakiszki
Olsztyn
Kuźnica
podlaskie
Bydgoszcz
mazowieckie
Siemianówka
5
E-7 5
-7
CE
E-5
9
Kostrzyn
Nad Odrą
Czeremcha
Poznań
E-20
CE-20
Kunowice
E-20
CE-20
CE-20
Góra
9/1
C-5
dolnośląskie
Wrocław
ka
baw
ów
opolskie
zy
Hrubieszów
śląskie
Katowice
CE-59
E-59
C-59
e
pki
ału owic
Ch
rzyd
Zeb
szyn
Cie
projektowane przedłużenie Centralnej Magistrali Kolejowej
główne międzynarodowe linie kolejowe (AGC)
i ważne międzynarodowe linie transportu kombinowanego (AGTC)
wariant przebiegu AGC i AGTC
Dorohusk
Kielce
Kraków
Linia "Y" Warszawa - Poznań/Wrocław
budowa w latach 2014-2020, V=350 km/h
linia wspomagająca "Y", przeznaczona do modernizacji
Centralna Magistrala Kolejowa, dostosowana
w przyszłości do prędkości V≥250 km/h
Opracowanie:
PKP Polskie Linie Kolejowe S. A.
Biuro Nieruchomości i Geodezji Kolejowej
03-734 Warszawa, ul. Targowa 74
http://www.plk-sa.pl
Lublin
świętokrzyskie
oła
ch
Głu
e
lesi
dzy
Mię
8
Opole
rosz
Mie
5/3
Lu
C-6
wybrane
stacje kolejowe
przejścia graniczne
linie kolejowe
granice województw
granica państwa
C-59/2
wybrane miasta
E
E-3-59
0
lubelskie
C-2
E-65
CE-65
CE-65
9
LEGENDA
Łódź
łódzkie
-5
Rzeszów
małopolskie
CE-65
E-65
Hrebenne
Werchrata
E-30
CE-30
E-30
C-30/1
CE-30
Medyka
podkarpackie
C-30/1
CE
E-30
CE-30
3
CE-30
E-30
Zgorzelec
C-59/1
Zawidów
Łódź
C-6
C-30
Węgliniec
Terespol
E-20
CE-20
wielkopolskie
Zielona
lubuskie
Zasieki
Warszawa
C-6
5/1
Gubin
Zubki
Białystok
Toruń
Gorzów
Wielkopolski
Malhowice
Krościenko
oń
ard
Zw
na
szy
Mu
ów
pk
Łu
Dane wykorzystane do opracowania mapy pochodzą z baz danych opracowanych w Biurze Nieruchomości i Geodezji Kolejowej.
Państwowy Układ Współrzędnych Geodezyjnych 1992
Druk i rozpowszechnianie: Biuro Nieruchomości i Geodezji Kolejowej PKP Polskie Linie Kolejowe S.A. Do użytku wewnętrznego.
Copyright © 2009-2011 PKP Polskie Linie Kolejowe S. A.
0
25
50
km
100
Ryc. 1. Mapa linii kolejowych w Polsce
Fig. 1. Map of railway lines in Poland
zwoliły na wybranie powierzchni do przeprowadzenia
szczegółowych badań terenowych. Wytypowano odcinki linii kolejowych: głównych, drugorzędnych i wąskotorowych oraz wyłączonych z eksploatacji. Łącznie
do badań przyjęto trzy odcinki na stacjach węzłowych
o bardzo dużym nasileniu ruchu kolejowego, trzy odcinki o ograniczonym ruchu pociągów, jeden odcinek
kolei wąskotorowej oraz jeden na linii kolejowej, która
od 21 lat jest wyłączona z ruchu . Na każdej powierzchni założono badanie obszaru o powierzchni 550 m2, na
którą składały się stanowiska ograniczone szerokością
podkładów kolejowych oraz stanowiska poza torowiskiem w odległości 5 i 10 m (ryc. 2).
4
3
5m
5
10 m
46
CEE-65
-6
5
kujawsko-pomorskie
2
Ryc. 2. Położenie punktów poboru porostów i próbek gleby
Fig. 2. Location of sampling points lichens and soil samples
5
E-7-75
CE
warmińsko-mazurskie
Szczecin
Gumieńce
3m
1
Skandawa
Gdańsk
CE-65
E-59
CE-59
pomorskie
C-65/2
2. Metodyka badań
MAPA LINII KOLEJOWYCH W POLSCE
Braniewo
9
-5 0
CEE-3
C
typowe dla kolei zanieczyszczenia – przede wszystkim
– gruntów, które mogą pojawiać się w związku
z: przenikaniem substancji impregnujących podkłady,
wyciekiem substancji związanych z ruchem taboru
(oleje smarne, ciecze kondensatorowe), zużywaniem
wierzchniej warstwy przewodów trakcyjnych, szyn,
elementów karoserii taboru, okładzin klocków
hamulcowych, przewozem towarów, a w szczególności
rud metali, paliw, olejów mineralnych, chemikaliów,
przeładunkiem i magazynowaniem towarów, a także
stosowaniem herbicydów. Zarówno pojawiające
się zanieczyszczenia, jak i inne czynniki (struktura
podłoża, zmiana chemizmu środowiska glebowego,
przesuszenie i nadmierne nasłonecznienie, niszczące
działanie mechaniczne przejeżdżających pociągów
oraz herbicydy) powodują wyjątkowo trudne warunki
bytowania nie tylko roślin naczyniowych, ale także tak
pionierskich organizmów jak porosty.
Celem badań było opracowanie i przetestowanie
metod badawczych, które pozwolą na ocenę stanu
środowiska przyrodniczego terenów kolejowych.
6
Pozyskany materiał biologiczny dokumentowano
bezpośrednio w terenie i przewożono do Laboratorium
Badań Środowiska Katedry Ochrony i Kształtowania
Środowiska oraz Katedry Bioróżnorodności i Ochrony
Szaty Roślinnej do oznaczenia taksonów. W zależności
od ilości pozyskanych porostów w materiale dokonywano oznaczeń zawartości metali ciężkich z wykorzystaniem spektrometru TOF-ICP-MS OptiMass 9500. Dodatkowo zebrane porosty poddano analizie chemicznej
z wykorzystaniem mikroanalizatora typu EDAX (fluorescencyjny spektrofotometr rentgenowski z dyspersją
energii) i cyfrowym zapisem obrazu zamontowanego
w skaningowym mikroskopie elektronowym Quanta
250.
W wytypowanych punktach (ryc. 2) pobierano także próbki materiału mineralnego, który wstępnie przesiewano bezpośrednio w terenie (fot. 1).
3. Wyniki
Występowanie bioty porostowej na badanych obszarach terenów kolejowych południowo-wschodniej
i centralnej Polski zależała od intensywności ruchu pociągów oraz od odległości od torowiska. Stwierdzono
44 taksony porostów, głównie epilitycznych i epigeicznych (tab. 1).
Występowały one zarówno na materiale mineralnym
bezwapiennym, jak i zawierającym węglan wapnia.
Należy podkreślić, że uwarunkowania środowiskowe
(duże zapylenie) ujednolicały warunki ekologiczne na
obu typach podłoża skalnego i na podłożu glebowym.
Na powierzchniach badawczych 34% taksonów występowało w obszarze międzyszynia i 66% w odległości
od 5 do 10 m od torowiska. Na powierzchniach o intensywnym ruchu pociągów stwierdzono 16% taksonów
porostów występujących między szynami i 84% na
obszarze poza torowiskiem, natomiast na powierzchni
użytkowanej sporadycznie 21% stanowiły porosty występujące między szynami, a 78% to porosty występujące poza szynami.
4. Metale ciężkie w plechach porostów i w podłożu
W transplantowanych porostach oznaczono trzy
podstawowe, z punktu widzenia ich oddziaływania toksycznego, metale ciężkie. Były to ołów, kadm i cynk.
Fot. 1. Przesiewanie materiału mineralnego
Photo 1. Sieving mineral material
Tak przygotowany materiał dokumentowano i przewożono do Katedry Ochrony i Kształtowania Środowiska UJK w Kielcach, gdzie we frakcji ziemistej oznaczano podstawowe parametry (skład granulometryczny,
pH, kwasowość hydrolityczna, kwasowość wymienna,
CaCO3) metodami przyjętymi w gleboznawstwie. Metale ciężkie w materiale glebowym po uprzednim zmineralizowaniu w mineralizatorze mikrofalowym Multiwave™ 3000 Anton Paar oznaczano z wykorzystaniem
spektrometru TOF-ICP-MS OptiMass 9500.
Wyniki opracowano wykorzystując program Statistica wersja 10.0.
Pb – ołów
Średnie stężenie ołowiu w plechach porostów zebranych na powierzchniach badawczych wynosiło
11,85 mg•kg-1s.m., wahaniami od 7,97 mg•kg-1s.m. do
14,25 mg•kg-1s.m.
Stężenie ołowiu w podłożu było zróżnicowane
w zależności od obszaru badań i miejsca poboru próbki.
Najwyższe średnie stężenie stwierdzono na powierzchni
w Stąporkowie (122,12 mg•kg-1s.m.), z maksimum
415,24 mg•kg-1s.m. i minimum 7,03 mg•kg-1s.m.
i w Grabowie n. Prosną (113,86 mg•kg-1s.m.), z maksimum 401,07 mg•kg-1s.m. i minimum 0,99 mg•kg-1s.m.),
najniższe średnie stężenie Pb zanotowano w Skarżysku-Kamiennej (16,04 mg•kg-1s.m.) z maksimum 58,05
mg•kg-1s.m. i minimum 5,56 mg•kg-1s.m. (ryc. 3).
47
Tab. 1. Wykaz gatunków porostów stwierdzonych na powierzchniach badawczych
Tab. 1. List of lichens species found on the research surface
Gatunki
Species
Acarospora heppii (Naeg. In Hepp) Naeg. in Körb. Nitr.
Acarospora moenium (Vain.) Räsänen
A. umbilicata Bagl. – nitr.
A. veronensis A. Massal. – nitr.
Buellia stigmatea Körb. – nitr.
Caloplaca citrina (Hoffm.) Th. Fr. s.l. – nitr.
Caloplaca decipiens (Arnold) Blomb. & Forss. – nitr.
Caloplaca holocarpa (Hoffm.) A. E. Wade – nitr.
Caloplaca cfr lactea (A. Massal.) Zahlbr.
Caloplaca cfr. ruderum (Malbr.) Laundon – nitr.
Caloplaca saxicola (Hoffm.) Nordin – nitr.
Candelariella aurella (Hoffm.) Zahlbr. – nitr.
Candelariella vitellina (Hoffm.) Müll. Arg. – nitr.
Cladonia cariosa (Ach.) Spreng.
Cladonia chlorophaea (Flörke ex Sommerf.) Spreng. s.l.
Cladonia coniocraea auct.
Cladonia fimbriata (L.) Fr.
Cladonia furcata (Huds.) Schrad.
Cladonia pyxidata (L.) Hoffm.
Cladonia subulata (L.) Weber in F.H. Wigg.
Hypogymnia physodes (L.) Nyl.
Lecania sp.
Lecanora albescens (Hoffm.) Flörke – nitr.
Lecanora crenulata Hook. – nitr.
Lecanora dispersa (Pers.) Sommerf. – nitr.
Lecanora muralis (Schreb.) Rabenh. – nitr.
Lecanora polytropa (Ehrh. ex Hoffm.) Rabenh.
Lecidella stigmatea (Ach.) Hertel & Leuckert – nitr.
Peltigera didactyla (With.) J.R. Laundon
Peltigera rufescens (Weiss) Humb.
Phaeophyscia nigricans (Flörke) Moberg – nitr.
Phaeophyscia orbicularis (Neck.) Moberg – nitr.
Physcia adscendens (Fr.) H. Olivier – nitr.
Physcia caesia (Hoffm.) Fürnrohr – nitr.
Physcia tenella (Scop.) DC. in Lam. & DC. – nitr.
Placynthiella uliginosa (Schrad.) Coppins & P. James
Porpidia sp.
Sarcogyne regularis Körb.
Scoliciosporum chlorococcum (Graeve ex Stenh.) Vĕzda
Staurothele cfr. ambrosiana (A. Massal.) Zschacke
Trapelia coarctata (Sm.) Choisy in Werner
Verrucaria nigrescens Pers. – nitr.
Verrucaria sp.
Xanthoria elegans (Link.) Th. Fr. – nitr.
48
Miejsce występowania Place of occurrence
Między szynami
Poza szynami
Beatween the railway track
Outside the railway track
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
Ryc. 3. Zanieczyszczenie gleb ołowiem na badanym obszarze
Objaśnienia: A – średnia, B – odchylenie standardowe, C – min.
i max.
Fig. 3. Soil contamination with lead in the study area
Explanations: A – mean, B – standard deviation, C – min., max.
Ryc. 4. Zanieczyszczenie gleb kadmem na badanym obszarze
Objaśnienia: A – średnia, B – odchylenie standardowe, C –
min. i max.
Fig. 4. Soil contamination with cadmium in the study area
Explanations: A – mean, B – standard deviation, C – min., max.
Cd – kadm
Fizjologiczny efekt nadmiaru Cd w plechach porostu związany jest z obniżeniem wydajności procesu
respiracji i fotosyntezy. Przy wysokiej zawartości tego
metalu fotosynteza może ulec całkowitemu zahamowaniu. Kadm zaburza transpirację i przemiany związków
azotowych, wpływa na przepuszczalność błon komórkowych i strukturę DNA (González 2005). Zmieniając
metabolizm pierwiastków fizjologicznie aktywnych
(Zn, Cu, Fe, Mg, Ca, Se) na drodze interakcji, powoduje zaburzenia morfologii i czynności życiowych.
Zaobserwowano, że przenikając do komórek w postaci jonowej, tworzy wiązania kowalencyjne i jonowe
z atomami siarki, wodoru i tlenu (Królak 2000).
Średnie stężenie kadmu w plechach porostów zebranych na powierzchniach badawczych wynosiło 0,55
mg•kg-1s.m., wahaniami od 0,40 mg•kg-1s.m. do 0,75
mg•kg-1s.m.
W podłożu stężenie kadmu było również uzależnione od obszaru badań i miejsca poboru próbki. Najwyższe średnie stężenie stwierdzono na powierzchni
w Stąporkowie (1,57 mg•kg-1s.m.), z maksimum 5,70
mg•kg-1s.m. i minimum 0,09 mg•kg-1s.m., najniższe
średnie stężenie Cd zanotowano w Zduńskiej Woli
(0,21 mg•kg-1s.m.) z maksimum 0,47 mg•kg-1s.m.
i minimum 0,07 mg•kg-1s.m. (ryc. 4).
Zn – cynk
Nadmiar cynku powoduje osłabienie fotosyntezy
i respiracji aż do całkowitej inhibicji oraz zaburzenie wiązania azotu. Pod wpływem tego metalu następuje także
uszkodzenie przepuszczalności błon komórkowych, które
objawia się wypływem jonów potasu z wnętrza komórek
(Loppi i in., 1998; Wiessman i in., 2005). Średnie stężenie
cynku w plechach porostów wynosiło 73,69 mg•kg-1s.m.,
z wahaniami od 33,37 mg•kg-1s.m. do 96,01 mg• kg-1s.m.
Najwyższe stężenie cynku w podłożu stwierdzono w Stąporkowie (267,01 mg•kg-1s.m). Wartości
minimalne wynosiły 14,08 mg•kg-1s.m, maksymalne
768,91 mg•kg-1s.m. (ryc. 5).
Ryc. 5. Zanieczyszczenie gleb cynkiem na badanym obszarze
Objaśnienia: A – średnia, B – odchylenie standardowe, C – min.
i max.
Fig. 5. Soil contamination with zinc in the study area
Explanations: A – mean, B – standard deviation, C – min., max.
49
Przyjęta metodyka badania podłoża terenów kolejowych pozwoliła na określenie wielkości zanieczyszczenia metalami ciężkimi w zależności od miejsca poboru próbki. Wyniki zamieszczono w tabeli 2.
Analiza uzyskanych wyników pozwala na stwierdzenie, że najbardziej zanieczyszczone badanymi metalami ciężkimi jest podłoże w obrębie szyn (ryc. 6–8).
W punktach odległych od torów o 5 i 10 m od torów nie
wykazano prawidłowości.
Ryc. 6. Zanieczyszczenie gleb ołowiem w zależności od odległości od toru
Objaśnienia: A – średnia, B – odchylenie standardowe, C – min.
i max.
Fig. 6. Soil contamination with lea, depending on the distance
from the truck
Explanations: A – mean, B – standard deviation, C – min., max.
Ryc. 7. Zanieczyszczenie gleb kadmem w zależności od odległości od toru
Objaśnienia: A – średnia, B – odchylenie standardowe, C – min.
i max.
Fig. 7. Soil contamination with cadmium, depending on the distance from the truck
Explanations: A – mean, B – standard deviation, C – min., max.
Tab. 2. Stężenie metali ciężkich w podłożu
Tab. 2. Concentration of heavy metals in the soil
Obszar badań
Study of area
Miejsce poboru próbki
Place of sumpling
Pb
Staporków
międzyszynie
5m
10 m
międzyszynie
5m
10 m
międzyszynie
5m
10 m
międzyszynie
5m
10 m
międzyszynie
5m
10 m
międzyszynie
5m
10 m
196,99
48,99
7,19
11,43
22,17
11,52
70,81
bd
143,27
299,35
21,12
70,81
192,26
13,56
9,71
53,05
63,39
77,5
Skarżysko-Kam.
Barcza
Grabów n. Prosną
Florentyna
Zduńska Wola
50
Metale ciężkie Heavy metals
Cd
mg•kg-1s.m.
2,47
0,76
0,12
0,33
0,45
0,37
0,95
bd
1,55
0,74
0,14
0,95
0,59
0,05
0,02
0,25
0,22
0,17
Zn
412,47
114,19
27,18
36,82
117,97
98,03
158,42
bd
229,09
205,81
36,48
158,42
177,22
33,59
13,15
194,37
166,51
78,01
W celu określenia poziomów istotności statystycznej między oznaczanymi parametrami zebrane dane
poddano opracowaniu statystycznemu przy użyciu testu nieparametrycznego U Manna-Whitneya. Stwierdzono, że różnice w stężeniu Pb, Cd i Zn zanotowane
w obszarach o dużej intensywności transportu kolejowego (Skarżysko-Kamienna, Zduńska Wola)
w stosunku do obszarów o mniejszym nasileniu ruchu
(Stąporków, Barcza, Florentyna) są istotne statystycznie (poziom ufności p < 0,05). Natomiast w stosunku
do obszarów w ogóle wyłączonych z ruchu pociągów
(Grabów) wielkości stężenia badanych metali ciężkich
nie są istotne statystycznie (tab. 3).
Ryc. 8. Zanieczyszczenie gleb cynkiem w zależności od odległości od toru. Objaśnienia: A – średnia, B – odchylenie standardowe, C – min. i max.
Fig. 8. Soil contamination with zinc, depending on the distance
from the truck. Explanations: A – mean, B – standard deviation,
C – min., max.
Tab. 3. Wyniki testu U Manna-Whitney dla obszaru badań
Tab. 3. Results of the U Manna-Whitney test for research area
Metale ciężkie
Heavy metals
Pb
Cd
Zn
Pb
Cd
Zn
Pb
Cd
Zn
Pb
Cd
Zn
Pb
Cd
Zn
Pb
Cd
Zn
Pb
Cd
Zn
Sum.rang
Grabów
Florentyna
202,0
464,0
253,0
413,0
198,0
468,0
Barcza
Grabów
68,0
68,0
87,0
49,0
74,0
62,0
Stąporków
Grabów
127,0
83,0
147,0
63,0
139,0
71,0
Zduńska Wola
Barcza
577,0
458,0
537,0
498,0
593,0
442,0
Zduńska Wola
Stąporków
248,0
187,0
198,0
237,0
248,0
187,0
Skarżysko-Kam.
Grabów
154,0
122,0
181,0
95,0
172,0
104,0
Skarżysko-Kam.
Stąporków
131,0
194,0
139,0
186,0
143,0
182,0
p
0,2010
0,0017
0,2574
p
0,3971
0,0043
0,1384
p
0,4033
0,0185
0,0806
p
0,0002
0,0045
0,0000
p
0,3339
0,0013
0,3339
p
0,3951
0,4310
0,8255
p
0,0057
0,0200
0,0351
Sum.rang
Barcza
Florentyna
194,0
401,0
215,0
380,0
203,0
392,0
Stąporków
Florentyna
305,0
436,0
351,0
390,0
321,0
420,0
Stąporków
Barcza
99,0
72,0
101,0
70,0
106,0
65,0
Zduńska Wola
Grabów
258,0
120,0
235,0
143,0
278,0
100,0
Skarżysko-Kam.
Florentyna
342,0
519,0
440,0
421,0
389,0
472,0
Skarżysko-Kam.
Barcza
105,0
126,0
108,0
123,0
122,0
109,0
Skarżysko-Kam. Zduńska Wola
128,0
400,0
292,0
236,0
177,0
351,0
p
0,0025
0,0001
0,0007
p
0,0038
0,0000
0,0006
p
0,6507
0,7859
0,9278
p
0,7773
0,3961
0,1897
p
0,1916
0,0001
0,0094
p
0,0003
0,0007
0,0188
p
0,0001
0,0216
0,0421
51
5. Zakończenie
6. Literatura
Biota porostów torowisk kolejowych kształtuje się
pod wpływem uwarunkowań siedliskowych, które ulegają wyraźnej zmianie w zależności od intensywności
użytkowania torowiska. Bardzo duży wpływ na zróżnicowanie występowania porostów ma stosowanie herbicydów. Pod ich wpływem następuje ograniczenie lub
w ogóle eliminacja występowania porostów. W przypadku ustąpienia tego czynnika (torowisko nieczynne,
zaniechanie stosowania środków chwastobójczych)
następuje ponowne zasiedlanie obszaru przez gatunki
porostów.
Porosty w niewielkiej liczebności występowały zarówno w międzyszyniu, jak i na obszarze oddalonym
od szyn o 5 i 10 m. Były to przede wszystkim porosty
epilityczne występujące na kamieniach bezwapiennych
i zawierających węglan wapnia oraz porosty epigeiczne
występujące na podłożu glebowym. Należy podkreślić,
że warunki zewnętrzne (duże zapylenie) ujednolicały
warunki ekologiczne na obu typach podłoża skalnego,
jak i na podłożu glebowym. Na powierzchni o intensywnym ruchu pociągów stwierdzono 21% taksonów
porostów występujących między szynami i 84% na
obszarze poza torowiskiem, natomiast na powierzchni
użytkowanej sporadycznie 16% stanowiły porosty występujące między szynami, a 28% to porosty występujące poza szynami.
Wśród wielu pojawiających się na terenach kolejowych zanieczyszczeń zdecydowanie na pierwsze miejsce wysuwają się metale ciężkie (Pb, Cd, Zn). Zarówno
pojawiające się zanieczyszczenia, jak i inne czynniki
(struktura podłoża, zmiana chemizmu środowiska glebowego, przesuszenie i nadmierne nasłonecznienie,
niszczące działanie mechaniczne przejeżdżających pociągów oraz herbicydy) powodują wyjątkowo trudne
warunki bytowania nie tylko roślin naczyniowych, ale
także tak pionierskich organizmów jak porosty.
González C.M., Pignataand M. L., Orellana L.,
2003: Applications of redundancy analysis for the
detection of chemical response patterns to air pollution in lichen. The Science of Total Environment,
312 (1-3): 245–259.
Jóźwiak M., Jóźwiak M.A., Kozłowski R., 2012: The
use of lichens as bio-indicators of pollution of railway land in SW Poland. Intertntional Conference
ECOpole’12, Zakopane, 10–13.10.2012.
Jóźwiak M.A., Fałtynowicz W., Jóźwiak M., Kozłowski R., Wiłkomirski B., 2012: Lichens group in the area of railway juction Skarżysko-Kam.
(Southern Poland). Interntional Conference „Landscape and tourism in a sustainable development”,
Poland, Kielce-Sobków, 5–7 June 2012.
Królak E., 2000: Heavy metals falling dust in Eastern
Mazowieckie province. Polish Journal of Environ.
Studies, 9 (6): 517–522.
Lacey R. F., Cole J. A., 2003: Estimating water pollution risks arising from road and railway accidents.
Quarterly Journal of Engineering Geology and Hydrogeology, 36(2): 185–192.
Liu H., Chen L., Ai Y., Yang X., Yu Y., Zuo Y., Fu G.,
2009: Heavy metal contamination in soil alongside
mountain railway in Sichuan, China. Environmental Monitoring Assessment, 152: 25–33.
Loppi S., Putorti E., Signorini Ch., Fommei S., Pirintsos S.A., de Dominicis V., 1998: A retrospective study using epiphytic lichens as biomonitors of
air quality: 1980 and 1996 (Tuscany, central Italy).
Acta Oecol., 19(4): 405–408.
Malawska M., Wiłkomirski B., 1999: An analysis of
polychlorinated biphenyls (PCBs) content in soil
and plant leaves (Taraxacum officinale) in the area
of the railway junction Iława Główna. Toxicological and environmental chemistry, 70: 509–515.
http://dx.doi.org/10.1080/02772249909358773.
Malawska M., Wiłkomirski B., 2001: An analysis of
soil and plant (Taraxacum officinale) contamination with heavy metals and polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in the area of the railway junction Iława Główna, Poland. Water, Air and Soil
Pollution, 127: 339–349.
Moret S., Purcaro G., Conte L. S., 2007: Polycyclic
aromatic hydrocarbon (PAH) content of soil and
olives collected in areas contaminated with creosote released from old railway ties. Science of the
Total Environment, 386: 1–8.
Tikka, P.M., Högmander, H., Koski, P.S., 2001: Road
and railway verges serve as dispersal corridors for
Podziękowanie
Badania były finansowane przez Narodowe Centrum
Nauki w ramach projektu Nr NN 305 061839 realizowanego w latach 2010–2013
Acknowledgements
Investigations were sponsored by National Science
Centre No NN 305 061839 in the year 2010–2013
52
grassland plants. Landscape ecology, 16: 659–666.
http://dx.doi.org/10.1023/A:1013120529382.
Weissman L., Garty J., Hochman A., 2005: Rehydration of the lichen Ramalina lacera results in production of reactive oxygen species, nitric oxide and
a decrease in antioxidants. Applied and Environmental Microbiology, 71: 2121–2129.
Wiłkomirski B., Sudnik-Wójcikowska B., Galera
H., Wierzbicka M., Malawska M., 2011: Railway
transportation as a serious source of organic and
inorganic pollution. Water, Air and Soil Pollution,
218: 333-345. http://dx.doi.org/10.1007/s11270010-0645-0.
Wittig R., 2002: Ferns in a new role as a frequent
constituent of railway flora in Central Europe. Flora, 197: 341-350. http://dx.doi.org/10.1078/03672530-00050.
THE POSSIBILITY OF USING LICHENS
TO RAILWAY LAND POLLUTION
– METHODOLOGICAL ASSUMPTIONS,
PRELIMINARY RESULTS
Summary
The functioning of rail transport in a significant and
adverse impact on the environment. The specificity of
the rolling stock and railway infrastructure, in turn,
causes the typical pollution – above all – land which
may arise in connection with: penetration of substances
impregnating sleepers, leakage of substances associated
with the movement of rolling stock (lubricating oils,
liquids condenser), wear the top layer of railway, rails,
rolling stock body parts, brake pad linings, carriage
of goods, especially metal ores, fuels, mineral oils,
chemicals, handling and storage of goods, and the use
of herbicides.
Among the many emerging contaminants in the areas
of railway in the first place definitely stand out heavy
metals (Pb, Cd, Zn). Both emerging pollutants and
other factors (structure of the substrate, changing the
chemistry of the soil environment, drying and excessive
sun exposure, the devastating effects of passing trains,
mechanical and herbicides) cause extremely difficult
conditions of life not only of vascular plants, but also
a pioneer organisms such as lichens.
53