Oblastný výskumný ústav agroekológie Michalovce

ul. Špitálska 1273
071 01 Michalovce

e-mail: ovua@minet.sk
 
 


OBSAH PCB LÁTOK V KORENI MRKVY OBYČAJNEJ
(Daucus carota, subsp. sativus Hoffm.) VO VZŤAHU K VYBRANÝM FAKTOROM

ABSTRAKT

V práci uvádzame výsledky získané z monitorovania a zhodnotenia obsahu vybraných kongenérov PCB v koreňoch mrkvy obyčajnej, ako aj v príslušnej pôde na ktorej sa mrkva pestovala a vybrané chemické vlastnosti tejto pôdy. Sledovania sme uskutočnili v priebehu rokov 1998-2000. Sledované kongenéry boli detekované takmer na všetkých lokalitách a to tak v pôde ako aj v rastlinnom materiáli.

Nami namerané absolútne minimum v pôdnych vzorkách bolo 0,077 µ.kg-1 pri kongenéri 28 a maximálnu hodnotu sme zistili na úrovni 53,350 µg.kg-1pri kongenéri 180. Priemerná suma kongenérov dosiahla hodnotu 17,920 µg.kg-1.

Variačné rozpätie obsahu sledovaných kongenérov PCB v koreni mrkvy sa pohybovalo od nenasýtenia limitu kvantifikácie až po maximálnu hodnotu 10,610 µg.kg-1pre kongenér 153. Priemerné obsahy boli podľa jednotlivých kongenérov výrazne diferencované. Nami zistená priemerná suma kongenérov bola na úrovni 5,391 µg.kg-1.

Zaujímavým je naše zistenie, podľa ktorého sa vo väčšine prípadov kvantifikoval vyšší obsah daného kongenéru v koreni mrkvy v porovnaní s príslušným pôdnym obsahom. Pri kongenéri 28 to bol 1,19 násobok, pri kong.52 – 1,12, pri kong. 101 – 1,26 násobok, pri kong. 138 – 3,07 násobok, pri kong. 153 – 0,87 násobok a pre kongenér 180 – 0,58 násobok. Pri sume kongenérov to bol 0,57 násobok. Najvyšší, 81 násobok sme zistili pri kongenéri 138. Tento údaj môžeme explicitne považovať za individuálnu premenlivosť obsahov PCB látok v koreni. Pri hodnotení celkovej sumy kongenérov v koreni sme zistili 30% obsah v porovnaní s adekvátnym údajom v pôde, pričom tento údaj nevystihuje skutočnú akumuláciu jednotlivých kongenérov. Priemerná akumulácia nami sledovaných kongenérov bola na úrovni 1,35násobku t.j.135%.

Pri štatistickom hodnotení závislosti obsahu kongenérov PCB v koreni mrkvy od obsahu kongenérov v pôde ako aj samotnej mrkve sme zistili značný počet štatisticky vysoko preukazných vzťahov. Zaujímavá je pritom skutočnosť, že obsah konkrétneho kongenéru v koreni mrkvy bol v užšom vzťahu so samotným obsahom ostatných kongenérov v koreni mrkvy ako s  obsahom daného kongenéru v pôde. Z toho implicitne vyplýva poznatok o synergickom pôsobení týchto látok na vzájomný príjem.

Na rozdiel od obsahu sledovaných kongenérov v koreni mrkvy, ktorý mal vo väčšine prípadov priamoúmerný vplyv na obsah kongenérov v koreni mrkvy, obsah sledovaných kongenérov v pôde priamoúmerne zvyšoval obsah kongenérov v koreni iba približne v 2/3 hodnotených prípadov. Zvyšné vplyvy boli nepriamo úmerné. Obsah daného kongenéru v pôde bol ale vždy v priamej úmere s obsahom toho istého kongenéru v koreni mrkvy. Nepriamo úmerný alebo znižujúci vplyv sme registrovali vždy v prípade cudzích kongenérov.

Pri štatistickom hodnotení závislosti obsahu kongenérov PCB v koreni mrkvy od vybraných chemických vlastností pôdy sme zistili, že obsah humusu, ktorý sa pohyboval v rozmedzí 0,696–8,280 % sa štatisticky preukazne nepodieľal na variabilite obsahu ani jedného zo sledovaných kongenérov. Podobný jav sme zistili aj pri parametri pH pôdy, pričom sa hodnoty pH pohybovali od 4,9-7,3.

Zvyšovanie obsahu anorganického dusíka spôsobilo preukazne zvýšený obsah nízkochlórovaných kongenérov. Pri štatistickom hodnotení sme zistili, že celkovo je obsah nízkochlórovaných kongenérov viac závislý od sledovaných chemických parametrov pôdy ako je tomu v prípade vysokochlórovaných kongenérov. Z ostatných sledovaných chemických vlastností pôdy, t.j. obsahu P, K, Ca, Mg, sme zistili štatisticky preukaznú závislosť iba v prípade K, resp. Mg. Variabilita obsahu draslíka spôsobila 7,8 % zmien variability obsahu kong. 28 a podobne horčík spôsobil 7,58 % zmien obsahu kongenéru 180. K a Mg majú podľa našich zistení menší význam v príjme PCB látok ako N.

ÚVOD

Východoslovenská nížina je jednou z oblastí, ktoré sú PCB látkami v rámci krajín bývalého východného bloku najviac zaťažené. Ide o región, kde sa tieto vysokoperzistentné organochlórové kontaminanty vyrábali. Vďaka svojím charakteristickým vlastnostiam majú PCB látky napriek lokálnemu odstaveniu výroby v roku 1984 tendenciu kontaminovať a hromadiť sa vo väčšine zložiek agroekosystému.

Vzhľadom na možnosť prechodu týchto kontaminantov z pôd do rastlinnej produkcie sme v rokoch 1998-2000 vykonali monitoring spomínaných xenobiotík v poľnohospodárskych pôdach regiónu VSN. Paralelne sme sledovali obsah PCB látok v koreni mrkvy obyčajnej, typickej koreňovej plodine. Cieľom práce je sledovanie obsahu vybraných kongenérov PCB v koreni mrkvy a zhodnotenie vplyvu vybraných vlastností pestovateľského prostredia vrátane znečistenia danými látkami na tento obsah. Súčasne sme zhodnotili vzájomné vplyvy obsahu kongenérov PCB.

MATERIÁL A METÓDA

Nastolenú problematiku sme v rokoch 1998-2000 riešili v rámci celoplošného monitoringu PCB látok v oblasti Východoslovenskej nížiny. Celkový počet monitorovacích lokalít (18) ako aj ich identita boli počas trojročného sledovania zachované. Znečistenie kontaminantami sa hodnotilo v rastlinnom aj pôdnom materiáli. Rastlinný materiál bol odoberaný v čase technologickej zrelosti plodiny. Minimálna hmotnosť rastlinnej vzorky 300 g. Miesto odberu pôdnych vzoriek je totožné s miestom odberu príslušného rastlinného materiálu. Pôdne vzorky sme odoberali pôdnym vzorkovačom z hĺbky 0,0 –0,3 m.

PCB látky boli stanovené v laboratóriu OVUA Michalovce metódou vysokorozlišovacej plynovej na kolóne HP 5 s detektorom elektrónového záchytu. V rastlinnom a rovnako aj v pôdnom materiáli sme sledovali a hodnotili obsah kongenérov PCB 28, 52, 101, 138, 153, 180 (podľa klasifikácie IUPAC).

V pôdnych vzorkách sme ďalej stanovili nasledové parametre obsah humusu (podľa Tjurina), pH / KCl (potenciometricky), NH4 a NO3 (kolorimetricky), P (podľa Egnera), K (podľa Schachtschabela), Mg (plameňová fotometria) a Ca (plameňová fotometria).

Informácie o meteorologických pomeroch sú získané z pozorovacej stanice lokalizovanej v centrálnej časti VSN vo Vysokej nad Uhom, ktorá je zaradená do sieti SHMÚ, so zaručenou kvalitou sledovania.

Klimatická charakteristika monitorovacieho obdobia

Rok 1998 – vo vegetačnom období (mesiac IV – IX) teplotne (16,63 °C) na úrovni dlhodobého priemeru (16,10 °C), zrážkovo (610,90 mm) výrazne nad dlhodobým priemerom (344 mm)

Rok 1999 – vo vegetačnom období teplotne (17,40 °C) nad dlhodobým priemerom, zrážkovo (415,70 mm) výrazne nad dlhodobým priemerom

Rok 2000 – vo vegetačnom období teplotne (17,34°C) výrazne nad dlhodobým priemerom,

zrážkovo (309,70 mm) výrazne pod dlhodobým priemerom

Stanovištné podmienky

Východoslovenská nížina sa nachádza v oblasti teplej, polosuchej až suchej. Má rozlohu približne 200 tisíc ha. Podnebie má kontinentálny ráz. Celková suuma teplôt za vegetačné obdobie činí približne 2880 °C, celková ročná doba trvania slnečného svitu je 2200 hodín, za vegetačné obdobie 1442 hodín. Zrážky v jednotlivých rokoch značne kolíšu a dosahujú 40-60% normálu. Zvlášť významné je ich nerovnomerné rozdelenie počas vegetačného obdobia.

Získané výsledky sme matematicky spracovali a podrobili lineárnej, multiplikatívnej, exponenciálnej a recipročnej korelačno-regresnej analýze, z ktorých uvádzame iba typ s najvyššou preukaznosťou. Zárovaň predkladáme ku každému sledovanému vzťahu aj výsledky kvadratickej korelačno-regresnej analýzy.

VÝSLEDKY A DISKUSIA

Výsledky získané z monitorovania obsahu vybraných kongenérov PCB v koreňoch mrkvy obyčajnej, ako aj v príslušnej pôde na ktorej sa mrkva pestovala a vybrané chemické vlastnosti tejto pôdy sú uvedené v tabuľke 1. Sledovania sme uskutočnili v priebehu rokov 1998-2000. Ako vidieť z dosiahnutých výsledkov sledované kongenéry boli detekované takmer na všetkých lokalitách a to tak v pôde ako aj v rastlinnom materiáli. Spolu sme získali 1080 exaktných údajov, z ktorých 648 sa vzťahovalo na obsah kongenérov PCB. V rámci získaných údajov sme hodnotili 147 vzájomných vzťahov, a to použitím 730 štatistických analýz.

Nami namerané absolútne minimum v pôdnych vzorkách bolo 0,077 µg.kg-1 pri kongenéri 28 a maximálnu hodnotu sme zistili na úrovni 53,350 µg.kg-1 pri kongenéri 180. Priemerná suma kongenérov dosiahla hodnotu 17,920 µg.kg-1. V literatúre sa uvádza rozdielny obsah PCB látok v pôde, pričom tento rozsah sa pohybuje od nedetekovateľných hodnôt až po úroveň 500-600 µg.kg-1 (Němeček a kol., 1994, Podlešáková a kol., 1994, 1997, Petrík a kol., 1990, Zavadil, 1999). Vyššie hodnotý sú spravidla spájané s imisne zaťaženými oblasťami, blízkou priemyselnou výrobou a inundačnými zónami vodných tokov. Zavadil (1998) udáva obsah PCB pre inundovanú pôdu obsah sumy kongenérov 114,9 mg .kg-1. Joneck a Prinz (1993) udávajú maximálne dosahované obsahy PCB na poľnohospodársky využívaných pôdach 36 g.kg-1, podľa Jonesa (1989) je to hodnota 50 µg.kg-1. Facek (1990) pre poľnohospodársky využívanú pôdu udáva, že obsah PCB spravidla neprevyšuje 10 µg.kg-1. Zdrojom nami nameraných relatívne vysokých hodnôt PCB látok v pôde súvisí s výrobou výrobkov založených na báze PCB v tangovanom regióne (Danielovič a kol., 1997). Napriek ukončeniu tejto výroby v roku 1984 sú PCB látky trvalo prítomné vo všetkých zložkách životného prostredia sledovanej oblasti (Mati a kol., 2000).

Variačné rozpätie obsahu sledovaných kongenérov PCB v koreni mrkvy sa pohybovalo od nenasýtenia limitu kvantifikácie až po maximálnu hodnotu 10,610 µg.kg-1 pre kongenér 153. Priemerné obsahy boli podľa jednotlivých kongenérov výrazne diferencované. Hajšlová a Vávrová (1991) udáva pri umelej kontaminácii pôdy celkový obsah 7 - 16 µg.kg-1 PCB v koreni mrkvy. Nami zistená priemerná suma kongenérov bola na úrovni 5,391 µg.kg-1. Pre jednotlivé kongenéry sme zistili následovné priemerné obsahy: kongenér 28 - 0,301; kong. 52 – 0,503; kong. 101 – 0,890; kong. 138 – 1,485; kong. 153 – 1,460; kong. 180 – 0,753 µg.kg-1.

Zaujímavým je naše zistenie, podľa ktorého sa vo väčšine prípadov kvantifikoval vyšší obsah daného kongenéru v koreni mrkvy v porovnaní s príslušným pôdnym obsahom. Pri kongenéri 28 to bol 1,19 násobok, pri kong.52 – 1,12, pri kong. 101 – 1,26 násobok, pri kong. 138 – 3,07 násobok, pri kong. 153 – 0,87 násobok a pre kongenér 180 – 0,58 násobok. Pri sume kongenérov to bol 0,57 násobok. Najvyšší, 81 násobok sme zistili pri kongenéri 138. Podobne diferencované zastúpenie kongenérov PCB v pôde a v mrkve udáva Hajšlová a Vávrová (1991), pričom v tej istej práci udávajú 3-4% akumuláciu obsahu PCB koreňom mrkvy z pôdy. Nami pozorované údaje o akumulácii sú v širokom rozmedzí 0 – 81 násobku. Podobne Zavadil (1994, 1995) zistil kumulatívny efekt PCB látok v koreni mrkvy, ktorá bola kontaminovaná závlahovou vodou. Na základe  jeho výsledkov predpokladáme, že při používaní nekontaminovanej vody na závlahu môže dôjsť k opačnému, zrieďovaciemu efektu. Pri hodnotení celkovej sumy kongenérov v koreni sme zistili 30% obsah v porovnaní s adekvátnym údajom v pôde, pričom tento údaj nevystihuje skutočnú akumuláciu jednotlivých kongenérov. Priemerná akumulácia nami sledovaných kongenérov bola na úrovni 1,35násobku t.j.135%.

Paterson et al. (1990) a Offenbächer (1992) udávajú, že zvýšená koncentrácia PCB látok v koreňoch mrkvy bola zistená iba vo vrchnej epidermálnej vrstve a nie vo vnútornej časti koreňa. Hajšlová a Vávrová (1991) kvantifikuje podiel stanovených rezíduí na 97% v epidermálnej vrstve, pričom ďalej udáva, že táto vrstva tvorí len 14% z celkovej analyzovanej hmotnosti rastliny. V diskusii o možnostiach kontaminácie koreňa mrkvy a následne človeka je vítaný údaj o individuálnej premenlivosti obsahov PCB látok v koreni, za ktorý môžme explicitne považovať 81 násobok.

Pri štatistickom hodnotení závislosti obsahu kongenérov PCB v koreni mrkvy od obsahu kongenérov v pôde ako aj samotnej mrkve (tab.2,3) sme zistili počet 35 štatisticky vysoko preukazných a 6 štatisticky preukazných z celkového počtu 91 analyzovaných vzťahov. Zaujímavá je pritom skutočnosť, že obsah jednotlivých kongenérov v koreni mrkvy bol v užšom vzťahu so samotným obsahom ostatných kongenérov v koreni mrkvy ako s  obsahom týchto kongenérov v pôde. Logické je preto zistenie, podľa ktorého čím vyšší je obsah ľubovoľného kongenéru tým vyšší bude aj obsah ostatných kongenérov, nevynímajúc ich sumu. Z toho implicitne vyplýva poznatok o synergickom pôsobení týchto látok na vzájomný príjem.

Na rozdiel od obsahu sledovaných kongenérov v koreni mrkvy, ktorý mal vo väčšine prípadov priamoúmerný vplyv na výšku kongenérov v koreni mrkvy, obsah sledovaných kongenérov v pôde priamoúmerne zvyšoval obsah kongenérov v koreni iba v 34 z 49 hodnotených prípadov. Zvyšné vplyvy boli nepriamo úmerné. Obsah daného kongenéru v pôde bol ale vždy v priamej úmere s obsahom toho istého kongenéru v koreni mrkvy. Nepriamo úmerný alebo znižujúci vplyv sme registrovali vždy v prípade cudzích kongenérov. Najvyšší počet, 5 nepriamo úmerných vzťahov, sme zistili v prípade kongenéru 138 v pôde.

Pri štatistickom hodnotení závislosti obsahu kongenérov PCB v koreni mrkvy od vybraných chemických vlastností pôdy (tab. 1) sme zistili počet štyri štatisticky vysoko preukazne a dve štatisticky preukazne závislosti z celkového počtu 42 analyzovaných závislostí. Zaujímavosťou z toho pohľadu je skutočnosť, že obsah humusu, ktorý sa pohyboval v rozmedzí 0,696–8,280 % sa štatisticky preukazne nepodieľal na variabilite obsahu ani jedného zo sledovaných kongenérov. Podobný jav sme zistili aj pri parametri pH pôdy, pričom sa hodnoty pH pohybovali od 4,9-7,3. Podľa Barančíkovej a kol. (1995) je obsah PCB látok v pôde viac determinovaný kvalitou, ako kvantitou humusu. Toto konštatovanie potvrdzujú aj naše výsledky. V prípade pH (variačné rozpätie 4,9 – 7,4) sme nezistili štatisticky významnú závislosť v obsahu sledovaných kongenérov v koreni mrkvy. PCB kongenéry sú vo vode ťažkorozpustné látky, čo dávaneme do súvisu s naším zistením o nepreukaznom vplyve pH pôdy. Z praktického pohľadu ide o významné zistenie, keď na rozdiel od mobility a fixovaní ťažkých kovov v pôde hodnoty pH namjú podobný účinok na PCB látky. Barančíková a kol (1995) udávajú celkovo nižší vplyv pH jako humsu na obsah PCB látok v koreni mrkvy.

Najvyšší počet, tri štatisticky vysoko preukazné závislosti sme zistili pri parametri NO3. Variabilita v obsahu anorganického dusičnanového dusíka spôsobila 14,29 % variability obsahu kongenéru 28 v koreni mrkvy, pri kongenéry 52 to bolo 16,55 % a 12,32 % variability vysokochlórovaného kongenéru 153. Išlo pritom o priamoúmerný vzťah, ktorý dávame do súvisu s intenzívnejším rastom koreňa, a tým aj vyšším príjmom látok z pôdy. Otázne je preto intenzívne pestovanie mrkvy na pôdach kontaminovaných PCB látkami aj v nižšou jako limitnou hodnotou. Na ostatné sledované kongenéry t,j. kong. 101, 138 a 180 premenlivosť hodnôt NO3 nemala štatisticky preukazný vplyv. Hodnoty parametra NH4 štatisticky preukazné, respektíve vysoko preukazné ovplyvnili obsah nízkochlórovaných kongenérov PCB (kong.28 – 10,11% a kong.52 13,28%), pričom na obsah vysokochlórovaných kongenérov sme nezistili takýto vplyv. NH4 pôsobil pritom podobne jako NO3 v priamej úmere.

Z ostatných sledovaných chemických vlastností pôdy, t.j. obsahu P, K, Ca, Mg, sme zistili štatisticky preukaznú závislosť iba v prípade K, resp. Mg. Variabilita obsahu draslíka spôsobila 7,8 % zmien variability obsahu kong. 28 a podobne horčík spôsobil 7,58 % zmien obsahu kongenéru 180. K a Mg majú podľa našich zistení menší význam v príjme PCB látok jako N.

Pri štatistickom hodnotení sme zistili, že celkovo je obsah nízkochlórovaných kongenérov viac závislý od sledovaných chemických parametrov pôdy ako je tomu v prípade vysokochlórovaných kongenérov.

LITERATÚRA

BARANČÍKOVÁ, G. – MATÚŠKOVÁ, L. – GERGEĽOVÁ, Z.: Distribúcia PCB látok v systéme pôda – rastlina. Rostl. Výr.,41, 1995 (5 ): s.207 – 210.

FACEK, Z. : Vstupy cizorodých látek do životního prostředí. Rostl. Výr.,36, 1990 (4): s.337 – 345.

DANIELOVIC, I. – HECL, J.- MARCINČINOVÁ, A.: Monitoring a vyhodnocovanie kontaminácie sedimentov hlavných vodných tokov Východoslovenskej nížiny a Vihorlatskej nádrže. [Záverečná správa] Michalovce, OVÚA 2002: 24.

DANIELOVIC, I. – HECL, J. – TÓTH, Š.: A Zelpmén foldszennyezettsége. In: Tiszantuli mezogazdasagi tudomanyos napok. DATE, Debrecen, 1999, s.53-59

HAJŠLOVÁ, J. – VÁVROVÁ, M.: Problematika PCB a dalších organických kontaminantů v zemědělství. Studie VTR, 1991, (3): 52.

MATI, R. – HNÁT, A.. - HECL, J. – DANIELOVIC, I. – ŠOLTÝSOVÁ, B. – RINÍK, E. - TÓTH, Š.- KOTOROVÁ, D IVANČO, J.: Výskum kvality základných zložiek životného prostredia krajinného priestoru Východoslovenskej nížiny a ich vplyv na kvalitu poľnohospodárskej produkcie. [Záverečná správa] Michalovce, OVÚA 1997: 124s.

NĚMEČEK, J. - PODLEŠÁKOVÁ, E. - FIRÝT, P.: Kontaminace půd severočeského regionu organickými xenobiotickými látkami.Rostl. Výr.,40, 1994 ( ): 113 – 121.

OFFENBACHER, G.: The PCB transport from soil into plants depending on supply and degree of chlorination. Comm.Eur.Commun.,1992: 90 - 102

PATERSON, S. – MACKAY, D. – TAN, D. – SHIU, W. J.: Uptake of organic chemicals by plants: a rewiew of processes, correlations and models. Chemosphere, 21, 1999 (3): 297 – 331.

PETRÍK, J.: Identifikácia a stanovenie polychlórovaných bifenylov a ich ekochémia. [Záverečná správa] Bratislava, VÚPL 1990: 79 s.

PODLEŠÁKOVÁ, E. - NĚMEČEK, J. – HÁLOVÁ, G.: Zatížení nivních půd Labe rizikovými látkami.Rostl. Výr.,40, 1994 ( ): 69 – 79.

PODLEŠÁKOVÁ, E. - NĚMEČEK, J. – VÁCHA, R.: Zatížení půd v ČR perzistentními organickými xenobiotickými látkami.Rostl. Výr.,43, 1997 (8): 357 – 364.

ZAVADIL, J. : Depozice xenobiotických látek závlahovou vodou Labe. Rostl. Výr.,41, 1995 (10): 447 – 450.

ZAVADIL, J. : Kontaminace půdy a zeleniny závlahovou vodou z Labe. Rostl. Výr.,45, 1999 (8): 351 – 357.

ZAVADIL, J. : Obsah xenobiotických organických látek v plodinách zavlažovaných vodou Labe. Rostl. Výr.,40, 1994 (1): 29 – 36.

Tab.1: Minimálna, maximálna a priemerná hodnota vybraných chemických vlastností pôdy vrátane obsahu sledovaných kongenérov v pôde a koreni mrkvy

Pôda N-NH4+ N-NO3- P K Ca Mg /KCl [%]
min 6,200 0,700 13,800 129,090 457,500 81,000 4,900 0,696
max 62,880 44,000 1088,250 2501,700 15713,600 474,000 7,400 8,280
priem 20,065 8,568 268,022 836,702 2732,057 235,333 6,429 3,074
Rastlina R 28 R 52 R 101 R 153 R 138 R 180 S kong.  
Min 0,032 0,044 0,048 0,032 0,013 0,000 0,777  
Max 1,411 3,237 4,713 10,610 7,858 5,040 23,695  
Priem 0,301 0,503 0,890 1,460 1,485 0,753 5,391  
Pôda P 28 P 52 P 101 P 153 P 138 P 180 S kong.  
Min 0,077 0,099 0,126 0,155 0,097 0,094 2,144  
Max 6,802 10,064 24,710 45,130 48,120 53,350 175,108  
Priem 0,775 1,324 2,578 4,175 3,848 5,220 17,920  


Tab. 2a:
Parametre štatistickej analýzy vzájomných závislostí obsahu sledovaných kongenérov PCB látok v koreni mrkvy

  Parameter R 28 R 52 R 101 R 153 R 138 R 180 ∑ R
R28 r / m

α
r-sq
r-sq*
  0,369051/
mult.
0,00556
13,62
0,113687
0,212123/
mult.
0,12000
4,50
0,14829
0,492358/
lin.
0,00013
24,4
0,302814
0,086065/
rec.
0,53212
0,74
0,0668087
0,170987/
mult.
0,21200
2,92
0,0383017

0,311307/ mult.
0,02070
9,69
0,268833

R52 r / m

α
r-sq
r-sq*
0,386387/
exp.
0,00357
14,93
0,0998921
  0,413075/
exp.
0,00172
17,06
0,284235
0,40285/
lin.
0,00229
16,23
0,195604
0,219911/
mult.
0,10669
4,84
0,0941973
0,279947/
exp.
0,03845
7,84
0,138067
0,567941/ mult.
0,00001
32,26
0,325365

R101 r / m

α
r-sq
r-sq*
0,273781/
exp.
0,04311
7,50
0,0139769
0,410016/
mult.
0,00188
16,81
0,157497
  0,526817
/lin.
0,000004
27,75
0,400993
0,683266/ lin.
0,00000
46,69
0,527056

0,772429/
lin.
0,00000
59,66
0,62125

0,826076/
lin.
0,00000
68,24
0,690622

R153 r

α
r-sq
r-sq*
0,492358 / lin.
0,00013
24,24
0,00739928
0,40285 /
lin.
0,00229
16,23
0,187082
0,547668 / exp.
0,00002
29,99
0,278242
  0,500457 / lin.
0,00010
25,05
0,255052
0,425578 / lin.
0,00120
18,11
0,196592

0,845125 / lin.
0,00000
71,42
0,720362

R138 r / m

α
r-sq
r-sq*
0,0753583 / exp.
0,58451
0,57
0,00739928
0,229561 / exp.
0,09180
5,27
0,0402042
0,683266 / lin.
0,00000
46,69
0,59248
0,500457 / lin.
0,00010
25,05
0,353215
  0,758907 / lin.
0,00000
57,59
0,640954

0,816036 / lin.
0,00000
66,59
0,676868

R180 r / m

α
r-sq
r-sq*
0,170978 / mult.
0,212000
2,92
0,0120548

0,26815 / lin.
0,04777
7,19
0,0725023
0,772429 / lin.
0,00000
59,66
0,694376
0,425578 / lin.
0,00120
18,11
0,31954
0,758907 / lin.
0,00000
57,59
0,664506
 

0,780507 / lin.
0,00000
60,92
0,662683

ΣR r / m

α
r-sq
r-sq*
0,407663 / exp.
0,00201
16,62
0,128342
0,567941 / mult.
0,00001
32,26
0,258892
0,826076 / lin.
0,00000
68,24
0,690151
0,845125 / lin.
0,00000
71,42
0,773544
0,816036 / lin.
0,00000
66,59
0,666615
0,780507 / lin.
0,00000
60,92
0,622578
 

R 28 – PCB kongenér 28 (v koreni mrkvy), atď.
 R – suma PCB longenérov v koreni mrkvy
r – korelačný koeficient
m – regresný model (lineárny, recipročný, multiplikatívny alebo exponenciálny)
α – hladina vύznamnosti
r-sq – index determinácie
r-sq* - index determinance kvadratického regresného modelu


Tabuľka 2b: Parametre štatistickej analýzy závislostí obsahu sledovaných kongenérov PCB látok v koreni mrkvy od ich obsahu v pôde

 

Parameter

P 28 P 52 P 101 P 153 P 138 P 180 ∑ P

R28

r / m

α
r-sq
r-sq*
0,126515 / mult.
0,35735
1,60
0,031974
0,980373 / exp.
0,47641
0,96
0,0188721
-0,0364315/ lin.
0,79173
0,13
0,00406662
0,1281 / mult.
0,35131
1,64
0,0157369
-0,0806941/ mult.
0,55811
0,65
0,00700677
0,415268 / mult.
0,00162
17,24
0,201994
0,113242
/ mult.
0,41040
1,28
0,0323622
R52 r / m

α
r-sq
r-sq*
0,413029 / mult.
0,00172
17,06
0,102797
0,12077 / mult.
0,37978
1,46
0,0299679
0,120032 / mult.
0,38272
1,44
7,88814E-3
0,194092 / mult.
0,15563
3,77
0,0313488
-0,0744021/ lin.
0,58930
0,55
5,60635E-3
0,401443 / mult.
0,00238
16,12
0,0764101
0,162964
/
0,23453
2,66
0,0283049
R101 r / m

α
r-sq
r-sq*
0,135306 / rec.
0,32465
1,83
0,023045
0,219194 / rec.
0,10786
4,80
0,0137276
0,0580383 / exp.
0,67383
0,34
0,011769
0,0779613 / exp.
0,57156
0,61
0,0285479
-0,119541/ mult.
0,38468
1,43
0,00270438
0,123791 / mult.
0,36788
1,53
0,0106549
0,0305163
/ exp.
0,82496
0,09
0,00108006
R138 r / m

α
r-sq
r-sq*
0,231704 / rec.
0,08873
5,37
0,0202948
0,66516 / rec.
0,00000
44,24
0,0233254
0,094657 / rec.
0,49182
0,90
0,0106856
0,182235 / mult.
0,18398
3,32
0,0626248
-0,0594069/ rec.
0,66659
0,35
0,00994925
0,285657 / rec.
0,03451
8,16
0,0258148
0,142829
/ rec.
0,29822
2,04
0,00564811
R153 r / m

α
r-sq
r-sq*
0,116979 / rec.
0,39503
1,37
0,00849131
-0,0447497/ rec.
0,74563
0,20
0,00262889
0,173106 / mult.
0,20628
3,00
0,0250452
0,191539 / mult.
0,16125
3,67
0,042352
-0,0700469/ rec.
0,61133
0,49
0,00403026
0,149618 / mult.
0,27560
2,24
0,0570118
0,124571
/ mult.
0,36485
1,55
0,0162102
R180 r / m

α
r-sq
r-sq*
-0,166066/ exp.
0,22562
2,76
0,0165338
0,0609816 / rec.
0,65829
0,37
0,0048558

-0,0875298/ exp.
0,52514
0,77
0,0079586
0,103036/ mult.
0,45411
1,06
0,0396227
-0,104669/ mult.
0,44695
1,10
0,00464087
0,24159 / mult.
0,07559
5,84
0,0315662
-0,0570549
/ rec.
0,67906
0,33
0,00785967
Σ R r / m

α
r-sq
r-sq*
0,109387/ mult.
0,42662
1,20
0,00670358
-0,0507361/ rec.
0,71298
0,26
0,00512023
0,18198 / mult.
0,18361
3,31
0,01863
0,254636/ mult.
0,06064
6,48
0,0699461
-0,77259/ exp.
0,57504
0,60
0,00606781
0,405484 / mult.
0,00213
16,44
0,0689404
0,119078
/ mult.
0,38654
1,42
0,00214339

P 28 – PCB kongenér 28 (v pôde), atď.
 P – suma PCB kongenérov v pôde
R 28 – PCB kongenér 28 (v koreni mrkvy), atď.
 R – suma PCB longenérov v koreni mrkvy
r – korelačný koeficient
m – regresný model (lineárny, recipročný, multiplikatívny alebo exponenciálny)
α – hladina vύznamnosti
r-sq – index determinácie
r-sq* - index determinance kvadratického regresného modelu


Tabuľka 2c: Parametre štatistickej analýzy závislostí obsahu sledovaných kongenérov v koreni mrkvy od vybraných pôdnych charakeristík

Parameter NH4 NO3 P K Ca Mg KCl Humus
R20 r/m

α
r-sq
r-sq
0,317951
/ lin.
0,01800
10,11
0,109546
0,377959
/ lin.
0,00444
14,29
0,142856
0,216167
/ lin.
0,11294
4,67
0,0483406
-0,279362
/ mult.
0,03887
7,80
0,137639
0,187368/ lin.
0,17075
3,51
0,038742
-0,15341
/ lin.
0,26347
2,35
0,0239811
-0,0740551
/ rec.
0,59104
0,55
9,27206E-3
0,240287
/ mult.
0,07722
5,77
0,0753543
R52

r/m

α
r-sq
r-sq
0,364479
/ lin.
0,00622
13,280,
135387
0,406768/ lin.
0,00206
16,55
0,167106
0,140457 lin.
0,30640
1,97
0,0354373
-0,25689
/ mult.
0,05832
6,60
0,0350438
-0,0870804/ rec.
0,52727
0,76
4,23525E-3
-0,147346
/ lin.
0,28304
2,17
0,0221166
-0,0503066
/ mult.
0,71530
0,25
2,48358E-3
0,157279
/ mult.
0,25147
2,47
0,0564341
R101 r/m

α
r-sq
r-sq
-0,142347
/ rec.
0,29987
2,03
0,00239603
0,117984 / exp.
0,39095
1,39
0,0151174
-0,133579/ rec.
0,33092
1,78
0
-0,180516/ mult.
0,18722
3,26
0
-0,0780751/ mult.
0,571000
0,61
0,0253956
-0,0612203/ exp.
0,65704
0,37
6,36228E-3
-0,221858 / lin.
0,10354
4,92
0,0493636
-0,088783
/ lin.
0,51920
0,79
0,00835142
R138 r/m

α
r-sq
r-sq
-0,103721
/ lin.
0,45110
1,08
0,014778
0,0628839
/ exp.
0,64832
0,40
0,0252353
-0,166064/ mult.
0,22562
2,76
0,0261627
-0,25042
/ mult.
0,06518
6,27
0,0349823
-0,0699973/ lin.
0,61158
0,49
0,0220695
0,115154
/ lin.
0,40249
1,33
0,0156367
-0,161431
/ lin.
0,23902
2,61
0,0376627
-0,147265
/ mult.
0,28331
2,17
0,02119392
R153 r/m

α
r-sq
r-sq
0,184878
/ exp.
0,17661
3,42
0,0483856
0,351011
/ lin.
0,00860
12,32
0,127076
0,227705
/ exp.
0,09453
5,18
0,116277
0,188667
/ lin.
0,16775
3,56
0,0860755
0,167886
/ lin.
0,22050
2,82
0,0350144
-0,0867995
/ rec.
0,52861
0,75
7,87536E-3
-0,149496
/ exp.
0,27600
2,23
0,0132111156
0,200286
/ lin.
0,14261
4,01
0,0402435
R180 r/m

α
r-sq
r-sq
-0,716851/ lin.
0,60300
0,51
0,00811663
-0,0218207/ mult.
0,87436
0,05
0,0231846
-0,056695/ lin.
0,68097
0,32
0,0100274
-0,172372/ exp.
0,20824
2,97
0,0263629
-0,0817484/ mult.
0,55296
0,67
0,0133472
0,275239
/ rec.
0,04197
7,58
0,0154565
-0,174765
/ lin.
0,20190
3,05
0,0328812
-0,101057
/ mult.
0,4628
1,02
0,007393
Σ R r/m

α
r-sq
r-sq
0,158651
/ mult.
0,24731
2,52
0,0219089
0,234082
/ lin.
0,08541
5,48
0,0693116
0,10469
/ lin.
0,46104
1,03
0,0138742
0,242566
/ rec.
0,07437
5,88
0,0151637
0,0467854
/ lin.
0,73447
0,22
0,00372211
0,0753019
/ rec.
0,58479
0,57
0,00331265
-0,18495
/ exp.
0,17643
3,42
0,0271772
0,0662477
/ mult.
0,63084
0,44
0,00214339

R 28 – PCB kongenér 28 (v koreni mrkvy), atď.
 R – suma PCB longenérov v koreni mrkvy
r – korelačný koeficient
m – regresný model (lineárny, recipročný, multiplikatívny alebo exponenciálny)
α – hladina vύznamnosti
r-sq – index determinácie
r-sq* - index determinance kvadratického regresného modelu


ABSTRACT

Results monitoring of derived from selected PCB congeners content in the carrot’s roots as well as soil sampled from under carrot cultivation and selected chemical parameters of soil are presented in paper. Observation was realized during the years 1998 – 2000. Obtained results confirmed the detection of selected PCB congeners almost in the monitored localities. The PCB contamination was found out in the soil and in the plant material too.

Absolute minimum PCB content in the soil samples was measured at PCB congener 28 (0.077 µg.kg-1) and the highest content was measured at PCB congener 180 at the maximum level 53.350 µg.kg-1. Average sum of PCB congeners content was measured at 17.920µg.kg-1.

Variational interval of selected PCB congeners in carrot roots was ranging from non-satiated quantification limit to maximum level 10.61µg.kg-1 (the PCB congener 153). An average contents between individual congers were very different. We found out average sum of congeners at the level 5.391µg.kg-1.

We determined the interesting fact, in case the higher contents of PCB congeners were quantified in the carrot roots in comparison with the soil content. The exceed PCB content (in average) in the carrot roots at the selected congeners were measured at the follow multiples compared to soil content: congener 28 – 1.19, congener 52 – 1.12, congener 101 – 1.26, congener 138 – 3.07, congener 153 – 0.87 and congener 180 – 0.58 . At the total sum of congeners this multiple was 0.57. The highest multiple was found at the level 81 (PCB congener 138). This value can be characterised as an explicitly individual variation of PCB content in carrot root. Evaluation of total sum of PCB congeners in carrot roots gave 30 percentage content in comparison with adequate content of congeners in soil, but this data don’t represents objective accumulation of individual congeners. Average accumulation of selected PCB congeners varied at the level 1.35 multiple (i.e. 135 %).

Statistical evaluation of dependence between the PCB congener content in the carrot root and soil content found out large number of statistically high significant dependencies. Interesting is the fact relate to the individual PCB congeners in carrot root, it was closer depended on the content of others PCB congeners in the carrot root against to the PCB content in the soil. Important investigation is result from relation between increasing content of random PCB congener to increase of the other congeners including the congener’s sum. It follows information about synergetic effect of PCBs on their income from the soil.

Contrary of PCB content in the carrot root, which generally has a linear effect on the PCB content in the carrot root, content of selected congeners in the soil was linearly raised PCB content in the carrot root only in the two third of analysed cases. Content of specific congener in the soil always was in the linear relation to the content of the same congener in the carrot root. In the unknown congeners we were observed non – linear or decreased influence.

Statistical valuation of dependence between PCB congeners in the carrot root and selected chemical parameters of the soil we found out, that humus content (ranging from 0.696 to 8.28 % ) wasn’t participated on the variability of some congeners. The same phenomenon was specified in the pH parameter of the soil (pH ranged from 4.9 to 7.3).

Raising of the inorganic nitrate content - NO3 caused strong evident increase of the light – chlorinated PCB congeners. Statistical evaluation confirmed the more significance of selected chemical parameters of the soil at the light – chlorinated PCB congeners than high – chlorinated PCBs.

In regard to mineral constituents P, K, Ca and Mg statistical significant dependence was confirmed in the kalium and magnesium case. Different kalium content was caused 7.8 % variability of congener 28 content. The same result was achieved in the magnesium content (7.58 % variability of congener 180 content). Based on our result kalium and magnesium content was less significant in the income of PCBs than nitrogenous content.

Vystavené: 13.2.2004

Autori textu: Ing. Štefan Tóth,PhD., RNDr. Igor Danielovič, Ing. Andrea Sústriková