Search

Medicinal plants accumulate heavy metals from contaminated soil, and their consumption can cause poisoning. Our objective was to determine the levels of Pb, Cd, Zn, Cu, Fe, and Mn in four medicinal plant species (Achillea millefolium, Hypericum perforatum, Plantago lanceolata, and Urtica dioica) and their native soil, all sampled at a former smelter. The highest soil Cd, Pb, and Zn levels surpassed the maximum allowed limit 75-fold, 48-fold, and 14-fold, respectively. Their soil levels correlated with those in the plants, but this was not the case with Cu, Fe, and Mn. Heavy metal accumulation seems to depend on the plant species, yet even so, medicinal herbs should be cultivated and gathered only from controlled (uncontaminated) areas. Polluted areas should be monitored on a regular basis, while further research should investigate the connection between the heavy metal levels in the soil, their levels available for plants, and the levels extractable from plants., Težke kovine iz onesnaženih tal se kopičijo v zdravilnih rastlinah, zaradi česar lahko njihovo uživanje privede do zastrupitev. Namen naše raziskave je bil ugotoviti vsebnosti svinca, kadmija, cinka, bakra, železa in mangana v vzorcih tal ter v vzorcih navadnega rmana (Achillea millefolium), šentjanževke (Hypericum perforatum), ozkolistnega trpotca (Plantago lanceolata) in velike koprive (Urtica dioica), nabranih na osmih lokacijah v Mežiški dolini. Koncentracije kadmija, svinca in cinka so kritično presegale mejne vrednosti. Vsebnost teh treh težkih kovin je značilno korelirala z njihovo vsebnostjo v proučevanih rastlinah, ki pa posamezne težke kovine kopičijo v različnem obsegu. Različen je bil tudi obseg njihove ekstrakcije v vročo vodo. Naša raziskava prispeva pomembne rezultate za nadaljnje proučevanje povezav med prehajanjem težkih kovin iz (onesnaženih) tal v rastline in rastlinske izvlečke. Poleg tega nakazuje tudi na izjemen pomen rednega spremljanja stanja tal, zlasti na področjih kritične onesnaženosti, saj je nabiranje zdravilnih rastlin v naravi v današnjem času izjemno priljubljeno.

Phytoremediation is an emerging technology that employs higher plants to cleanup contaminated environments, including metal-polluted soils. Because it produces a biomass rich in extracted toxic metals, further treatment of this biomass is necessary. The aim of our study was to assess the five-year potential of the following native wild plants to produce biomass and remove heavy metals from a polluted site: poplar (Populus ssp.), ailanthus (Ailanthus glandulosa L.), false acacia (Robinia pseudoacacia L.), ragweed (Artemisia artemisiifolia L.), and mullein (Verbascum thapsus L). Average soil contamination with Pb, Cd, Zn, Cu, Ni, Cr, and As in the root zone was 22,948.6 mg kg-1, 865.4 mg kg-1, 85,301.7 mg kg-1, 3,193.3 mg kg-1, 50.7 mg kg-1, 41.7 mg kg-1,and 617.9 mg kg-1, respectively. We measured moisture and ash content, concentrations of Pb, Cd, Zn, Cu, Ni, Cr, and As in the above-ground parts of the plants and in ash produced by combustion of the plants, plus gross calorific values. The plants' phytoextraction and phytostabilisation potential was evaluated based on their bioconcentration factor (BCF) and translocation factor (TF). Mullein was identified as a hyperaccumulator for Cd. It also showed a higher gross calorific value (19,735 kJ kg-1) than ragweed (16,469 kJ kg-1).The results of this study suggest that mullein has a great potential for phytoextraction and for biomass generation, and that ragweed could be an effective tool of phytostabilisation., Fitoremedijacija je tehnologija kojom se pomoću biljaka zemljišta čiste od zagađivala, uključujući metale. S obzirom na to da se stvara biomasa bogata ekstrahiranim toksičnim metalima, potrebno ju je dodatno obraditi. Cilj ovoga petogodišnjeg istraživanja bio je procijeniti potencijal sljedećih divljih biljnih vrsta za proizvodnju biomase i za uklanjanje teških metala iz zagađenog zemljišta: topole (Populus ssp.), pajasena (Ailanthus glandulosa L.), bagrema (Robinia pseudoacacia L.), ambrozije (Artemisia artemisiifolia L.) i divizme (Verbascum thapsus L.). Prosječno onečišćenje zemljišta olovom, kadmijem, cinkom, bakrom, niklom i kromom te arsenom u zoni korijena bilo je 22.948,6 mg kg-1, 865,4 mg kg-1, 85.301,7 mg kg-1, 3.193,3 mg kg-1, 50,7 mg kg-1 i 41,7 mg kg-1 te 617,9 mg kg-1. Također su izmjereni sadržaj vlage i pepela nastalog paljenjem biljaka, sadržaj Pb, Cd, Zn, Cu, Ni, Cr i As u nadzemnim dijelovima biljaka i njihovu pepelu te bruto toplotna vrijednost. Fitoekstrakcijski i fitostabilizacijski potencijal utvrđen je za divizmu i ambroziju na temelju faktora biokoncentracije (BCF) i faktora translokacije (TF). Divizma se je pokazala kao hiperakumulator kadmija, a pokazala je i veću gornju toplotnu moć (19.735 kJ kg-1) u odnosu na ambroziju (16.469 kJ kg-1). Rezultati ovog istraživanja upućuju na to da divizma ima potencijala za fitoekstrakciju i za proizvodnju biomase, a da ambrozija može biti djelotvorna u remedijaciji zemljišta fitostabilizacijom.

Beeswax foundations are a necessary material in intensive modern beekeeping. Heavy metals can accumulate in these foundations for decades, as it is a common beekeeping practice to recycle wax. Beeswax samples were analysed using GFAAS for As, Cd, Pb, and Hg concentrations during the production of beeswax foundations using casting technology with a prolonged cooling and sedimentation phase. Significant differences were determined in the concentrations of As, Cd, Pb (p, U intenzivnom modernom načinu pčelarenja satne su osnove nužan materijal. Teški metali mogu se taložiti u satnim osnovama tijekom više desetljeća, a uobičajena je pčelarska praksa kontinuirano prerađivati vosak. Uzorci pčelinjeg voska analizirani su GFAAS-om za utvrđivanje koncentracija As, Cd, Pb i Hg tijekom proizvodnje satnih osnova primjenom tehnologije lijevanja s produženom fazom hlađenja i sedimentacije. Utvrđene su značajne razlike u koncentracijama As, Cd, Pb (p

The present study was aimed at the estimation of heavy metal content in vegetables sold at the city market of one of the densely populated Croatian cities, Varaždin, and to establish the relationship between their levels and possible sources of contamination. Twenty-eight samples of the most common diet vegetables (red and white potato, onion, carrot, common bean, lettuce, and cabbage) were randomly bought at the market in September and October 2013. Using the atomic absorption spectrometry method, concentrations of nine heavy metals (As, Cd, Cr, Cu, Hg, Mn, Ni, Pb, and Zn) were measured in the selected samples. The results showed that, in five out of 28 samples analysed, six concentrations exceeded the maximum levels provided for in the regulations: five for Pb and one for Cd. Maximum regulated levels for Pb were exceeded in two samples of red potato, two samples of common bean, and one sample of carrot (17.9 %), and for Cd in a sample of red potato (3.6 %). In conclusion, the cause of the overstepping of the maximum levels for Pb and Cd in the vegetables analysed was most likely the contaminated soil. The possible sources of soil contamination include traffic, nearby industry, floodwaters of rivers and streams, and the use of pesticides and fertilisers in agricultural production., Cilj istraživanja bio je procijeniti sadržaj teških metala u povrću dostupnom na gradskoj tržnici jednog od gušće naseljenih hrvatskih gradova, Varaždina, te ispitati povezanost koncentracija teških metala s mogućim izvorima onečišćenja. Ukupno 28 uzoraka često konzumiranog povrća (crveni i bijeli krumpir, luk, mrkva, grah, salata i kupus) nasumično je kupljeno na Varaždinskoj tržnici u rujnu i listopadu 2013. godine. Koncentracije devet teških metala (As, Cd, Cr, Cu, Hg, Mn, Ni, Pb i Zn) izmjerene su metodom atomske apsorpcijske spektrometrije. U pet od 28 ispitanih uzoraka povrća, šest je koncentracija teških metala bilo iznad najvećih dopuštenih količina: pet za Pb i jedna za Cd. Najveće dopuštene količine Pb prekoračene su u dva uzorka crvenog krumpira, dva uzorka graha i jednom uzorku mrkve (17,9 %), a Cd u jednom uzorku crvenog krumpira (3,6 %). Uzrok prekoračenja najvećih dopuštenih količina Pb i Cd u uzorcima povrća onečišćeno je tlo. Mogući uzroci onečišćenja tla uključuju promet, blizinu industrije, poplavne vode rijeka i potoka te upotrebu pesticida i mineralnih gnojiva u poljoprivrednoj proizvodnji.

In coastal marine areas, the level of metallothioneins (MTs) is monitored as the specific response to trace heavy metals and is considered as a biomarker of metal exposure. Laboratory experiments with bivalves indicate that MT synthesis is induced by Cd, Cu, Hg, Ag and Zn ions. The results of our study, conducted with the mussel Mytilus galloprovincialis, deployed 12 months in the "hot spot" area of the Kaštela Bay, Dalmatia, Croatia, are evaluated considering the recommendation of MED POL Programme for estimating exposure of mussels to trace heavy metals by means of MTs. Our data clearly indicate that the MT level in the digestive gland of the Mediterranean mussel depends on the biotic and abiotic parameters. Beside MT level, a number of parameters, like digestive gland mass, shell mass, cytosolic metal concentration is needed in order to define if MT level in the digestive gland of mussels is indicative as a biomarker of cadmium exposure., U priobalnim morskim područjima razina metalotioneina (MT) prati se kao specifični odgovor na teške metale u tragovima te se smatra biomarkerom izloženosti metalima. Laboratorijski eksperimenti sa školjkama pokazuju da sintezu MT induciraju ioni Cd, Cu, Hg, Ag i Zn. Rezultati našeg istraživanja, koje je provedeno s dagnjama, Mytilus galloprovincialis, izloženim tijekom 12 mjeseci u području "vrućih točaka" u Kaštelanskom zaljevu, Dalmacija, Hrvatska, razmatrani su u skladu s preporukama MED POL programa za procjenu izloženosti dagnja teškim metalima u tragovima putem MT. Naši podaci jasno ukazuju da razina MT u probavnoj žlijezdi mediteranske dagnje ovisi o biotičkim i abiotičkim parametrima. Osim razine MT, potrebni su brojni parametri, poput mase probavne žlijezde, mase ljušture te koncentracije metala u citosolu kako bi se moglo definirati da li razina MT u probavnoj žlijezdi dagnja upućuje na njihovu izloženost kadmiju.

The uptake and distribution of selected heavy metals were followed and related to cytotoxicity using various parameters of proliferation and viability of cultured cells. The effects of short-term lead exposure on DNA synthesis were reversible, indicating that lead does not significantly influence genetic cellular function. In contrast, nickel effects persisted, indicating that DNA is one of the main nickel targets. Heavy metals affected all cycle phases, but those related to preparation and commencement of DNA synthesis were the most susceptible. Tolerance appeared in chronic exposure to lead and cadmium. Lead combined with X-rays had additive effect, while manganese acted synergistically and appeared to inhibit the DNA repair processes. Zinc and manganese showed a protective effect against the toxic effects of cadmium. Similar antagonistic interaction was seen for nickel v. manganese cytotoxicity. This model system makes it possible to compare heavy metal effects at the cellular level and to identify cellular targets and metabolic processes., Dan je pregled istraživanja in vitro na staničnim kulturama sisavca koja su bila provedena pojedinačno ili u suradnji laboratorija koautorica članka, Laboratorija za celularnu biologiju Instituta za medicinska istraživanja i medicinu rada u Zagrebu i suradnog laboratorija u Institutu za higijenu i zdravstvenu ekologiju Sveučilišta u Giessenu. Namjera rada bila je dati primjere kakvi se rezultati mogu dobiti primijenjenim tehnikama i metodama na staničnim kulturama. Iznijeti su samo najvažniji rezultati na području istraživanja olova, kadmija, mangana i nikla koji su dobiveni ili suradnim istraživanjem ili komplementarnim istraživanjima u oba laboratorija. Ovim su primjerima istaknuti i dobri znanstveni i osobni odnosi koje je polučila znanstvena suradnja dvaju laboratorija. U staničnim kulturama praćeno je unošenje i razdioba metala u stanicama te njihovi citotoksični učinci koji su procjenjivani na temelju različitih pokazatelja stanične proliferacije i vijabilnosti. Učinci kratkotrajne izloženosti olovu na sintezu DNK bili su reverzibilni, što pokazuje da olovo ne utječe značajno na gensku staničnu funkciju. Nasuprot tomu, učinci nikla na DNK bili su trajni, što upućuje na to da je to jedno od glavnih ciljnih djelovanja ovog metala. Ispitivanja djelovanja na stanični ciklus pokazala su da otrovni metali imaju učinke na sve stanične faze, ali da su najosjetljivije faze u kojima se priprema i počinje sinteza DNK. Pri kroničnoj izloženosti olovu ili kadmiju pojavljuje se tolerancija zbog procesa prilagodbe. Pri združenim izloženostima rendgenskim zrakama, olovo ima uvijek aditivni učinak, dok je djelovanje mangana sinergističko i čini se da inhibira procese popravka DNK. U kombiniranim pokusima cink i mangan pokazuju zaštitno djelovanje na učinke kadmija, a slično antagonističko djelovanje nikla opaža se pri citotoksičnim učincima mangana. Prikazani primjeri pokazuju da se upotrijebljeni pokusni model može primijeniti za usporedbe učinaka otrovnih metala na staničnoj razini, kao i za utvrđivanje ciljnih staničnih dijelova i metaboličkih procesa.

Urban soil may be a source of occupational exposure to various pollutants in gardening and land cultivation. This paper presents data of a one-year follow-up of lead, cadmium, nickel, chromium, and vanadium in the environment of the city of Bologna. Samples of soil and leaves were collected at three locations; gardens from the inner-city high-traffic area, parks in moderatetraffic area, and parks in suburban, low-traffic area. The top and deeper layers of soil and leaves were mainly polluted by lead at all locations, which corresponded to the traffic density. Personal samplers recorded greater concentrations of airborne metals than did the area samplers but the values kept below the threshold limit established by the American Conference of Governmental Industrial Hygienists for the working environment. Due to cumulative nature and interactive effects of toxic metals with other toxic and essential elements, long-term exposure to metals in the urban environment may be a health risk for occupationally exposed gardeners., Gradsko tlo može biti izvorom profesionalne izloženosti različitim onečišćivačima u vrtlara, uključujući otrovne teške metale koji se talože iz onečišćenog zraka na tlo i lišće. U radu su prikazani podaci jednogodišnjeg praćenja koncentracija olova, kadmija, niklja, kroma i vanadija u talijanskom gradu Bologni. Uzorci tla i lišća skupljani su na tri mjesta s različitom gustoćom prometa; u središtu grada s velikom gustoćom prometa, u parkovima s umjerenim prometom u okolišu i u prigradskim parkovima sa slabim prometom. Na svim lokacijama gornji i dublji slojevi tla bili su podjednako onečišćeni ponajprije olovom i to je bilo u svezi s prometnom gustoćom. Koncentracije metala u zraku utvr|ene u filtrima osobnih skupljača bile su više od koncentracija u skupljačima na tlu. Vrijednosti metala u zraku bile su niže od graničnih vrijednosti utvr|enih za radni okoliš od Američke konferencije vladinih industrijskih higijeničara (American Conference of Governmental Industrial Hygienists). Zaključeno je da vrtlari, u usporedbi s općim stanovništvom, i pri niskim razinama izloženosti u gradskom okolišu imaju povećan zdravstveni rizik za štetna djelovanja otrovnih metala i drugih onečišćivača okoliša zbog dugotrajne izloženosti u svezi s njihovim radom.

Kadmij i rezidua navedenih triju herbicida u osušenom cvijetu industrijski uzgojene kamilice bili su povišeni iznad preporučenih podnošljivih vrijednosti. Rezultati su razmotreni s obzirom na postojeću zakonsku regulativu o herbicidima u Republici Hrvatskoj i postojećim preporukama FAO/WHO te na procjenu pojedinačnog i zbirnog toksikološkog rizika u ljudi. Kritički je razmotrena i odbačena uobičajena poljodjelska praksa pretjerane uporabe herbicida. Preporuča se prospektivna primjena biljaka kao prirodnih indikatora onečišćenja čovjekova okoliša te za procjenu toksikološkog opterećenja u čovjekovu prehrambenom lancu., Cadmium and all three enumerated herbicide residues in dried samples of industrially grown true chamomile were found to be above the suggested and accepted tolerance values. The results are discussed with regard to the current Croatian regulation and FAO/WHO recommendations on herbicides and to human toxicology risk assessment. The paper gives a critical evaluation of the herbicide overuse in agricultural practice and strongly discouraged such practice. The authors advocate prospective use of plants as natural indicators of environmental contamination and toxicological burden of the human food chain.

A microwave digestion method for mushrooms, developed in the study, allows fast preparation of samples and reduces the contamination risk in the process of determining trace metals. Concentrations of six trace elements, Fe, Mn, Cu, Zn, Pb, and Cd were measured in 50 samples of different species of edible mushrooms (fam. Boletaceae) using atomic absorption spectrometry after microwave and dry ashing procedure. The methods were validated through certified Standard Reference Material SRM 1577b (Bovine Liver) which was treated and analysed using the same procedures as for the mushrooms. The samples were either digested with concentrated HNO3 in closed Teflon PFA vessels in a microwave oven, or ashed in quartz crucibles at 450 °C. The respective recoveries of Fe, Mn, Zn, Cu, Pb, and Cd obtained by measuring SRM were 112, 107, 104, 115, 111 and 95% after microwave digestion procedure and 86, 101, 109, 111, 98, and 110% after dry ashing procedure. The correlation between concentrations obtained by the two different methods of sample preparation was high for all metals., Cilj rada bio je razviti pogodnu metodu razaranja organskih uzoraka s pomoću mikrovalova i usporediti rezultate s klasičnom metodom suhog spaljivanja u mufolnoj peći. Djelotvornost obiju metoda spaljivanja provjerena je usporedbom rezultata iste metode primijenjene na standardni referentni materijal goveđe jetre. Pedeset uzoraka gljiva različitih rodova vrganjevki sakupljeno je na deset lokacija Varaždinske županije. Provedena je korelacijska analiza između oba postupka spaljivanja za svaki metal. Suho spaljivanje gljiva izvedeno je u kvarcnim lončićima u peći za spaljivanje pri 450 °C preko noći. Nakon spaljivanja pepeo je otopljen u dušičnoj kiselini. Mikrovalno spaljivanje gljiva provedeno je s pomoću dušične kiseline u zatvorenim teflonskim posudama u mikrovalnoj pećnici. Kao standardni referentni materijal upotrijebljen je SRM 1577b – goveđa jetra. Svi metali određivani su metodom atomske apsorpcijske spektrometrije (AAS) plamena, osim olova koje je određeno elektrotermalnom AAS. Korelacija između koncentracija dobivenih s pomoću različitih metoda razaranja uzoraka gljiva statistički je značajna za sve određivane metale (koeficijent korelacije r=0,748–0,953). Rezultati pokazuju da je mikrovalno razaranje pouzdana i brza metoda za razaranje organskih uzoraka.

Experimental studies in laboratories in Croatia and U.S.A. were conducted on female rats exposed to lead or cadmium to evaluate effects on the female reproductive integrity. The health condition of the offspring and relationship with essential elements were also evaluated. By using simple biomarkers of reproductive effects it was found that subchronic oral exposure to lead (1500-5500 ppm) or cadmium (50 ppm) during pregnancy and lactation decreased pup body weight, and that lead also decreased pup viability. Acute exposure to cadmium (3 or 5 mg/kg body weight s.c.) in vivo suppressed serum concentrations of progesterone and estradiol depending on the reproductive stage. Organ accumulations of lead or cadmium were accompanied by changes in the concentrations of iron and zinc in both mother and pups. Future research should focuss on the effects of metals on endocrine disruption in the ovary and placenta, and on concomitant interaction of toxic and essential metals in mother and offspring., Žene u dobi za rađanje i malena djeca skupine su s velikom sklonošću pomanjkanju esencijalnih elemenata i stoga podložne ozbiljnim učlncima teških metala. U pokusima na životinjama pokazano je da skotne i laktirajuće ženke i mladunčad imaju povećanu apsorpciju iz probavnog trakta i povećane retencije metala. Otrovni metali djeluju na homeostazu esencijalnih elemenata. Podaci o maternalno posredovanim perinatalnim učincima metala su nedostatni, a učinci kadmija na žensku reprodukciju su manjkavi. U radu su prikazani rezultati eksperimentalnih istraživanja reprodukcijskih i perinatalnih učinaka olova i kadmija koja su provedena u laboratorijima u Zagrebu i u Sjevernoj Karolini, SAD. Tijekom istraživanja u izloženih ženki i u njihovim potomcima također su procjenjivana djelovanja metala na koncentracije esencijalnih elemenata. Uporabom jednostavnih biopokazatelja učinaka na rasplođivanje nađeno je da supkronična peroralna izloženost olovu odnosno kadmiju tijekom skotnosti i laktacije značajno snizuje tjelesne težine mladunčadi, a olovo također smanjuje preživljavanje potomaka. Kao bio pokazatelji učinaka kadmija na steroidogenezu procjenjivane su koncentracije steroidnih hormona u serumu. Opaženo je da akutna in vivo izloženost kadmiju snizuje koncentracije progesterona i estradiola u ovisnosti o stadiju graviditeta. Tijekom izloženosti nakupljanje olova odnosno kadmija u organima popraćeno je promjenama koncentracija željeza i cinka u organima u štakorica i u njihove mladunčadi. Zaključeno je da bi u budućim procjenjivanjima rizika učinaka teških metala trebalo istražiti endokrine poremećaje u jajnicima i u posteljici te istodobna djelovanja otrovnih i esencijalnih elemenata i u izloženih majki i u njihovih potomaka.

The review is a synthesis of the most recent evidence for the important role of the interactions of essential and/or toxic metals and metalloids regarding human health and diseases. Information is presented on the mechanisms of interaction between various metals and/or metalloids (including the influence ot pH, exposure duration, and other exposure variables such as various life-style factors in man), possible differences in the susceptibility to adverse health effects between man and other mammals, and the role of metals and metalloids in oxidative stress-mediated diseases, antioxidant defence system, adaptive response and genetic repair processes. With regard to generally large interindividual differences in the susceptibility to various toxicants in humans, further epidemiological research in the quantitative contribution of interaction between lead, cadmium, copper, zinc and selenium, based on biological monitoring, is recommended. Interaction of these elements may explain individual susceptibility to various chronic diseases, even those showing transgenerational characteristics (such as significantly lowered sperm count and fertilizing capacity of men over the last five decades, known to have occurred in the general population world wide)., Rad sjedinjuje najnovija saznanja o važnoj ulozi interakcija esencijalnih i/ili toksičnih metala i metaloida s obzirom na čovjekovo zdravlje i bolesti. Prikazani su podaci o mehanizmima interakcije između različitih metala i/ili metaloida (uključujući utjecaj pH, trajanja izloženosti te ostalih varijabli izloženosti kao sto su različiti činioci čovjekova stila života), mogućim razlikama u osjetljivosti na štetne zdravstvene učinke između čovjeka i ostalih sisavaca te o ulozi metala i metaloida u oksidativnim stresom posredovanim bolestima, antioksidativnom obrambenom sustavu, prilagodbenom učinku i procesima genetskog popravka. S obzirom na općenito velike interindividualne razlike u osjetljivosti na različite toksične agense i kronične bolesti u ljudi, preporučena su daljnja epidemiološka istraživanja kvantitativnog doprinosa interakcije izmedu Pb, Cd, Cu, Zn i Se, zasnovana na biološkom nadziranju. Ti su elementi (uključujući njihove spojeve) široko rasprostranjeni u čovjekovoj okolini, sposobni su međusobno utjecati na iznos apsorpcija i metabolizam svakog od njih, a nedavno je pokazano da su uključeni u nekoliko mehanizama koji određuju konačan ishod štetnih zdravstvenih učinaka različitih toksičnih agensa. Interakcija tih elemenata mogla bi objasniti osobnu preosjetljivost na različite kronične bolesti u čovjeka, čak i one koje pokazuju transgeneracijsko obilježje (npr. značajno sniženje broja spermija i oplodne sposobnosti muškaraca u posljednjih pet desetljeća, opaženo u općoj populaciji diljem svijeta).