Univerzitet u Nišu

Prirodno - matematički fakultet

Departman za hemiju

ICP-OES određivanje sadržaja teških metala

u uzorcima lista biljne vrste Bellis perennis L.

(Asteraceae)

- Master rad -

Mentor: Kandidat:

docent dr Milan Stojković Marija Jevtić

Niš, 2018.

Прилог 5/1

ПРИРОДНO - MАТЕМАТИЧКИ ФАКУЛТЕТ

НИШ

КЉУЧНА ДОКУМЕНТАЦИЈСКА ИНФОРМАЦИЈА

Редни број, РБР:

Идентификациони број, ИБР:

Тип документације, ТД: монографска

Тип записа, ТЗ: текстуални / графички

Врста рада, ВР: мастер рад

Аутор, АУ: Марија Д. Јевтић

Ментор, МН: Милан Б. Стојковић

Наслов рада, НР: ICP-ОЕS одређивање садржаја тешких метала у узорцима листа биљне

врсте Bellis perennis L. (Asteraceae)

Језик публикације, ЈП: српски

Језик извода, ЈИ: енглески

Земља публиковања, ЗП: Србија

Уже географско подручје, УГП: Србија

Година, ГО: 2018.

Издавач, ИЗ: ауторски репринт

Место и адреса, МА: Ниш, Вишеградска 33.

Физички опис рада, ФО: Страна 51, поглавља 6, слика 21, табела 8, референци 33

Научна област, НО: хемија

Научна дисциплина, НД: аналитичка хемија

Предметна одредница/Кључне речи, ПО: ICP- OES, Бела рада, Bellis perennis, тешки метали, одређивање

УДК 543.42 : [582.998.1 + 546.4/.8]

Чува се, ЧУ: библиотека

Важна напомена, ВН: Извод, ИЗ: У овом раду је анализиран садржај тешких метала (Al, Ba, Cd, Co, Cr, Cu,

Fe, Mn, Ni, Pb, V и Zn) у узорцима биљне врсте Bellis perennis L. Као и у

одговарајућем земљишту са шеснаест локација града Ниша применом

ICP- OES технике. Добијени резултати нису показали загађење тешким

металима. Резултати су статистички обрађени. Постоји статистички

значајна позитивна корелација садржаја Ba у биљном ткиву и у

земљишту.

Датум прихватања теме, ДП:

Датум одбране, ДО:

Чланови комисије, КО: Председник:

Члан:

Члан, ментор:

Прилог 5/2

ПРИРОДНO - MАТЕМАТИЧКИ ФАКУЛТЕТ

НИШ

KEY WORDS DOCUMENTATION

Accession number, ANO:

Identification number, INO:

Document type, DT: monograph

Type of record, TR: textual / graphic

Contents code, CC: master’s degree thesis

Author, AU: Marija D. Jevtić

Mentor, MN: Milan B. Stojković

Title, TI: ICP-OES determination of heavy metal content in samples of the plant species

Bellis perennis L. (Asteraceae)

Language of text, LT: Serbian

Language of abstract, LA: English

Country of publication, CP: Serbia

Locality of publication, LP: Serbia

Publication year, PY: 2018.

Publisher, PB: author’s reprint

Publication place, PP: Niš, Višegradska 33.

Physical description, PD: Pages 51, chapters 6, figures 21, tables 8, citations 33

Scientific field, SF: chemistry

Scientific discipline, SD: analytical chemistry

Subject/Key words, S/KW: ICP-OES, Bela rada, Bellis perennis, determination, heavy metals

UC 543.42 : [582.998.1 + 546.4/.8]

Holding data, HD: library

Note, N:

Abstract, AB: The content of heavy metals (Al, Ba, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb, V and Zn) in Bellis perrenis L. plant species and corresponding soils from sixteen locations was determined using optical emission spectrometry with inductively coupled plasma (ICP-OES). Obtained results didn’t indicate heavy metal contamination. Results are statistically processed. Statistically significant correlation was found between Ba content in plant species samples and soil samples

Accepted by the Scientific Board on, ASB:

Defended on, DE:

Defended Board, DB: President:

Member:

Member, Mentor:

Eksperimentalni deo ovog master rada je rađen u naučno-istraživačkoj laboratoriji

Katedre za analitičku i fizičku hemiju, Prirodno-matematičkog fakulteta, Univerziteta u Nišu.

Veliku i iskrenu zahvalnost upućujem svom mentoru docentu dr Milanu Stojkoviću na

prihvatanju saradnje, ukazanom poverenju i razumevanju, izdvojenom vremenu i stručnoj pomoći

tokom izrade i pisanja ovog rada. Takođe se zahvaljujem prof. dr Aleksandri Pavlović na

izdvojenom vremenu i pomoći tokom eksperimentalnog rada.

Na kraju, neizmerno se zahvaljujem svojoj porodici na bezgraničnoj podršci, motivaciji,

strpljenju i razumevanju tokom studiranja.

Sadržaj

6

Sadržaj

Sadržaj ............................................................................................................................................ 5

1 Uvod ............................................................................................................................................. 7

2 Teorijski deo ............................................................................................................................... 9

2.1. Sistematika biljne vrste Bellis perennis L. ....................................................................................... 10

2.1.1 Bellis perennis L. (Asteraceae)................................................................................................... 11

2.2. Teški metali i biljke .......................................................................................................................... 14

2.3. Toksični efekti teških metala u biljkama .......................................................................................... 16

2.4. Mehanizmi mobilizacije metala od strane biljaka i usvajanje iz zemljišta ....................................... 17

2.5. ICP-OES ........................................................................................................................................... 18

2.5.1 Pojam plazme i izvori plazme .................................................................................................... 18

2.5.2 Spektrometri ............................................................................................................................... 20

2.5.3 Smetnje u ICP spektrofotometriji ............................................................................................... 21

3 Eksperimentalni deo ................................................................................................................ 22

3.1. Materijal ........................................................................................................................................... 23

3.2. Aparati .............................................................................................................................................. 25

3.3. Hemikalije i reagensi ........................................................................................................................ 25

3.4. Priprema uzoraka .............................................................................................................................. 27

3.4.1 Postupak mineralizacije biljnog materijala................................................................................. 27

3.4.2 Postupak pripreme zemljišta za analizu sadržaja pseudototalnih katjona .................................. 27

3.4.3 Određivanje pH vrednosti zemljišta ........................................................................................... 27

3.5. Statistička obrada rezultata ............................................................................................................... 28

4 Rezultati i diskusija .................................................................................................................. 29

4.1.Kiselost (pH) i provodljivost zemljišta.............................................................................................. 30

4.2.Sadržaj metala u zemljištu ................................................................................................................. 30

4.3. Statistička obrada rezultata ............................................................................................................... 42

5 Izvod .......................................................................................................................................... 46

6 Literatura .................................................................................................................................. 48

1 Uvod

8

1 Uvod

Teški metali su prirodne komponente Zemljine kore, ali su koncentracije nekih od njih, u

mnogim ekosistemima, dostigle toksične nivoe, pre svega kao posledica antropogenih aktivnosti.

Do današnjih dana, ukupno 53 elementa je svrstano u kategoriju teških metala, koja je preciznije

definisana kao grupa elemenata čija je gustina veća od 5 g/cm3. Teški metali su široko

rasprostranjeni u životnoj sredini. Njihova zastupljenost u radnoj i životnoj sredini predstavlja

ozbiljan zdravstveni i ekološki problem zato što su toksični, veoma dugo se zadržavaju u zemljištu

i akumuliraju u žive sisteme kroz lance ishrane.

Prema svojoj biološkoj funkciji koju imaju u organizmu metali se dele na esencijalne i

neesencijalne. Metali, kao što su Cu, Fe, Zn, Mn, Mo, Ni, Co su neophodni za normalan rast i

razvoj biljaka. Nedostatak ili potpuni izostanak ovih metala može da dovede do ozbiljnih

poremećaja u organizmu biljaka. Zbog toga ovi metali spadaju u grupu esencijalnih metala. U

grupu neesencijalnih metala spadaju Pb, Cd, Hg,As, Cr. Oni nemaju nikakvu poznatu korisnu ulogu

i ispoljavaju samo toksično dejstvo na organizam biljaka. Toksičnost koja se ispoljava prema

biljkama naziva se fitotoksičnost. Na celularnom nivou, posledice produžene izloženosti visokim

koncentracijama metala mogu biti dezintegracija membrane, gubitak jona, peroksidacija lipida,

degradacija DNK/RNK i konačno smrt ćelije.

Da bi se biljke normalno razvijale i rasle, one moraju održavati koncentracije esencijalnih

elemenata u okviru optimalnih vrednosti- stanje homeostaze.

Cilj ovog rada je određivanje sadržaja teških metala u listu biljne vrste Bellis perennis L.

primenom ICP-OES spektrometrije.

2 Teorijski deo

10

2 Teorijski deo

2.1. Sistematika biljne vrste Bellis perennis L.

Bellis perrenis L. pripada porodici Asteraceae (glavočike) i rodu Bellis. Porodica

Asteraceae je porodica zeljastih biljaka i polužbunova, ređe žbunova, lijana ili niskog drveća.

Uglavnom su kopnene halofite ili epifite, ređe močvarne i akvatične biljke.

Bellis je rod sa 15 vrsta dikotiledonih biljaka koji pripada porodici Asteraceae, čiji je

prirodni areal Evropa, region Mediterana i severna Afrika. Vrste ovog roda su uglavnom

višegodišnje, 5 do 20 cm visoke. Imaju zeljasto uspravno stablo i većina vrsta ima lišće pri njegovoj

osnovi. Na po jednom stablu se stvara glavičasta cvast sa radijalno raspoređenim cvetovima.(

http://www.bastovanstvo.rs/index.php?topic=914.0).

Taksonomija biljne vrste Bellis perennis L. data je u tabeli 1.

Tabela 1. Taksonomija vrste Bellis perennis L.

Taksonomija

Carstvo Plantae

Odeljak Magnoliophyta

Klasa Magnoliopsida

Red Asterales

Porodica Asteraceae (syn. Compositae)

Rod Bellis

Vrsta B. perennis

Binomna nomenklatura

Bellis perennis L.

Sksks

11

2 Teorijski deo

2.1.1 Bellis perennis L. (Asteraceae)

( lat. bellus- rep, naziv od Plinija za ovu vrstu; lat. perennis- trajan)

Bellis perennis L., u našem narodu poznata kao bela rada, je višegodišnja zeljasta biljka iz

familije glavočika (Asteraceae). Koren razgranat, slabo razvijen. Listovi obrazuju prizemnu rozetu,

iz koje izbija cvetonosni struk sa jednom terminalnom cvetnom glavicom, bez listova. Glavica je

u prečniku 10-30 mm. Listići involukrma eliptični, duguljasti i dlakavi. Središni cvetovi glavice

dvopolni, cevasti, žuti, obodni jezičasti, ženski, beli, ružičasti do sasvim crveni. Plod ahenija, bez

papusa, 1-1,5 mm dugačka, objajasta, sa strane spljoštena, glatka. Cveta od aprila do oktobra. Bela

rada raste na pašnjacima, travnjacima, livadama, pored puteva, na proplancima, pored šuma.

Koristi se cvast (Bellidis flos), ređe list (B. folium) ili cela biljka (B.herba), bez korena.

Cvetne glavice se beru bez peteljke, dok se nisu još potpuno otvorile, lišće se bere u proleće dok je

mlado, a i cela biljka. Ubrana droga se brzo suši, na promajnom mestu, u hladu, ili sušnicama na

temperaturi do 45 °C (Kojić i sar., 1998).

Slika 1. Izgled biljke Bellis perennis L.

12

2 Teorijski deo

Bela rada sadrži saponine (Schöpke i sar. 1991, Mandal i sar. 2010), terpenoide (Avato i

Tava, 1995), derivate kafeinske kiseline (Scognamiglio i sar, 2012), flavonoide, hidroksilne

derivate benzoeve i cimetne kiseline (Karakas i Turker, 2013; Karakas i sar. 2017).

Droga se koristi kao nardoni lek. Deluje kao diuretik1, dijaforetik2, depurativ3, laksativ,

adstrigens4, antiinflamator5. Mladi prolećni izdanci, pre cvetanja biljke, imaju dobra dijetetska

svojstva, kao prolećna salata. Bela rada se najčešće koristi u lečenju disajnih organa: bronhijalna

astma, tuberkuloza, upale disajnih organa sa upornim kašljem, ali i kao dobro sredstvo kod

reumatskih bolesti, a takođe ima primenu u zarastanju rana (Kojić i sar., 1998).

1 Sredstva koja potpomažu izbacivanje vode i toksina iz organizma putem urinarnog trakta 2 Sredstva koja pojačavaju izlučivanje znoja 3 Sredstva koja pospešuju izbacivanje nečistoća iz krvi i organa 4 Sredstva koja deluju na površinsko skupljanje tkiva pa se koriste za lečenje zapaljenja kože i sluzokože 5 Supstance koje redukuju inflamafiju (zapaljenje)

13

2 Teorijski deo

Slika 2. Izgled biljke Bellis perennis L.

14

2 Teorijski deo

2.2. Teški metali i biljke

U ekološkom pogledu, svaki metal, ili metaloid koji prouzrokuje problem u životnoj sredini,

odnosno onaj koji se ne može biološki uništiti, trebalo bi posmatrati kao teški metal. Teški metali

su prirodne komponente zemljine kore, ali su koncentracije nekih od njih, u mnogim ekosistemima,

dostigle toksične nivoe, pre svega kao posledica antropogenih aktivnosti. Do današnjih dana,

ukupno 53 elementa je svrstano u kategoriju teških metala, koja je preciznije definisana kao grupa

elemenata čija je gustina veća od 5 g/cm3 (Kastori i sar., 1997). Teški metali su široko

rasprostranjeni u životnoj sredini. Njihova zastupljenost u radnoj i životnoj sredini predstavlja

ozbiljan zdravstveni i ekološki problem zato što su toksični, veoma dugo se zadržavaju u zemljištu

i akumuliraju u žive sisteme kroz lance ishrane (Sarma, 2011).

Teški metali se u određenim koncentracijama prirodno nalaze u zemljištu. Međutim, u

površinskim slojevima zemljišta često se mogu naći teški metali koji nisu geohemijskog već

antropogenog porekla, odnosno, dospeli su u zemljište kao posledica različitih ljudskih aktivnosti

(industrija, sagorevanje fosilnih goriva, primena agrohemikalija, atmosferska depozicija i drugo),

što kao posledicu može imati trajno zagađenje zemljišta i podzemnih voda. U vodi, ovi metali

mogu graditi teško rastvorljive karbonate, sulfate i sulfide koji se talože i akumuliraju na dnu

vodenih površina (Jovanović, 2012).

Prilikom procenjivanja da li je neko zemljište zagađeno teškim metalima ili ne, važnu

smernicu predstavljaju granične vrednosti za maksimalno dozvoljene koncentracije teških metala

u zemljištu. Maksimalno dozvoljena koncentracija (MDK) teških metala u zemljištu, u našoj

državi, definisana je Pravilnikom o dozvoljenim količinama opasnih i štetnih materija u zemljištu

i metodama njihovog ispitivanja, koji je objavljen u Službenom glasniku Republike Srbije br. 23

(1994). (Tabela 2.). Međutim, ovaj pravilnik definiše MDK vrednosti samo za poljoprivredno

zemljište dok za zemljišta druge namene (industrijska zemljišta, igrališta, parkovi itd.) ne postoji

zakonom propisan maksimalni sadržaj opasnih i štetnih materija (Sekulić i sar., 2008).

Prema svojoj biološkoj funkciji koju imaju u organizmu metali se dele na esencijalne i

neesencijalne. Metali, kao što su Cu, Fe, Zn, Mn, Mo, Ni, Co su neophodni za normalan rast i

razvoj biljaka. Nedostatak ili potpuni izostanak ovih metala može da dovede do ozbiljnih

poremećaja u organizmu biljaka, pa čak i do uginuća. Zbog toga ovi metali spadaju u grupu

esencijalnih metala. U grupu neesencijalnih metala spadaju Pb, Cd, Hg, As, Cr. Oni nemaju

nikakvu poznatu korisnu ulogu i ispoljavaju samo toksično dejstvo na organizam biljaka.

Toksičnost koja se ispoljava prema biljkama naziva se fitotoksičnost (Alagić i sar., 2013;

Nagajyoti i sar., 2010).

15

2 Teorijski deo

Tabela 2. Maksimalne dozvoljene koncentracije opasnih i štetnih materija u zemljištu u Republici

Srbiji (mg/kg vazdušno suvog zemljišta)

Element mg/kg

Cd 3

Pb 100

Hg 2

As 25

Cr 100

Ni 50

F 300

Cu 100

Zn 300

B 50

Mo -

Co -

16

2 Teorijski deo

2.3. Toksični efekti teških metala u biljkama

Da bi se biljke normalno razvijale i rasle, one moraju održavati koncentracije esencijalnih

elemenata u okviru optimalnih vrednosti- stanje homeostaze. Međutim, kada njihove koncentracije

pređu te vrednosti, metali mogu ispoljiti i svoje toksične efekte (fitotoksičnost), koji se obično

ogledaju u redukovanoj biomasi, hlorozi lišća (smanjenje intenziteta fotosinteze), inhibiranju rasta

korena, kao i morfološkim promenama.

Koncentracije pojedinih elemenata potrebnih biljnim vrstama za optimalan rast se jako

razlikuju. Međutim, ako prikažemo relaciju između procenta maksimalnog prirasta biljke i sadržaja

nutrijenata u biljnom tkivu dobijamo krivu koja ima nekoliko oblasti (Slika 3). Vidimo da pri

niskim koncentracijama nutrijenata (nedovoljna ishrana) biljka ne postiže optimalan rast. Za

kritičnu koncentraciju smatramo onu pri kojoj biljka postiže 90% maksimalnog rasta. Ukoliko je

sadržaj nutrijenata u biljnom tkivu (a samim tim i u zemljištu) iznad određene granice biljka

pokazije vidljive simptome i te koncentracije smatramo toksičnim. Oblast između kritične i

toksičnih koncentracija je optimalna oblast i tada se postiže maksimum biljnog rasta.

Kao i kod drugih živih bića, od najvećeg značaja za rast biljaka su kiseonik, vodonik i

ugljenik, ali njih ne uzimamo u razmatranje zato što ih biljke usvajaju iz vode i vazduha, a ne iz

zemljišta (Stojković, 2014).

Slika 3. Šematski prikaz relacije između procenta maksimalnog prirasta biljke i sadržaja

nutrijenata u biljnom tkivu

17

2 Teorijski deo

2.4. Mehanizmi mobilizacije metala od strane biljaka i usvajanje iz

zemljišta

Efikasno usvajanje esencijalnih metala iz zemljišta neophodno je za normalan rast i razvoj

biljaka, odnosno za održanje normalne homeostaze i svaka biljna vrsta u tom smislu, razvija

odgovarajuće sposobnosti.

Smatra se da metali mogu da uđu u biljku pasivno, prodiranjem vode, putem apsorpcije u

simplast korena vođeni gradijentom elektrohemijskog potencijala same plazma-membrane, ili pak

aktivno, uz učešće proteina smeštenih u dvostrukom lipidnom sloju membrane koji omogućavaju

transport metala kroz plazmalemu (tzv.transportni proteini, ili proteini-transporteri).

Naime, iako metalni joni mogu da difunduju u apoplast korena (prostor između ćelijskog

zida i plazma-membrane), njihov dalji transport kroz apoplast je ustvari blokiran nepropusnim

prostorom smeštenim u endodermalnom sloju tkiva korena (tzv. Kasparijev prostor). Na ovom

mestu, metalni joni moraju dalje biti transportovani kroz plazma membranu u simplastični prostor

na jedan aktivan način. Ovaj transport u simplast epidermisa opet podrazumeva angažovanje

transportnih proteina membrane. Familije proteina-transportera su brojne i uglavnom specifične za

svaki pojedini metal. Tako na primer, Fe2+ se primarno usvaja transporterom visoke specifičnosti

IRT1 koji pripada tzv. familiji ZIP-proteina (Zinc-regulated transporter/Iron-regulated transporter

Proteins) koji omogućavaju transport dvovalentnih jona i kod korena i kod izdanka. Ekspresija

IRT1 je regulisana nedostatkom Fe u zemljištu. Akumulacija Fe u tkivu biljke prilikom pojave

IRT1, očigledno se javlja kao njen odgovor na izazvan stres. Ovo sve nameće zaključak o genetskoj

kontroli ekspresije IRT1. Ovaj protein može transportovati i druge dvovalentne metalne jone, ali

ne i Zn. Još uvek nije poznato koji su to tačno transporteri iz ZIP familije zaduženi za usvajanje Zn

iz zemljišta, ali se pretpostavlja da i Ni koristi isti put ulaska u biljku. ZIP transporteri takođe

omogućavaju ulazak neesencijalnih jona Cd2+ u ćelije korena. Pri ovome, primećeno je da visoke

koncentracije Fe u zemljištu često redukuju usvajanje Cd od strane biljaka. I drugi dvovalentni

metali, kao što su Zn, Ca, Mg i Cu, takođe mogu da inhibiraju usvajanje Cd iz rizosfernog rastvora,

među kojima nivo Ca ima najjači uticaj. Naime, kako oba ova jona mogu prolaziti kroz membranu

i putem katjonskih kanala, to je njihova kompeticija jako izražena. Dodatno, kako i Cd i Zn mogu

biti transportovani u biljku istim transporterom ZNT1 (Zink Transporter), to je odnos ova dva

elementa (Zn/Cd), veoma značajan za eventualno kasnije ispoljavanje toksičnosti samog Cd

(Gallego, 2012).

Za razliku od Fe, Zn i Cd koji se usvajaju kao dvovalentni joni, Cu se izgleda usvaja kao

Cu+ i to pomoću proteina COPT1 (Copper Transporter). Kako se Cu u zemljištu uglavnom nalazi

kao dvovalentni jon, to se Cu2+ prvo mora redukovati pomoću FRO2 enzima (feri-helat-reduktaza,

koja inače redukuje i trovalentno Fe do dvovalentnog) ( Palmer i Guerinot, 2009).

18

2 Teorijski deo

2.5. ICP-OES

2.5.1 Pojam plazme i izvori plazme

Po definiciji plazma je elektroprovodna smeša gasova koja sadrži značajnu koncentraciju

jona i elektrona (ukupno makroskopsko naelektrisanje plazme jednako je nuli). U slučaju argonske

plazme (koja se najčešće koristi u emisionim analizama) joni argona i slobodni elektroni su nosioci

naelektrisanja i provodljivosti. Induktivno spregnuta plazma ICP (eng. Inductively Coupled

Plasma) je bezelektrodna argonska (ređe azotna) plazma koja radi na atmosferskom pritisku, a

održava se sprezanjem sa radiofrekventnim elektromagnetnim poljem. Služi kao izvor pobuđivanja

kod optičke emisione spektrofotometrije (OES) (Stojković, 2014 ).

Zbog visoke temperature plazme, metoda može da se u principu koristi za određivanje svih

elemenata periodnog sistema, osim za argon. Takođe, upotrebom hidridne tehnike mogu se odrediti

niske koncentracije elemenata koji grade hidride (As, Bi, Ge, Sb, Se, Sn i Te). Međutim, ona je

donekle ograničena u praksi pošto određivanje nekih elemenata zahteva posebne uslove (npr.

radioaktivnih) ili posebnu optiku (kao što su Cl, Br i F), ili se određuju sa manjom osetljivošću

nego pomoću drugih metoda (kao N ili Rb) (Pavlović i Rašić Mišić, 2016).

Najznačajnije prednosti ICP-spektrometrije nad drugim metodama emisione

spektrohemijske analize su:

1. mogućnost izvođenja višeelementarne analize: za manje od dva minuta može da se

odredi 20-60 elemenata u probi, zavisno od tipa aparata, sa tačnošću koja je istog reda

veličine ili veća nego u drugim instrumentalnim metodama;

2. široka dinamička oblast: kao posledica malog efekta samoapsorpcije u posmatranoj zoni

plamena, analitička kriva je linearna u intervalu koncentracija od nekoliko redova veličine,

tako da podjednako mogu da se određuju elementi, kako niskih koncentracija (ispod 1 μg),

tako i na visokim, što je uslov za izvođenje višeelementne analize;

3. analza uzoraka u obliku rastvora: prevođenje analita u rastvor znatno uprošćava analizu,

posebno heterogenog materijala, pošto se pri rastvaranju, uz eventualno prethodno

topljenje, razaranje i slično, svi elementi prevode u isti hemijski oblik, čime se redukuju

efekti osnove i olakšava priprema standarda;

4. mala količina rastvora je dovoljna za analizu, što podrazumeva i malu količinu uzorka;

5. relativno dugo vreme boravka čestica u plazmi: zadržavanje čestica u plazmi nekoliko

milisekundi.

Izvor induktivno spregnute plazme (eng. torch) se sastoji od tri koncentrične kvarcne cevi. Kroz

spoljašnju cev, prečnika 15 do 30 m, tangencijalno se uvodi argon koji hladi cev i termički izoluje

plazmu od zida cevi, ograničavajući tako i njenu zapreminu. Kroz srednju cev ulazi argon koji sluši

kao noseći gas i obezbeđuje primarne elektrone i jone za formiranje plazme. Kroz centralnu cev u

plazmu se uvodi aerosol rastvora strujom argona koji protiče znatno sporije od gasa koji služi za

hlađenje (Slika 4).

19

2 Teorijski deo

Slika 4. Izvor induktivno spregnute plazme

Oko spoljašnje kvarcne cevi obmotana su 3-4 navoja indukcionog kalema vezanog za

radiofrekventni generator frekvencije od 5-50 MHz i izlazne snage 1-5 kW. Visokofrekventna

struja koja protiče kroz indukcioni kalem stvara oscilatorno magnetno polje H, koje indukuje

elektrone u gasu koji protiče unutar kvarcne cevi. Oni se ubrzavaju vremenski promenjivim

električnim poljem, što dovodi do zagrevanja i dodatne jonizacije. Kako u početku u argonu nema

naelektrisanih čestica plazma se uspostavlja kratkim uključivanjem Teslinog pražnjenja.

Tempratura plazme varira od 6000 do 10000 K i opada sa visinom iznad indukcionog kalema,tako

da se za svako određivanje može odabrati pogodna visina na kojoj će se vršiti posmatranje. Ako se

koristi polje niže frekvencije, npr. od 5 MHz, plazma ima oblik kapi (Slika 5). Pri uvođenju

aerosola, kapljice zaobilaze ovaj deo zbog velikog otpora (prouzokovanog širenjem gasa), što ima

za posledicu nedovoljno zagrevanje uzorka, odnosno neefikasno isparavanje.

Primenom generatora veće frekvencije (obično 27 MHz) najtopliji deo plazme dobija

prstenast ili toroidni oblik, pošto je vrtložna struja elektrona tada bliža kalemu, odnosno

spoljašnjem sloju plazme. U ovom slučaju aerosol ulazi u središnji deo, tzv. kanal plazme, u kome

je temperatura nešto niža (6000-8000 K), a otpor manji. U kanalu plazme čestice se zadržavaju

relativno dugo (2-3 ms), što u kombinaciji sa visokom temperaturom obezbeđuje efikasno

isparavanje, atomizaciju i pobuđivanje. U plazmi mogu da se razlikuju tri oblasti različitih

spektralnih osobina: visokotemperaturno jezgro u čijem centralnom delu (kanalu plazme) uzorak

podleže efikasnom isparavanju i atomizaciji, analitička zona koja se nalazi 15-20 mm iznad

indukcionog kalema, u kojoj se pobuđuje većina elemenata i niskotemperaturni deo – rep plazme,

u kome se pobuđuju elementi sa niskim energijama pobuđivanja. Spektar jezgra palzme sadrži

20

2 Teorijski deo

atomske linije argona i intenzivan kontinuum prouzrokovan usporavanjem naelektrisanih čestica

pri kretanju. Zbog toga ova zona nije pogodna za analitičku primenu.

Druga zona je glavna analitička oblast. Pri dovoljno velikom protoku argona kroz spoljašnju

cev, pozadinsku emisiju ove zone čine samo linije Ar i donekle trake radikala OH. Zbog znatnog

temperaturskog gradijenta u ovoj oblasti, dobijeni spektar sadrži jonske i atomske linije elemenata

sa veoma različitim energijama pobuđivanja koje leže u Vis i UV oblasti.

Treća zona – rep plazme, ima temperaturu blisku standardnim hemijskim plamenovima.

Spektar ove zone sadrži uglavnom atomske linije elemenata sa niskim energijama pobuđivanja koje

leže u Vis oblasti ( Stojković, 2014).

Slika 5. Izgled induktivno spregnute plazme

2.5.2 Spektrometri

Za izvođenje višeelementne analize koriste se tri tipa komercijalnih spektrometara:

sekvencioni brzo skenirajući spektrometri sa monohromatorom, spektrometri sa polihromatorom i

direktnim očitavanjem i spektrometri sa Furijeovom transformacijom. Sekvencijalni instrumenti

kao disperzni element koriste standardnu konkavnu rešetku ili holografsku rešetku sa 2400 ili 3600

ureza mm-1 kako bi se obezbedila što veća moć razlaganja.

Poslednjih godina dosta se koriste ešelne rešetke (franc. éshelle – stepenik) kod kojih je

radna, refleksiona površina pod nagibom prema osnovi rešetke za određeni ugao γ, tzv. ugao sjaja,

koji ima značajnu ulogu u raspodeli intenziteta dobijenih spektara ( Stojković, 2014).

21

2 Teorijski deo

2.5.3 Smetnje u ICP spektrofotometriji

Emisija analita u ICP manje je podložna smetnjama nego u bilo kom drugom izvoru

pobuđivanja. Nespecifične smetnje prouzrokovane su problemima raspršivanja koji dovode do

promene količine raspršivanjem unetog rastvora u plazmu, a time i do promene intenziteta

analitiĉkih linija. Zbog visoke temperature plazme, dužeg vremena boravka čestica u plazmi i njene

atmosfere, hemijskih interferencija u ICP-spektrometriji praktično nema. Na primer, poznata

smetnja fosfatnog jona i aluminijuma pri određivanju kalcijuma u plamenu, u ICP spektrometriji

se ne zapaža. Zbog visoke koncentracije elektrona u plazmi, jonizacione smetnje su takođe manje

izražene nego u drugim izvorima, posebno u plamenovima. Međutim, ni ove, ni hemijske smetnje

ne mogu da se ignorišu u svim slučajevima, posebno u plazmama niže snage tako da, kada se efekti

utvrde, treba težiti njihovoj redukciji. Najznačajnije smetnje u ICP-spektrometriji su spektralne

smetnje, kao posledica pojave spektara bogatog linijama u UV i Vis oblasti, koje se ne javljaju u

drugim izvorima pobuđivanja. Ove smetnje su prouzrokovane preklapanjem linije analita sa

linijom prisutnog elementa bliske talasne dužine (koji aparat nije u stanju da razloži), preklapanjem

sa krilom proširene susedne linije ili preklapanjem sa kontinualnim zračenjem neke osnovne

komponente ili rasutim zračenjem u aparatu. Očigledno ovaj tip smetnji u tesnoj je vezi sa

karakteristikama korišćenog spektrometra (disperzijom i moći razlaganja). Kada se utvrdi,

spektralna smetnja može da se otkloni primenom spektrometra veće moći razlaganja, oduzimanjem

prethodno određene veličine signala-interferenta (pošto su spektralne smetnje aditivnog karaktera)

ili izborom druge linije analita (Stojković, 2014).

Slika 6. Izgled ICP spektrometra

3 Eksperimentalni deo

23

3 Eksperimentalni deo

3.1. Materijal

U ispitivanjima su kao materijal korišćeni: list biljne vrste Bellis perennis L. ( Asteraceae),

ubrane 2017. na području grada Niša, sa više različitih lokaliteta (Tabela 3).

Zemljište uzorkovano na području grada Niša, sa više različitih lokaliteta (Tabela 3, Slika

7).

Tabela 3. Lokaliteti uzorkovanja zemljišta i biljne vrste Bellis perennis L.

Mesto uzorkovanja Koordinate

1. Tvrđava 1 N43.32689, E21.8962

2. Tvrđava 2 N43.32755, E21.8953

3. Železnička stanica 1 N43.31561, E21.8799

4. Park – Ekonomski fakultet 1 N43.31782, E 21.8912

5. Obilićev venac N43.31693, E21.8933

6. Železnička stanica 2 N43.31603, E21.8787

7. Park – Ekonomski fakultet 2 N43.31793, E21.8905

8. Učitelj Tasina škola N43.31501, E21.8987

9. Park Čair N43.31533, E21.9054

10. Kej Nišave – Univerzitet N43.32266, E21.8935

11. Kej Nišave N43.32187,E 21.8927

12. Izletište Kamenički vis N43.41258, E21.9348

13. Medicinski fakultet N43.31588, E21.9160

14. Prirodno-matematički fakultet N43.30903, E21.9230

15. Park Svetog Save N43.32087, E21.9186

16. Bulevar Nemanjića N43.31839, E21.9230

24

3 Eksperimentalni deo

Slika 7. Lokacije na teritoriji grada Niša na kojima je vršeno uzorkovanje

25

3 Eksperimentalni deo

3.2. Aparati

Prilikom ispitivanja sadržaja teških metala u uzorcima lista biljne vrste Bellis perennis L.

(Asteraceae) i zemljišta korišćena je sledeća oprema:

ICP-OES iCAP 6000 (Thermo Fisher Scientific Inc, Nemačka) za kvalitativno i

kvantitativno određivanje metalnih jona;

MicroMed high purity water system (Thermo Fisher Scientific Inc, Nemačka), TKA

Wasseraufbereitungsszstem GmbH za dobijanje demineralizovane vode;

Analitička vaga AB-204-S (Mettler Toledo, Švajcerska ) za odmeravanje čvrstih

supstanci;

pH metar (Hanna Instruments, USA) za merenje pH vrednosti rastvora;

konduktometar (Hanna Instruments, USA)

Varijabilne automatske pipete Lab Mate+ za pipetiranje rastvora;

Električni blender za homogenizovanje uzoraka;

Električna peć za žarenje (VIMS, Srbia).

3.3. Hemikalije i reagensi

HNO3;

Dejonizovana voda;

H2O2;

HCl (koncentrovana)

ICP-OES metoda je korišćena za kvalitativnu i kvantitativnu analizu uzoraka biljne vrste i zemljišta

na sadržaj metalnih jona.

1. Multi standard – Ultra scientific analytical solution USA

2. HNO3

3. Argon 5.0 (99,999% čistoće)

Parametri metode:

Snaga RF generatora – 1150 W,

Brzina pumpe – 50 rpm,

Protok gasa za hlađenje – 12 L/min,

Protok raspršivača gasa – 0.7 L/min,

Pravac posmatranja plazme – aksijalni,

Vreme ispiranja – 30 s

Tri probe za svaki uzorak

26

3 Eksperimentalni deo

Za svaki element čiji sadržaj je bilo potrebno odrediti, formirana je metoda tako što je

izvršen izbor odgovarajućih parametara metode i odabir više talasnih dužina. U cilju konstruisanja

kalibracione prave, koja daje zavisnost relativnog intenziteta signala na odgovarajućoj talasnoj

dužini u funkciji od koncentracije analita, snimana je slepa proba (dejonizovana voda) i dva

rastvora standarda različitih koncentracija dobijenih razblaživanjem osnovnog, referentnog

standarda. Za svako merenje rađene su po tri probe.

27

3 Eksperimentalni deo

3.4. Priprema uzoraka

3.4.1 Postupak mineralizacije biljnog materijala

Uzorci tačno odmerene mase (oko 1 g), predhodno homogenizovanog suvog biljnog

materijala, prebačeni su u porculanski lončić i zagrevani u električnoj peći. Peć je programirana da

podiže temperatuu sa 50 °C na 450 u toku 8 sati a zatim da tu temperaturu održava konstantnom

narednih 12 časova. Ohlađeni uzorak rastvoren je u 4 ml HNO3 (1:1, v/v), filtriran kroz filter papir

(plava traka) i dopunjen dejonizovanom vodom do 50 ml (Stojković, 2014).

3.4.2 Postupak pripreme zemljišta za analizu sadržaja pseudototalnih katjona

Preduzete su odgovarajuće mere predostrožnosti pri radu sa koncentrovanim

kiselinama.Postupak:

1. Uzorak suvog zemljišta za analizu dobro homogenizovati u avanu i prosejati kroz 0,5 mm

sito. Odmeriti na sahatnom staklu oko 1 g uzorka (sa tačnošću od 0,1 mg) i kvantitativno

ga preneti u balon.

2. Dodati 10 mL HNO3 (1 : 1), promešati i staviti refluks kondenzator. Zagrevati uzorak do

95 ± 5 °C. Refluktovati 10 - 15 minuta bez ključanja.

3. Ostaviti sistem da se ohladi 5 minuta, dodati 5 ml koncentrovane HNO3 direktno kroz

kondenzator i refluktovati 30 minuta na do 95 ± 5 °C bez ključanja.

4. Ostaviti sistem da se ohladi 5 minuta, dodati 10 mL sveže pripremljene smeše voda : H2O2

(4 mL vode + 6 mL vodonik peroksida 30 %) direktno kroz kondenzator i refluktovati 10

minuta.

5. Ostaviti sistem da se ohladi 5 minuta, dodati 5 mL koncentrovane HCl direktno kroz

kondenzator i refluktovati 15 minuta na 95 ± 5 °C bez ključanja.

6. Ukloniti kondenzator i upariti sadržaj balona do male zapremine (oko 30 mL). Rastvor

procediti u normalni sud od 100 ml, isprati balon sa oko 50 ml destilovane vode i dopuniti

normalni sud vodom do crte (EPA method 3050B: Acid digestion of sediments, sludges,

and soils).

3.4.3 Određivanje pH vrednosti zemljišta

Uzorak suvog zemljišta za analizu je dobro homogenizovan u avanu i prosejan kroz sito 0,5

mm, a zatim je odmereno 20 g i prebačeno u čašu zapremine 50 mL, a onda preliven sa 20 mL

dejonizovane vode. Tako pripremljen uzorak je poklopljen sahatnim staklom i mešan 5 minuta, a

zatim je ostavljen da stoji sat vremena. Nakon toga, suspenzija je profiltrirana. Merenje pH

vrednosti vršeno je pH-metrijski (Hanna Instruments, USA), pri čemu je vršena kalibracija pH-

metra rastvorima pufera poznate koncentracije (pH=4 i pH=7) (EPA method 9045d: Soil and Waste

pH).

28

3 Eksperimentalni deo

3.5. Statistička obrada rezultata

Statistička obrada rezultata: Pirson-ova (Pearson) korelaciona analiza i aglomerativna

hijerarhijska klaster analiza (Aglomerative Hierarchical Cluster Analysis-AHC). Metoda je

primenjena na originalnim varijablama (koncentracija metala u zemljištu i biljnom materijalu). U

slučaju AHC analize primenjen je algoritam različitosti matrice (eng. Dissimilarity matrix) i

Euklidsko rastojanje kao mera različitosti, a kao kriterijum grupisanja korišćeno je potpuno

povezivanje (eng. Complete linkage). urađena je primenom statističkog paketa Excel plug-in

programa XLSTAT, verzije 2014.4..

4 Rezultati i diskusija

30

4 Rezultati i diskusija

4.1.Kiselost (pH) i provodljivost zemljišta

Rezultati merenja pH vrednosti uzoraka zemljišta dati su u tabeli 4. Odatle se može videti

da su uzorci blago bazni do neutralni. Najnižu vrednost pH od svih uzoraka pokazuje zemljište sa

lokacije Izletište Kamenički vis (u tabeli pod brojem 12) i ta vrednost iznosi 6,69. Vrednost pH

zemljišta je jako bitna za pokretljivost jona metala u njemu, a samim tim i za resorpciju od strane

biljaka. Naime, što je vrednost pH zemljišta niža, drugim rečima, što je zemljište kiselije to je

pokretljivost jona metala veća.

Tabela 4. pH vrednosti uzoraka zemljišta

Lokacija pH

1 Tvrđava 1 7,68

2 Tvrđava 2 7,51

3 Železnička stanica 1 7,65

4 Park – Ekonomski fakultet 1 7,56

5 Obilićev venac 7,61

6 Železnička stanica 2 7,52

7 Park – Ekonomski fakultet 2 7,71

8 Učitelj Tasina škola 7,60

9 Park Čair 7,59

10 Kej Nišave - Univerzitet 7,61

11 Kej Nišave 7,57

12 Izletište Kamenički vis 6,69

13 Medicinski fakultet 7,38

14 Prirodno-matematički fakultet 7,46

15 Park Svetog Save 7,29

16 Bulevar Nemanjića 7,46

4.2.Sadržaj metala u zemljištu

Mineralni sadržaj uzoraka zemljišta i uzoraka biljne vrste Bellis perennis L. sa 16 različitih

lokacija je određen metodom ICP-OES. Određivan je sadržaj 12 metala: Al, Ba, Cd, Co, Cr, Cu,

Fe, Mn, Ni, Pb, V i Zn. Najpre je izvršeno kreiranje metode za svaki element tako što su izabrane

po četiri talasne dužine sa najvećim relativnim intenzitetom emisije za svaki od njih. Konstruisane

kalibracione prave korišćenjem tri standarda, od kojih su dva pripremljena razblaživanjem

referentnog multi standarda, koncentracija 2 ppm i 5 ppm, dok je treći standard bila dejonizovana

voda. Radna talasna dužina je izabrana na osnovu relativnog inteziteta emisije, standardne

devijacije nagiba, standardne devijacije odsečka, korelacionog koeficijenta i interferencije na

talasnim dužinama levo i desno od odabrane talasne dužine. U tabeli 5 prikazane su talasne dužine

na kojima je izvršena kvantifikacija svakog elementa, parametri kalibracione prave (k-koeficijent

pravca i n-odsečak na ordinati), limit detekcije (LD), limit kvantifikacije (LQ) kao i koeficijent

korelacije (r2).

31

4 Rezultati i diskusija

Tabela 5. Parametri kalibracione prave za određivane elemente (λ -talasna dužina na kojoj je

vršeno merenje, n-odsečak na ordinati, k-koeficijent pravca, LD – limit detekcije, LQ – limit

kvantifikacije, r2 - koeficijent korelacije)

Element λ (nm) n k LD

(mg/kg)

LQ

(mg/kg) r2

Al 309.271 5964 2548 0.00441 0.01470 0.99914

Ba 455.403 22930 390821 0.00004 0.00013 0.99902

Cd 226.502 36 5673 0.00021 0.00071 0.99992

Co 228.616 35 4816 0.0003 0.00100 0.99972

Cr 267.716 47 6765 0.00068 0.00228 0.99948

Cu 324.754 1742 17377 0.00043 0.00142 0.99982

Fe 259.94 11389 10302 0.00042 0.00142 0.99930

Mn 257.61 15615 36963 0.00011 0.00035 0.99926

Ni 221.647 -120 2443 0.00078 0.00259 0.99926

Pb 220.353 14 585 0.00200 0.00667 0.99978

V 309.311 -3554 24141 0.0008 0.00266 0.9992

Zn 213.856 5072 9134 0.00011 0.00038 0.9988

Uzorci zemljišta, kao i uzorci biljnog materijala su snimani na prikazanoj talasnoj dužini, svako

merenje je tri puta ponovljeno i rezultati su dati kao csr ± SD (mg/kg) (Tabela 6 i tabela 7).

Tabela 6.* Sadržaj metala u zemljištu dat u obliku srednja vrednost ± standardna devijacija

uzora

k Al Ba Cd Co Cr Cu

1 0.61 ± 0.04 79.72 ± 1.92 0.75 ± 0.03 0.39 ± 0.11 10.05 ± 0.50 71.80 ± 1.06

2 0.75 ± 0.01 86.31 ± 2.55 0.89 ± 0.02 4.71 ± 0.11 12.08 ± 0.32 33.33 ± 1.16

3 0.83 ± 0.01 65.95 ± 0.53 1.16 ± 0.03 5.76 ± 0.05 15.39 ± 0.30 19.88± 0.29

4 0.73 ± 0.01 65.02 ± 1.53 0.99 ± 0.03 5.19 ± 0.08 12.30 ± 0.06 14.63 ± 0.01

5 0.71 ± 0.03 65.01 ± 2.35 0.95 ± 0.02 4.32 ± 0.03 11.21 ± 0.35 49.21 ± 1.49

6 1.07 ± 0.02 66.96 ± 1.85 1.08 ± 0.03 5.56 ± 0.13 15.95 ± 0.36 12.57 ± 0.32

7 1.11 ± 0.03 61.27 ± 0.96 1.23 ± 0.02 6.66 ± 0.09 19.52 ± 0.33 10.64 ± 0.15

8 0.92 ± 0.02 54.93 ± 1.08 0.92 ± 0.02 5.03 ± 0.04 12.91 ± 0.17 10.62 ± 0.29

9 1.14 ± 0.03 68.02 ± 2.74 1.28 ± 0.01 5.92 ± 0.06 17.09 ± 0.34 10.54 ± 0.22

10 0.86 ± 0.03 57.06 ± 1.90 1.05 ± 0.02 5.73 ± 0.11 16.33 ± 0.36 8.77 ± 0.30

11 1.23 ± 0.02 61.17 ± 0.80 1.23 ± 0.02 6.86 ± 0.15 20.23 ± 0.48 7.36 ± 0.17

12 1.36 ± 0.05 50.93 ± 1.74 1.07 ± 0.03 8.93 ± 0.34 20.19 ± 0.59 5.24 ± 0.18

13 1.13 ± 0.03 62.36 ± 0.56 1.53 ± 0.03 9.01 ± 0.02 20.99 ± 0.35 9.17 ± 0.23

14 0.91 ± 0.01 50.01 ± 1.38 0.54 ± 0.02 4.45 ± 0.13 12.05 ± 0.18 5.99 ± 0.21

15 0.89 ± 0.02 50.09 ± 2.58 0.73 ± 0.02 5.95 ± 0.14 16.01 ± 0.24 5.65 ± 0.01

16 1.30 ± 0.01 56.83 ± 2.78 0.84 ± 0.01 6.50 ± 0.04 19.53 ± 0.20 6.26 ± 0.07

32

4 Rezultati i diskusija

Tabela 6. (nastavak)

uzor

ak Fe Mn Ni Pb V Zn

1 0.38 ± 0.01 137.64 ± 2.36 21.79 ± 1.01 47.85 ± 1.40 33.77 ± 1.06 368.93 ± 57.87

2 0.44 ± 0.02 171.4 ± 7.0 22.79 ± 0.41 37.62 ± 0.74 38.13 ± 0.44 138.61 ± 3.75

3 0.52 ± 0.01 131.46 ± 2.40 27.32 ± 0.21 28.15 ± 0.13 41.29 ± 0.27 37.58 ± 0.61

4 0.47 ± 0.01 125.29 ± 6.20 23.89 ± 0.30 26.85 ± 0.52 38.61 ± 0.44 34.02 ± 0.93

5 0.44 ± 0.02 105.98 ± 4.94 20.14 ± 0.24 45.17 ± 0.33 34.19 ± 0.92 42.73 ± 0.65

6 0.51 ± 0.01 141.25 ± 3.39 27.06 ± 0.62 18.14 ± 0.40 40.70 ± 1.07 14.83 ± 0.09

7 0.56 ± 0.01 159.40 ± 3.19 32.47 ± 0.47 14.06 ± 0.28 45.77 ± 1.12 20.29 ± 0.61

8 0.46 ± 0.01 118.36 ± 2.50 21.71 ± 0.18 13.12 ± 0.08 40.79 ± 0.96 56.73 ± 0.79

9 0.54 ± 0.01 130.86 ± 3.44 27.37 ± 0.23 13.05 ± 0.19 43.15 ± 1.27 18.70 ± 0.29

10 0.50 ± 0.02 128.08 ± 3.24 29.70 ± 0.59 26.34 ± 0.50 37.95 ± 1.29 79.15 ± 1.60

11 0.53 ± 0.01 144.95 ± 3.39 35.06 ± 0.75 15.61 ± 0.32 44.49 ± 0.54 18.29 ± 0.66

12 0.58 ± 0.03 371.80 ±18.71 32.25 ± 1.21 15.14 ± 0.09 45.15 ± 1.89 41.83 ± 0.48

13 0.63 ± 0.03 387.31 ±13.48 32.62 ± 0.44 29.89 ± 0.44 51.73 ± 1.46 31.57 ± 0.10

14 0.40 ± 0.01 80.20 ± 1.70 21.91 ± 0.44 6.50 ± 0.18 38.12 ± 0.89 IGD

15 0.46 ± 0.01 125.79 ± 0.99 29.64 ± 0.68 12.58 ± 0.28 36.14 ± 1.53 1.77 ± 0.08

16 0.50 ± 0.02 134.99 ± 2.29 17.33 ± 0.06 13.03 ± 0.06 44.81 ± 0.28 17.97 ± 0.18

*Sadržaj metala je dat u jedinicima ppm, osim za elemente Al i Fe čije su vrednosti date u %. IGD- ispod granice

detekcije

Tabela 7.** Sadržaj metala u biljnoj vrsti Bellis perennis L. u jedinicama ppm dat u obliku srednja

vrednost ± standardna devijacija

uzorak Al Ba Cd Co Cr Cu

1 541.98 ± 1.77 6.23 ± 0.14 IGD 0.187 ± 0.003 0.88 ± 0.01 1.02 ± 0.01

2 655.40 ± 8.12 7.08 ± 0.06 IGD 0.040 ± 0.007 1.20 ± 0.05 IGD

3 599.19 ± 19.44 6.06 ± 0.03 IGD 0.040 ± 0.003 1.07 ± 0.03 0.79 ± 0.01

4 795.05 ± 17.56 5.53 ± 0.11 IGD 0.067 ± 0.003 4.08 ± 0.14 1.14 ± 0.02

5 345.87 ± 16.88 4.22 ± 0.12 IGD 0.055 ± 0.010 0.42 ± 0.02 1.23 ± 0.07

6 770.59 ± 0.35 8.74 ± 0.06 IGD 0.115 ± 0.007 1.99 ± 0.09 1.92 ± 0.01

7 755.06 ± 14.45 4.93 ± 0.13 IGD 0.189 ± 0.007 1.38 ± 0.04 0.60 ± 0.02

8 288.01 ± 15.36 1.63 ± 0.32 IGD 0.032 ± 0.010 0.49 ± 0.05 IGD

9 289.24 ± 11.50 1.70 ± 0.15 IGD IGD 0.62 ± 0.05 IGD

10 756.74 ± 18.37 2.11 ± 0.07 IGD 0.092 ± 0.010 0.41 ± 0.01 IGD

11 856.07 ± 26.86 4.44 ± 0.05 IGD 0.057 ± 0.003 3.35 ± 0.03 IGD

12 233.08 ± 2.16 0.34 ± 0.02 IGD 0.145 ± 0.042 0.21 ± 0.01 1.40 ± 0.03

13 299.01 ± 7.59 3.26 ± 0.01 IGD 0.157 ± 0.003 0.47 ± 0.02 1.04 ± 0.05

14 160.61 ± 6.39 3.70 ± 0.14 IGD 0.179 ± 0.014 0.42 ± 0.03 1.13 ± 0.04

15 157.73 ± 5.93 1.52 ± 0.04 IGD 0.145 ± 0.007 0.11 ± 0.01 1.01 ± 0.01

16 102.46 ± 4.87 1.91 ± 0.03 IGD 0.120 ± 0.007 0.12 ± 0.01 1.00 ± 0.02

33

4 Rezultati i diskusija

Tabela 7. (nastavak)

uzorak Fe Mn Ni Pb V

1 139.01 ± 1.45 0.37 ± 0.07 5.16 ± 0.02 4.84 ± 0.11 11.36 ± 0.17

2 148.51 ± 2.54 18.49 ± 0.11 5.25 ± 0.04 3.06 ± 0.06 11.04 ± 0.13

3 231.08 ± 7.00 14.48 ± 0.11 5.46 ± 0.11 3.33 ± 0.03 11.85 ± 0.12

4 263.53 ± 9.07 9.64 ± 0.29 8.40 ± 0.07 4.16 ± 0.09 12.60 ± 0.12

5 87.92 ± 0.71 13.31 ± 0.61 4.72 ± 0.12 2.12 ± 0.11 11.46 ± 0.19

6 172.97 ± 1.73 4.83 ± 0.10 5.83 ± 0.04 4.96 ± 0.05 11.80 ± 0.04

7 114.44 ± 4.05 7.38 ± 0.64 4.61 ± 0.07 2.10 ± 0.05 11.00 ± 0.06

8 54.26 ± 5.76 IGD 3.99 ± 0.03 0.76 ± 0.02 9.48 ± 0.09

9 35.72 ± 0.4 IGD 3.94 ± 0.01 0.25 ± 0.02 10.58 ± 0.33

10 118.58 ± 4.66 IGD 4.98 ± 0.11 2.47 ± 0.07 11.43 ± 0.03

11 163.02 ± 8.27 7.46 ± 0.10 6.09 ± 0.06 1.20 ± 0.03 11.00 ± 0.33

12 16.52 ± 0.05 1.65 ± 0.43 4.03 ± 0.02 0.58 ± 0.04 9.78 ± 0.25

13 58.17 ± 0.85 4.53 ± 0.12 4.20 ± 0.19 1.17 ± 0.07 11.33 ± 0.06

14 9.08 ± 1.92 11.43 ± 0.55 3.94 ± 0.02 0.57 ± 0.04 10.92 ± 0.11

15 9.29 ± 1.81 12.93 ± 0.13 3.68 ± 0.03 0.68 ± 0.02 10.46 ± 0.11

16 12.81 ± 0.74 7.24 ± 0.28 3.76 ± 0.05 0.91 ± 0.06 10.53 ± 0.08

**IGD- ispod granice detekcije

Mikronutrijenti su esencijalni elementi koji su potrebni biljci u relativno maloj koncentraciji

u njih spada nekoliko elemenata: Fe, Zn, Cu i Mn. Neki autori smatraju i Ni mikronutrijentom

(Berker i Pilbeam, 2007). Isti autori tvrde da su Co i V korisni elementi koji unapređuju rast biljaka.

Metali u zemljištu mogu biti vezani kako za organske komponente, tako i za neorganske i

pre izvođenja analize potrebno ih je osloboditi i prevesti u rastvoran oblik. Postoje mnoge metode

za pripremu uzoraka zemljišta za ICP-OES analizu. Kisela digestija sa dodatkom vodonik-

peroksida uspešno prevodi metale iz nerastvornog u rastvorni oblik koji je pogodan za analizu

navedenom metodom (EPA 3050B). Ovakav tretman kao rezultat daje sadržaj pseudototalnih

katjona pri čemu se izbegava upotreba veoma toksične fluorovodonične kiseline koja je inače

potrebna za razaranje silikata. Razlika u sadržaju pseudototalnih katjona i totalnih katjona nije

toliko bitna za analizu životne sredine zato što metali koji su vezani u obliku silikata nisu dostupni

biljkama pri normalnim uslovima. Rezultati analize pseudototalnog sadržaja metala u uzorcima

zemljišta sa šesnaest različitih lokacija su predstavljeni u tabeli 6. Svaki dobijeni rezultat

predstavlja srednju vrednost dobijenu iz tri zasebna merenja i predstavljen kao srednja vrednost ±

standardna devijacija.

U najvećoj koncentraciji su nađeni elementi: aluminijum (0,61-1,36%) i gvožđe (0,38-

0,63%) i oni se nalaze u miligramskim količinama (po gramu analizirane zemlje). Aluminijum, kao

element, se nalazi na trećem mestu po zastupljenosti u Zemljinoj kori (oko 8,2%). Zato, ne

iznenađuje visoka koncentracija nađena u analiziranim uzorcima zemljišta (u proseku oko 1%) ipak

to je na donjoj granici prosečne vrednosti za tipična zemljišta (oko 0,5-5%, Radojevic i Bashkin,

34

4 Rezultati i diskusija

1999) jer aluminijum ulazi u sastav aluminosilikata koji ostaju nerastvorni u tretmanu primenjenim

postupkom.

Ostali analizirani elementi (Ba, Cd, Co, Cr, Cu, Mn, Ni, Pb, V i Zn) su prisutni u

mikrogramskim količinama (po gramu analiziranog zemljišta). Kada se porede koncentracije

individualnih elemenata između različitih lokacija, uočava se da su date koncentracije istih redova

veličine. Dobijeni rezultati pseudototalnog sardžaja metala u analiziranom zemljištu su upoređeni

sa hemijskim sastavom tipičnog zemljišta datog od strane autora Radojević i Bashkin (1999) i

Aloway (1995) (Tabela 8) i oni su u međusobnom skladu.

Tabela 8.* Normalni opseg različitih elemenata u zemljištu i biljkama, izražen u ppm

ppm Tipično

zemljište1

Normalni nivo u

zemljištu2

Normalni nivo u

biljkama2

Nezagađeno

poljoprivredno zemljište3

Al 5000-50000 - - -

Cd <0.01-8 0.01-2.0 0.1-2.4 0.27

Co - 0.5-65 0.02-1 -

Cr 0.9-1500 5-1500 0.03-14 -

Cu <1-390 2-250 5-20 -

Mn <1-18300 20-10000 20-1000 -

Ni 0.1-1520 2-750 0.02-5 -

Pb <1-890 2-300 0.2-20 0.1-5

V 0.8-1000 3-500 0.001-1.5 -

Zn 1.5-2000 1-900 1-400 -

* 1Radojevic i Bashkin, 1999 ; 2Adaptirano iz Aloway, 1995; 3Wiersma, 1986; Holmgren et al., 1993

Koncentracije toksičnih elemenata kadmijuma i olova u opsegu 0,544-1,53 i 6,50-47,85

ppm (po redu javljanja). Dozvoljen nivo kadmijuma i olova za poljoprivredna zemljišta koji

propisuje Američka agencija za zaštitu životne sredine (EPA Clean Water Act, Title 40, Section

503.13) iznose 39 i 300 ppm (po redu javljanja). Sve nađene koncentracije toksičnih metala se

nalaze ispod propisanih vrednosti.

35

4 Rezultati i diskusija

Slika 9. Prosečni sadržaj metala u uzorcima biljne vrste Bellis perennis L. (aluminijum i gvožđe

su izostavljeni zbog visoke koncentracije)

Mikronutrijenti su esencijalni elementi koje biljke zahtevaju u relativno malim količinama

(u odnosu na makronutrijente) i tu spadaju: gvožđe, mangan, cink i bakar (Wiedenhoeft, 2006).

Nađene količine analiziranih mikronutrijenata u ovoj studiji izražene u obliku srednjih vrednosti

su: gvožđe – 102,2; mangan – 7,1 i bakar – 1,64 (izražene u ppm, računato na suvu biljnu masu,

tabela 7) dok je sadržaj cinka bio ispod granice detekcije u svim uzorcima. Neki autori (Barker i

Pilbeam, 2007) smatraju i nikal mikronutrijentom i njegova koncentracija nađena u B perennis-u

iznosi 4,88 ppm. Isti autori tvrde da su aluminijum, kobalt i vanadijum korisni elementi koji

pospešuju biljni rast, i njihove srednje vrednosti nađene u ovoj biljci su 475,4 (Al), 0.101 (Co) i

11,04 ppm (V).

Neke elemente svrstavamo u neesencijalne i toksične sa štetnim uticajem na ekosistem i

ljudsko zdravlje (Cd i Pb). Njihovo prisustvo u biljnom tkivu može značiti zagađenje zemljišta.

Sadržaj toksičnog olova je 2,12 ppm dok je sadržaj kadmijuma ispod granice detekcije.

Maksimalna dozvoljena koncentracija ovih kontaminanata u svežem povrću po preporuci Svetske

zdravstvene organizacije (WHO) i Evropske unije mora biti 0,2; i 1,0 μg po gramu sveže biljke

(ppm) za Cd i Pb (Mirić i Šobajic, 2002; COMM. REG. 2006). Koncentracija oba ova elementa je

ispod propisane granice. Srednja koncentracija olova u uzorku data je po gramu suve biljne mase

(2,12 ppm), dok preračunata na sirovu biljnu masu iznosi oko 0,20 ppm.

0

2

4

6

8

10

12

Ba Cd Co Cr Cu Mn Ni Pb V Zn

Ko

nce

ntr

acija

met

ala

(mg/

kg)

Metal

Prosečni sadržaj metala u uzorcima biljne vrste Bellis

perennis L.

36

4 Rezultati i diskusija

Slika 10. Sadržaj aluminijuma u uzorcima biljne vrste Bellis perennis L.

Sa slike 10 vidi se da je najveći sadržaj aluminijuma nađen u uzorcima sa lokacije Kej

Nišave i da iznosi 856,0 ppm, dok je opseg u kome se nalaze koncentracije 102,4 – 856,0 ppm.

Ovako visoka koncentracija aluminijuma (u odnosu na ostale mikroelemente) može se objasniti

visokom koncenracijom u zemljištu. Nije dokazana veza između aluminijuma i pojave raka kod

ljudi pa aluminijum ne smatramo štetnim i toksičnim elementom ali ga i ne svrstavamo u

esencijalne (Mirić i Šobajic, 2002).

Slika 11. sadržaj barijuma u uzorcima biljne vrste Bellis perennis L.

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

Ko

nce

ntr

acija

met

ala

(mg/

kg)

Uzorak

Sadržaj aliminijuma u uzorcima biljne vrste Bellis perennis L.

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16Ko

nce

ntr

acija

met

ala

(mg/

kg)

Uzorak

Sadržaj barijuma u uzorcima biljne vrste Bellis perennis

L.

37

4 Rezultati i diskusija

Najviši sadržaj barijuma nađen je u uzorku sa lokacije Železnička stanica 2 i iznosi 8,74

ppm dok je najniža koncentracija nađena u uzorku sa lokacije Izletište Kamenički vis – 0,34 ppm

(Slika 11).

Slika 12. Sadrzaj kobalta u uzorcima biljne vrste Bellis perennis L.

Nađene koncentracije kobalta u uzorcima biljnog tkiva (Slika 12) kreću se u opsegu od

0,189 (lokacija Park – Ekonomski fakultet 2) do ispod granice kvantifikacije (< 0,015 ppm Lokacija

Park Čair). Kobalt je metal koji ima značajnu ulogu kod biljaka, njegova koncentracija u biljkama

se krece u opsegu 1-40 ppm. Koncentracija kobalta u zemljištu je vrlo niska, od 0,002-0,5 ppm.

Fiziološka uloga mu se ogleda u stupanju u simbiotske odnose sa nitrofiksirajućim

mikroorganizmima, tj. za fiksaciju atmosferskog kiseonika kod leguminoza (mahunarke)

( Vukadinović i Lončarić, 1998).

0

0.02

0.04

0.06

0.08

0.1

0.12

0.14

0.16

0.18

0.2

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

Ko

nce

ntr

acija

met

ala

(mg/

kg)

Uzorak

Sadržaj kobalta u uzorcima biljne vrste Bellis perennis L.

38

4 Rezultati i diskusija

Slika 13. Sadržaj hroma u uzorcima biljne vrste Bellis perennis L.

Nađene koncentracije hroma u uzorcima kreću se u opsegu od 4,08 (lokacija Park –

Ekonomski fakultet 1) do 0,11 ppm (lokacija Park Svetog Save) (Slika 13). Hrom je element koji

spada u grupu neesencijalnih elemenata, što znači da on ispoljava samo fitotoksično dejstvo kada

je prisutan u koncentracijama koje biljka ne može da toleriše. Normalne koncentracije hroma u

biljnim tkivima prema Nagajyoti i sar. (2010) se kreću u opsegu 0,2-1 mg/kg, dok prema Alloway

(2013) od 0,03 do 14 mg/kg suve mase.

Slika 14. Sadržaj bakra u uzorcima biljne vrste Bellis perennis L.

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

Ko

nce

ntr

acija

met

ala

(mg/

kg)

Uzorak

Sadržaj hroma u uzorcima biljne vrste Bellis perennis L.

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

1.8

2

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

Ko

nce

ntr

acija

met

ala

(mg/

kg)

Uzorak

Sadržaj bakra u uzorcima biljne vrste Bellis perennis L.

39

4 Rezultati i diskusija

Bakar učestvije u transportu elektrona (plastocijanin), respiraciji (citohrom oksidaza) i

ugrađuje se kao kofaktor u enzime (aminooksidaza) (Csuros i Csuros, 2002). Međutim, kada je

bakar u biljnim tkivima prisutan u koncentracijama iznad optimalnih onda dolazi do pojave

usporenog rasta biljaka. Prema Alloway (2013) prag toksičnosti u listovima biljaka za bakar je u

opsegu koncentracija od 5 do 40 mg/kg. Na slici 13 dat je sadržaj bakra nađen u ispitivanim

uzorcima. Opseg koncentracija kreće se od 1,922 ppm, nađen na lokaciji Železnička stanica 2, do

0,604 ppm nađen na lokaciji Park- Ekonomski fakultet 2 (Slika 14).

Slika 15. Sadržaj gvožđa u uzorcima biljne vrste Bellis perennis L.

Nađene koncentracije gvožđa u analiziranim uzorcima biljne vrste Bellis perennis L. kreću

se u opsegu od 263,5 ppm (lokacija Park – Ekonomski fakultet 1) do 9,08 ppm (Prirodno-

matematički fakultet) (Slika 15). Gvožđe je bitno za sintezu hlorofila, redoks procese u toku

fotosinteze i ćelijsko disanje (citohromi, Fe-S proteini, feredoksin) i može se naći u zemljištu

najčešće u obliku oksida ili u asocijaciji sa nekim organskim molekulima. Međutim, ako je gvožđe

u biljci prisutno u koncentraciji koja je iznad optimalnih vrednosti, onda može doći do narušavanja

homeostaze u organizmu biljke i do ozbiljnih oštećenja kao što je produkcija slobodnih radikala

koja ireverzibilno oštećuje celularne strukture i membranu; redukcija fotosinteze i prinosa. Tzv.

normalna koncentracija gvožđa u biljnim tkivima je 140 mg/kg (Nagajyoti i sar., 2010).

0

50

100

150

200

250

300

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

Ko

nce

ntr

acija

met

ala

(mg/

kg)

Uzorak

Sadržaj gvožđa u uzorcima biljne vrste Bellis perennis L.

40

4 Rezultati i diskusija

Slika 16. Sadržaj mangana u uzorcima biljne vrste Bellis perennis L.

Mangan je esencijalni mikroelement, kofaktor enzima piruvat karboksilaze, superoksid

dismutaze i drugih, i bitan je za rast i razvoj biljaka. Prema Nagajyoti i sar. (2010) normalne

koncentracije mangana u biljnim tkivima su od 15 do 100 mg/kg, a prema Alloway (1990) od 20

do 1000 mg/kg. U analiziranim uzorcima biljnog tkiva, nađene koncentracije mangana kreću se u

opsegu od 18,49 ppm (lokacija Tvrđava 2) do ispod granice detekcije (< 0,0054 ppm) na lokacijama

Učitelj Tasina škola, Park – Čair i Kej Nišave – Univerzitet (Slika16).

Slika 17. Sadržaj nikla u uzorcima biljne vrste Bellis perennis L.

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

Ko

nce

ntr

acija

met

ala

(mg/

kg)

Uzorak

Sadržaj mangana u uzorcima biljne vrste Bellis perennis L.

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

Ko

nce

ntr

acija

met

ala

(mg/

kg)

Uzorak

Sadržaj nikla u uzorcima biljne vrste Bellis perennis L.

41

4 Rezultati i diskusija

Nikl se u biljkama nalazi u malim koncentracijama od 1-10 ppm, pretežno u dvovalentnom

obliku. Fiziološka uloga mu se ogleda u pomaganju biljkama pri usvajanju Fe. Veoma je bitan za

aktivnost enzima ureaze, a ima uticaj i na proces klijanje semena (Vukadinović i Lončarić, 1998).

Sa slike 16 vidi se da je najveći sadržaj nikla nađen u uzorcima sa lokacije Park – Ekonomski

fakultet 1 i da iznosi 8,39 ppm dok je najniža koncentracija nađena u uzorku sa lokacije Park Svetog

Save i njena vrednost je 3,68 ppm. Koncentracija nikla u uzorcima je prilično ravnomerna i

ujednačena (Slika 17).

Slika 18. Sadržaj olova u uzorcima biljne vrste Bellis perennis L.

Olovo ima samo štetno dejstvo po organizam biljaka, kada je prisutan u koncentracijama

koje biljka ne može da toleriše. Normalne koncentracije olova u biljnim tkivima prema različitim

autorima su: 0,1-10 mg/kg (Kabata-Pendias i Pendias, 2001), 1-13 mg/kg (Nagayoti i sar., 2010),

0,2-20 mg/kg (Alloway, 2013). Nađene koncentracije olova u analiziranim biljnim uzorcima date

su na slici 17 a opseg koncentracija se kreće od 4,96 ppm na lokaciji Železnička stanica 2 do 0,25

ppm na lokaciji Park Čair (Slika 18).

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5

5

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

Ko

nce

ntr

acija

met

ala

(mg/

kg)

Uzorak

Sadržaj olova u uzorcima biljne vrste Bellis perennis L.

42

4 Rezultati i diskusija

Slika 19. Sadržaj vanadijuma u uzorcima biljne vrste Bellis perennis L.

Iz Tabele 6 i sa Slike 19 vidi se da su koncentracije vanadijuma u ispitivanim uzorcima

prilično ujednačene: od 9,48 do 12,60 ppm, pri čemu je najviša koncentracija nađena u uzorcima

sa lokacije Park – Ekonomski fakultet 1 dok je najniža nađena na lokaciji Učitelj Tasina škola.

Sadržaj toksičnog kadmijuma i esencijalnog cinka je ispod odgovarajućih nivoa detekcije

(<0,0104 ppm za kadmijum i <0,0055 ppm za cink).

4.3. Statistička obrada rezultata

Kako bi se odredila korelacija između koncentracije analiziranih metala u zemljištu sa

koncentracijom metala u biljnom tkivu, urađena je korelaciona anliza. Ona je pokazala da postoji

statistički značajna pozitivna korelacija izemđu koncetracije barijuma u zemljištu i koncentracije

barijuma u biljkama (R=0,696; sig=0,002). Barijum je po hemijskim osobinama jako sličan

kalcijumu (koji je makroelement kod biljaka) pa se verovatno istim mehanizmom usvaja iz

zemljišta.

Da bi se statistički grupisali uzorci analizirane biljne vrste, kao i analizirani uzorci zemljišta

(lokacija) prema koncentracijama određivanih metala u njima, urađena je hijerarhijska klaster

analiza (Hierarchical Cluster Analysis-HCA) primenom Ward-ove metode (Ward's method) uz

kvadrat Euklidijanovog rastojanja (Squared Euclidean Distance) kao mere udaljenosti. Dobijeni

dendrogrami prikazani su na Slikama 19 i 20.

0

2

4

6

8

10

12

14

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

Ko

nce

ntr

acija

met

ala

(mg/

kg)

Uzorak

Sadržaj vanadijuma u uzorcima biljne vrste Bellis perennis

L.

43

4 Rezultati i diskusija

Slika 20. Dendogrami dobijeni klaster analizom za uzorke zemljišta

13

6 7 9

12 11 16

3

10 14

8

15

1 5 2 4

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

Dis

sim

ilari

ty

Dendrogram

C3

C2

C1

3117

3617

4117

4617

5117

5617

6117

6617

7117

7617

8117

Dis

sim

ilari

ty

Dendrogram

44

4 Rezultati i diskusija

Slika 21.Dendogrami dobijeni klaster analizom za uzorke biljne vrste Bellis perennis L.

Aglomerativna hijerarhijska klaster analiza (AHC) dobijenih setova podataka

(koncentracija metala u zemljištu i biljnom materijalu) vršena je pomoću Excel plug-in programa

XLSTAT, verzije 2014.4. Metoda je primenjena na originalnim varijablama (koncentracija metala

16 14 15 5 12 9 8 13 1 2 3 4 11 6 7 10

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

Dis

sim

ilari

ty

Dendrogram

C3

C1

C2

284

384

484

584

684

784

884

Dis

sim

ilari

ty

Dendrogram

45

4 Rezultati i diskusija

u zemljištu i biljnom materijalu). U slučaju ACH analize primenjen je algoritam različitosti matrice

(eng. Dissimilarity matrix) i Euklidsko rastojanje kao mera različitosti, a kao kriterijum grupisanja

korišćeno je potpuno povezivanje (eng. Complete linkage).

Rezultati klaster analize uzoraka zemljišta pokazuju na postojanje tri različita klastera.

Najbrojnija je grupa C3, gde su se zemljišta odlikovala visokim sadržajem aluminijuma, gvožđa.

Što se tiče grupisanja uzoraka biljnog materijala, takođe se izdvajaju tri različita klastera.

Klaster C3 je najbrojniji i obuhvata biljne uzorke sa 8 lokacija. Ovaj klaster karakteriše niska

koncentracija aluminijuma, barijuma, hroma i olova.

5 Izvod

47

5 Izvod

Određen je sadržaj 12 metala: Al, Ba, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb, V i Zn u uzorcima

zemljišta kao i u uzorcima biljne vrste Bellis perennis L. sa šesnaest različitih lokacija na

teritoriji grada Niša.

Koncentracija dva elementa (Cd, Zn) u biljnim uzorcima je bila ispod granice detekcije.

Od svih analiziranih elemenata aluminijum i gvožđe su prisutni u najvećoj koncentraciji u

svim uzorcima zemljišta. Najveća koncentracija aluminijuma je prisutna u uzorku sa

lokacije – Izletište Kamenički vis.

Najveća koncentracija gvožđa je prisutna u uzorku sa lokacije- Medicinski fakultet.

U biljnom materijalu od svih određivanih elemenata najviše su zastupljeni aluminijum i

gvožđe. Najveća koncentracija aluminijuma je prisutna u uzorku sa lokacije Kej Nišave,

dok je najveća koncentracija gvožđa u uzorku sa lokacije Park- Ekonomski fakultet 1.

Najviša koncentracija barijuma je prisutna u uzorku sa lokacije Železnička stanica 2, dok

je najniža koncentracija nađena u uzorku sa lokacije Izletište Kamenički vis

Najviša koncentracije kobalta u uzorcima biljnog tkiva je prisutna na lokaciji Park –

Ekonomski fakultet 2, dok je ispod granice kvantifikacije na lokaciji Park Čair.

Najviša koncentracije hroma je nađena u uzorcima na lokaciji Park – Ekonomski fakultet

1, a najniža u uzorku sa lokacije Park Svetog Save.

Sadržaj bakra u uzorcima je najviši u uzorku sa lokacije Železnička stanica 2, dok je najniži

u uzorku sa lokacije Park- Ekonomski fakultet 2.

U analiziranim uzorcima biljnog tkiva, najviša nađena koncentracija mangana je u uzorku

sa lokacije Tvrđava 2, dok je ispod granice detekcije na lokacijama Učitelj Tasina škola,

Park – Čair i Kej Nišave – Univerzitet.

Najveći sadržaj nikla je nađen u uzorcima sa lokacije Park – Ekonomski fakultet 1, dok je

najniža koncentracija nađena u uzorku sa lokacije Park Svetog Save.

Najviša koncentracija olova u analiziranim biljnim uzorcima nađena je u uzorku sa lokacije

Železnička stanica 2, dok je najniža koncentracija u uzorku sa lokacije Park Čair. Nije

detektovano zagađenje olovom u analiziranim uzorcima.

Koncentracije vanadijuma u ispitivanim uzorcima su prilično ujednačene. Najviša

koncentracija nađena u uzorcima sa lokacije Park – Ekonomski fakultet 1, dok je najniža

nađena na lokaciji Učitelj Tasina škola.

Postoji statistički značajna pozitivna korelacija izemđu koncetracije barijuma u zemljištu i

koncentracije barijuma u biljkama (R=0,696; sig=0,002).

Klaster analiza je pokazala grupisanje ispitivanih uzoraka zemljišta u tri različita klastera

dok su ispitivani uzorci biljne vrste se, takođe, grupisali u tri klastera. Lokacije u svakom

od klastera zemljišta ne odgovaraju klasterima kod biljnih uzoraka.

U analiziranim uzorcima zemljišta nije uočeno zagađenje teškim metalima.

U analiziranim uzorcima biljnog tkiva nije uočeno zagađenje teškim metalima.

Kiselost uzoraka zemljišta je blago bazna do neutralna. Najnižu vrednost pH od svih

uzoraka ima zemljište sa lokacije Izletište Kamenički vis (pH = 6,69).

6 Literatura

49

6 Literatura

Alagić SČ, Šerbula SS, Tošić SB, Pavlović AN, Petrović JV, Bioaccumulation of Arsenic and

Cadmium in Birch and Lime from the Bor Region. Arch Environ Contam Toxicol, 2013; 65(4),

671-682.

Alloway BJ, Heavy metals in soil. Blackie and Son Ltd, London, 1990; 1-339

Avato P, Tava A, Acetylenes and terpenoids of Bellis perennis, Phytochemistry, Volume 40, Issue

1, September 1995, Pages 141-147

Barker A, Pilbeam D, Handbook of plant nutrition, Handbook of Plant Nutrition, Taylor

Csuros M, Csuros C, Environmental Sampling and Analysis for Metals, Lewis Publishers, 2002.

EPA Clean Water Act, Title 40, Section 503.13

EPA method 3050B: Acid digestion of sediments, sludges, and soils.

EPA method 9045d: Soil and Waste pH

Francis, New York, 2007. Barros L, Dueñas M, Dias MI, Sousa MJ, Santos-Buelga C,Ferreira

Gallego SM, Pena LB, Barcia RA, Azpilicueta CE, Iannone MF, Rosales EP, Zawoznik MS,

Groppa MD, Benavides MP, Unravelling cadmium toxicity and tolerance in plants: Insight into

regulatory mechanisms. Environ Exp Bot, 2012; 83, 33-46.

Jovanović J, Praćenje efekta hronične intoksikacije teškim metalima (Cd, Pb, Cu) i protektivne

uloge suplemenata S-donor liganada preko aktivnosti endonukleaza i sekundarnog produkta lipidne

peroksidacije, Doktorska disertacija, PMF, Niš, 2012.

Kabata-Pendias A, Pendias H, Trace elements in soils and plants. CRC Press LLC, Boca Raton,

2001.

Karakas FP, Turker AU, An efficient in vitro regeneration system for Bellis perennis L. and

comparison of phenolic contents of field-grown and in vitro-grown leaves by LC-MS/MS,

Industrial Crops and Products, Volume 48, July 2013, Pages 162-170.

Karakas FP, Turker AU, Karakas A, Mshvildadze V, Pichette A, Legault J, In vitro cytotoxic,

antibacterial, anti-inflammatory and antioxidant activities and phenolic content in wild-grown

flowers of common daisy—A medicinal plant, Journal of Herbal Medicine, Volume 8, June 2017,

Pages 31-39

Kastori R, Teški metali u životnoj sredini, Novi sad, 1997.

50

6 Literatura

Kojić M, Stamenković V, Jovanović D, Lekovite biljke jugoistočne Srbije, Zavod za udžbenike i

nastavna sredstva, Beograd, Srbija, 1998.

Mandal S, Sharma N, Mukhopadhyay B, Synthesis of a tetrasaccharide related to the triterpenoid

saponin Bellisoside isolated from Bellis perennis (compositae), Tetrahedron: Asymmetry, Volume

21, Issue 17, 8 September 2010, Pages 2172-2176

Mirić M, Šobajić S, Zdravstvena ispravnost namirnica, Zavod za udžbenike i nastavna sredstava,

Beograd, 2002.

Monica S, Assunta E, Brigida A, Severina P, Vittorio F, Tsafantakis P, Monaco A, Isolation

distribution and allelopathic effect of caffeic acid derivatives from Bellis perennis L., Biochemical

Systematics and Ecology, 2012.

Nagajyoti PC, Lee KD, Sreekanth TVM, Heavy metals, occurrence and toxicity for plants: A

review. Environ Chem Lett, 2010; 8, 199–216.

Palmer CM, Guerinot ML, Facing the challenges of Cu, Fe and Zn homeostasis in plants. Nat Chem

Biol, 2009; 5(5), 333-340.

Pavlović A, Rašić Mišić I, Savremene otpičke metode analize, Univerzitet u Nišu, Prirodno-

matematički fakultet, Niš, 2016.

Pinarosa A, Aldo T, Acetylenes and terpenoids of Bellis perennis, Phytochemistry, Volume 40,

Issue 1, September 1995, Pages 141- 147.

Radojevic M, Bashkin V, Practical Environmental Analysis, The Royal Society of Chemistry,

Cambrige, UK, 1999.

Santanu M, Nayan S, Balaram M, Synthesis of a tetrasaccharide related to the triterpenoid saponin

Bellisoside isolated from Bellis perennis (Compositae), Tetrahedron: Asymmetry, 2010.

Sarma H, Metal Hyperaccumulation in Plants: A Review Focusing on Phytoremediation

Technology. J Environ Sci Technol, 2011; 4(2), 118-138.

Schöpke T, Wray V, Rzazewska B, Hiller K, Bellissaponins BA1 and BA2, acylated saponins from

Bellis perennis, Phytochemistry, Volume 30, Issue 2, 2 January 1991, Pages 627-631

Scognamiglio M, Esposito A, D’Abrosca D, Pacifico S, Fiumano V, Tsafantakis N, Monaco P,

Fiorentino A, Isolation, distribution and allelopathic effect of caffeic acid derivatives from Bellis

perennis L., Biochemical Systematics and Ecology, Volume 43, August 2012, Pages 108-113

51

6 Literatura

Sekulić P, Zeremski Škorić T, Nikov J, Vasin J, Monitorig kvaliteta zemljišta na dečijim

igralištima na teritoriji grada Novog Sada, Institut za ratarstvo i povrtarstvo, Odeljenje za soju i

agroekologiju, Novi Sad, 2008.

Stojković M, Antioksidativna aktivnost, fenolni i meneralni sastav biljnih vrsta:Geranium

macrorrhizum L., Alliumursinum L., Stachys germanica L. i Primula veris L. , Doktorska

disertacija, Prirodno-matematički fakultet, Niš, 2014.

Vukadinović V, Lončarić Z, Ishrana bilja, Poljoprivredni fakultet u Osijeku, Osijek, 1998.

Wiedenhoeft AC, Plant Nutrition, Chelsea House Pub, New York, 1 edition, 2006.

http://www.bastovanstvo.rs/index.php?topic=914.0