Embed Size (px)
Citation preview
Univerzitet u Nišu
Prirodno-matematičkifakultet
Departmanzahemiju
OdreĎivanje mineralnog sastava gljiva Lactarius
deliciosus i Lactarius semisanguifluus
-Master rad-
Mentor Student
prof.dr Violeta Mitić Sandra Gajić
Niš, 2017
Прилог5/1
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: Сандра Гајић
Ментор, МН: др Виолета Митић
Наслов рада, НР: Одређивање минералног састава гљива Lactarius
deliciosus и Lactarius semisanquifluus
Језик публикације, ЈП: српски
Језикизвода, ЈИ: српски
Земља публиковања, ЗП: Србија
Уже географско подручје, УГП: Србија
Година, ГО: 2017.
Издавач, ИЗ: ауторски репринт
Место и адреса, МА: Ниш, Вишеградска 33.
Физички опис рада, ФО: (поглавља/страна/ цитата/табела/слика/графика/прилога)
6 поглавља; 83 стране; 32 слике; 8 табела; 73 референце
Научна област, НО: хемија
Научна дисциплина, НД: аналитичка хемија
Предметна одредница/ Кључне речи, ПО:
тешки метали, макро-, микро- елементи, ICP/OES, Lactarius Deliciosus, Lactarius Semisanquifluus, секвенцијална екстракција, биоакумулациони фактор, транслокациони фактор
УДК 549.08 : 582.284
Чува се, ЧУ: библиотека
Важнанапомена, ВН: Експериментални део мастер рада одрађен је у лабораторији за аналитичку хемију Природно-математичког факултета у Нишу
Извод, ИЗ:
Гљиве током раста могу акумулирати тешке метале и макроелементе из земљишта, који путем исхране могу доспети у људски организам. Због тога је веома важно утврдити безбедност њихове примене. Анализиран је садржај тешких метала, макро- и микро-елемената у Lactarius deliciosus и Lactarius semisanquifluus гљивама. Земљишни супстрати су припремани према секвенцијалној екстракционој процедури ради поделе сдржаја одређиваних елемената на фракције: измењиве, редуцибилне, оксидабилне и резидуалне. Елементи у стабљикама и капицама су као и сви елементи у земљишту одређивани методом индуктивно спрегнуте плазме са атомском емисионом спектрометријом. На основу резултата одређени су биоакумулациони и транслокациони фактор. Добијени резултати треба да укажу на могућност безбедне примене гљива са подручја Србије у исхрани.
Датум прихватања теме, ДП:
Датум одбране, ДО:
Чланови комисије, КО:
Председник:
Члан:
Члан, ментор:
ОбразацQ4.09.13- Издање 1
Прилог 5/2
ПРИРОДНО - МАТЕМАТИЧКИ 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 thesis
Author, AU: Sandra Gajić
Mentor, MN: dr Violeta Mitić
Title, TI:
Determination of mineral composition of Lactarius deliciosus and Lactarius semisanquifluus mushrooms
Language of text, LT: Serbian
Language of abstract, LA: English
Country of publication, CP: Republic of Serbia
Locality of publication, LP: Serbia
Publication year, PY: 2017
Publisher, PB: Аuthor’s reprint
Publication place, PP: Niš, Višegradska 33.
Physical description, PD: (chapters/pages/ref./tables/pictures/graphs/appendixes) 6 Chapter 83 pages.; 32 figures; 8 tables; 73 references
Scientific field, SF: Chemistry
Scientific discipline, SD: Analytical Chemistry
Subject/Key words, S/KW:
Heavy metals, macro-, micro-elements, ICP/OES Lactarius Deliciosus, Lactarius Semisanquifluus, sequential extraction, bioaccumulation factor, translocation factor
UC 549.08 : 582.284
Holding data, HD: Library
Note, N:
The experimental part of master thesis was done in the laboratory for analytical chemistry of the Faculty of Science in Nis
Abstract, AB:
During their growth, mushrooms can accumulate macro elements and heavy metals from the soil, which can enter the human body through the diet. Therefore it is very important to determine the safety of their application. The content of heavy metals, macro- and micro elements in Lactarius deliciosus and Lactarius semisanquifluus mushrooms were determined. Soil substrates were prepared according to the sequential extraction procedure in order to fractionate: exchangeable, reducible, oxidazable and residual fractions. Elements in caps and stipes and all elements in soil substrates were determined by inductively coupled plasma atomic emission spectrometry. Based on the results, bioaccumulation factor and translocation factor were calculated. The obtained results should indicate the possibility of a safe use of analysed mushrooms from Serbia in the human diet.
Accepted by the Scientific Board on, ASB:
Defended on, DE:
Defended Board, DB: President:
Member:
Member, Mentor:
Образац Q4.09.13 - Издање 1
Eksperimentalni deo ovog master rada je urađen u istraživačkim
labaratorijama katedre za Analitičku hemiju, Departmana za hemiju Prirodno-
matematičkog fakulteta u Nišu.
Koristim ovu priliku da se zahvalim svojoj mentorki profesorki dr Violeti Mitić
na zadatoj temi, savetima i sugestijama tokom svih faza pisanja rada, na izuzetnom
strpljenju i vremenu koje mi je posvetila.
Posebnu neizmernu zahvalnost dugujem doktorantkinji Mariji Dimitrijević na
pomoći tokom izrade eksperimentalnog dela ovog master rada i velikom strpljenju
koje je imala u svakom trenutku izrade i pisanja ovog rada. Njena podrška i saveti
su mi jako značili.
Takođe bih se zahvalila doktorantkinji Jeleni Cvetković, koja je doprinela
realizaciji mog rada.
Posebnu zahvalnost dugujem svojim roditeljima, bratu i sestri na bezgraničnoj
pomoći, pažnji, ljubavi i ogromnom strpljenju tokom studija i izrade master rada.
Veliko hvala mojoj najboljoj drugarici i koleginici na podršci, savetima i
nesebičnoj pomoći.
I poslednje, ali ne i najmanje važno, veliku zahvalnost dugujem svom
vereniku, koji je uvek bio pun razumevanja i verovao u mene.
SADRŢAJ
1.Uvod ............................................................................................................................................................................ 1
2. Opšti deo .................................................................................................................................................................... 3
2.1. Građa gljiva ......................................................................................................................................................... 3
2.2.Lactarius deliciosus .............................................................................................................................................. 4
2.3.Lactarius semisanguifluus .................................................................................................................................... 5
2.4.Hemijski elementi prisutni u gljivama .................................................................................................................. 7
2.4.1.Klasifikacija esencijalnih elemenata na osnovu njihove zastupljenosti ........................................................ 9
2.4.1.1. Makroelementi prisutni u gljivama ..................................................................................................... 10
2.4.1.1.1. Fosfor ........................................................................................................................................... 10
2.4.1.1.2. Kalijum .......................................................................................................................................... 10
2.4.1.1.3. Magnezijum .................................................................................................................................. 11
2.4.1.2. Mikroelementi prisutni u gljivama ...................................................................................................... 11
2.4.1.2.1. Nikl ............................................................................................................................................... 11
2.4.1.2.2. Bakar ............................................................................................................................................ 12
2.4.2. Korisni elementi u gljivama ........................................................................................................................ 13
2.4.2.1. Natrijum .............................................................................................................................................. 13
2.4.3. Teški metali (toksični elementi) ................................................................................................................. 13
2.4.3.1. Arsen ................................................................................................................................................... 14
2.4.3.2. Kadmijum ............................................................................................................................................ 15
2.4.3.3.Hrom .................................................................................................................................................... 15
2.4.3.4. Olovo ................................................................................................................................................... 16
2.5. Hemijski elementi prisutni u zemljištu .............................................................................................................. 16
2.6. Načini života gljiva ............................................................................................................................................. 18
2.6.1. Saprofitski način života gljiva ..................................................................................................................... 19
2.6.2. Parazitski način života gljiva ....................................................................................................................... 19
2.6.3. Simbiotski način života gljiva ...................................................................................................................... 19
2.7. Mehanizam usvajanja elemenata u gljivama .................................................................................................... 20
2.8. Mikoremedijacija ............................................................................................................................................... 22
2.8.1. Metode mikoremedijacije .......................................................................................................................... 24
2.8.1.1. Biodegradacija ..................................................................................................................................... 24
2.8.1.2. Biosorpcija ........................................................................................................................................... 25
2.8.1.3. Biokonverzija ....................................................................................................................................... 25
2.9. Makro-, mikro- i korisni elementi u ljudskom organizmu ................................................................................. 26
2.9.1. Fosfor ......................................................................................................................................................... 27
2.9.2. Kalijum ........................................................................................................................................................ 27
2.9.3. Mg-Magnezijum ......................................................................................................................................... 28
2.9.4. Nikl ............................................................................................................................................................. 29
2.9.5. Cu-Bakar ..................................................................................................................................................... 30
2.9.6. Na-Natrijum ................................................................................................................................................ 30
2.10. Teški metali (toksični elementi) u ljudskom organizmu .................................................................................. 31
2.10.1. Arsen ........................................................................................................................................................ 31
2.10.2. Cd-Kadmijum ............................................................................................................................................ 32
2.10.3. Hrom ........................................................................................................................................................ 32
2.10.4. Olovo ........................................................................................................................................................ 33
2.11. Određivanje elemenata u zemljištu i ekstakcione procedure ......................................................................... 34
2.11.1. Selektivne ekstrakcione metode .............................................................................................................. 35
2.11.2. Sekvencijalna ekstrakcija .......................................................................................................................... 37
2.11.3. Ultrazvučna ekstrakcija ............................................................................................................................ 38
2.11.4. Mikrotalasna ekstrakcija .......................................................................................................................... 39
2.12. Induktivno spregnuta plazma .......................................................................................................................... 40
2.12.1. Atomska emisiona spektrometrija - ICP spektrometrija .......................................................................... 41
2.12.2. Tačnost i osetljivost metode .................................................................................................................... 42
2.12.3. Smetnje u ICP spektrometriji ................................................................................................................... 42
3. Eksperimentalni deo ................................................................................................................................................ 44
3.1. Ciljevi rada ......................................................................................................................................................... 44
3.2. Sakupljanje gljiva ............................................................................................................................................... 45
3.3. Priprema zemljišta za analizu ............................................................................................................................ 45
3.3.1. Priprema uzoraka zemljišta za analizu izmenljivih (biodostupnih) katjona ............................................... 45
3.3.2. Priprema uzoraka zemljišta za analizu katjona vezanih za karbonate ....................................................... 45
3.3.3. Priprema uzoraka zemljišta za analizu katjona vezanih za okside gvožđa i mangana ............................... 46
3.3.4. Priprema uzoraka zemljišta za analizu katjona vezanih za organsku materiju .......................................... 46
3.5. Priprema uzoraka gljiva za analizu .................................................................................................................... 46
3.6. Reagensi ............................................................................................................................................................ 46
3.7. Aparat ................................................................................................................................................................ 47
4. Rezultati i diskusija ................................................................................................................................................... 48
4.1. Sadržaj metala u zemljištu................................................................................................................................. 48
4.2. Sadržaj teških metala u gljivama ....................................................................................................................... 61
4.3. Bioakumulacioni faktor - koeficijent transporta ............................................................................................... 71
4.4. Translokacioni faktor ......................................................................................................................................... 75
5. Zaključak ................................................................................................................................................................... 78
6. Literatura .................................................................................................................................................................. 79
1
1.UVOD
Gljive su na Zemlji već milionima godina. U mikologiji se pod gljivama podrazumevaju
sve vrste heterotrofnih mikroorganizama, a pod peĉurkama samo mesnato plodonosno telo
izgraĊeno od stabljike i kapice. Nedavne analize zasnovane na primeni metoda sekvencioniranja
ukazuju da postoji ĉak 5,1 miliona razliĉitih vrsta gljiva u svetu (Blackwell, 2011). Evropski
kontinent je svedok najvećeg broja studija u ovoj oblasti, koje su dokazale prisustvo najmanje
75.000 vrsta gljiva, od ĉega nešto više od 15.000 vrsta ĉine makrogljive-gljive koje formiraju
plodna tela vidljiva golim okom (Senn-Irlet et al.2007).
Gljive su od davnina poznate u narodu kao izvor hrane. Najpre su rasle i sakupljale se u
svom prirodnom staništu, da bi poslednjih decenija proizvodnja gljiva u veštaĉkim uslovima
dostigla svoju ekspanziju. Zbog karakteristiĉnog ukusa gljive su omiljene na trpezama mnogih
naroda, a njihova lekovita svojstva poznata su vekovima. Egipćani su verovali da osiguravaju
besmrtnost, a budući da su samo faraoni bili vredni ovakvih darova, obiĉnim ljudima nije bilo
dopušteno dirati, a kamoli jesti gljive. U drevnoj kineskoj civilizaciji i kulturi gljive su cenjene
već 7000 godina, a i starim Rimljanima bila su poznata razna jela od gljiva. U Japanu i ostalim
azijskim zemljama gljive se koriste u prehrani i leĉenju hiljadama godina.
Uloga gljiva u leĉenju mnogih poremećaja, prvenstveno imuniteta opisana je još u starim
tradicionalnim istoĉnjaĉkim medicinskim knjigama. U prvoj polovini dvadesetog veka, ĉuveni
nauĉnik Aleksandar Fleming proizveo je penicilin iz mikroskopski malih plesnivih gljiva i
milionima ljudi spasao ţivot. Tako je otpoĉela era antibiotika u medicini. Jestive gljive ĉesto se
smatraju terapijskom hranom koja poseduje antikancerogena, antivirusna i profilaktiĉka dejstva.
Gljive imaju veliku hranljivu vrednost. Sadrţe sve esencijalne aminokiseline i bogate su
proteinima, makro i mikro elementima, imaju i visok sadrţaj vitamina, grupe A, B, C, E, K, beta-
karotenom i ergosterolom. Idealne su za dijetu, jer sadrţe ĉak 95% vode, pa su niskokaloriĉne.
Od ugljenih hidrata gljive sadrţe glikogen, inulin i pektinske materije, obzirom da ne sadrţe
skrob i saharozu, pogodne su za osobe obolele od dijabetesa. Od kiselina u gljivama najvaţnije su
oksalna i fosforna kiselina, a od makro elemenata na prvom je mestu kalijum. Sadrţaj masnih
materija (lipida) u proseku se kreće od 0,8 do 7,0%.
Gljive deluju kao antioksidanti i imaju povoljno dejstvo kod Alchajmerove bolesti,
poremećenog metabolizma, impotencije itd. To su jedine namirnice biljnog porekla koje u svom
sastavu sadrţe vitamin D te se zato ĉesto preporuĉuju kod spreĉavanja rahitisa, osteomalacije, i
2
drugih metaboliĉkih bolesti kostiju. Dokazano je da pojedine gljive sadrţe imunostimulanse,
materije delotvorne protiv tumora i protiv virusa, materije koje sniţavaju holesterol, regulišu
krvni pritisak, poboljšavaju krvotok, uravnoteţuju nivo šećera u krvi, regulišu varenje,
poboljšavaju rad disajnih organa, deluju antialergijski, stimulišu ili smiruju centralni nervni
sistem, poboljšavaju seksualne funkcije, jaĉaju fiziĉku snagu i izdrţljivost, usporavaju starenje i
sl. Nedavne studije ukazuju da neke vrste gljiva deluju poput probiotika, što znaĉi da pomaţu
organizmu u odbrani od štetnih materija i organizama, odnosno jaĉaju imunološki sistem ĉoveka.
Iz svega se moţe zakljuĉiti da se redovnim konzumiranjem gljiva stvara osnova za kvalitetniji
ţivot, kao i produţenje ljudskog veka.
Iz zemljišta na kome rastu gljive uzimaju kako hranljive, tako i neke štetne materije. Neke
su neophodne i bez njih gljive i biljke ne mogu da završe svoj ţivotni ciklus, druge mogu da
deluju stimulativno, dok grupa koju ĉine neesencijalni teški metali pri većim koncentracijama
deluje na gljive veoma toksiĉno. Oni utiĉu na ţivotne procese, hemijski sastav, anatomsku i
morfološku graĊu, prinos i rasprostranjenost (Kastori R. 1997).
3
2. OPŠTI DEO
2.1. GRAĐA GLJIVA
Gljive su eukariotski organizmi bez foto sintetskog pigmenta. Gradivni su elementi svih
ekosistema. Osnovna gradivna jedinica gljiva su hife. Nastaju klijanjem spora a rastom i
grananjem formiraju somatsku strukturu vlaknastog izgleda koja se u ovim organizmima naziva
micelija. Hife su cevasti elementi graĊe gljiva, vidljivi jedino pod mikroskopom sa ĉvrstim
ćelijskim zidom i organizacijskom strukturom protoplazme. Hife stvaraju tkiva i specifiĉna tela
ĉvrste strukture: plodišta, sklerocije i rizomorfe. Plodišta su tela u ili na kojima se razvijaju
reproduktivni organi i polne ćelije gljiva (slika 1). Najvaţnija su taksonomska kategorija gljiva i
temelj su nauĉne klasifikacije ovih organizama.
Sklerocije su trajna, manje-više loptasta tela razliĉite veliĉine, koja odrţavaju vrstu pri
nepovoljnom uslovima okoline. Pri povoljnim uslovima obnavljaju miceliju ili se na njima
razvijaju plodišta gljive. Rizomorfe su specifiĉne, konĉaste, korenolike agregacije hifa koje se
razvijaju podzemno ili ispod kore. Gljive preferiraju vlaţne supstrate i veliĉinom su mezofilne.
Najbolje rastu pri temperaturi od 15o
- 35o C. Hrane se tako što luĉe enzime kojima razgraĊuju
organske materije u okolini.
Bez obzira na vrstu supstrata na kome rastu, treba istaći da u njemu istovremeno ţive i
drugi mikroorganizmi pri ĉemu interakcijski odnos meĊu njima moţe biti:
- Kompeticijski – za prostor i hranu
- Antagonistiĉki ako luĉe antibiotiĉke ili druge materije
- Superparazitski kada jedna gljiva parazitira drugom.
Slika 1. Prikaz graĊe gljive
4
Hemijski sastav gljiva jako varira i zavisi od vrste gljive, stadijuma njenog razvoja i
sastava supstrata na kome raste. Ni pojedini delovi iste gljive nemaju jednak hemijski sastav
(Stefanović V, 2016). Ipak teţinski izraţeno najveći deo sadrţaja hifa sveţih gljiva zauzima voda
(70-95%). Najvaţnija i najzastupljenija organska jedinjenja gljiva su na bazi azota, ĉiji sadrţaj
varira (2/3), dok ostatak ĉine jedinjenja poput hitina, nukleinskih kiselina itd. Hitin je po
zastupljenosti drugo azotovo jedinjenje, ĉini osnovu graĊe ćelijske opne dajući joj rigidnost.
Jedinjenja na bazi ugljenika u telu većine gljiva ĉine oko 40-50 % suve materije. Ugljenik se
javlja u polisaharidima. Lipidi gljiva zastupljeni su preteţno u vidu slobodnih masnih kiselina, od
kojih dominiraju linolenska i oleinska kiselina, dok je treća po zastupljenosti palmitinska kiselina.
Sadrţaj masnih kiselina u gljivama je znatno viši nego kod ţivotinja. MeĊu vitaminima gljiva,
koji imaju vaţnu ulogu u biohemijskim procesima, naroĉito su znaĉajni vitamini „B“ kompleksa:
tiamin (B1), riboflavin (B2), biotin (H), pirodoksin (B6), cianokobalamin (B12), ali je njihova
koliĉina znatno manja (Kalaĉ P, 2015).
2.2.LACTARIUS DELICIOSUS
Naziv roda Lactarius potiĉe od latinske reĉi Lac, što znaĉi mleko, zbog mleĉnog soka koji
gljive izluĉuju kada se prereţu ili oštete. Ime vrste Deliciosus potiĉe od latinske reĉi Delicia što
znaĉi uţitak. Naziv rujnica dobila je jer je rujne (crvene) boje. Ova gljiva je ilustrovana na fresci
u rimskom gradu Herkulanumu (Herculaneum), koja predstavlja jedno od najstarijih umetniĉkih
dela na kome su prikazane gljive.
Rujnica je rasprostranjena po gotovo celoj Evropi, osim na krajnjem severu. Raste
pojedinaĉno ili u grupama od kraja leta do kasne jeseni, od nizinskih do planinskih podruĉja.
Raste u šumama, grmljima, uz rubove šuma i šumske puteve. Naroĉito joj prijaju kiselija
zemljišta, trava i mahovina, a ĉesto se moţe naći ispod bora i smreka.
Kapica ove gljive je narandţasto-crvena, u poĉetku izboĉena, kasnije otvorena, u starosti
levkasta. Ima jasno izraţene tamne koncetriĉne krugove, uvek podvijenog ruba i ulegnuta u
centru. Listići su narandţasti sa crvenim odsjajem, na dodir postaju slabo zeleni, gusti i lomivi.
Puštaju narandţasto slatkasto mleko koje na vazduhu vremenom oksiduje u zeleno, pa je ĉitava
gljiva u starosti zelene boje. Meso je zrnaste strukture, bledo, ubrzo dobija ţivo narandţastu boju,
kasnije pozeleni. Miris je prijatan, podseća na kiselo voće, ukus gorkasto ljutkast. Spore u masi
su krem boje.
5
Tabela 1. Taksonomija gljive Lactarius deliciosus
Sve gljive ove sekcije sadrţe u sebi antibiotike na bazi azulenovih derivata (lactaroviolin i
lactarazulen) usled ĉega izloţene svetlosti, posebno dejstvu suĉevih zraka menjaju boju u zeleno i
lactarofulven, koji njihovom mleku daje narandţasto-crvenu boju. Ove gljive su jestive, odliĉnog
kvaliteta i ukusa i veoma rasprostranjene po našim šumama (slika 2 i 3).
Slika 2 i 3. Lactarius deliciosus
2.3.LACTARIUS SEMISANGUIFLUUS
Lactarius semisanguifluus (slika 4 i 5) je jestiva gljiva koja spada u rod rujnica. Sinonimi
za nju su Jelina rujnica i brinovka. Smatra se najmasovnijom gljivom na našim prostorima,
brojnija je ĉak i od mleĉnice. Najviše je ima u planinskim oblastima i borovim i jelinim šumama.
Kapica je narandţasto-oker, sa zonama kroz koje probija zelenkasta boja veliĉine 3 do 6
centimetara, u poĉetku spljoštena na sredini, ubrzo sve više levkasta, podvrnutog, ravnog i dosta
oštrog ruba, ĉesto valovitog. Koţica se tokom vlaţnog vremena suţava, a dok je suvo postaje
hrapava i lagano se skida uz rub. Na dodir najpre vinski pocrveni, pa pozeleni. Listići su gusti,
Taksonomske kategorije Taksoni
Carstvo (Regnum) Fungi
Podela Basidiomycota
Klasa (Classis) Agaricomycetes
Red (Ordo) Russulales
Familija (Familia) Russulaceae
Rod (Genus) Lactarius
Vrsta (Species) L.deliciosus
6
razliĉito dugi, svetlo narandţaste boje. Na povreĊenim ili prignjeĉenim mestima postaju tamno
zeleni. Struĉak je kratak, 2-3 centimetara, u dnu zaobljeno suţen.
Tabela 2. Taksonomija gljive Lactarius semisanguifluus
Meso je relativno tanko, svega nekoliko milimetara. U jezgru struĉka (koje je bez mleka)
je bele boje, a pod koţicom kod starijih gljiva i zeleno. Zrnaste je strukture, gorkog i priliĉno
ljutog ukusa. Mleko je najobilnije u donjem delu struĉka, najpre mrkva narandţasto, nakon sat
vremena karmin purpurno, a na kraju vinski crveno. Malo gorĉi, tokom duţeg ţvakanja je
ljutkasto, ponekad i zapeĉe.
Rujnice se meĊusobno najlakše razlikuju prema ponašanju mleka: Prava ili borova rujnica
ima crveno mleko koje na kraju pozeleni. Jelina rujnica ima mleko boje mrkve koje na kraju
postaje vino crveno. Smrekina rujnica ima narandţasto mleko koje nakon sat vremena izbledi.
Slika 4 i 5. Lactarius semisanguifluus
Taksonomske kategorije Taksoni
Carstvo (Regnum) Fungi
Podela Basidiomycota
Klasa (Classis) Agaricomycetes
Red (Ordo) Russulales
Familija (Familia) Russulaceae
Rod (Genus) Lactarius
Vrsta (Species) L.semisanguifluus
7
2.4.HEMIJSKI ELEMENTI PRISUTNI U GLJIVAMA
Svi hemiski elementi koji se mogu naći u gljivama i biljkama mogu se klasifikovati na
razliĉite naĉine. U zavisnosti od njihovog znaĉaja, metali se mogu podeliti na: esencijalne
(neophodne, biogene), korisne i ostale. Oni utiĉu na ţivotne procese, anatomsku i morfološku
graĊu, hemijski sastav, prinos i rasprostranjenost odreĊene vrste. U esencijalne elemente spadaju:
N, P, K, Ca, Mg, S, Fe, B, Mn, Cl, Cu, Zn, Mo, Ni, Co.
Na osnovu rezultata brojnih istraţivanja, Arnon i Stout su 1939. godine formulisali
kriterijume za svrstavanje elemenata meĊu esencijalne:
- Esencijalni element je onaj bez koga ne moţe da se obavi svoj potpuni ţivotni
ciklus. Kada se on izostavi, ili ga ima nedovoljno, pojavljuju se simptomi
deficijencije, koji se otklanjaju ako se ovaj element ponovo doda.
- Esencijalni element ima specifiĉno dejstvo i ne moţe se zameniti drugim, sliĉnim
elementom.
- Esencijalni element mora imati direktno dejstvo, tj. mora sam imati odreĊenu
funkciju. Ako je on samo antagonist nekog drugog, nepovoljnog uticaja, on nije
esencijalan, jer gubi znaĉaj ako se taj drugi faktor otkloni (npr. Al otklanja štetno
dejstvo visoke doze Cu i pod tim uslovima izgleda kao bitan element, ali ako se Cu
ne nalazi u toksiĉnoj koncentraciji, Al nema nikakvo dejstvo).
- Ako je jedan element sastavni deo nekog esencijalnog metabolita, onda je i on
esencijalan.
Bez tih elemenata bio bi poremećen normalan rast i razvoj gljiva i biljaka, što bi za
posledicu imalo uginuće (Arnon, Stout, 1939).
Korisni elementi su oni elementi u ĉijem se odsustvu moţe završiti ţivotni ciklus, ali oni
deluju povoljno na rast i razvoj. U korisne elemente spadaju: Al, Na, Si, Se, Co. U nekim
sluĉajevima mogu zameniti delimiĉno (i samo nespecifiĉno) funkciju nekih neophodnih
elemenata. Natrijum u nekim nespecifiĉnim funkcijama moţe, kod izvesnih vrsta, da zameni
kalijum. Kada kalijuma nema dovoljno, prisustvo natrijuma je korisno, jer se time štedi kalijum
za specifiĉne potrebe. U prisustvu aluminijuma smanjuje se i štetno dejstvo visoke doze bakra, pa
on moţe biti izuzetno koristan. Ostali elementi su elementi koji u malim koncentracijama ne utiĉu
na rast i razvoj gljiva i biljaka, ali u većim koliĉinama imaju toksiĉno dejstvo. Takvi elementi su:
Pb, Hg, Cd, Cr, As.
8
Karakteristika većine toksiĉnih elemenata je da reaguju sa raznim organskim jedinjenjima
stvarajući stabilne komplekse sa ligandima koji sadrţe kiseonik, sumpor ili azot kao donore
elektrona. Toksiĉno dejstvo zasniva se na njihovom ireverzibilnom vezivanju za metaboliĉki
aktivne grupe u aminokiselinama, polipeptidima i proteinima. Danas se smatra da toksiĉni
elementi prvenstveno deluju na ćelijsku membranu, dok je oštećenje enzimskih sistema u
unutrašnjosti ćelije u većini sluĉajeva sekundarna pojava. Teški metali preko gljiva i biljaka ulaze
u lanac ishrane, gde u ljudskom organizmu imaju kumulativna svojstva, tj. dolazi do njihovog
nakupljanja u pojedinim organima ili tkivima, gde ispoljavaju svoje štetno delovanje.
Broj podataka o specijaciji makroelemenata i mikroelemenata u gljivama, njihovoj
biodostupnosti kod ljudi, kao i o faktorima koji ukljuĉuju potencijalnu opasnost konzumiranja
gljiva sa visokom koncentracijom metala je ograniĉen. Zato je vaţna procena rizika konzumiranja
gljiva praćenjem metal akumulirajućih i neakumulirajućih vrsta sa zagaĊenih i nezagaĊenih
podruĉja (Stefanović V, 2016).
9
2.4.1.KLASIFIKACIJA ESENCIJALNIH ELEMENATA NA OSNOVU NJIHOVE
ZASTUPLJENOSTI
Esencijalni (biogeni, neophodni) su potrebni gljivama i biljkama u razliĉitim koliĉinama i
zato se oni dele na:
- Makroelemente (makrometaboliĉke, makrohranljive) - potrebni biljkama u
koncentracijama od 0,01% do 10%
- Mikroelemente (mikrometaboliĉke, mikrohranljive) - potrebni biljkama u
koncentracijama od 0,001% do 0,00001%
U grupu makroelemenata ubrajaju se: C, O, H, N, P, K, S, Ca i Mg. Oni se usvajaju u
većim koliĉinama u odnosu na druge elemente.
U grupu mikroelemenata spadaju: Fe, Mn, Cu, Zn, B, Mo, Co, Cl, Ni. Usvajaju se u
manjim koliĉinama u odnosu na druge elemente. Mikroelementi su oni bez kojih gljive mogu da
rastu i da se razvijaju, ali njihovo prisustvo povoljno deluje na ţivot gljiva. Razlike izmeĊu
makro- i mikroelemenata su samo u njihovoj koncentraciji, dok je fiziološki znaĉaj obe grupe
ovih neophodnih elemenata podjednak.
Makroelementi se mogu dalje podeliti na:
- Primarne elemente i
- Sekundarne elemente
Primarni makroelementi su oni bez kojih gljive ne mogu da rastu niti da se razvijaju. Bez
njih ne mogu da završe vegetativnu i reproduktivnu fazu svog ţivotnog ciklusa i zbog toga ih u
gljivama ima u većim koliĉinama. Najznaĉajniji od njih su azot (N), fosfor (P) i kalijum (K).
Sekundarni makroelementi po ulozi su isti kao i makroelementi, ali su u gljivama
zastupljeni u manjim koliĉinama. Tu spadaju sumpor, magnezijum i kalcijum.
Na usvajanje mineralnih elemenata utiĉu: toplotni, vazdušni i vodeni reţim zemljišta, pH
vrednost zemljišta, apsolutna koliĉina i odnos hranljivih elemenata u zemljišnom rastvoru,
antagonizam jona i micelijum gljiva. Ukoliko mineralna hraniva nisu prisutna u dovoljnoj
koliĉini u zemljištu, gljive ispoljavaju vizuelne simptome nedostataka. Oni mogu nastati i usled
delovanja nekih drugih stresnih faktora tokom porasta gljive.
10
2.4.1.1. MAKROELEMENTI PRISUTNI U GLJIVAMA
2.4.1.1.1. FOSFOR
Fosfor u tlu potiĉe iz procesa razgradnje matiĉnih stena, najviše apatita. Ciklus fosfora
sastoji se iz razgradnje fosfornih jedinjenja u tlu, njihovog usvajanja gljivama i biljkama i
ponovnog nastanka minerala tla. U zemljištu se nalazi u organskom i neorganskom obliku. U
neorganskom obliku ima ga u zemljišnom rastvoru, na adsorptivnom kompleksu u raznim
fosfornim mineralima. Gljive i biljke usvajaju fosfor iskljuĉivo u anjonskom obliku i to kao
H2PO4- i HPO4
2-, a ugraĊuju ga u organsku materiju bez redukcije. U kiseloj sredini preovladava
H2PO4- jon, u neutralnoj i alkalnoj HPO4
2- jon. Ortofosforna kiselina razliĉito disosuje u
zavisnosti od pH sredine, pa tako porastom pH sve je više HPO42-
i PO43-
što se nepovoljno
odraţava na usvajanje fosfora.
Za većinu gajenih biljaka i gljiva fosfor je najpristupaĉniji u intervalu pH vrednosti od 5,5
do 7,0. Pri ovoj pH vrednosti najmanja je fiksacija fosfora i njegovo prevoĊenje u teţe
pristupaĉne oblike. Pri niţim pH vrednostima smanjuje se rastvorljivost fosfora zbog povećane
jonizacije hidroksida i aktivnih grupa Al i Fe silikata. Tada nastaju teško rastvorljivi aluminijum i
gvoţĊe fosfati.
Rezervu fosfora u zemljištu ĉine fosforni minerali i razna organska fosforna jedinjenja. Iz
minerala fosfor se oslobaĊa njihovim raspadanjem, a iz organskih jedinjenja mineralizacijom, tj.
radom mikroorganizama.
Pokretljivost fosfora je dobra u oba smera. Fosfor ulazi u sastav fosfatida, nukleotida,
nukleinskih kiselina, enzima itd a kao rezerva je najĉešće vezan u fitinskoj kiselini.
Nedostatak fosfora je ĉesta pojava, dok je višak fosfora retka pojava i dogaĊa se kad
koncentracija fosfora preĊe 1% (Vukadinović i Lonĉarić,1998.).
2.4.1.1.2. KALIJUM
Kalijum se ubraja u alkalne metale, koji u svim svojim jedinjenjima imaju iskljuĉivo
stepen oksidacije +1. Litosfera sadrţi 2,59% ili 25,9 kg/t kalijuma. Najveći deo kalijuma vezan je
u primarnim i sekundarnim mineralima gline. Najznaĉajniji minerali koji sadrţe kalijum su
feldspati (16% K). Oni su zastupljeni u svim stenama: magmatskim, metamorfnim i
sedimentnim. Sadrţaj kalijuma u zemljištu zavisi od geološke podloge, matiĉnog supstrata ĉijim
razlaganjem zemljište nastaje, pedogenetskih procesa, klimatskih uslova i pH vrednosti.
11
Kalijum je element koji je zastupljeniji u gljivama nego u većini biljaka. Alkalni metali,
posebno kalijum, ĉesto imaju i ulogu manje-više specifiĉnog aktivatora, odnosno kofaktora
brojnih enzima. Zahvaljujući tome kalijum posredno ili neposredno utiĉe na brojne fiziološko-
biohemijske procese, a povoljno utiĉe i na transport asimilata, podstiĉe sintezu brojnih jedinjenja
šećera, proteina, skroba, celuloze, vitamina itd. Osim navedenog kalijum povećava otpornost
gljiva prema niskim i visokim temperaturama. Visoka koncentracija K moţe dovesti do
nedostatka Ca, Mg i N. Previše natrijuma vodi nedostatku kalijuma. Kada je u deficitu mogu ga
zameniti natrijum i rubidijum (R. Kastori, Ţ. Ilin, I. Maksimović, M. Putnik-Delić, 2013).
2.4.1.1.3. MAGNEZIJUM
Magnezijum je neophodan mineral za rast i razvoj gljiva. Igra vaţnu ulogu u mnogim
pocesima, kao što su: sinteza aminokiselina i ćelijskih proteina, usvajanje i kretanje fosfora,
koncentracija vitamina A i C itd. Ima pozitivan uticaj na metabolizam ugljenih hidrata, proteina,
masti, a poznat je i po aktiviranju velikog broja enzima (peptidaze, dehidrogenaze, karboksilaze,
dekarboksilaze itd.). Kofaktor je gotovo svih enzima koji katalizuju reakcije metabolizma
energije. Gljive ga usvajaju u obliku Mg2+
jona i njegova koliĉina u suvoj materiji iznosi 0,15-
0.35%. Polovina od ukupne koliĉine magnezijuma je u obliku jona Mg2+
. U nekim istraţivanjima
dokazano je da je magnezijum pokretljiviji od kalcijuma (Vukadinović i Lonĉarić,1998.) Visoka
koncentracija kalijuma i kalcijuma dovodi do nedostatka magnezijuma.
2.4.1.2. MIKROELEMENTI PRISUTNI U GLJIVAMA
2.4.1.2.1. NIKL
Nikl se u gljivama nalazi u vrlo niskim koncentracijama od 1-10 ppm, preteţno u
dvovalentnom obliku. Koncentracija nikla koja postaje toksiĉna nalazi se u opsegu od 10-50 ppm
i lako se moţe dostići na zamljištu koje je kontaminirano primenom gradskog otpada kao
organskog Ċubriva ili na zemljištu gde je osnovni supstrat bogat niklom, kao što je na primer
laporac. Znaĉajan je za usvajanje gvoţĊa i neophodan za aktivnost enzima ureaze (Vukadinović i
Lonĉarić,1998.).
12
2.4.1.2.2. BAKAR
Bakar je zastupljen je u Zemljinoj kori u koliĉini od 55 ppm u vidu minerala: halkopirita
(Cu2S∙FeS2), halkozina (Cu2S), kuprita (Cu2O) i drugih, gde se nalazi u jednovalentnom obliku, a
nakon njihovog raspadanja oksiduje se do Cu2+
. Gljive ga usvajaju u vidu jona bakra Cu2+
ili u
vidu helata. U tlu, bakar gradi stabilna kompleksna jedinjenja sa organskim kiselinama,
polurazloţenim ili humifikovanim organskim materijama i kao takav je gljivama slabo
pristupaĉan. Da bi došlo do usvajanja bakra iz zemljišta neophodna je energija a smatra se i da
postoji specifiĉan receptor koji igra ulogu njegovog prenosioca. Prilikom usvajanja bakra iz
zemljišta glavnu konkurenciju mu ĉine mangan, gvoţĊe i cink. Ipitivanja su pokazala da gljive
koje imaju visoke koncentracije kiseonika i fosfora uglavnom odlikuje i niska koncentracija
bakra.
Fiziološka uloga bakra je vrlo znaĉajna jer je on sastavni deo ili aktivator mnogih enzima
koji uĉestvuju u oksidacijskim procesima. Bakar utiĉe na proteosintezu i uĉestuje u sintezi
antocijana. Ulazi u sastav plastocijana, citohrom oksidaze c (transport elektrona), fenoloksidaze
(oksidacija fenola u hinon), lakaze i fenolaze (lignifikacija), hidroksilaze (transformacija
fenilalanin u tirozin), oksigenaze, oksidaze askorbinske kiseline, superoksid-dizmutaze, više
amino-oksidaza (utiĉe na oksidacijsku dezaminaciju), galakto-oksidaze itd. Za razliku od enzima
koji sadrţe Fe, Cu-enzimi mogu direktno reagovati sa kiseonikom i zato preferiraju terminalne
oksidacione procese. Bakar je neophodan za dobro zdravlje, meĊutim izlaganje višim dozama
moţe biti štetno. Izlaganje bakarnoj prašini moţe dovesti do iritacije oĉiju, nosa, usta i izazvati
glavobolju, muĉninu i dijareju. Visok unos bakra moţe izazvati oštećenje jetre, bubrega, pa ĉak i
smrt. Danas još uvek nije utvrĊeno da li bakar moţe da izazove smrt kod ljudi. EPA (European
Protection Agency) ne klasifikuje bakar kao kancerogene materije jer ne postoje adekvatne
studije koje to potvrĊuju.
Panel za dijetetske proizvode, ishranu i alergije (NDA - Dietetic Products, Nutrition and
Allergies) Evropskog autoriteta za sigurnost hrane (EFSA - European Food Safety Authority)
izveo je adekvatan unos (AI) bakra, zasnovan na posmatranju njegovog unosa u nekoliko zemalja
Evropske unije. Preporuĉen AI za bakar za muškarce iznosi 1,6 mg/dan, a za ţene 1,3 mg/dan (za
trudnice do 1,5 mg/dan. Podnošljiv gornji nivo unosa (UL) bakra za odrasle je 5 mg/dan, ali nije
primenjiv za vreme trudnoće ili laktacije (EFSA, 2015).
13
2.4.2. KORISNI ELEMENTI U GLJIVAMA
2.4.2.1. NATRIJUM
Natrijum se moţe naći u svim zemljištima, a gljive ga usvajaju kao Na+. Sadrţaj natrijuma
u suvoj materiji biljaka se kreće od 0,01-0,02%. Njegov nedostatak se u prirodi retko javlja. U
nekim nespecifiĉnim funkcijama moţe da zameni kalijum u funkciji elektrolita, ali ne moţe da
zameni njegove fiziološke funkcije. Kada nema dovoljno kalijuma, prisustvo natrijuma je korisno
jer se time štedi kalijum za specifiĉne potrebe. Toksiĉno dejstvo viška natrijuma se javlja na
zaslanjenim zemljištima. Starije gljive usvajaju više natrijuma od mlaĊih.
2.4.3. TEŠKI METALI (TOKSIČNI ELEMENTI)
U grupu metala spada ĉak 80 elemenata periodnog sistema, 17 elemenata su nemetali, a 7
elemenata spada u grupu metaloida. U ekološkom pogledu, svaki metal, ili metaloid koji
prouzrokuje problem u ţivotnoj sredini, odnosno onaj koji se ne moţe 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 toksiĉne nivoe, pre svega kao
posledica antropogenih aktivnosti. Do današnjih dana, ukupno 53 elementa je svrstano u
kategoriju teških metala, koji su preciznije definisani kao metali koji imaju gustinu veću od 5
g/cm3
mada postoji i tvrdnja da u teške metale spadaju i oni ĉija je gustina veća od 4 g/cm3.
(Duffus, 2002)
Poseban problem predstavlja akumulacija i deponovanje pojedinih elemenata u tkivima iz
kojih se oni veoma teško eliminišu (Kastori R. 1997). Sadrţaj odreĊenih elemenata u gljivama
pruţa puno informacija o zagaĊenosti okoline u kojoj je ona rasla.
ZagaĊenost zemljišta teškim metalima nije lako utvrditi i razlikuje se kod razliĉitih tipova
zemljišta. Prisustvo nekog jedinjenja, u odreĊenoj koliĉini, ne mora izazvati poremećaj u biljnoj
proizvodnji kod jednog tipa zemljišta, ali njegovo prisustvo u drugom tipu zemljišta, moţe
smanjiti kvalitet i koliĉinu prinosa.
Danas ovih elemenata ima daleko više u poljoprivrednom zemljištu, iako ih u matiĉnom
supstratu na kome je zemljište formirano nije bilo u takvom sadrţaju. Uzrok tome je sve veći broj
industrijskih postrojenja. Sve je više topionica metala i termoelektrana iz ĉijih dimnjaka izlaze
velike koliĉine pojedinih metala u vidu gasova, gari, dima. Svi oni, najĉešće padavinama,
dospevaju u zemljište zagaĊujući ţivotnu sredinu i uništavajući vegetaciju. U blizini topionica za
14
preradu metala i termoelektrana neretko se primećuju oštećenja gljiva, biljaka i zemljišta. Osim
toga, u znaĉajne antropogene izvore zagaĊenja zemljišta spadaju i rudnici, saobraćajna sredstva,
gradski ĉvrsti i teĉni otpad.
Znatan deo teških metala dospeva u zemljište primenom hemijskih sredstava u
industrijskim i poljoprivrednim procesima. To su na primer olovo, ţiva, nikl i arsen. Izvori
unošenja teških metala u zemljište mogu da budu i neka mineralna Ċubriva i pesticidi. Mnogi
teški metali unose se sredstvima za zaštitu biljaka, a gradsko smeće (komunalni otpad) se sve više
pominje kao potencijalni izvor ovih elemenata (Ţivanović, 2010).
Mobilnost kontaminanata zavisi od njihove vrste i pH vrednosti zemljišta. Na primer As i
Se su mobilniji u alkalnoj reakciji zemljišta, dok su Hg, Pb, Cd i Zn mobilniji u kiselom
zemljištu.
Teški metali se u tlu mogu vezati na adsorpcioni kompleks ili se mogu naći u jonskom
obliku u zemljišnom supstratu. Gljivama su pristupaĉni iz vodenog rastvora ili nespecifiĉno
vezani na adsorpcionom kompleksu. Sposobnost sorpcije jona nekog metala najviše zavisi od
oblika u kojem se nalazi u tlu, a manje od njegove koliĉine. Sposobnost akumulacije teških
metala razlikuje se kod pojedinih vrsta gljiva. U elemente koji se intezivno translociraju ubrajaju
se: kadmijum, srednje nikl i bakar, a sporo hrom, olovo i ţiva.
Pojedine vrste gljiva reaguju razliĉito na prisustvo većih koncentracija teških metala. Kao
rezultat toga nastaju anatomske i morfološke promene, promene hemijskog sastava, a u nekim
sluĉajevima teški metali mogu izazvati i uginuće gljive.
2.4.3.1. ARSEN
Sadrţaj arsena u gljivama i biljkama je obiĉno znatno niţi nego u zemljištu. Nakupljanje,
a samim tim i toksiĉnost ovog elementa, veća je na kiselim zemljištima, posebno ako je pH
vrednost zemljišta manja od 5. Na teţim zemljištima reĊe dolazi do njegovog toksiĉnog dejstva
nego na peskovitim, jer se kod prvih arsen bolje vezuje. Osetljivost gljiva na visoke koncentracije
arsena je razliĉita. Procena toksiĉnih efekata arsena u gljivama je komplikovana zbog ĉinjenice
da arsen moţe postojati u nekoliko razliĉitih oksidacionih stanja, kao i u mnogim razliĉitim
organskim i neorganskim jedinjenjima, pri ĉemu toksiĉnost arsena uveliko zavisi od njegovog
hemijskog oblika i oksidacionog stanja. U prirodi se veoma retko moţe uoĉiti toksiĉno dejstvo
visokih koncentracija arsena ili njegovo nepovoljno dejstvo na rast gljiva. Pošto je koncentracija
15
arsena u gljivama niska, njegovo ulaţenje u lanac ishrane je neznatno. (Vukadinović i
Lonĉarić,1998.)
2.4.3.2. KADMIJUM
Kadmijum je element sa vrlo toksiĉnim delovanjem za gljive, biljke, ţivotinje i ĉoveka.
Jedan je od elemenata koji se moţe naći u visokim koncentracijama u nekim vrstama gljivaa, ĉak
i kada je njegov sadrţaj u supstratu nizak. Kadmijum i cink su vrlo sliĉni, premda kadmijum
ispoljava metaboliĉko ponašanje nalik i nekim drugim esencijalnim elementima. Glavni uzrok
toksiĉnosti kadmijuma predstavlja njegov veliki afinitet za tiolne grupe (SH) u enzimima i
drugim proteinima. Kadmijum predstavlja kumulativni otrov, remeti metabolizam kalcijuma i
fosfora, uzrokuje bolesti kostiju, respiratornih organa i nervnog sistema.
Brzo se transportuje iz tla u gljivu. Pristupaĉnost mu u najvećoj meri zavisi od pH
vrednosti i prisustva ostalih katjona. Adsorpcija Cd se povećava sa povećanjem pH vrednosti tla
od 4 do 7,7. Kalcijum i cink smanjuju primanje kadmijuma, a transport u velikoj meri zavisi od
koncentracije u okolini. Jedan od naĉina kojim on dospeva u zemljište su mineralna Ċubriva, koja
se dobijaju razlaganjem sirovih fosfata mineralnim kiselinama, a veliki izvor zagaĊenja su i
topionice metala.
Kod brojnih vrsta gljiva intenzitet transporta kadmijuma u nadzemnim organima je u
korelaciji sa njegovom koncentracijom u hranljivoj podlozi. Kadmijum usvojen iz hranljive
podloge najvećim delom se zadrţava u korenu, dok veće koncentracije inhibiraju metabolizam
gvoţĊa, inhibiraju disanje i transport elektrona u procesu oksidativne fosforizacije.
2.4.3.3.HROM
Hrom se u zemljištu nalazi u koncentraciji ispod 100 ppm. Koncentracija, za gljive
pristupaĉnog hroma, u većini zemljišta je niska, ĉime se moţe objasniti njegov mali udeo u
gljivama (Brooks, 1987). Hrom se u tlu pojavljuje u razliĉitim oksidacionim stanjima (od +2 do
+6) i kao metal (valenca 0). Toksiĉnost ovog metala zavisi upravo od njegove valentnosti.
Jedinjenja šestevalentnog hroma smatraju se vrlo otrovnim zbog visokog oksidacionog
potencijala i sposobnosti prodiranja u ljudsko telo, pa su mnoga od njih kancerogena. Toksiĉni
efekat na ljude hrom ostvaruje samo ukoliko se nalazi u pitkoj vodi ili zemljištu u izuzetno
visokoj koncentraciji. Trovalentni hrom je nutritivni element i prisutan je u mnogim
16
namirnicama. U atmosferu, tlo i vodu dospeva prvenstveno iz industrijske proizvodnje.
(Vukadinović i Lonĉarić, 1998.).
2.4.3.4. OLOVO
Prirodni sadrţaj olova u tlu uglavnom je vezan za matiĉni supstrat. U prirodi se olovo se
sreće u dva oblika Pb2+
i Pb4+
, od kojih izuzetno dominira Pb2+
jon. Olovo se nalazi u tragovima
(<0,1 % teţinski) u stenama i zemljištu. Pošto ima jak afinitet prema sumporu nalazi se u
sulfidnim mineralima, posebno u obliku galenita PbS. (Kastori, 1997.)
Olovo u tlu, osim prirodnim putem, moţe doći i antropogenim putem. Najveći zagaĊivaĉi
prirode olovom su industrijska postrojenja i motorna vozila (jer je olovo još uvek sastavni deo
goriva). U gornjim horizontima tla, gde se najviše deponuje, vrednosti mogu dostići i do 3000
ppm. Nakupljanje olova u gljivama zavisi od udaljenosti gljiva od centra emisije, pravca i
intenziteta vetra i dr.
Olovo poreklom iz industrijskih postrojenja nalazi se u mineralnim oblicima (PbS, PbO,
PbSO4i dr). Olovo koje potiĉe iz izduvnih gasova automobila javlja se u obliku haloidnih soli
(PbBr, PbBrCl, Pb(OH)Br, (PbO)2PbBr). Gljive olovo u neorganskom obliku slabo usvajaju i
premeštaju u nadzemne organe, izuzev na kiselim zemljištima. Organska jedinjenja olova, veoma
se brzo usvajaju i transportuju u nadzemne delove biljaka i gljiva. Taloţenje olova kod većine
gljiva intenzivnije je u korenu u odnosu na nadzemne delove. Velika moć korena u akumulaciji
olova mogla bi da bude i jedan vid zaštite nadzemnog dela.
2.5. HEMIJSKI ELEMENTI PRISUTNI U ZEMLJIŠTU
Zemljište je veoma specifiĉna komponenta biosfere i ima vaţnu ulogu u procesima u
ţivotnoj sredini, jer se ponaša kao prirodni pufer koji kontroliše transport hemijskih elemenata i
jedinjenja do atmosfere, hidrosfere i ţivog sveta i predstavlja geohemijski „sakupljaĉ“
kontaminanata. Naime, ono je ĉesto skladište elemenata jer ĉvrste ĉestice, kao glina i humus,
imaju naelektrisanja kojima vezuju katjone, ĉime, mada privremeno, spreĉavaju njihovo
oslobaĊanje. Zato je postojanost kontaminanata u zemljištu mnogo duţa u odnosu na druge
delove biosfere, pa je jednom zagaĊeno zemljište, posebno toksiĉnim metalima, praktiĉno trajno.
Za razliku od organskih zagaĊivaĉa, metali se ne razlaţu i ostaju u ţivotnoj sredini.
17
Metali i metaloidi ĉine relativno mali deo mase Zemljine kore, ali predstavljaju znaĉajne
strukturne i funkcionalne komponente svih geoloških formacija. Interakcije u koje će neki metal i
metaloid stupiti u zemljištu zavise pre svega od biogeohemijskih karakteristika elemenata, tj. od
njihove hemijske prirode. Efekti koprecipitacije, jonske izmene, adsorptivni procesi na raznim
supstratima, procesi koordinacionog vezivanja, kao i hemijska stabilnost i rastvorljivost minerala
metala i metaloida utiĉu na njihovu mobilnost a samim time i na rasprostranjenost u datoj sredini.
Glavni faktor koji odreĊuje mobilnost metala i metaloida je sorpcija na supstrate (tabela
3). Fiziĉka sorpcija, koja je znaĉajna za organska jedinjenja, je neprimenjiva za sorpciju toksiĉnih
metala, koji se najĉešće adsorbuju kao jonske vrste. Jonska izmena je malo zastupljena, najĉešće
zbog niske koncentracije toksiĉnih metala u odnosu na glavne jone. Na sorpciju i desorpciju
metala i metaloida utiĉu: kapacitet izmene katjona (CEC – cation exchange capacity), organska
materija, oksidi i hidroksidi, uglavnom gvoţĊa, mangana i aluminijuma, mikroorganizmi, pH,
mogućmost formiranja kompleksa, kao i jonska sila. Ovi faktori ţivotne sredine kontrolišu i utiĉu
na remobilizaciju elemenata i otpuštanje potencijalno opasnih elemenata u vodu, biljke, gljive i
konaĉno ulaţenje u lanac ishrane.
Mnoga zemljišta mogu da sadrţe prirodno povišene koncentracije metala i metaloida, koje
premašuju EPA standard. Osim zemljišta isti sluĉaj moţe biti i sa površinskim i podzemnim
vodama. Veoma je vaţno napraviti razliku izmeĊu koliĉine elemenata koji su prirodno prisutni i
koliĉine pridodate uticajem ljudskih aktivnosti (Langmuir i dr., 2005).
Tabela 3. Znaĉajni faktori za sorpciju metala iz zemljišta
Osnovna geohemijska koncentracija metala (Salminen i Tarvainen, 1997; Salminen i
Gregorauskiene, 2000) moţe se opisati kao koncentracija koja je izmerena na poĉetku neke
Zemljište Zemljišni rastvor
Mineralni sastav zemljišta pH
Specifiĉna površina za adsorpciju
metala Eh
Gustina površinski aktivnih mesta ili
katjonski izmenjivi kapacitet
Sastav zemljišnog rastvora,
koncentracije (aktiviteti)
Aeracija Rastvorni organski ugljenik
Mikrobiloški tip, aktivnost i populacija Jonska sila
Sadrţaj i osobine organske suspstance
Temperatura
18
studije ili praćenja stanja ţivotne sredine nekog lokaliteta i ona obuhvata kako prirodnu tako i
koncentraciju iz nekog antropogenog izvora (Rice, 1999).
Kao jedan od naĉina za raĉunanje osnovne koncentracije elemenata moţe se koristi
geometrijska sredina (GM) i geometrijska standardna devijacija (GSD). Opseg osnovne
geohemijske koncentracije se raĉuna po formuli GM/GSD2 i GM·GSD
2 i predstavlja opseg
koncentracija za elemente na ispitivanom lokalitetu (Dudka i dr., 1995; Škrbić i Ĉupić, 2004;
Tume i dr., 2006; Relić i dr., 2011a).
Prirodna geohemijska koncentracija metala i metaloida, jeste koncentracija koja je
postojala pre antropogenog izvora zagaĊenja. Ona u zemljištu zavisi od dubine uzimanja uzoraka,
od toga da li se analizira ceo uzorak ili samo frakcija prema veliĉini ĉestica (Salminen i
Tarvainen, 1997). Koncentracije elemenata generalno su veće u sitnijim nego u krupnijim
frakcijama zemljišta.
Treba naglasiti da osnovne i prirodne geohemijske koncentracije elemenata nisu odreĊene
vrednosti, već odgovarajući opsezi vrednosti, koje mogu da se znaĉajno razlikuju u zavisnosti od
lokaliteta do lokaliteta. TakoĊe treba naglasiti da, prirodne geohemijske koncentracije metala i
metaloida mogu prevazilaziti propisane graniĉne koncentracije na nekim lokalitetima.
2.6. NAČINI ŢIVOTA GLJIVA
Gljive Basidiomycota nalaze se na najvišem stepenu evolutivnog razvoja. Imaju miceliju
(podzemni splet izraštaja) sa septiranim hifama. Hife su samo u poĉetnoj fazi ţivota jednojedarne,
a kasnije postaju dvojedarne. Organi za razmnoţavanje se nazivaju bazidiospore, a nastaju kao
produkt polne reprodukcije na sporonosnim organu –bazidu. Obrazuju se na površini bazida, što
ukazuje na egzogeno poreklo za razliku od askospora koje su endogenog porekla, jer se nalaze u
unutrašnjosti sporonosnog organa –askusa. Na bazidu se formiraju 4 bazidiospore. Gljive, za
razliku od biljaka, ne poseduju hlorofil i zato nemaju sposobnost da koriste sunĉevu svetlost i
energiju za izgradnju organskih materija. Zato su gljive, u najvećem broju slucajeva, upućene na
suzivot sa zivim i mrtvim biljnim i zivotinjskim organizmima.
Mozemo razlikovati tri naĉina ţivota gljiva :
- gljive kao saprofiti
- gljive kao paraziti
- gljive kao simbiot
19
2.6.1. SAPROFITSKI NAČIN ŢIVOTA GLJIVA
Saprofitne gljive se hrane biljnim i ţivotinjskim ostacima i imaju ulogu reciklatora
otpadnog šumskog materijala: lišća, iglica i šišarki ĉetinara, trulog i izumrlog drveća itd.
Sve supstance organskog porekla gljive i bakterije razlaţu na neorganske sirovine i ponovo ih
vraćaju u prirodu. U saprofitne gljive spadaju i koprofilne gljive, koje uspevaju na izmetu
zivotinja i na sirovom humusu.
2.6.2. PARAZITSKI NAČIN ŢIVOTA GLJIVA
Parazitske gljive svoju hranu uzimaju iz ţivog domaćina. U većini slucajeva domaćin
gljive je oštećen parazitizmom. Veći deo gljiva parazita ţivi na drvenoj podlozi, starog, bolesnog,
ili već oštećenog drveća. Nastanjuju se i prodiru kroz koru i lignin, razgraĊujući celulozu. To
najĉešće dovodi do izumiranja domaćina. Neke gljive se nakon izumiranja domaćina ponašaju i
kao saprofiti. Jos uvek nije moguće izvršiti strogu podelu na saprofitske i parazitske gljive.
2.6.3. SIMBIOTSKI NAČIN ŢIVOTA GLJIVA
Gljive svojim podzemnim spletom izraštaja (micelije) i pojedinaĉnim vlaknastim
završecima (hife), obuhvataju završetke korenovog sistema drveća i prodiru u ćelijske slojeve.
Ova pojava se naziva mikoriza. Time gljiva dobija organske materije neophodne za rast i razviće,
a biljka dobija povećani priliv mineralnih materija i vode. Samim tim korenov sistem biljke je
zaštićen od prodiranja parazita i štetoĉina. Smatra se da oko 90% biljaka u prirodi ima na korenu
simbiontske gljive. Moguće je razlikovati dva tipa mikorize :
1) Ektomikoriza, gde hife gljiva obavijaju koren biljke (najĉešće drveta) i prodiru u meĊućelijski
prostor i tu nastavljaju svoj rast. Nastaje mreţasta tvorevina koja se naziva Hartigova mreţa.
Masa te mreţe je reda veliĉine mase korena. Plodonosna tela gljiva koje uĉestvuju u
ektomikorizi obrazuju se u krugu oko stabala biljke. UtvrĊeno je da su gljive koje formiraju
ektomikorize posebno sklone apsorpciji hemijskih elemenata iz zemljišta, koje dalje prenose
biljkama. U kontaminiranim zemljištima, ili onima koji imaju odreĊene mineraloške
karakteristike, gljive mogu dostići visoke koncentracije teških metala, koje mogu dovesti do
negativnih posledica kako po gljivu, tako i po biljku sa kojom je u simbiozi. Ovo je
najzastupljeniji vid mikorize. Gljive pripadaju Basidiomycota-ma ili Askomycota-ma.
20
2) Endomikoriza, gde hife gljiva ne obavijaju koren biljke, već direktno prodiru u korenov
sistem i nastavljaju svoj rast u pojedinaĉnim ćelijama. Ovaj tip mikorize je znatno reĊi i
najĉešće je zastupljen kod lekovitog bilja, višegodišnjih cvetnica i trava.
Mikoriza se najĉešće razvija na zemljištu koje je siromašno fosfatom, mada postoje
podaci da doprinosi i usvajanju cinka i bakra. Koncentracija fosfata u hifama moţe biti oko 1000
puta veća nego u zemljištu, što ukazuje na aktivan transport. Smatra se da je pokretaĉ transporta
protonska ATP-aza, a fosfat putem simporta sa protonima ulazi u spoljašnje hife. U njima se
izgraĊuju polifosfati za koje se vezuju kalcijum i arginin. Tako mikorizne gljive doprinose u
snabdevanju ne samo fosforom, nego i kalcijumom i azotom. Polifosfati se razlaĊu pomoću
alkalne fosfataze.
Prednosti biljaka koje ţive u simbiozi sa mikoriznim gljivama su višestruke. One su
bogato snabdevene pre svega fosfatom, pa bolje rastu, ĉime je povećana apsorpcija i drugih jona,
kao što su kalijum, sulfat, amonijum i nitrat. U izvesnoj meri mikorizne gljive štite koren biljke
od drugih patogenih mikroorganizama. Gljive primaju od svog domaćina prvenstveno šećere.
UtvrĊeno je da su mikorizni koreni znatno jaĉi privlaĉni centri za priliv asimilata,nego koreni bez
mikorize. Biljke koje rastu na slaboj svetlosti i oskudevaju u asimilatima, teško obrazuju
simbiozu sa mikoriznim gljivama (Stamets P, 1993).
2.7. MEHANIZAM USVAJANJA ELEMENATA U GLJIVAMA
Da bi se gljive normalno razvijale i rasle, one moraju odrţavati koncentracije svih
elemenata u okviru optimalnih vrednosti (stanje homeostaze). MeĊutim, kada koncentracije
elemenata nisu u okviru optimalnih vrednosti, elementi prisutni u gljivama mogu ispoljiti i svoje
toksiĉne efekte. Esencijalni elementi vrlo lako prolaze korensku barijeru i stiţu do nadzemnih
delova gljiva i mobilni su kroz njih, dok se toksiĉni elementi (teški metali) zadrţavaju, ukoliko
nisu prisutni u prevelikim koncentracijama.
Gljive mogu da akumuliraju znaĉajne koliĉine teških metala, a da se na njima ne uoĉavaju
znaci oštećanja. Tek kada koncentracija teških metala preĊe odreĊenu kritiĉnu granicu dolazi do
poremećaja u ţivotnim procesima gljiva. Pored toksiĉnih elemenata, mogu sadrţavati povećane
koncentracije esencijalnih elemenata koji zbog toga mogu biti potencijalno toksiĉni.
Koncentracije elemenata u razliĉitim vrstama gljiva koje rastu na istom podruĉju su u velikoj
21
meri razliĉite, što ukazuje da je, pre svega, apsorpcija elemenata iz supstrata zavisna od vrste.
Gljive mogu akumulirati elemente iz razliĉitih izvora (zemljište, voda, vazduh), ali je glavni izvor
elemenata u gljivama njihov zemljišni supstrat.
Intezitet usvajanja, a samim tim i akumuliranje teških metala u gljivama zavisi od više
ĉinioca kao što su: sadrţaj organske materije, pH, koncentracija metala u zemljištu, vrsta gljive,
morfološka graĊa plodonosnog tela, faza razvoja, biohemijska kompozicija, redoks potencijal,
kompeticija sa drugim jonima metala, uticaj kompozicije zemljišnog rastvora na apsorpciju
metala, intervala izmeĊu fruktifikacija (formiranja plodonosnog tela) itd.
Faktori kao što su kapacitet katjonske izmene, gubitak pri ţarenju i tekstura zemljišta,
takoĊe doprinose boljem sagledavanju usvajanja teških metala u nekim sluĉajevima (García et al.,
1998).
Osim toga razliĉita raspodela elemenata se moţe objasniti ne samo razlikama u sastavu
supstrata i kontaminacijom, već i starošću micelijuma, što u prirodi moţe biti nekoliko godina, a
u gajenim gljivama samo nekoliko meseci. Ako se uzorci sakupljaju na istom mestu na rastojanju
od nekoliko desetina kvadratnih metara, ne moţe se znati da li plodonosno telo gljiva potiĉe od
jednog ili više micelijuma razliĉite starosti. Ovo moţe objasniti varijacije u sadrţaju elemenata
izmeĊu gljiva, sakupljenih na istom mestu istog dana.
Michelot i saradnici (1998) istiĉu da je prenos elemenata vazduhom i njihova direktna
apsorpcija preko plodonosnog tela gljiva neosporiva, posebno u sluĉaju kadmijuma, olova i ţive
(Michelot et al, 1998). Tuzen i saradnici su na osnovu razlike u sadrţaju olova u opranim i
neopranim gljivama, zakljuĉili da niţi sadrţaj olova (za 68%) u opranim gljivama moţe biti
rezultat visokog zagaĊenja olovom iz vazduha. Većina elemenata se distribuira nejednako unutar
gljiva. Najveći nivoi su obiĉno zabeleţeni u sporoforama (ali ne u sporama), manje u kapici, a
najmanje u stabljici (Tuzen et al, 2008).
Prema nekim autorima, starost gljiva ili njihova veliĉina nisu od velikog znaĉaja za
sadrţaj elemenata u njima, ĉak su zabeleţene visoke koncentracije elemenata u mlaĊim gljivama.
Ovo se moţe objasniti transportom elemenata od micelijuma do plodonosnog tela na poĉetku
fruktifikacije, dok u daljem porastu mase plodonosnog tela, koncentracija elementa moţe i da
opada.
Neki autori beleţe da na koncentracije elemenata u gljivama utiĉe i sadrţaj organske
materije u zemljištu. Optimalna apsorpcija olova odvija se pri pH vrednošću zemljišta 5, a
kadmijuma pri pH < 5,5.
22
Za razliku od ţivotinja i ĉoveka koji mogu da se kreću i tako izbegnu kontaminirane
predele, sa gljivama i biljkama to nije sluĉaj, tako da su one bile prinuĊene da pronaĊu
drugaĉije rešenje. Neke gljive su se razvile u takozvane tolerantne vrste, koje mogu opstati i
razvijati se i na teško kontaminiranim terenima.
Danas je nerazjašnjeno da li je u proces detoksifikacije/tolerancije prema pojedinom
metalu ukljuĉen samo jedan, ili više mehanizama. TakoĊe je nedovoljno jasno kakvi su
mehanizmi adaptacije u uslovima kada gljiva raste na zemljištu zasićenom prisustvom više teških
metala. Smatra se da se u ovom sluĉaju razvija pojava "kotolerancije" zasnovana na delovanju
nedovoljno specifiĉnog mehanizma koji razvija otpornost prema širokom opsegu metala, ili
pojava "višestruke tolerancije" (multiple tolerance) koja ukljuĉuje seriju nezavisnih mehanizama
specijalno razvijenih za svaki pojedini metal.
2.8. MIKOREMEDIJACIJA
Materije koje mogu narušiti prirodni ekološki sistem zemljišta, vode i vazduha nazivaju se
hazardne materije. Najĉešći hazardni toksikanti agroekosistema su teški metali, radionukleidi,
sintetiĉke organske supstance i pesticidi. ZagaĊenost zemljišta i vode teškim metalima u današnje
vreme predstavlja veliki ekološki problem, ĉiji izuzetno negativan uticaj kako na ţivotnu sredinu
tako i na ĉoveka, zahteva efikasno i ekonomiĉno tehnološko rešenje. Kontaminiranim zemljištima
moţe se povratiti funkcija hemijskim, fiziĉkim i biološkim tehnikama. MeĊutim, hemijski i
fiziĉki tretmani zemljišta uzrokuju ireverzibilne promene, uništavaju biološku raznolikost tla i
uspešne su u vraćanju gotovo svih uloga tla, osim za poljoprivrednu upotrebu.
Biološki pristupi zasnovani na industrijskim i tehnologijama u oblasti zaštite ţivotne
sredine fokusiraju se na razvoj „ĉistih tehnologija“. Ovaj pristup u prvi plan stavlja smanjenje
proizvodnje otpada, tretman pretvaranja otpada u korisne forme i maksimalnu proizvodnju. Ove
„ĉiste tehnologije“ se fokusiraju na upotrebi bioloških metoda za sanaciju otpada.
Iz tog razloga je niz nauĉnih otkrića i istraţivanja dovelo do usavršavanja prvobitne ideje
o upotrebi gljiva za remedijaciju ţivotne sredine i uklanjanje razliĉitih teških metala iz
zagaĊenih medijuma u obećavajuće tehnologije zaštite ţivotne sredine pod nazivom
mikoremedijacija. To je proces korišćenja gljiva kako bi se smanjilo zagaĊenje ţivotne sredine.
Gljive se smatraju razlagaĉima ţivotne sredine. One stvaraju enzime koji mogu da
degradiraju celulozu i lignin (koji biljkama daje strukturu). Osim toga gljive mogu da razloţe i
23
supstance poput teških metala, radioaktivnih elemenata, pesticida, nafte i njenih derivata.
Naroĉito su se pokazale korisnim u remedijaciji teških metala. Pošto se oni nalaze u svom
osnovnom stanju i ne moraju se dalje razgraĊivati, gljive ih mogu izdvojiti iz zemljišta (ili vode) i
akumulirati u micelijumima. Gljive koje se koriste u te svrhe moraju se tretirati kao opasan otrov,
nakon što se završi tretman mikoremedijacije. Za razliku od ostalih zagaĊivaĉa, teški metali
predstavljaju mnogo veću opasnost jer kada se jednom akumuliraju u plodonosnom telu gljiva,
više se ne mogu ukloniti, dok se organski zagaĊivaĉi mogu raspadati bez toksiĉnih posledica po
gljive ili biljke.
Dekompoziciju ekosistema gljive vrše uz pomoć micelijuma. Micelijum luĉi
ekstracelularne enzime i kiseline koje razlaţu lignin i celulozu (dva glavna gradivna bloka biljnih
vlakana). Kljuĉ uspešne mikoremedijacije je odreĊivanje vrste gljiva koja je idealna za odreĊeni
kontaminant. Neke vrste gljiva mogu da degradiraju više njih, dok su druge selektivnije.
Gljive se mogu brzo razgranati kroz podlogu zahvaljujući prisustvu micelija. Penetracija
kroz hife pruţa mehaniĉku podršku u sluĉaju da doĊe do „hemijskog kvara” koji mogu
uzrokovati izluĉeni enzimi. Velika površina filamenata povećava kako mehaniĉki, tako i enzimski
kontakt sa kontaminiranim okruţenjem. Vanćelijska priroda degradativnih enzima omogućava
gljivama da tolerišu veće razmere toksikanata (nego u sluĉaju unutarćelijske), dok su
nerastvorena jedinjenja koja ne mogu da proĊu kroz ćelijsku membranu ranjiva na napade.
Tokom sekundarnog metabolizma relevantni enzimi su obiĉno izazvani nutritivnim signalima,
nezavisno od ciljnog jedinjenja. Njihovo delovanje ne zavisi od koncentracije supstrata i u stanju
je da deluje na hemijski razliĉitim podlogama. Jestive gljive se takoĊe mogu upotrebiti za
mikoremedijaciju, ali se nakon toga ne smeju koristiti više u ishrani.
Uspeh mikoremedijacije odreĊuju tri vaţna faktora: dostupnost gljiva, dostupnost
zagaĊivaĉa i pogodno okruţenje (Martin et al. 2004). Ona se moţe vršiti u in situ i ex situ
uslovima.
Prednosti mikoremedijacije su: ekološki pristup, niske cene, mali prostor, manje
kvalifikovanih lica i moć lake primene na terenu. MeĊutim postoje i neki nedostaci u njenoj
primeni: gljivama je potrebno vreme da se prilagode ţivotnoj sredini i kako bi došlo do ĉišcenja
otpada. Gljive uzgajane na industrijskom otpadu mogu posedovati genotoksiĉnosti.
Genotoksiĉnost gljiva je pod uticajem genotoksikanata prisutnih u otpadu koji se koristi za
njihovo gajenje. Stoga je neophodno proceniti toksiĉnosti/genotoksiĉnost gljiva ako se koriste u
svrhe bioremedijacije. Mnogi istraţivaĉi su otkrili velike sadrţaje metala i mutagenost plodova
24
gljiva koje rastu na zagaĊenim podlogama (prirodno ili veštaĉki) zbog ĉega se sve više nauĉnika
fokusira na traţenje pogodne metode koja će omogućiti degradaciju polutanta na takav naĉin da
njihovo odlaganje neće stvoriti problem, već će plodonosno telo gljiva biti bezbedno za
konzumiranje (Stamets P. 1993.).
2.8.1. METODE MIKOREMEDIJACIJE
Gljive mogu da koriste više razliĉitih metoda u sluţbi dekontaminacije zagaĊenog
zemljišta i stimulacije okoline. Ove metode obuhvataju:
- Biodegradaciju
- Biosorpciju
- Biokonverziju
2.8.1.1. BIODEGRADACIJA
Termin biodegradacija se koristi kako bi se opisala krajnja degradacija i recikliranje
kompleksnog molekula uz pomoć mineralnih konstituenata. To je proces koji dovodi do potpune
mineralizacije od polaznog jedinjenja do jednostavnijih kao što su voda, ugljen-dioksid, nitrati i
druga neorganska jedinjenja.
Gljive mogu proizvesti ekstracelularne peroksidaze, ligninaze (lignin peroksidaze,
mangan zavisne peroksidaze i lakaze), celulozu, pektinaze, ksilaze i oksidaze. Navedena
jedinjenja mogu da oksiduju polutante in vitro. UtvrĊeno je da ovi enzimi degradiraju zagaĊivaĉe
poput nitrotoluena, PAH-ova, organske i sintetiĉke boje, pentahlor-fenol i plastiku u in vitro
uslovima. Biodegradacioni mehanizam je jako sloţen, a razlog je uticaj drugih biohemijskih
sistema i interakcija ligninolitiĉkih enzima sa citohrom monoksigenazom sistema, hidroksi
radikala i nivoom vodonik-peroksida koji proizvodi gljiva (Stamets P, 1993).
25
2.8.1.2. BIOSORPCIJA
Drugi vaţni proces uklanjanja metala i drugih polutanata iz okoline od strane gljiva je
biosorpcija. Ova metoda se smatra alternativom remedijaciji industrijskih efluenata, ali i
oporavku metala prisutnih u njima. Biosorpcija je proces koji se zasniva na sorpciji metalnih
jona, polutanata ili ksenobiotika iz efluenata od strane ţive ili suve biomase koja ispoljava
izrazitu toleranciju prema metalima i drugim zagaĊivaĉima (Gavrilescu, 2004).
Usvajanje polutanata od strane gljiva podrazumeva kombinaciju dva procesa:
bioakumulacije tj. procesa zasnovanih na aktivnom metabolizmu (koji ukljuĉuje i transport u
celiji i podelu u intracelularnim komponentama) i biosorpciju tj. vezivanje polutanata za biomasu
bez upotrebe metabolizma energije. Nekoliko energetskih procesa moţe istovremeno biti
ukljuĉeno u biosorpciju. To su: adsorpcija, jonoizmenjivaĉki procesi i kovalentna vezivanja. U
proces biosorpcije uĉestvuju i polarne grupe proteina, amino kiselina, lipida, strukturnih
polisaharida.
UtvrĊeno je da u sluĉaju biosorpcije mrtva biomasa gljiva nudi prednost u odnosu na ţive
ćelije. Mrtva biomasa se lako moţe odbaciti od strane industrije kao gubitak u procesu
fermentacije. Osim toga, za razliku od ţive biomase gljiva, mrtva biomasa nije osetljiva na
koncentraciju toksikanata i njihove toksiĉne efekte, kao i nepovoljnim uslovima rada (pH,
temperatura, isporuka nutrijenata, poĉetna koncentracija jona metala, koncentracija ćelija itd.).
Usvajanje toksikanata od strane ţive biomase zavisi od vrste gljiva i vremena kontakta.
Biosorpcione tehnike su danas sve popularnije jer su se pokazale efikasnim zbog velikog
kapaciteta apsorpcije i asimilacije i ekonomiĉnih izvora sirovina (Mar'in et al. 1997).
Nedostatak biosorpcije je generisanje biomase koja se dalje ne moţe upotrebljavati, pa se
javlja problem njenog skladištenja.
2.8.1.3. BIOKONVERZIJA
Danas su sve uĉestalija istraţivanja o konverziji industrijskog ili agro-industrijskog mulja
u neke od korisnih oblika. Najznaĉajniji biokonverzioni proizvod je gljiva. Smatra se da svaki
ligno-celulozni otpad iz bilo koje grane industrije moţe biti iskorišćen za uzgoj gljiva, koje se
dalje mogu koristiti kao gotov proizvod. Izbor adekvatne podloge za uzgoj gljiva odreĊuje
26
regionalna dostupnost materijala (Singhal et al. 2005; Kulshreshtha et al. 2010; Dulay et al. 2012
and Kulshreshtha et al. 2013).
Primena gljiva kao mikoremedijacionog sredstva u biokonverziji industrijskog otpada u
gljive bogate proteinom, daje s jedne strane gljive kao gotov proizvod, a sa druge strane pomaţe
u rešavanju problema zagaĊenja.
Izuzetno je vaţno sprovesti studiju izvodljivosti pre zapoĉinjanja bilo koje remedijacione
metode, kako bi se utvrdili najbolji uslovi za sam proces i toksiĉnost proizvoda. Najvaţniji
parametri koji definišu kontaminiranost su: biodegradabilnost, distribucija kontaminanata,
hemijska reaktivnost zagaĊivaĉa, tip zemljišta i njegova svojstva, dostupnost kiseonika i pojava
inhibitornih supstanci (Martín et al. 2004).
2.9. MAKRO-, MIKRO- I KORISNI ELEMENTI U LJUDSKOM
ORGANIZMU
Mineralne materije se prirodno nalaze u tlu i u vodi, a otuda dospevaju u biljni i
ţivotinjski i organizam gljiva. Minerali su esencijalni nutrijenti. Uneseni hranom dospevaju u
ljudski organizam u mnogo većoj koliĉini nego vitamini. Kod odrasle osobe minerali ĉine oko
4% telesne mase. Najviše ih ima u kostima.
Mineralne materije potrebne ljudskom organizmu obuhvataju: makroelemente,
mikroelemente ili elemente u tragu. Uslovno se moţe reći da su minerali ĉiji je sadrţaj u tkivima
veći od 0,01% makroelementi, a mineralni sa manje od 0,01% su mikroelementi ili elementimi u
tragovima.
Uloga minerala u ljudskom organizmu je vrlo sloţena. Uopšteno, minerali imaju razliĉite
uloge u organizmu, a u metabolizmu najĉešće ulaze u sastav enzimskog sistema kao kofaktori.
Oni ĉine neophodne strukturne komponente i uĉestvuju u razliĉitim enzimskim sistemima (Ca, P,
Mg), uĉestvuju u ravnoteţi teĉnosti (Na, K), u celularnoj funkciji (Ca, Na, K), neurotransmisiji
(Ca, Mg, K) i u mnogim metaboliĉkim procesima (Fe, Zn, Cu, Mn, Mo, Se). Joni Na, K i Cl
regulišu osmotski pritisak i kiselo-baznu ravnoteţu u tkivima.
Deficit minerala nastaje usled smanjenog unosa, povećanih potreba i slabe iskoristljivosti.
Nedostatak nastupa i u patološkim stanjima kao što su dijareje, povraćanje, jako znojenje i sl.
Minerali se u organizam unose vodom i drugim vrstama hrane. Na biodostupnost-
bioraspoloţivost mineralnih materija iz hrane utiĉe hemijski oblik mineralne materije u hrani,
oksido-redukciona svojstva pojedinih sastojaka hrane kao i zdravstveno stanje konzumenta hrane.
27
Minerali hrane mogu biti u formi jednostavnih soli ili kompleksnih organskih kombinacija
(hem, horofil, lecitin, itd.). U mnogim sluĉajevima su rastvoreni u ćelijskom soku. Najĉešće su u
formi razliĉitih kompleksa, katjona, anjona i helatnih jedinjenja. Elementi I i VII grupe periodnog
sistema u hrani su dominantno prisutni u jonskom obliku (Na+, K
+, Cl
-, F
-). Unos nekih minerala
u većim koliĉinama od potrebnih moţe biti toksiĉan, posebno kad su u pitanju: bakar, hlor, selen i
gvoţĊe.
2.9.1. FOSFOR
Posle kalcijuma, fosfor je najzastupljeniji mineral u ljudskom telu. Ovaj nemetal je
zajedno s kalcijumom glavna mineralna komponenta kostiju i zuba. U odraslom ĉoveku ima ga
oko 500 do 700 grama, od ĉega se oko 85% nalazi u kostima. Ostatak se nalazi u svim ćelijama
mekih tkiva u obliku fosfolipida, fosfoproteina i neorganskih fosfata.
U obliku fosfolipida fosfor je glavni strukturni element ćelijskih membrana. I nukleinske
kiseline, sastojci koji prenose genetski kod ćelija, sadrţe u sebi fosfor. Potreban je u velikom
broju metaboliĉkih procesa u telu za stvaranje energije pretrebne za ţivot i rad tela, izgradnju i
obnovu ćelija i tkiva.
Proizvodnja energije u organizmu zavisi od prisustva adenozin trifosfata i kreatin fosfata,
sastojaka u kojima fosfor ima glavnu ulogu. Mnogi enzimi, koenzimi i hormoni zavise od
fosforilacije usled koje postaju aktivni u telu. Retki su sluĉajevi deficita fosfora, dok višak moţe
dovesti do povećanog izluĉivanja kalcijuma iz organizma usled ĉega kosti postaju lomljive.
2.9.2. KALIJUM
Kalijum je treći mineral po zastupljenosti u ljudskom telu i smatra se mineralom bez koga
nisu mogući brojni metaboliĉki procesi u organizmu, ukljuĉujući pravilno funkcionisanje mozga,
srca, mišića, bubrega, mišićnih tkiva i drugih vaţnih organa ljudskog tela. Kalijum-hlorid je
najĉešći oblik u kome taj element dospeva u telo, a zajedno sa natrijumom obavlja niz kljuĉnih
zadataka u organizmu.
Samo neke od zaštitnih uloga kalijuma ogledaju se u smanjenju rizika od moţdanog
udara, povišenog krvnog pritiska, anksioznosti, ublaţavanju posledica stresa, neizbeţan je deo
normalnog funkcionisanja metabolizma, odrţavanja balansa vode, elektrolita. Usled nedostatka
tog elementa mogu se javiti brojni zdravstveni problemi poĉev od bezazlenijih kao što su umor i
28
slabost mišića, ali i opasnijih poput izostanka refleksne reakcije, ubrzanog rada i lupanja srca,
anemije, jake glavobolje.
Dugotrajan nedovoljan unos kalijuma dovodi do hipertenzije, bola u abdominalnom delu,
oticanja ţlezda pa i dijabetesa. Prekomerna koliĉina kalijuma u krvi izaziva slabu podraţljivost, a
time i slabost srĉanog i ostalih mišića u telu. A zbog slabosti rada srĉanog mišića i neadekvatnog
pumpanja krvi kroz pluća nastaje oteţano disanje, gušenje vodom u plućima, i ţivotna
ugroţenost. Preporuĉene dnevne potrebe (RDAs) kalijuma prema direktivi Evropske unije iznose
2000 mg (EEC, 2008).
2.9.3. MG-MAGNEZIJUM
Magnezijum je ĉetvrti najĉešći mineral u ljudskom telu. Najviše ga ima u kostima i
zubima (oko 60-65%), a ostatak je u mišićnom tkivu, ćelijama, krvi. Uloga magnezijuma u
ljudskom telu je velika. Pomaţe u unapreĊenju metaboliĉkih procesa, ukljuĉujući oslobaĊanje
energije iz hrane i njenog prenosa kroz telo, a uĉestvuje i u stvaranju proteina. U mišićima ima
ulogu aktivatora enzima koji uĉestvuju u metabolizmu ugljenih hidrata. Osim toga magnezijum
ima znaĉajnu ulogu u proizvodnji i rastu ćelija, pošto je ukljuĉen u stotine enzimskih procesa kod
biljaka, ţivotinja i ljudi.
U ljudskom organizmu mora postojati dobar balans kalcijuma i magnezijuma. Malo
povećanje ćelijskog kalcijuma će štetno uticati na enzime ĉija aktivnost zavisi od dovoljnih
koliĉina intracelularnog magnezijuma. Ako previše kalcijuma bude prisutno u ćelijskom tkivu,
javiće se problemi u deobi ćelija, ćelijskom tkivu, rastu i metabolizmu. Svi mišići, ukljuĉujući
srce i krvne sudove mogu biti pogoĊeni, ukoliko se javi manjak magnezijuma. Tada glatke
mišićne ćelije izazivaju grĉeve i usporavaju protok krvi što moţe dovesti do povišenog krvnog
pritiska, arterijskih grĉeva, angine pektoris i infarkta.
Višak magnezijuma u organizmu nastaje uglavnom u sluĉaju smanjene aktivnosti bubrega
(kod dijabetiĉara sa uremijom). Povećanje nivoa magnezijuma nekoliko puta više od normalnog
moţe biti i fatalan. Tada treba povećati unos kalcijuma koji je njegov antagonist. Preporuĉene
dnevne potrebe (RDAs) magnezijuma prema direktivi Evropske unije iznose 375 mg (EEC,
2008).
29
2.9.4. NIKL
Biološka uloga nikla se još ne zna u potpunosti. Iako je nikl uglavnom ravnomerno
rasporeĊen u organizmu nešto veća koliĉina se nalazi u okviru nukleinskih kiselina, posebno kod
ribonukleinske kiseline (RNK ili RNA) i smatra se da na neki naĉin utiĉe na strukturu ili funkciju
proteina koji su povezani sa nukleinskim kiselinama. Osim toga uloga nikla je povezana sa
enzimima koji utiĉu na razgradnju i upotrebu glukoze, ali i u stvaranju prolaktina.
Enzimi koji koriste nikl još nisu otkriveni iako nikl aktivira i inhibira enzime koji sadrţe
druge metale. Osim njegove uloge kod enzima, nikl je ukljuĉen i u proizvodnju i delovanje nekih
hormona. Nikl utiĉe na optimalan rast, zdravu koţu, strukturu kostiju. Ukljuĉen je u metabolizam
gvoţĊa (pošto utiĉe na apsorpciju gvoţĊa iz hrane) i igra ulogu u stvaranju crvenih krvnih zrnaca
– eritrocita. Neophodan je u metabolizmu šećera, masti, hormona i ćelijske membrane. Kada nikl
dospe u organizam on se iz distribuira u svim organima, ali se najviše akumulira u bubrezima,
kostima i tiroidnoj ţlezdi gde ispoljava i svoju toksiĉnost.
Kod ĉoveka nedostatak nikla još nije dovoljno ispitan, a simptomi ukljuĉuju: usporen rast,
reproduktivne promene i promenjen lipidni i glukozni nivo u krvi, promena u boji koţe, kosa
postaje grublja, javlja se hormonski disbalans i nepravilan rast kostiju. Funkcija jetre je umanjena
a pogoĊen je metabolizam gvoţĊa, pri ĉemu se gvoţĊe slabije usvaja.
U većim koliĉinama nikl se smatra kancerogenim, jer povećava rizik od tumora pluća,
nosa i grla. TakoĊe se javljaju i respiratorni problemi u sluĉajevima kada je nikl unet vazduhom.
Ti problemi ukljuĉuju astmu i bronhitis.
Problemi koji se javljaju usled viška nikla su: slab razvoj kostiju, opada rezistentnost
organizma na infekcije, kratak dah, glavobolja, muĉnina, povraćanje. Panel za kontaminante u
lancu ishrane (CONTAM Panel) izveo je dnevni unos koji se moţe tolerisati (TDI - Tolerable
Daily Intake). TDI za Ni je 2,8 μg/kg telesne mase po danu, što je ekvivalentno 196 μg dnevno za
proseĉnog konzumenta (EFSA, 2015d).
30
2.9.5. CU-BAKAR
Bakar je normalan sastojak krvi i esencijalni mikroelement. U ljudskom organizmu ga
najviše ima u jetri, mozgu, srcu i bubrezima. U mišićima ga ima u manjoj koncentraciji, ali s
obzirom na njihovu veliku masu, na mišiće otpada 40 odsto ukupnog bakra u celom organizmu.
Ovaj mineral predstavlja sastavni deo brojnih enzima, pa ukoliko ga nema dovoljno dolazi do
poremećaja odreĊene enzimske aktivnosti. Bakar je sastojak enzima superoksid-dizmutaze koja
štiti organizam od delovanja slobodnih radikala.
Vaţno je naglasiti i da uĉestvuje u sintezi pigmenta melanina i hormona srţi nadbubreţne
ţlezde, odnosno adrenalina i noradrenalina. U ranijim stadijumima tumora organizam gubi
sposobnost vezivanja bakra, a u kasnijim fazama bolesti bakar se ne ukljuĉuje aktivno u
metabolizam. Najveće koliĉine bakra se nalaze u jetri, a kod ĉoveka u koţi, i to najviše u koţi
vrata i lica (bakar ima ulogu u stvaranju pigmenta).
Manjak bakra se sreće kod bolesnika obolelih od dijabetesa, od nekih oblika tumora,
anemija, obolenja srca i krvnih sudova. Kod infarkta miokarda znatno je smanjena koliĉina bakra
u organizmu.
Višak bakra je uglavnom povezan sa poremećajima metabolizma genetskog porekla kao
kod Vilsonove bolesti. Kod oboljenja jetre, kao što su hepatitis i ciroza, dolazi do nakupljanja
bakra u organizmu. Dnevne potrebe odrasle osobe su 2 - 5 mg bakra.
2.9.6. NA-NATRIJUM
Ljudski organizam sadrţi 60 g natrijuma, od ĉega 31 g u ekstracelularnoj teĉnosti, 19 g u
kostima, 9 g u ćelijama. Natrijum odrţava osmotski pritisak, ĉime omogućuje zadrţavanje
teĉnosti u organizmu, kiselo-baznu ravnoteţu zajedno sa bikarbonatom i hloridom i normalnu
razdraţljivost mišića i propustljivost ćelija. Njegova se resorpcija obavlja u tankom crevu, a
izluĉuje se mokraćom i znojenjem. Ako se unese u većoj koliĉini dovodi do zadrţavanja vode u
organizmu, što oteţava rad srca i bubrega. Preveliki unos natrijuma moţe bitno poremetiti
zdravlje ĉoveka jer dovodi do povećanja krvnog pritiska i moţe trajno oštetiti bubrege. Dnevni
unos natrijuma za osobe sa normalnim krvnim pritiskom iznosi 6 grama, dok je za osobe sa
povišenim pritiskom dnevni unos 3 grama.
31
2.10. TEŠKI METALI (TOKSIČNI ELEMENTI) U LJUDSKOM
ORGANIZMU
2.10.1. ARSEN
Iako arsen nije ,,teški metal", ovaj metaloid je znaĉajan u pogledu štete po zdravlje.
Tokom 2007. i 2011., arsenik je bio na vrhu liste opasnih supstanci Agencije za Otrovne
Supstance i Registar Bolesti. Ta lista rangira opasne supstance na osnovu njihove uĉestanosti,
otrovnosti i potencijala ljudskoj izloţenosti usled toksiĉnih otpada (ATSDR 2011). U prirodi se
nalazi kao neorganski (reĊi ali otrovniji oblik) i organski (ĉešći ali manje otrovniji oblik) arsen.
Najĉešći naĉin izloţenosti kod ljudi je konzumacija hrane i vode sa arsenom. Arsen se takoĊe
moţe udahnuti ili apsorbovati kroz koţu (ATSDR 2007a). Neorganski arsen se vezuje za
hemoglobin u eritrocitima nakon apsorpcije i brzo se širi ka jetri, bubrezima, srcu, plućima, u
manjoj meri ka nervnom sistemu, gastrointestinalnom traktu i slezini, a moţe i kroz posteljicu
proći (Ibrahim D, Froberg B, Wolf A, Rusyniak DE. 2006). Izvesna koliĉina neorganskog arsena
se moţe konvertovati u jedinjenja organskog arsena u jetri (monometilarsonska i dimetilarsinska
kiselina) sa manjom akutnom otrovnošću (Ibrahim D, Froberg B, Wolf A, Rusyniak DE.;
ATSDR 2007a). Većina jedinjenja neorganskog i organskog arsena se izluĉuju preko bubrega, uz
malu koliĉinu zadrţanu u tkivima bogatim keratinom (nokti, kosa i koţa) (Ibrahim D, Froberg B,
Wolf A, Rusyniak DE). Arsenik crpi lipoidne kiseline u ćelijama vezujući se, ometa proizvodnju
adenozin trifosfata (ATP); takoĊe moţe da se veţe za neaktivni ATP (Ibrahim D, Froberg B,
Wolf A, Rusyniak DE 2006).
Akutna izloţenost neorganskom arsenu moţe izazvati muĉninu, povraćanje, obilnu
dijareju, aritmiju, pad proizvodnje eritrocita i leukocita, pad zapremine krvi (hipovolemiĉni šok),
trnjenje ekstremiteta i encefalopatiju (Rusyniak 2010; ATSDR 2007a). Organski oblici arsena
imaju manju akutnu otrovnost u poreĊenju sa neorganskim arsenom. Hroniĉna izloţenost
neorganskom arsenu moţe rezultovati anemijom, neuropatijom ili toksiĉnošću jetre. Duţa
izloţenost (3-7 godina) moţe rezultovati lezijama koţe (oblasti hiperpigmentacije ili lezije sa
keratinom) na dlanovima i tabanima. Ozbiljne izloţenosti mogu dovesti do gubitka cirkulacije u
ekstremitetima, što moţe izazvati nekrozu i gangrenu (,,bolest crnog stopala"). Hroniĉna
izloţenost arsenu se povezuje sa nekoliko tipova raka (koţe, pluća, jetre, bešike i bubrega)
(Ibrahim D, Froberg B, Wolf A, Rusyniak DE 2006; ATSDR 2007a).
32
Arsen spada u tzv. sistemske i akumulativne otrove a tu se krije i najveća opasnost jer
nalazi krvi i uree mogu biti uredni dok se arsen akumulira u jetri, slezini, bubrezima i koţi, gde
postupno pojaĉava svoje razorno delovanje. On se vezuje za sulfhidrilne funkcionalne grupe
proteina (enzima) i izaziva njihovu koagulaciju. Poznato je da arsen inhibira više od 200 enzima i
utiĉe na multisistemske zdravstvene efekte.
2.10.2. CD-KADMIJUM
Akutno trovanje kadmijumom moţe biti smrtonosno, ali u retkim sluĉajevima (Bronstein
2012), hroniĉna izloţenost predstavlja veću opasnost po ljudsko zdravlje (Thévenod 2013).
Kadmijum nema pozitivnih dejstava na ljudski metabolizam. Nalazi se u zemlji i okeanskoj vodi,
ĉak do 10% kadmijuma uzetih putem hrane i vode se apsorbuje. Nakon izloţenosti, kadmijum se
vezuje za eritrocite i na taj naĉin prenosi kroz telo, gde se gomila u jetri i bubrezima. Znaĉajne
koliĉine se nalaze u testisima, pankreasu i slezini. Kadmijum se sporo izluĉuje i moţe ostati u telu
više od 20-30 godina (Sigel 2013; Thévenod 2013). Pošto podraţava cink, veruje se da kadmijum
ispoljava svoje otrovne osobine ometanjem metabolizma cinka. Postoji oko 3000 razliĉitih
enzima i strukturnih proteina u ljudskom metabolizmu kojima je potreban cink i potencijalne su
mete trovanja kadmijumom. Kadmijum ometa ćelijsku ravnoteţu cinka, dok nutricioni cink ili
manjak gvoţĊa moţe povećati apsorpciju kadmijuma. Hroniĉna izloţenost kadmijumu moţe
rezultovati akumulacijom kompleksa kadmijuma u bubrezima (sa mogućnošću otkazivanja
bubrega), umanjenom mineralizacijom kostiju i smanjenim kapacitetom pluća. TakoĊe je poznat
kao karcinogen kod ljudi (Sigel 2013).
2.10.3. HROM
Hrom uĉestvuje u mnogobrojnim funkcijama u organizmu, ali najvaţnija je pravilno
funkcionisanje insulina (hormon odgovoran za sniţenje nivoa gliikoze u krvi, koji luĉi pankreas),
jer stimuliše koliĉinu i aktivnost njegovih receptora. Hrom se resorbuje na nivou tankog creva, a
izluĉuje se putem bubrega.
Hrom ima znaĉajnu ulogu u sniţavanju nivoa ukupnog holesterola. Budući da pomaţe
insulinu u sniţavanju nivoa glukoze u krvi, hrom indirektno snabdeva ćelije energijom nastalom
metabolizmom glukoze, spreĉavajući napade gladi kod osoba s restriktivnim reţimom ishrane.
Osim toga, hrom je zasluţan i za bolje iskorišćavanje masti u organizmu, uĉestvuje u
metabolizmu proteina i ugljenih hidrata.
33
Malo se meĊutim zna o toksiĉnim efektima velikih koliĉina hroma u hrani i dodacima
hrani. Pokazano je da unošenjem koliĉine od preko 250 µg dolazi do nepravilnih otkucaja srca.
Toksiĉnost hroma zavisi od njegovog valentnog stanja. Cr(III) esencijalan je za ĉoveka, vaţan za
metabolizam glukoze i lipida i iskorišćavanje amino kiselina, a smatra se da moţe preventivno
delovati kod dijabetesa i ateroskleroze. MeĊutim, na osnovu epidemioloških studija, IARC
(meĊunarodna agencija za istraţivanje raka) je svrstala Cr(VI) u grupu 1 kancerogena koje su
pokazale da postoji veza izmeĊu sadrţaja Cr(VI) u ţivotnoj sredini i raka pluća, dok su
elementarni Cr i Cr(III) jedinjenja svrstana u kategoriju 3 humanih kancerogena. Cr (VI) štetno
deluje na bubrege, jetru, respiratorne organe sa hemoragiĉnim efektom. Smatra se da
obogaćivanje hrane hromom moţe dovesti i do teških oštećenja hromozoma.
Panel za kontaminante u lancu ishrane (CONTAM Panel) usvojio je dnevni unos koji se
moţe tolerisati (TDI - Tolerable Daily Intake) od 300 μg Cr(III)/kg telesne mase po danu. Na
osnovu nekoliko ograniĉenih studija, zabeleţeno je da nema dokaza o neţeljenim efektima
povezanim sa unošenjem hroma preko suplemenata do doze 1 mg/dan (EFSA, 2014).
2.10.4. OLOVO
Otrovnost olova je jedna od najĉešćih nenamernih prijavljenih izloţenosti otrovnim
teškim metalima i glavni uzrok deĉjih trovanja teškim metalima.
Zbog sliĉnosti sa kalcijumom, veći deo apsorbovanog olova se skladišti u kostima dece i
odraslih gde moţe ostati decenijama. Uslovi za oslobaĊanje kalcijuma iz kostiju (lomljenje,
trudnoća, godine) takoĊe mogu pokrenuti olovo u kostima, omogućavajući ulazak u krvotok i u
druge organe.
Olovo moţe podraţavati i istisnuti magnezijum i gvoţĊe iz nekih enzima koji grade DNK
i ometati cink u sintezi hema (Kirberger 2013). Hroniĉna, niska izloţenost (nivoi u krvi manji od
10 µg/dL) je u vezi sa hipertenzijom oslabljenim radom bubrega.
Veća izloţenost olovu utiĉe na endokrine ţlezde (nivoi olova u serumu preko 40-60
µg/dL), reproduktivne hormone (nivoi olova u serumu preko 30-40 µg/dL), smanjenje nivoa
vitamina D, mozak (uzrokujući lezije, kognitivne poremećaje i promene ponašanja), uzrokuje
anemiju. Kod dece, nizak nivo (<10 µg/dL) izloţenosti olovu rezultuje kroz nekoliko razvojnih
poremećaja (ubrzan rast skeleta, kognitivni poremećaj i pad koeficijenta inteligencije, usporen
rast i odloţeno seksualno sazrevanje) dok visoki nivoi (60-100 µg/dL) mogu uzrokovati stomaĉne
grĉeve (ATSDR 2007b).
34
2.11. ODREĐIVANJE ELEMENATA U ZEMLJIŠTU I EKSTAKCIONE
PROCEDURE
Ispitivanje hemijskog sastava zemljišta moţe se generalno podeliti u dve glavne grupe:
- odreĊivanje ukupne koncentracije elemenata i
- odreĊivanje njihove koncentracije u zemljišnim frakcijama
Ukupna koncentracija toksiĉnih elemenata se moţe koristiti za procenu stepena
zagaĊenosti zemljišta i praćenje zagaĊenja. U cilju razumevanja preuzimanja i distribucije
elemenata u tragovima od strane peĉuraka, treba poznavati koliĉinu elemenata iz zemljišta koja je
na raspolaganju u rastvornom obliku. Ova informacija je ranije bila retko poznata, jer su
poreĊenja uglavnom vršena u odnosu na ukupnu koliĉinu elemenata u zemljištu. U poslednjih
nekoliko godina, postale su sve ĉešće jednofazne ili sekvencijalne ekstrakcije. Ispitivanje podele
elemenata po zemljišnim frakcijama pruţa više korisnih informacija o biodostupnosti metala,
mobilnosti i izvoru što sve i omogućava bolje razumevanje ponašanja elemenata, nego što bi
pruţilo odreĊivanje samo njihove ukupne koncentracije.
Jednofazne ekstrakcije za procenu biodostupnosti elemenata se koriste zbog njihove
jednostavnosti i lakoće. Pojedinaĉna ekstrakcija se najĉešće zasniva na upotrebi sledećih
reagenasa: EDTA (etilendiamin-tetrasirćerna kiselina), sirćetne kiseline, DTPA (dietilentriaamin-
pentasirćetne kiseline), razblaţene azotne i hlorovodoniĉne kiseline. MeĊutim zajedniĉka
karakteristika ovih ekstrakcionih procedura je da su fokusirane na frakcije metala koje su
povezane sa odreĊenim geohemijskim fazama zemljišta, ali skoro sve zanemaruju biološke
reakcije u zemljištu koje odreĊuju specijaciju metala, transformaciju, apsorpciju od strane biljaka
i akumulaciju, odnosno ukupnu biodostupnost metala. Zato su kao dopuna jednofaznim
ekstrakcijama, uvedene sekvencijalne ekstrakcije.
35
2.11.1. SELEKTIVNE EKSTRAKCIONE METODE
Ekstrakcione metode se koriste radi razaranja komponenata zemljišta ili sedimenata po
klasama i oslobaĊanja elemenata vezanih za njih. Pri tome dolazi do ekstrahovanja elemenata sa
izmenjivih mesta na površini ĉvrste supstance, ili elemenata vezanih sa Fe ili Mn hidrooksidima,
ili sa organskom materijom. Većina poznatih ekstrakcija su manje selektivne nego što je poţeljno.
Rastvaraĉi se mogu klasifikovati u odnosu na odgovarajuću komponentu u zemljištu koju
rastvaraju ili u odnosu na raskidanje odgovarajuće veze ostvarene izmeĊu elementa i komponente
zemljišta.
Izmenjivi, nespecifiĉno sorbovani elementi se mogu desorbovati istiskivanjem katjonima
K+, Ca
2+, Mg
2+ ili NH4
+. Neutralne soli imaju prednost zato što ne utiĉu na promenu pH kao ni na
rastvaranje slikatne i hidroksidne faze. Amonijumove soli jakih kiselina, kao npr. NH4Cl ili
NH4NO3 mogu da snize pH.
Za sekvencionalnu ekstrakciju se koriste najmanje agresivni reagensi u prvoj fazi
ekstrakcije. Rastvori natrijum acetata ili magnezijum hlorida pri pH 7 se koriste da bi se metali
koji se nalaze u glini i koji su vezani slabim jonskim silama ekstrahovali.
Soli slabih kiselina, kao npr. CH3COONa, utiĉu na povećanje pH i samim tim na
povećanje mogućnosti taloţenja metalnih hidroksida ili kompleksiranje elemenata acetatnim
anjonom. Kompleksiranje acetatnim anjonom onemogućava i resorpciju elemenata u rastvoru koji
su u predhodnom koraku desorbovani. CH3COONH4 (1 mol/l, pH 7) je u velikom broju sluĉajeva
prihvaćen kao ekstrakciono sredstvo i preporuĉuje se od strane evropskih eksperata za ispitivanje
jonoizmenjivih elemenata pod pokroviteljstvom biroa za referentni materijal (Bureau
Communautaire de Reference, BCR) (Ure i Davidson, 2002b). Specifiĉno sorbovani elementi,
elementi vezani kovaletnim vezama, ne mogu se lako zameniti sa makro katjonima kao što su K+
ili Ca2+
, već zahtevaju H+ jon ili meke katjone kao što je Cu
+ (Ure i Davidson, 2002b).
Kompleksirajući reagensi kao što su EDTA ili DTPA mogu da zamene elemente iz
nerastvornih organskih ili organometalnih kompleksa i da kompleksiraju elemente sorbovane na
neorganskim komponentama (Ure i Davidson, 2002b).
Najviše zastupljen reagens za ekstrakciju elemenata iz karbonatne faze je 1 M
CH3COONa zakišeljen do pH 5 sa CH3COOH (Ure i Davidson, 2002b). Samo prisustvo
CH3COOH utiĉe na desorbovanje elemenata koji su sorbovani na neorganskim i organskim
komponentama u zemljištu (Tessier i dr., 1979).
36
Amorfni hirooksidi gvoţĊa i mangana jako sorbuju elemente u tragovima, na poĉetku u
izmenjivom obliku, dok se vremenom transformišu u manje mobilne, specifiĉno adsorbovane
oblike. Zakišeljavanje 0,1 M NH2OH∙HCl dovodi do razaranja preteţno amorfnog hidrooksida
mangana, dok veoma malo utiĉe na okside gvoţĊa (Ure i Davidson, 2002b).
Natrijum ditionat Na2S2O4 u kombinaciji sa Na3C6H5O7 (natrijum citratom) i NaHCO3
razliĉitih koncentracija i sa pH opsegom od 5,8 do 7,3, se koriste radi redukcije kristalnih i
amorfnih oksida gvoţĊa, i oslobaĊanja sorbovanih elemenata. Ova smeša natrijumovih jedinjenja
se pokazala kao neodgovarajuća zbog kontaminacije ditionata sa cinkom i mogućnosti taloţenja
metalnih sulfida (Ure i Davidson, 2002b).
Razlaganje huminskih supstanci u zemljištu jakim bazama nije poţeljno, jer bi se mnogi
metali staloţili na većim pH. Najĉešće korišćena procedura jeste oksidacija organske materije sa
H2O2 i naknadna ekstrakcija sa CH3COONH4. Oksidacioni reagensi kao što je H2O2, razgraĊuju
organsku materiju iz zemljišta i oslobaĊaju metale kompleksirane sa huminskim kiselinama.
Zatim se rastvor tretira sa amonijum acetatom da ne bi došlo do readsorpcije metala u oksidovane
komponente uzorka. Potom se talog tretira, ekstrahuje jakim kiselinama da bi se došlo do
preostalih metala u uzorku. Na kraju se dodaje amonijum acetat da bi se spreĉila eventualna
readsorpcija metala na oksidovane ĉestice uzorka. Ova metoda ne razara kompletno organsku
materiju. (Ure i Davidson, 2002b). Samo drastiĉna oksidaciona procedura koja ukljuĉuje jake
kiseline kao što su HNO3 i HClO4 ili smeša obe kiseline, moţe da utiĉe na potpunu destrukciju
organske materije, iz ĉega se moţe odrediti pseudo totalna koncentracija metala.
Digestija sa jakim kiselinama kao što su HNO3, HCl ili sa njihovom smešom (digestija sa
carskom vodom), ne razara silikatni matriks i moţe da dâ maksimalnu koliĉinu elementa koja je
potencijalno mobilna sa promenom uslova u okruţenju. Ovi reagensi ne mobilišu elemente iz
geoloških, silikatnih materijala, već razlaţu nesilikatna jedinjenja. Digestija sa carskom vodom se
koristi kao referentna procedura u pripremanju sertifikovanog referetnog uzorka zemljišta i
sedimenata u birou za referentni materijal (Bureau Communautaire de Reference, BCR) (ISO,
1983; Ure i Davidson, 2002b).
37
2.11.2. SEKVENCIJALNA EKSTRAKCIJA
Procedure sekvencijalne ekstrakcije se naširoko primenjuju za ispitivanje zemljišta,
sedimenata, otpada, letećeg pepela i ĉestica iz vazduha. Odgovarajuće procedure daju informacije
o mobilnosti i dostupnosti metala i drugih elemenata. Mobilnosti i dostupnost elemenata zavise
od reaktivnosti samih elemenata kao i od jaĉine hemijskih veza izmeĊu elemenata i supstrata. Ti
se podaci ne mogu dobiti odreĊivanjem samo ukupne koncentracije.
Specijacijom metala se moţe bolje proceniti koliko su ĉvrsto oni zadrţani u zemljištu i
koliko lako mogu dospeti u zemljišni rastvor. Iako vremenski zahtevniji od procedure jednofazne
ekstrakcije, postupak sekvencijalne ekstrakcije daje jako korisne podatke o sadrţaju elemenata
podeljenom na razliĉite frakcije, pri ĉemu se jedno ekstrakciono sredstvo (najĉešće ligand,
razblaţena kiselina ili so) koristi u tretiranju taĉno odreĊenog dela uzorka.
U sekvencijalnim ekstrakcijama se primenom ekstrakcionih sredstava rastuće
ekstrakcione moći selektivno rastvaraju odreĊene, specifiĉno vezane frakcije elemenata iz istog
uzorka zemljišta. Princip ekstrakcije se zasniva na tome da se postupno raskidaju veze elemenata
sa zemljištem (ĉvrstom fazom), koje su razliĉite jaĉine, delovanjem agenasa rastuće ekstrakcione
moći. Pritom se izdvajaju grupe elemenata na osnovu njihovih karakteristiĉnih interakcija sa
specifiĉnim reagensima ili na osnovu jaĉine vezivanja datog elementa i matriksa uzorka.
Reagensi koji se primenjuju razlikuju se hemijski i elementi se oslobaĊaju na osnovu razliĉitih
mehanizama, npr. zakišeljavanjem ili kompleksiranjem. Ekstrakcija moţe biti efikasnija
povećanjem koncentracije reagenasa ili povećanjem jonske jaĉine rastvora.
Na efikasnost ekstrakcije takoĊe utiĉu eksperimentalni parametri kao što su temperatura,
vreme i intenzitet mešanja. Temperatura u opsegu sobne temperature (20-25°C) ne utiĉe znaĉajno
na ekstraktabilnost metala, uzima se u obzir prilikom interpretacije manjih razlika u rezultatima,
ali je zato vreme trajanja ekstrakcije izuzetno bitno, jer se sa njegovim povećanjem, povećava i
efikasnost ekstrakcije. Intenzitet mešanja ima veliki uticaj, jer se njegovim povećanjem povećava
efikasnost dospevanja reagenasa do površine ĉestica na kojima su adsorbovani metali i time je
proces ekstrakcije ubrzan i efikasniji.
Postoji niz sekvencijalnih ekstrakcija, ali su najpoznatije Tesijerova procedura, koja je
uvedena 1979. god. i metoda sekvencijalne ekstrakcije koja je razvijena programom Evropske
unije i SM&T (Standards Measurement and Testing Programme EU), preĊašnji BCR (Bureau
Communautaire de Reference).
38
Tesijerova procedura predviĊa deljenje elemenata na pet definisanih frakcija: izmenjiva,
vezana za karbonate i specifiĉno sorbovana; vezana za okside gvoţĊa i mangana; vezana za
organsku supstancu i sulfide; ostatak (Tessier i dr., 1979). Kao i kod ostalih sekvencijalnih
ekstrakcionih šema dolazi do opadanja dostupnosti elemenata tokom ekstrakcije, tako je prva faza
najlabilnija i biljci dostupna, a peta faza predstavlja elemente najmanje mobilnosti koji se pri
prirodnim uslovima ne mogu mobilisati u normalnom vremenskom periodu. Ta koliĉina
elemenata se dobija ekstrakciom pomoću jakih kiselina. Ukupan sadrţaj metala se dobija nakon
ukupne mineralizacije uzorka, prikazano u Tesijerovoj šemi, korišćenjem HClO4 i HF.
Tesijerova tehnika je prvenstveno osmišljena za prouĉavanje sedimenta, a vremenom je
prilagoĊena i za frakcionisanje teških metala u zemljištu. Najosnovnija prednost sekvencijalne
ekstrakcije jeste u tome što poboljšava specifiĉnost faze. Naime svaki reagens je drugaĉije
hemijske prirode (npr. razblaţena kiselina, redukujući ili oksidujući agens) i svaki naredni
reagens je ekstrakciono jaĉi od predhodnog. Ova metoda se i u današnje vreme koristi, a njeni
nedostaci su, pre svega, promenljiva efikasnost ekstrakcije, nedovoljno razdvajanje, pa ĉak i
preklapanje pojedinih frakcija.
2.11.3. ULTRAZVUČNA EKSTRAKCIJA
Selektivno rastvaranje jedinjenja se moţe postići pomoću ultrazvuka. Upotreba ultrazvuka
kao pomoćnog izvora energije je jedan od naĉina povećanja efikasnosti ekstrakcije. U te svrhe se
koriste ultrazvuĉna kupatila i ultrazvuĉne sonde (Luque de Castro i Priego Capote, 2007; Mesko i
dr., 2011).
Uticaj ultrazvuka se pre svega odnosi na fenomen kavitacije (Luque de Castro i Priego-
Capote, 2007; Suslick i Flannigan, 2008; Mesko i dr., 2011). Kavitacija je pojava nastajanja
delimiĉnog vakuuma u teĉnosti usled brzog kretanja zvuĉnih talasa velikog intenziteta. Zbog
velikih brzina na nekim mestima dolazi do niskog pritiska u teĉnosti. Ako je ovaj (statiĉki)
pritisak niţi od napona pare teĉnosti, dolazi do kljuĉanja. Nastali mehurovi pare, pomešani
fluidom brzo uleću u podruĉje višeg pritiska gde se naglo kondenzuju, dok nastale kapi teĉnosti
velikom brzinom udaraju u površinu. Visoke temperature dovode do povećanja rastvorljivosti
jedinjenja. Povećanje pritiska omogućuje prodiranje ekstrakta u uzorak. Pored toga, oksidativna
energija radikala, stvorenih u toku kavitacije od strane rastvraĉa, moţe povećati efikasnost
ekstrakcije (Suslick i Flannigan, 2008; Mesko i dr., 2011).
39
Ultrazvuĉni talasi se mogu smatrati kao alternativni naĉin za tretman ĉvrstih uzoraka.
Upotreba ultrazvuĉnih talasa ubrzava razliĉite ekstrakcione tehnike jer efekat kavitacije
prouzrokovan ultrazvuĉnim talasima moţe smanjiti veliĉinu ĉestice ĉime se dobijaju nove
dodirne površine koje se izlaţu ekstrakcionom sredstvu, jer ultrazvuĉni talasi omogućavaju i
agresivnije mešanje rastvora (Mason, 1990; Kazi i dr., 2006a; Kazi i dr., 2006b; Jamali i dr.,
2007).
2.11.4. MIKROTALASNA EKSTRAKCIJA
Jedan od glavnih razloga efikasnosti mikrotalasa se moţe pripisati molekularnom kretanju
zbog migracije jonske vrste i/ili rotacije dipolarnih jedninjenja pod dejstvom mikrotalasnog
zraĉenja (Mesko i dr., 2011). Uzorci ili rastvaraĉi koji sadrţe dielektriĉni materijal (supstance
koje imaju indukovani ili stalni dipolarni momenat) mogu da apsorbuju mikrotalasno zraĉenje i
kao posledica toga moţe doći do brzog i ujednaĉenog grejanja (Srogi, 2007; Mesko i dr., 2011).
Ĉestice se ravnomerno zagrevaju pomoću mikrotalasa, a neţeljena dejstva koja se mogu
desiti na višim temperaturama mogu se izbeći podešavanjem snage, vremenskog izlaganja
mikrotalasima i broja ponavljanja ozraĉivanja. Kao rezultat brzog i kontrolisanog zagrevanja,
mikrotalasno zraĉenje kao pomoćni izvor energije, moţe u velikoj meri ubrzati ekstrakciju u
odnosu na procedure sa konvencionalnim zagrevanjem (Nóbrega i dr., 2002; Luque-García i
Castro, 2003; Bélanger i Paré, 2006).
Mikrotalasima se mogu izloţiti samo uzorci ili rastvori koji imaju dipolarne molekule ili
mikrotalasne adsorbente. Pre ekstrakcije se meĊutim moraju izvesti preliminarni testovi kako bi
se izbeglo neţeljeno dejstvo koje bi moglo dovesti do degradacije uzorka i gubitka nekih
jedinjenja zbog prekomernog mikrotalasnog zagrevanja (Chen i dr., 2008; Smith i Arsenault,
1996; Luque-García i Castro, 2003; Mesko i dr., 2011).
Mikrotalasne ekstrakcije se mogu sprovesti u otvorenim i zatvorenim sistemima.
Zatvoreni sudovi omogućavaju regulaciju ekstrakcione temperature pomoću regulacije pritiska u
sudovima. Upotreba otvorenih sudova je znaĉajnije primenjena kod Soxhletove ekstrakcije
(Luque García i Castro, 2004; Chen i dr., 2008).
40
2.12. INDUKTIVNO SPREGNUTA PLAZMA
U poslednje vreme se kao izvor pobuĊivanja sve ĉešće koristi induktivno spregnuta
plazma ili skraćeno ICP (Inductively Coupled Plasma).
To je bezelektrodna argonska (reĊe azotna) plazma koja radi na atmosferskom pritisku, a
odrţava se induktivnim sprezanjem sa radiofrekventnim elektromagnetskim poljem. Plazmenik se
satoji od tri koncentriĉne cevi. Kroz untrašnju cev se uvodi uzorak, najĉešće u obliku rastvora
koji se prevodi u fini aerosol pomoću struje argona.
Argon za formiranje plazme uvodi se kroz srednju cev dok se termiĉka izolacija
(neophodna da bi se izbeglo topljenje kvarcne cevi) postiţe tangencijonalnim uvoĊenjem struje
argona kroz spoljašnju cev gorionika. Ova struja hladi zidove kvarcne cevi ali takoĊe i stabilizuje
i centrira plazmu. Visokofrekventna struja koja protiĉe kroz indukcioni kalem stvara oscilatorno
magnetno polje H koje indukuje elektrone u gasu koji protiĉe unutar kvarcne cevi (slika 6). Oni
se ubrzavaju vremenski promenjivim elektriĉnim poljem, što dovodi do zagrevanja i dodatne
jonizacije. Kako u poĉetku u argonu nema naelektrisanih ĉestica plazma se ukljuĉuje kratkim
ukljuĉivanjem Teslinog praţnjenja. Tempratura plazme varira od 6000 do 1000 K i opada sa
visinom iznad indukcionog kalema tako da se za svako odreĊivanje moţe odabrati pogodna visina
na kojoj će se izvoditi odreĊivanje.
Zbog visokih temperatura u ICP izvorima dobijaju se dosta sloţeni spektri.
Slika 6. Plazmenik: 1- navoji, 2-Ar sa uzorkom, 3-Ar za obrazovanje plazme, 4- Ar –hlaĊenje
41
Oblik plazme je tiroidni i mogće je uoĉavanje nekoliko zona: zona prethodnog zagrevanja,
poĉetna zona praţnjenja koja je u obliku metka sa intenzivnom atomskom emisijom, normalna
analitiĉka zona koja se nalazi 15-20 mm iznad indukcionog kalema a eksitaciona temperatura u
njoj je oko 6500 K. U ovoj zoni je jako smanjen intenzitet kontinualnog zraĉenja tako da plazma
nije više transparentna i u njoj nastaje glavna jonska emisija. Iznad ove zone temperatura u
plazmenoj baklji opada i javlja se atomska i molekulska emisija (Todorović, 1997).
2.12.1. ATOMSKA EMISIONA SPEKTROMETRIJA - ICP SPEKTROMETRIJA
ICP spektrometrija je metoda emisione spektrohemijske analize koja koristi ICP kao izvor
pobuĊivanja u kombinaciji sa spektrometrima. Zbog visoke temperature plazme, metoda se u
principu koristi za odreĊivanje svih elemenata periodnog sistema, osim za argon. TakoĊe,
upotrebom hidridne tehnike mogu se odrediti niske koncentracije elemenata koji grade hidride
(As, Bi, Ge, Sb, Se, Sn i Te). MeĊutim, ona je donekle ograniĉena u praksi pošto odreĊivanje
nekih elemenata zahteva posebne uslove (npr. radioaktivnih) ili posebnu optiku (kao što su Cl,
Br, i F), ili se odreĊuju sa manjom osetljivošću nego pomoću drugih metoda (kao N ili Rb).
Najznaĉajnije prednosti ICP-spektrometrije nad drugim metodama emisione
spektrohemijske analize su:
- mogućnost izvoĊenja višelementarne analize: za manje od dva minuta moţe da se odredi
20-60 elemenata u probi, zavisno od tipa aparata, sa taĉnošću koja je istog reda veliĉine ili veća
nego u drugim instrumentalnim metodama;
- široka dinamiĉka oblast: kao posledica malog efekta samoapsorpcije u posmatranoj zoni
plamena, analitiĉka kriva je linearna u intervalu koncentracija od nekoliko redova veliĉine, tako
da podjednako mogu da se odreĊuju elementi, kako niskih koncentracija (ispod 1 μg), tako i na
visokom, što je uslov za izvoĊenje višelelemntne analize;
- analza uzoraka u obliku rastvora: prevoĊenje analita u rastvor znatno uprošćava analizu,
posebno heterogenog materijala, pošto se pri rastvaranju, uz eventualno prethodno topljenje,
razaranje i sliĉno, svi elementi prevode u isti hemijski oblik, ĉime se redukuju efekti osnove i
olokšava priprema standarda;
- mala koliĉina rastvora dovoljna za analizu, što podrazumeva i malu koliĉinu uzorka;
42
- relativno dugo vreme boravka ĉestica u plazmi: zadrţavanje ĉestica u plazmi nekoliko
milisekundi i njena inertna atmosfera doprinose efikasnosti atomizacije i pobuĊivanja, a time i
osetljivosti odreĊivanja. (Antić-Jovanović, 1999).
2.12.2. TAČNOST I OSETLJIVOST METODE
Preciznost ove metode se kreće u opsegu od 1 - 10 % u zavisnosti od koncentracije
odreĊivanog elementa. U praksi, sa komercijalnim aparatima namenjenim analitiĉkim potrebama,
granice detekcije (LD) mogu da budu veće za faktor 10 i više, pošto zavise u velikoj meri od
kvaliteta (moći razlaganja i svetlosne jaĉine) spektrometra i tipa raspršivaĉa. ICP spektrometrija
je superiornija u odreĊivanju elemenata sa većom energijom pobuĊivanja, pa se alkalni metali i
danas u analitiĉkim laboratorijama odreĊuju plamenom spektrometrijom (Antić-Jovanović,
2006).
2.12.3. SMETNJE U ICP SPEKTROMETRIJI
Emisija analita u ICP manje je podloţna smetnjama nego u bilo kom drugom izvoru
pobuĊivanja. Nespecifiĉne smetnje prouzrokovane su problemima raspršivanja koji dovode do
promene koliĉine raspršivanjem unetog rastvora u plazmu a time i do promene intenziteta
analitiĉkih linija.
Zbog visoke temperature plazme, duţeg vremena boravka ĉestica u plazmi i njene
atmosfere, hemijskih interferencija u ICP-spektrometriji praktiĉno nema. Na primer, poznata
smetnja fosfatnog jona i aluminijuma pri odreĊivanju kalcijuma u plamenu, u ICP spektrometriji
se ne zapaţa. Zbog visoke koncentracije elektrona u plazmi, jonizacione smetnje su takoĊe manje
izraţene nego u drugim izvorima, posebno u plamenovima.
MeĊutim, ni ove, ni hemijske smetnje ne mogu da se ignorišu u svim sluĉajevima,
posebno u plazmama niţe snage tako da, kada se efekti utvrde, treba teţiti njihovoj redukciji.
Najznaĉajnije 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 pobuĊivanja. Ove
smetnje su prouzrokovane preklapanjem linije analita sa linijom prisutnog elementa bliske talasne
duţine (koji aparat nije u stanju da razloţi), preklapanjem sa krilom proširene susedne linije ili
preklapanjem sa kontinualnim zraĉenjem neke komponente osnovne ili rasutim zraĉenjem u
43
aparatu. Oĉigledno ovaj tip smetnji u tesnoj je vezi sa karakteristikama korišćenog spektrometra
(disperzijom i moći razlaganja).
Spektralna smetnja moţe da se otkloni primenom spektrometra veće moći razlaganja,
oduzimanjem prethodno odreĊene veliĉine signala-interferenta (pošto su spektralne smetnje
aditivnog karaktera) ili izborom druge linije analita (Antić-Jovanović, 1999).
44
3. EKSPERIMENTALNI DEO
3.1. CILJEVI RADA
Peĉurke mogu akumulirati elemente iz zemljišta, vode ili vazduha, ali generalno, glavni
izvor elemenata u njima je njihov zemljišni supstrat. Brojne studije su pokazale da povećanje
koncentracija elemenata u tragovima u zemljištu moţe povećati njihovu koncentraciju u
peĉurkama. Sadrţaj metala u nekim vrstama peĉuraka moţe biti visok, ĉak i ako je stepen
zagaĊenja zemljišta nizak. Apsorpcija i akumulacija elemenata u peĉurkama je, pre svega,
zavisna od vrste, ali je interesantno da sadrţaj nekih elemenata u tragovima u razliĉitim uzorcima
iste vrste peĉuraka moţe biti znaĉajno razliĉit i kada su sakupljeni na istom podruĉju.
Prouĉavanje ukupne koncentracije elemenata u tragovima u zemljištu moţe omogućiti
dobru procenu stepena zagaĊenja zemljišta, ali ĉesto nije dovoljno za bolje razumevanje
ponašanja elemenata u smislu mobilnosti i biodostupnosti peĉurkama. Kako je mobilnost
elemenata povezana sa njihovim hemijskim oblikom i tipom veze, poţeljno je ispitivanje podele
elemenata po zemljišnim frakcijama. Primenjuju se mnoge jednofazne i sekvencijalne ekstrakcije,
pri kojima se koriste razliĉiti ekstraktanti i reagensi. Jedna od najšire primenjivanih ekstrakcionih
procedura, koja je korišĉena i u ovom radu, je petofazna metoda sekvencijalne ekstrakcije koju je
razvio Tessier.
S obzirom da se razliĉiti delovi gljiva koriste u razliĉite namene, potrebno je odrediti
sadrţaj metala u svim delovima gljiva izabranih za analizu, i to u stabljiki i kapici (klobuku) obe
vrste gljiva, primenom metode indukovano spregnute plazme sa optiĉkom emisionom
detekcijom.
Detaljni pregled literature ukazuje na nepostojanje publikacija o sadrţaju elemenata u
Lactarius gljivama u Srbiji. Cilj ovog istraţivanja bio je:
- odreĊivanje koncentracije teških metala, makroelemenata, mikroelemenata u kapicama i
stabljikama L.deliciosus i L.semisanguifluus i zemljišnim supstratima na kojima su gljive rasle,
radi procene odnosa izmeĊu ovih elemenata u gljivama i zemljištu,
- izraĉunavanje translokacionog (TF) i bioakumulacionog faktora (BAF) za svaki element
u cilju razumevanja akumulacionog potencijala L.deliciosus i L. semisanguifluus.
45
3.2. SAKUPLJANJE GLJIVA Kako bi se smanjio uticaj klimatskih faktora, uzorci gljiva L.deliciosus i
L.semisanguifluus i njihovi zemljišni supstrati sakupljeni su u blizini Niša, 2015. godine na tri
lokaliteta na kojima su rasle zajedno. Determinaciju vrsta gljiva izvršilo je mikološko društvo u
Nišu.
3.3. PRIPREMA ZEMLJIŠTA ZA ANALIZU Sakupljanje uzoraka zemljišta je vršeno plastiĉnim kašikama na mestu na kome rastu
analizirane gljive. Uzorci zemljišta su sušeni na vazduhu, zatim su homogenizovani u ahatnom
avanu i ĉuvani na 4oC. PosuĊe korišćeno u radu je najpre prano vodenim rastvorom HCl (1:1), a
na kraju dejonizovanom vodom.
3.3.1. PRIPREMA UZORAKA ZEMLJIŠTA ZA ANALIZU IZMENLJIVIH
(BIODOSTUPNIH) KATJONA
Odmerena masa zemljišta (~1g) je ekstrahovana na sobnoj temperaturi tokom sat vremena
sa 8 ml MgCl2 (1M, pH=7) uz kontinualno mešanje.
Nakon svake ekstrakcije uzorci su centrifugirani na 8 000 rpm 7-8 minuta kako bi se
supernatant odvojio od ostatka zemljišta koje bi dalje bilo tretirano po uputstvu za sledeću fazu
ekstrakcije.
Supernant je uklonjen pipetom, nakon ĉega je izvršena analiza tragova metala, a ostatak je
ispiran sa 8 ml dejonizovane vode. Posle 5-minutnog centrifugiranja odbaĉen je drugi supernant.
Koliĉina vode koja se koristi za ispiranje svedena je na minimum da bi se izbeglo preterano
rastvaranje ĉvrstog materijala, a posebno organske materije.
Svo posuĊe koje se koristi u analizi je najpre bilo potopljeno u 14% HNO3, a zatim
isprano dejonizovanom vodom. Svi reagensi koji se koriste u analizi su analitiĉke ĉistoće i
ispitani su na eventualnu kontaminaciju tragova metala.
3.3.2. PRIPREMA UZORAKA ZEMLJIŠTA ZA ANALIZU KATJONA VEZANIH ZA
KARBONATE
Ostatku nakon prve ekstrakcije dodato je 8 ml 1M AcONa (natrijum acetata), a zatim je
pH vrednost podešena na pH=5 dodatkom CH3COOH. Ekstrakcija katjona vezanih za karbonate
trajala je 5h uz kontinualno mešanje.
46
3.3.3. PRIPREMA UZORAKA ZEMLJIŠTA ZA ANALIZU KATJONA VEZANIH ZA
OKSIDE GVOŢĐA I MANGANA
Ostatak nakon druge ekstrakcije je ekstrahovan sa 20 ml 0,04M NH2OH∙HCl u 25%
CH3COOH. Ovaj korak sekvencionalne ekstrakcije trajao je 6h na temperaturi 96 oC ± 3
oC uz
povremeno mešanje.
3.3.4. PRIPREMA UZORAKA ZEMLJIŠTA ZA ANALIZU KATJONA VEZANIH ZA
ORGANSKU MATERIJU
Ostatku iz prethodne ekstrakcije dodato je 0,3 ml 0,02M HNO3 i 5 ml 30% H2O2,
dodatkom HNO3, pH vrednost sredine je podešena na 2, a mešavina je zagrevana na 85 o
C ± 2 o
C
u toku 3 sata uz povremeno mešanje. Nakon 3h ekstrakcije dodat je drugi alikvot od 3 ml 30%
H2O2 (pH=2, dodatkom HNO3) nakon ĉega je uzorak ponovo zagrevan na 85 o
C ± 2 o
C u toku 3
sata uz kontinuirano mešanje. Nakon hlaĊenja je dodato 5 ml 3,2M NH4OAc (amonijum acetata)
u 20% HNO3 i uzorak je razblaţen do 20 ml i mešan neprekidno narednih 30 minuta. NH4OAc se
dodaje kako bi se spreĉila apsorpcija ekstrahovanih metala na oksidovanim sedimentima (po
metodi Gupta i Chen).
3.5. PRIPREMA UZORAKA GLJIVA ZA ANALIZU
Uzorci peĉuraka su oĉišćeni od šumskih ostataka plastiĉnim noţem, bez pranja.
Plodonosno telo gljiva, nakon odvajanja na stabljiku i kapicu, korišćeno je kao uzorak.
Analizirani uzorci su najpre osuseni na vazduhu do konstantne mase, samleveni i preneti u
polietilenske posude.
3.6. REAGENSI
Sve hemikalije primenjivane u radu bile su proizvodi firme Merck, p.a. ĉistoće. Standard
koji se koristi za ICP analizu je proizvod firme Ultra Scientific, Analytical solutions, sa
koncentracijama Al, As, B, Be, Ca, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Mg, Mn,Mo, Na, Ni, Pb, Sb, Sn, Tl i Zn
od 20 ppm,osim P ĉija koncentracija je 10.25 ppm.
Za pranje laboratorijskog posuĊa i za pripremanje rastvora korišćena je dejonizovana voda
sa specifiĉnom provodljivošću od 0,05 µS/cm. PosuĊe korišćeno u radu je najpre prano vodenim
rastvorom HCl (1:1), zatim ispirano destilovanom i na kraju dejonizovanom vodom.
47
3.7. APARAT
Za merenje koncentracije navedenih metala u rastvorima uzoraka korišćen je - atomski
emisioni spektrofotometar sa indukovano kuplovanom plazmom, ISP-OES iCAP 6000, Thermo
Scientific. Uslovi pod kojima su odreĊivane koncentracije navedenih elemenata su prikazani u
Tabeli 4.
Tabela 4. Talasne duţine odreĊivanja elemenata
Metal Talasna duţina
λ (nm)
Korelacioni
koeficijent R
Limit
detekcije
Limit
kvantifikacije
As 189,042 0.999858 0.074864 0.249545
Cd 226,502 0.999987 0.022712 0.075706
Cr 267,716 0.999060 0.061054 0.203514
Cu 324.754 0.999928 0.05326 0.177563
Mg 279,553 0.999469 0.145072 0.483573
K 766,490 0.995900 0.0044 0.0146
Na 588,995 0.999835 0.080801 0.269337
P 213.618 0.999984 0.057092 0.190306
Pb 220.353 0.99947 0.171627 0.572091
Ni 231,604 0.99999 0.0005 0.0017
U Tabeli 5. dat je prikaz parametara metode.
Tabela 5. Parametri metode
RF snaga plazme 1150 W
Raspršivaĉki gas 0,7 l/min
Brzina pumpe 50 rpm
Vreme ispiranja 30 s
Ar za hlaĊenje 12 l min-1
Ar za obrazovanje plazme 0,5 l/min
Pravac posmatranja plazme Aksijalni
48
4. REZULTATI I DISKUSIJA
4.1. SADRŢAJ METALA U ZEMLJIŠTU
Primenom sekvencijalne ekstrakcione procedure, odnosno distribucijom metala izmeĊu
razliĉitih faza, moţe se dobiti dobar prikaz njihove mobilnosti, biodostupnosti i toksiĉnosti. Prva
frakcija koja predstavlja sadrţaj izmenjivih katjona i druga frakcija, koja je vezana za karbonate
predstavljaju najaktivniju, najmobilniju i najdostupniju frakciju metala. One ukazuju na koliĉinu
metala, odnosno njegovih jona, koja bi mogla biti otpuštena u okolinu, ako su uslovi dovoljno
kiseli, što u sluĉaju toksiĉnih metala moţe predstavljati opasnost po okolinu.
Reducibilna frakcija (treća frakcija) predstavlja metale koji su okludovani na oksidima i
hidroksidima gvoţĊa i mangana i koji mogu biti mobilni pod redukcionim uslovima. Metali u
oksidabilnoj frakciji (ĉetvrta frakcija) su vezani za organsku materiju i sulfide i na njihovo
otpuštanje utiĉu redoks potencijal i pH. Zbir prve ĉetiri frakcije moţe dati dobar uvid u mobilnost
i biodostupnost metala u zemljištu i što je on veći, metali su više mobilni i biodostupni.
Rezidualna frakcija (peta frakcija) predstavlja metale koji su strukturno vezani u
silikatima. Uglavnom nije dostupna gljivama, biljkama ili mikroorganizmima. U ovoj frakciji su
metali jako vezani za kristalne strukture minerala. MeĊutim, neki autori istiĉu da gljive mogu
preuzeti elemente direktno iz pora minerala. Obzirom odreĊivanje sadrţaja elemenata ove
frakcije zahteva primenu HF, koja uslovljava korišćenje posebne vrste posuda i dodatak za ICP, u
ovom radu analiza rezidualne frakcije nije izvršena.
U tabelama 6, 7 i 8 prikazani su rezultati odreĊivanja dobijeni primenom sekvencijalne
ekstrakcije, pojedinaĉno po fazama.
49
Tabela 6. Sadrţaj teških metala (mg/kg) u zemljištu sa staništa gljiva L.deliciosus i L.
semisanguifluus (srednja vrednost odreĊivanja ± standardna devijacija)
Zemljišna frakcija
Toksični metal
F1 F2 F3 F4
As
Lactarius
deliciosus 0.2111±0.0223 1.3738±0.0488 10.342±0.1565 1.9955±0.1066
Lactarius
semisanguifluus 0.0908±0.0219 1.3984±0.0924 9.9404±0.2012 1.5944±0.0966
Cd
Lactarius
deliciosus 0.0924±0.0103 0.0660±0.0029 0.6267±0.0125 0.2226±0.0049
Lactarius
semisanguifluus 0.0908±0.0126 0.0637±0.0073 1.8588±1.7546 0.1561±0.0099
Cr
Lactarius
deliciosus 0.1517±0.0254 0.16±0.0298 1.4744±0.0544 6.0739±0.1026
Lactarius
semisanguifluus 0.1163±0.0181 0.2134±0.006 2.1964±0.0417 6.0493±0.0334
Cu
Lactarius
deliciosus 0.1666±0.0358 0.2804±0.0432 6.0937±0.2988 7.4147±0.1894
Lactarius
semisanguifluus 0±0 0.7231±0.0199 5.8343±0.1177 5.6081±0.0386
Ni
Lactarius
deliciosus 0.2193±0.0159 0.8065±0.0049 4.6969±0.0578 4.5452±0.0508
Lactarius
semisanguifluus 0.2214±0.0325 1.1786±0.0073 6.5893±0.1173 3.2206±0.0912
Pb
Lactarius
deliciosus 0.6745±0.1068 1.9807±0.0488 11.922±0.1461 6.9629±0.0792
Lactarius
semisanguifluus 0.4746±0.0888 2.0053±0.0263 20.596±0.4688 6.2404±0.1598
F1= frakcija izmenjivih katjona;
F2= frakcija koju ĉine katjoni vezani za karbonate;
F3= reducibilna frakcija (katjoni vezani za Fe i Mn okside/hidrokside);
F4= oksidabilna frakcija (katjoni vezani za organsku materiju)
50
Slika 7. Raspodela arsena po frakcijama izraţena u mg/kg
Primena sekvencijalne ekstrakcije pri prouĉavanju elemenata, kao što je As, u zemljišnim
frakcijama je diskutabilna. Ovaj element moţe postojati u razliĉitim oksidacionim stanjima, od
kojih svako ima odreĊeno ponašanje u zemljištu. Kako neki ekstrakcioni reagensi poseduju
radukcione ili oksidacione osobine, oni mogu izazvati promene oksidacionih stanja ovog
elementa i tako modifikovati ekstrakcione rezultate.
Uobiĉajene koncentracije arsena u nekontaminiranim zemljištima kreću se u opsegu od 1
do 40 mg/kg. Biološka dostupnost i fiziološki i toksikološki efekti arsena zavise od njegovog
hemijskog oblika. As (III) je mnogo toksiĉniji, rastvorljiviji i mobilniji od As (V). Vrednost
redoks potencijala zemljišta zavisi od redoks potencijala svih redukcionih i oksidacionih sistema
koji se nalaze u zemljištu, pa su ove relacije veoma sloţene i redoks vrednost zemljišta nije
direktno proporcionalna odnosu trovalentnog i petovalentnog arsena.
Na osnovu podataka iz tabele 6 i slike 7 moţe se zakljuĉiti da je sadrţaj arsena u zemljištu
na kojem su rasle obe analizirane gljive u drugoj, trećoj i ĉetvrtoj frakciji u okviru uobiĉajenih
koncentracija u nekontaminiranim zemljištima. Najveći sadrţaj arsena je u trećoj (reducibilnoj)
51
frakciji, što je u saglasnosti sa ĉinjenicom da je uglavnom samo ograniĉeni deo ukupne koliĉine
arsena u zemljištu lako pokretan, dok je preko 80% jako povezan sa oksidima gvoţĊa i mangana i
nije biodostupan.
Slika 8. Raspodela kadmijuma po frakcijama izraţena u mg/kg
Glavni faktor koji utiĉe na koncentraciju Cd u zemljištu je poĉetni materijal od koga je
zemljište nastalo. Proseĉan sadrţaj Cd u nekontaminiranim zemljištima je izmeĊu 0,01 i 2 mg/kg,
dok su njegove kritiĉne koncentracije od 3 do 8 mg/kg. Mobilnost Cd u zemljištu zavisi od
redoks potencijala (Eh), pH vrednosti i mikrobiološke aktivnosti u zemljištu, ali generalno, Cd je
jedan od najtoksiĉnijih i najmobilnijih metala u zemljištu.
Njegova mobilnost i biodostupnost delimiĉno je potvrĊena i ovim istraţivanjem. Naime,
frakcioni profil sadrţaja kadmijuma u supstratu pokazuje da je u uzorcima zemljišta najveća
koliĉina kadmijuma pronaĊena u trećoj (reducibilnoj) frakciji, pri ĉemu zemljište na kome je rasla
L. semisanguifluus gljiva pokazuje znatno veći sadrţaj kadmijuma od zemljišta na kome je rasla
peĉurka L.deliciosus, dok ostale frakcije pokazuju sadrţaj kadmijuma ispod proseĉnih vrednosti
za ovaj metal u nekontaminiranim podruĉjima (slika 8).
52
Slika 9. Raspodela hroma po frakcijama izraţena u mg/kg
Proseĉna koncentracija hroma u nekontaminiranom zemljištu je 60 mg/kg, ali se mogu
naći i veće i manje koncentracije, zavisno od stena i materijala od kojih je zemljište nastalo.
Razlike u koncentracijama hroma mogu poticati od nehomogenosti samog zemljišta, a nešto veće
koncentracije, od samog porekla zemljišta, odnosno od poĉetnog materijala. Specijacija Cr je Eh–
pH zavisna. Obzirom da je Cr3+
vrlo slabo mobilan u veoma kiseloj sredini, i pri pH 5,5 se skoro
potpuno taloţi, njegova jedinjenja se smatraju veoma stabilnim u zemljištu. S druge strane, Cr6+
je veoma nestabilan u zemljištu i veoma mobilan i u kiselim i u alkalnim zemljištima.
Na osnovu rezultata prikazanim na slici 9, moţe se zakljuĉiti da je najveći sadrţaj hroma
u ispitivanom zemljištu, u obe vrste analiziranih zemljišta u oksidabilnoj frakciji, dok je njegov
najmanji sadrţaj u frakciji koju ĉine izmenjivi katjoni, što ukazuje da ovaj metal ima razliĉitu
mobilnost.
53
Slika 10. Raspodela bakra po frakcijama izraţena u mg/kg
Prema podacima iz literature, Cu se, u razliĉitim tipovima zemljišta, u proseku nalazi u
koliĉini od 14 do 109 mg/kg. Ponašanje, biodostupnost i toksiĉnost bakra zavise od od vrste
njegovih jedinjenja i nisu funkcija ukupne koncentracije. Uticaj pH na mobilnost ovog metala u
zemljištu u velikoj meri zavisi od oblika u kojima se Cu nalazi. Na slici 10 prikazan je sadrţaj
bakra u ispitivanim frakcijama zemljišta na kome su rasle gljive L.deliciosus i L. semisanguifluus.
Najveće koliĉine bakra se nalaze u rezidualnoj i oksidabilnoj frakciji zemljišta na kojem
su rasle obe vrste gljiva, dok izmenjiva i karbonatna frakcija imaju nizak sadrţaj bakra, a
zemljište na kome je rasla gljiva L.semisanguifluus ga u prvoj frakciji gotovo ne sadrţi. Rezultati
su pokazali da je sadrţaj bakra u analiziranom zemljištu ispod proseĉnih vrednosti.
54
Slika 11: Raspodela nikla po frakcijama izraţena u mg/kg
Zemljište moţe sadrţavati nikl u veoma širokom opsegu koncentracija, ali se njegove
proseĉne koncentracije u nekontaminiranim zemljištima nalaze u opsegu od 13 do 37 mg/kg. Ipak
varijacije u sadrţaju ovog metala mogu biti velike, zavisno od samog porekla zemljišta, odnosno
poĉetnog materijala i mogu dostići ĉak i nekoliko hiljada mg/kg u kontaminiranom zemljištu.
Što se tiĉe mobilnosti, nikl vaţi za metal koji je jako malo mobilan. Sa slike 11 se
moţe videti da nikl preovlaĊuje u trećoj i ĉetvrtoj frakciji ispitivanog zemljišta. Na osnovu
rezultata predstavljenih u tabeli 6, moţe se zakljuĉiti da je najveća vrednost nikla u zemljištu
gljive L.deliciosus i iznosi 4.6969±0.0578 mg/kg, a u zemljištu gljive L.semisanguifluus
6.5893±0.1173 mg/kg, dok su njegove najniţe vrednosti u frakciji koju ĉine izmenjivi katjoni i
iznose 0.2193±0.0159 mg/kg za L.deliciosus, odnosno 0.2214±0.0325 mg/kg za
L.semisanguifluus.
55
Slika 12. Raspodela olova po frakcijama izraţena u mg/kg
Koncentracije olova u nekontaminiranim zemljištima mogu varirati od 3 do 90 mg/kg. Sa
slike 12 se moţe videti da je olovo najviše zastupljeno u reducibilnoj, a zatim u oksidabilnoj
frakciji, što je u saglasnosti sa istraţivanjima koja su dokazala da akumulacija olova u
reducibilnoj frakciji ukazuje na njegovo antropogeno poreklo (Li et al., 2001; Davidson et al.,
2006).
Na slici 12 se vidi da su najniţa i najveća vrednost u prvoj i trećoj frakciji i iznose za
L.deliciosus 0.6745±0.1068 mg/kg i 11.922±0.1461 mg/kg odnosno za L.semisanguifluus
0.4746±0.0888 mg/kg i 20.596±0.4688. mg/kg
GvoţĊe i mangan oksidi su pokazali veliku akumulaciju teških metala pri pH vrednostima
većim od 7.
56
Tabela 7. Sadrţaj makro elemenata (mg/kg) u zemljištu sa staništa gljiva L. deliciosus i L.
semisanguifluus (srednja vrednost odreĊivanja ± standardna devijacija)
Zemljišna frakcija
Makro elementi
F1 F2 F3 F4
K
Lactarius
deliciosus 248.88±9.0995 282.72±17.909 337.36±6.148 72.581±1.6009
Lactarius
semisanquifluus 221.14±8.4682 181.61±22.455 357.29±16.356 68.266±2.2317
Mg
Lactarius
deliciosus 9786.3±69.794 7563.2±17.375 2782.5±58.028 343.01±8.8315
Lactarius
semisanquifluus 9370.2±74.639 6519.2±43.093 1944.9±18.959 220.93±5.4528
Na
Lactarius
deliciosus 687.55±25.326 2053.9±96.4 1621.6±80.036 344.22±8.2052
Lactarius
semisanquifluus 850.38±34.132 2537.1±264.42 2113.1±357.19 299.93±17.709
P
Lactarius
deliciosus 5.4291±0.4362 26.727±0.094 62.471±0.515 185.53±3.6562
Lactarius
semisanquifluus 10.092±0.364 32.037±0.1776 57.945±0.576 113.61±2.5095
F1= frakcija izmenjivih katjona;
F2= frakcija koju ĉine katjoni vezani za karbonate;
F3= reducibilna frakcija (katjoni vezani za Fe i Mn okside/hidrokside);
F4= oksidabilna frakcija (katjoni vezani za organsku materiju)
Kada su u pitanju makroelementi (K, Mg, Na, P) u ispitivanim uzorcima zemljišta, na
osnovu rezultata iz tabele 7 se vidi da je magnezijum najzastupljeniji makro element u
ispitivanom zemljistu, zatim sledi natrijum, a nakon njega kalijum i fosfor. Najveće varijacije u
sadrţaju odreĊivanog elementa u razliĉitim frakcijama pokazuje fosfor, dok se najmanja
odstupanja sreću kod kalijuma.
Rezultati raspodele makro elemenata po frakcijama prikazani su na slikama 13-16.
57
Slika 13. Raspodela kalijuma po frakcijama izraţena u mg/kg
Sa slike 13 se moţe uoĉiti da je kalijum najzastupljeniji u reducibilnoj (trećoj) frakciji, ali
je u velikim koliĉinama prisutan i u izmenjivoj i karbonatnoj frakciji. Dobijene vrednosti su u
skladu sa proseĉnim koncentracijama kalijuma u nekontaminiranim zemljišta, po kojima je on
prisutan u opsegu od 50 do 63000 mg/kg.
58
Slika 14. Raspodela magnezijuma po frakcijama izraţena u mg/kg
Sa slike 14 se vidi da je magnezijum najzastupljeniji u izmenjivoj frakciji, dok je, kao i
kalijum, najmanje prisutan u oksidabilnoj (ĉetvrtoj) frakciji. U svim frakcijama se moţe uoĉiti da
zemljište na kome je rasla gljiva L.deliciosus sadrţi veću koliĉinu ovog elementa u odnosu na
zemljište na kome je rasla gljiva L.semisanguifluus, ali u oba sluĉaja dobijene vrednosti ne
prelaze opseg normalnih koncentracija magnezijuma u nekontaminiranim zemljištima koji iznosi
50-100000 mg/kg.
59
Slika 15. Raspodela natrijuma po frakcijama izraţena u mg/kg
Natrijum je najzastupljeniji u karbonatnoj frakciji, nešto manje u reducibilnoj i
izmenjivoj, a pošto su normalne koncentracije natrijuma u nekontaminiranom zemljištu 500-
100000 mg/kg, moţe se zakljuĉiti da je sadrţaj ovog elementa u reducibilnoj (ĉetvrtoj) frakciji
ispod proseka (slika 15).
60
Slika 16. Raspodela fosfora po frakcijama izraţena u mg/kg
Sadrţaj fosfora je najveći u oksidabilnoj (ĉetvrtoj) frakciji (slika 16), dok je izmenjiva
(prva) frakcija pokazala najniţi sadrţaj ovog elementa. Najveća koncentracija fosfora
185.53±3.6562 mg/kg odreĊena je u oksidabilnoj frakciji supstrata gljive L.deliciosus.
61
4.2. SADRŢAJ TEŠKIH METALA U GLJIVAMA
U Tabeli 8. prikazan je sadrţaj (mg/kg) teških metala u stabljikama i kapicama gljiva L.
deliciosus i L. semisanguifluus i on je predstavljen kao srednja vrednost odreĊivanja ± standardna
devijacija.
Tabela 8. Sadrţaj teških metala (mg/kg) u vrstama gljiva L. deliciosus i L. semisanguifluus
predstavljen kao srednja vrednost odreĊivanja ± standardna devijacija.
Na slikama 17.- 26. predstavljen je sadţaj makro i toksiĉnih elemenata u stabljikama i
kapicama gljiva L.deliciosus i L.semisanguifluus gljiva.
Vrsta gljiva
Metal
Lactarius deliciosus Lactarius semisanguifluus
As Stabljika 0.4088±0.0884 0.4780±0.0307
Kapica 0.5499±0.0014 0.4434±0.047
Cr Stabljika 2.8132±0.0151 3.3462±0.0264
Kapica 2.8465±0.0251 3.0802±0.0472
Cd Stabljika 0.5265±0.0014 0.3420±0.0024
Kapica 1.0676±0.0076 0.4467±0.0051
Cu Stabljika 9.3208±0.0315 5.6655±0.0680
Kapica 10.799±0.0836 11.973±0.049
K Stabljika 11073.5±24.497 12387.2±98.038
Kapica 14143.2±186.37 13492.8±162.73
Mg Stabljika 519.43±0.7180 578.28±3.6646
Kapica 718.3±3.1721 696.97±5.6629
Na Stabljika 11.704±0.0987 8.3969±0.0597
Kapica 2.6676±0.0287 7.1335±0.0933
Ni Stabljika 1.5123±0.005 1.5017±0.0143
Kapica 1.5123±0.0029 1.5641±0.0093
P Stabljika 5117.2±31.495 4939.1±48.514
Kapica 8211.6±43.957 6386.1±84.434
Pb Stabljika 0.6666±0.054 0.5611±0.0425
Kapica 0.7504±0.0578 1.0213±0.0344
62
Slika 17. Sadrţaj arsena u stabljiki i kapici L.deliciosus i L.semisanguifluus gljiva
Razliĉite gljive mogu reagovati na razliĉite naĉine na sadrţaj teških metala u supstratu, a
dobar primer za to je upravo arsen. Najveći broj gljiva uglavnom pokazuje nizak sadrţaj ovog
metala (<0,5 mg/kg), dok se on u nekim gljivama moţe naći u koliĉini od preko 270 mg/kg
(takve gljive se smatraju hiperakumulatorima ovog metala).
Dobijene koncentracije arsena u ovom radu su od 0.5499±0.0014 mg/kg (L.deliciosus) do
0.4434±0.047 mg/kg (L.semisanguifluus) za kapice i od 0.4088±0.0884 mg/kg (L.deliciosus) do
0.4780±0.0307 mg/kg (L.semisanguifluus) za stabljike (slika 17).
Na nivou Evropske unije, nema ustanovljenog maksimalno dozvoljenog nivoa arsena u
gljivama, mada u nekim zemljama postoje nacionalni propisi. U Srbiji je propisana maksimalna
koncentracija od 0,3 mg ukupnog arsena u kilogramu sveţih gljiva. Imajući u vidu da je sadrţaj
vode u sveţim gljivama i do 90%, to bi znaĉilo da analizirane gljive sadrţe arsen u koliĉinama
znatno niţim od dozvoljenih jer su rezultati prikazani u ovom radu preraĉunavani na suvu
materiju.
63
Slika 18. Sadrţaj hroma u stabljiki i kapici L.deliciosus i L.semisanguifluus gljiva
Sadrţaj hroma u analiziranim uzorcima je 2.8132±0.0151 mg/kg za stabljiku i 2.8465±0.0251
mg/kg za kapicu u sluĉaju L.deliciosus, odnosno 3.3462±0.0264 mg/kg za stabljiku i
3.0802±0.0472 za kapicu L.semisanguifluus. Sadrţaj hroma je neznatno viši kod gljive
L.semisanguifluus u odnosu na sarţaj tog elementa u kapici i stabljici druge ispitivane gljive
(slika 18).
Slika 19. Sadrţaj kadmijuma u stabljiki i kapici L.deliciosus i L.semisanguifluus gljiva
64
Kadmijum se takoĊe ubraja u red toksiĉnih metala. Maksimalna koncentracija kadmijuma
u telu jestivih gljiva dozvoljena propisom Evropske Unije je 1 mg/kg (Gucia et al. 2012b).
U ovom radu dobijene su vrednosti 0.5265±0.0014 mg/kg u stabljici i 1.0676±0.0076
mg/kg u kapici L.deliciosus gljive, kao i 0.3420±0.0024 mg/kg u stabljici i 0.4467±0.0051 mg/kg
u kapici L.semisanguifluus gljive (slika 19). Navedeni podaci ukazuju da su obe ispitivane vrste
gljiva bezbedne za konzumiranje u pogledu sadrţaja kadmijuma.
Slika 20. Sadrţaj bakra u stabljiki i kapici L.deliciosus i L.semisanguifluus gljiva
Iz tabele 8 moţe se uoĉiti da je sadrţaj bakra u L.deliciosus 9.3208±0.0315 mg/kg u
stabljici i 10.799±0.0836 mg/kg u kapici, što ukazuje na veliko usvajanje tog metala iz zemljišta.
Sadrţaj bakra u stabljici L.semisanguifluus gljive je gotovo dva puta niţi nego u kapici, naime
sadrţaj bakra u stabljici je 5.6655±0.0680 mg/kg, a u kapici 11.973±0.049 mg/kg (slika 20).
65
Slika 21. Sadrţaj nikla u stabljiki i kapici L.deliciosus i L.semisanguifluus gljiva
Rezultati su pokazali da L. deliciosus gljiva sadrţi 1.5123±0.005 mg/kg nikla u stabljici i
1.5123±0.0029 mg/kg u kapici, dok ga L.semisanguifluus sadrţi 1.5017±0.0143 mg/kg u stabljici
i 1.5641±0.0093 mg/kg u kapici (slika 21). Obe gljive su pokazale pribliţno jednak sadrţaj ovog
metala u svim ispitivanim delovima.
Tolerantni dnevni unos (TDI) za Ni je 2,8∙10-3
mg/kg telesne mase po danu, što je
ekvivalentno 0,196 mg po danu za proseĉnog konzumenta.
66
Slika 22.Sadrţaj olova u stabljiki i kapici L.deliciosus i L.semisanguifluus gljiva
Maksimalna koncentracija olova dozvoljena propisom Evropske Unije je 3 mg/kg. U
nekim istraţivanjima je zakljuĉeno da 300-500g dnevne konzumacije u kontinuitetu kapica gljiva
koje sadrţe olovo izraţava uzrok za zabrinutost (Gucia et al. 2012b).
U ovom radu je dokazano da L.deliciosus sadrţi 0.6666±0.054 mg/kg i 0.7504±0.0578
mg/kg olova u stabljici i kapici, a L.semisanguifluus 0.5611±0.0425 mg/kg u stabljici i
1.0213±0.0344 mg/kg u kapici, što se uklapa u dozvoljenu granicu obzirom da su rezultati
prikazani u ovom radu preraĉunavani na suvu materiju (slika 22).
67
Slika 23. Sadrţaj kalijuma u stabljiki i kapici L.deliciosus i L.semisanguifluus gljiva
Kalijum igra vaţnu ulogu kao esencijalni metal u vegetaciji i jedan je od najzastupljenijih
metala u mnogim vrstama gljiva. Prema našim rezultatima obe gljive su izuzetno bogate ovim
metalom, a dobijene vrednosti za stabljike su od 11073.5±24.497 mg/kg do 12387.2±98.038
mg/kg i kapice od 14143.2±186.37 mg/kg do 13492.8±162.73 mg/kg (tabela 8). Kapice obe
ispitivane gljive sadrţe neznatno više kalijuma u odnosu na stabljike obe ispitivane gljive (slika
23).
68
Slika 24. Sadrţaj magnezijuma u stabljiki i kapici L.deliciosus i L.semisanguifluus gljiva
Magnezijum se najĉešće javlja u malim koncentracijama kako u divljim, tako i u gajenim
vrstama gljiva. Naša analiza je takoĊe pokazala da su obe vrste gljiva bogate magnezijumom i u
oba sluĉaja neznatno veće koncentracije ovog metala su bile u kapicama u odnosu na stabljike,
što se moţe videti na osnovu podataka iz tabele 8 i sa slike 24.
69
Slika 25.Sadrţaj natrijuma u stabljiki i kapici L.deliciosus i L.semisanguifluus gljiva
Brojna istraţivanja su pokazala da gljive imaju mali sadrţaj natrijuma, što se pokazalo i u
ovoj analizi. Dobijene vrednosti se kreću u opsegu od 11.704±0.0987 mg/kg do 8.3969±0.0597
mg/kg za stabljike i od 2.6676±0.0287 mg/kg do 7.1335±0.0933 mg/kg za kapice (tabela 8).
Stabljike obe vrste gljiva sadrţe veće koliĉine natrijuma u odnosu na kapice, a u sluĉaju gljive
L.deliciosus stabljika sadrţi skoro tri puta više natrijuma od kapice (slika 25).
70
Slika 26. Sadrţaj fosfora u stabljiki i kapici L.deliciosus i L.semisanguifluus gljiva
Za razliku od natrijuma, obe vrste analiziranih gljiva su pokazale znatno veći sadrţaj
fosfora u kapicama nego u stabljikama. Dobijene vrednosti prikazane su u tabeli 8 i na slici 26.
Sadrţaj fosfora u stabljikama obe ispitivane vrste gljiva je gotovo isti.
71
4.3. BIOAKUMULACIONI FAKTOR - KOEFICIJENT TRANSPORTA
Bioakumulacioni faktor (koeficijent transporta) predstavlja odnos koncentracija metala u
gljivama i ukupni sadrţaj metala u zemljištu na kome posmatrana gljiva raste. On predstavlja
meru dostupnosti metala koji su gljivama potrebni za razvoj. Ukoliko su vrednosti
bioakumulacionog faktora veće od 1 znaĉi da postoji akumulacija metalnih jona od strane gljive.
Bioakumulacioni faktor moţe se definisati i kao odnos koncentracija metala u nadzemnom delu
gljive i koncentracije metala u zemljištu. Smatra se da bioakumulacioni faktor predstavlja meru
sposobnosti gljive da usvoji i transportuje metal u nadzemni deo (McGrath, 2003).
Bioakumulacioni faktor moţe se definisati i kao odnos koliĉine teškog metala u nadzemnom i
podezemnom delu posmatrane vrste gljiva (Sekara, 2005).
BAF =Cm/Cs
Cm predstavlja koncentraciju metala u izdanku, a Cs je koncentracija metala u supstratu.
Odnos koncentracije metala u gljivama i koncentracije metala u supstratu zemljišta je
razliĉit za razliĉite vrste gljiva. Neke vrste gljiva imaju mehanizam pomoću kog usvajaju visoke
koliĉine metala. Gljive niski akumulatori manje usvajaju teške metale kada je povećana njihova
koncentracija u zemljištu.
Radi boljeg razumevanja veze izmeĊu koncentracije biodostupnih metala u zemljištu i
njegovog sadrţaja u peĉurkama, izraĉunati su bioakumulacioni faktori toksiĉnih (As, Cd, Cr, Cu,
Ni, Pb) i makro elemenata (K, Mg, Na, P) u analiziranim gljivama. Na sledećim slikama
predstavljene su BAF vrednosti toksiĉnih metala u gljivama L.deliciosus i L.semisanguifluus.
72
Slika 27. BAF vrednosti toksiĉnih metala u L.deliciosus gljivi
Slika 28. BAF vrednosti toksiĉnih metala u L.semisanguifluus gljivi
Na osnovu podataka sa slika 27 i 28 moţe se zakljuĉiti da su kadmijum i bakar
najzastupljenjiji toksiĉni metali u u stabljici i kapici L.deliciosus gljiva
73
U dosadašnjim radovima publikovano je postojanje velike razlike u BAF vrednostima u
zavisnosti od koncentracije bakra u supstratu. Kako se koncentracija Cu u supstratu povećava,
vrednist BAF se smanjuje. Sadrţaj Cu u uzorcima zemljišnih supstrata L.deliciosus je priliĉno
visok tako da su dobijene umereno niske BAF vrednosti, što je u saglasnosti sa rezultatima drugih
istraţivaĉa. Ovo sugeriše da postoji dobra i aktivna regulacija apsorpcije bakra. Ovakav
mehanizam usklaĊen je sa fiziološkim potrebama L.deliciosus gljive kada se nalazi na podruĉju
nekontaminiranim bakrom.
Na sledećim slikama (29 i 30) predstavljene su BAF vrednosti makro elemenata u
gljivama L.deliciosus i L.semisanguifluus.
Slika 29. BAF vrednosti makro elemenata u L.deliciosus gljivi
74
Slika 30. BAF vrednosti makro elemenata u L.semisanguifluus gljivi
Na osnovu podataka sa slika 29 i 30, uoĉava se da su BAF vrednosti za kalijum i fosfor u
stabljici i kapici L.deliciosus gljive veće od jedinice, što znaĉi da se ona moţe smatrati
akumulatorom, pa ĉak i hiperakumulatorom ovih elemenata.
Osim toga BAF vrednost za natrijum u stabljiki L.deliciosus gljive veći je od 0,5 što
ukazuje na njenu tolerantnost prema visokim koncentracijama natrijuma, dok je BAF vrednost za
magnezijum jako niska.
Isto pnašanje ispoljava i gljiva L.semisanguifluus – BAF vrednosti za kalijum i fosfor u
stabljiki i kapici su veće od jedinice, pa se ova gljiva takoĊe moţe smatrati akumulatorom ovih
elemenata.
75
4.4. TRANSLOKACIONI FAKTOR
Translokacioni faktor se moţe definisati kao odnos koncentracija teških metala u šeširu i
stabljiki:
TF = Cs/Cr
Cs predstavlja koncentraciju teĉkih metala u izdanku, dok je Cr koncentracija teĉkih
metala u korenu.
Translokacioni faktor (TF), kao koliĉnik koncentracije nekog elementa u kapici i stabljici,
omogućava procenu mobilnosti tog elementa unutar plodonosnog tela i preferiranja njegovog
zadrţavanja, odnosno koncentrovanja u odreĊenom delu peĉurke.
Na sledećim slikama prikazane su izraĉunate TF vrednosti i to: na slici 31 TF vrednosti
makro elemenata u gljivama L.deliciosus i L.semisanguifluus i na slici 32 TF vrednosti teških
metala u gljivama L.deliciosus i L.semisanguifluus.
Slika 31. TF vrednosti makro elemenata u gljivama L.deliciosus i L.semisanguifluus
76
L.deliciosus pokazuje efikasnu translokaciju od stabljike do kapice, makro elemenata
kalijuma, magnezijuma i fosfora, dok sa natrijumom to nije sluĉaj. Istaknuto je da je fosfor jedan
od elemenata sa najvećom mobilnošću u zemljištu, a sliĉno ponašanje ispoljava i u sluĉaju
pokretljivosti unutar peĉurke jer je TF vrednost veća od 1. Sledeći element po mobilnosti unutar
plodonosnog tela L.deliciosus je magnezijum, a zatim i kalijum. Njihove TF vrednosti su takoĊe
veće od 1, što se u velikoj meri slaţe sa, do sada zabeleţenim TF vrednostima za ove elemente.
Sliĉna situacija se uoĉava i kod L.semisanguifluus gljive, gde je fosfor najmobilniji
element, a zatim slede magnezijum i kalijum. TF vrednosti ovih elemenata veće su od 1. Pošto je
TF vrednost za natrijum u sluĉaju obe gljive manja od 1, to znaĉi da je njegova koncentracija u
stabljiki veća nego u šeširu.
Slika 32. TF vrednosti makro elemenata u gljivama L.deliciosus i L.semisanguifluus
Kada su u pitanju teški metali, TF vrednosti u sluĉaju L.deliciosus gljive pokazuju da je
kadmijum zastupljeniji u kapici nego u stabljiki (jer je TF=2), a sliĉna situacija je i u sluĉaju
zastupljenosti arsena, bakara, olova i hroma. Ipak, ovi metali su nešto ravnomernije rasporeĊeni u
stabljiki i šeširu, jer su njihove TF vrednosti u opsegu od 1 do 1,3.
77
TF vrednosti za L.semisanguifluus gljivu poikazuju da su najmobilniji metali unutar gljive
bakar i olovo. Obzirom da imaju visoke TF vrednosti, jasno je das u zastupljeniji u kapici nego u
stabljiki. Nikl je jednako rasporeĊen u stabljiki i kapici, dok su arsen i hrom prisutni u stabljiki u
većim koncentracijama nego u kapici (TF vrednosti su manje od 1).
78
5. ZAKLJUČAK
U potpunosti su ispunjeni zadati ciljevi istraţivanja
- odreĊena je koncentracija teških metala, makroelemenata, mikroelemenata u kapicama i
stabljikama gljiva L.deliciosus i L.semisanguifluus i zemljišnim supstratima na kojima su gljive
rasle,
- izraĉunat je translokacioni (TF) i bioakumulacioni faktor (BAF) za svaki element u cilju
razumevanja akumulacionog potencijala gljiva L.deliciosus i L. Semisanguifluus,
Primenjena sekvencijalna ekstrakciona procedura pokazala je da je kadmijum najmobilniji
i gljivama najdostupniji metal u zemljištu, dok bakar i nikl imaju nisku mobilnost.
Dokazano je da analizirano zemljište sadrţi olovo, ĉije je poreklo antropogeno, dok arsen
gljive ne usvajaju iz zemljišnog supstrata.
Od makro elemenata, magnezijum i kalijum su prisutni u zemljišnom supstratu u
normalnim koncentracijama, natrijuma ima vrlo malo.
Na osnovu izraĉunatih BAF vrednosti zakljuĉeno je da L.deliciosus ima visok potencijal
akumulacije kadmijuma i bakra, dok L.semisanguifluus ima visok potencijal akumulacije bakra.
Obe gljive imaju BAF vrednosti za fosfor veće od 1, što znaĉi da je njegov sadrţaj veći u
kapicama nego u stabljikama.
Obe ispitivane gljive i L.deliciosus i L.semisanguifluus pokazuju efikasnu translokaciju
metalnih jona fosfora, magnezijuma, kalijuma (TF veće od 1) od stabljike do kapice.
79
6. LITERATURA
A. K. Chopra, Chakresh Pathak, Bioaccumulation and Translocation Efficiency of Heavy
Metals in Vegetables Grown on Long-Term Wastewater Irrigated Soil Near Bindal River,
Dehradun, Agric Res (April–June 2012) 1(2):157–164 DOI 10.1007/s40003-012-0016-8.
Alagić S, Strategije biljaka u borbi protiv fitotoksiĉnih koncentracija metala kao kljuĉni
preduslov uspešne fitoremedijacije: Ćelijski mehanizmi, deo I, UDC:631.461.7, 2014.
Antić-Jovanović A. Atomska spektroskopija, spektrohemijski aspekti. Fakultet za fiziĉku
hemiju, Beograd, 2006.
Antić-Jovanović A., (1999) Atomska spektroskopija, Univerzitet u Beogradu, Fakultet za
fiziĉku hemiju, Beograd, 397-403.
ATSDR 2007a, Agency for Toxic Substances and Disease Registry, Toxicological Profile for
Arsenic
ATSDR 2007b, Agency for Toxic Substances and Disease Registry, Toxicological Profile for
Lead, August 2007.
ATSDR 2011, Agency for Toxic Substances and Disease Registry, Priority List of Hazardous
Substances.
Bélanger, J.M.R., Paré J.R.J. 2006. Applications of microwave-assisted processes (MAP™)
to environmental analysis. Analytical and Bioanalytical Chemistry 386, 1049-1058.
Blackwell M (2011) The fungi: 1, 2, 3 … 5.1 million species? Am J Bot 98:426–438
Brooks 1987, Teški metali u zemljištu, Gradjevinarstvo.rs
Carmen Cristina Elekes, Gabriela Busuioc, Irina Dumitriu, Bioaccumulation and
Translocation Factors of Some Wild Growing Mushrooms Species of Cortinarius Genus,
Department of Environmental Engineering University “Valahia” of Târgovişte, Bd. Regele
Carol I, no. 2, National Researches and Development Institute for Chemistry and
Petrochemistry ICECHIM Bucharest ROMANIA.
Chen, Y., Guo, Z., Wang, X., Moens, I. 2008. Sample preparation. Journal of
Chromatography A 1184, 191-219.
Davidson, C. M, Urquhart, G. J., Ajmone-Marsan, F., Biasoli, M., Duarte, A. C., Díaz-
Barrientos, E., et al. (2006). Fractionation of potentially toxic elements in urban soils from
80
five European cities by means of a harmonised sequential extraction procedure. Analytica
Chimica Acta, 565, 63’2.
Dubravka J. Relić, Novi pristup u ispitivanju mobilnosti metala I metaloida u sedimentima
primenom sekvencijalne ekstrakcije, Univerzitet u Beogradu, Hemijski fakultet, 2012.
Dudka, S., Ponce-Hernandez, R., Hutchinson, T.C. 1995. Current level of total element
concentrations in the surface layer of Sudbury’s soils. Science of Total Environment 162,
161–171.
Duffus JH. Heavy metals - a meaning less term? (IUPAC Technical Report), Pure and
Applied Chemistry, 2002
Dulay RMR, Parungao AG, Kalaw SP, Reyes RG. Aseptic cultivation of Coprinus comatus
(O.F.Mull.) Gray on various pulp and paper wastes. Mycosphere. 2012;4:392-397. doi:
10.5943/mycosphere/3/3/10. doi: 10.5943/mycosphere/3/3/10. 392.
EEC (2008) Amending Council Directive 90/496/EEC on nutrition labelling for foodstuffs as
regards recommended daily allowances, energy conversion factors and definitions. Official
Journal of the European Union, Commission Directive 2008/100/EC.
EFSA (2014) Scientific opinion on dietary reference values for chromium; EFSA Panel on
Dietetic Products, Nutrition and Allergies (NDA). EFSA J. 12(10):3845.
EFSA (2015) Scientific opinion on dietary reference values for copper. EFSA Panel on
Dietetic Products, Nutrition and Allergies (NDA). EFSA J. 13(10):4253.
EFSA (2015d) Scientific opinion on the risks to public health related to the presence of nickel
in food and drinking water. EFSA Panel on Contaminants in the Food Chain (CONTAM).
EFSA J. 13(2):4002.
FAO and WHO (2011) Safety evaluation of certain contaminants in food. WHO Food
Additive Series 63/FAO JECFA Monographs 8. WHO Press, Geneva.
GARCÍA, M.A., Alanso, J., Fernandez, M.I. & Melgar, M.J. 1998: Lead content in edible
wild mushrooms in Northwest Spain as indicator of environmental contamination. -
Archives of Environmental Contamination and Toxicology, 34: 330-335.
Gucia M, Kojta AK, Jarzyńska G, Rafał E, Roszak M, Osiej I, Falandysz J. Multivariate
analysis of mineral constituents of edible Parasol Mushroom (Macrolepiota procera) and soils
beneath fruiting bodies collected from Northern Poland. Environ Sci Pollut Res.
2012;19:416–431. doi: 10.1007/s11356-011-0574-5.
81
Ibrahim 1, Froberg B, Wolf A, Rusyniak DE.Heavy metal poisoning: clinical presentations
and pathophysiology, 2006.
ISO, 1983. Sludge and Sediment. Digestion using aqua regia for subsequent determination of
acid soluble portion of soil zinc fraction, DIN 38414 7, 4.
Jamali, M.K., Kazi, T.G., Arain, M.B., Afridi, H.I., Jalbani, N., Memon A. R. 2007. Heavy
Metal Contents of Vegetables Grown in Soil, Irrigated with Mixtures of Wastewater and
Sewage Sludge in Pakistan, using Ultrasonic-Assisted Pseudodigestion. Journal of Agronomy
and Crop Science 193, 218-228.
Kalač P, A review of chemical composition and nutritional value of wild-growing and
cultivated mushrooms, Journal of the Science of Food and Agriculture, 2013.
Kastori R., 1997, Teški metali u ţivotnoj sredini, Nauĉni institut za ratarsvo i povrtarstvo,
Novi Sad
Kastori R., Ţ. Ilin, I. Maksimović, M. Putnik-Delić, Poljoprivredni fakultet Novi Sad,
Univerzitet u Novom Sadu, 2013
Kazi, T.G., Afridi, H.I., Jamali, M.K., Kazi, G.H., Arain, M.B., Jalbani, N., Sarfraz, R.A.,
Shar, G.Q. 2006b. Effect of ultrasound agitation on the release of heavy elements in certified
reference material of human hair (CRM BCR 397). Journal of AOAC International 89, 1410-
1416.
Kazi, T.G., Jamali, M. K., Siddiqui, A., Kazi, G.H., Arain, M.B., Afridi, H.I. 2006a. An
Assessment of Metal-Contaminated Soils 227 ultrasonic-assisted extraction method to release
heavy metals from untreated sewage sludge samples. Chemosphere 63, 411-420.
Kirberger et al 2013, Metal toxicity and opportunistic binding of Pb2+
in proteins, US
National Library of Medicine National Institutes of Health.
Kulshreshtha S, Mathur N, Bhatnagar P, Jain BLJ Environ Biol. Bioremediation of industrial
waste through mushroom cultivation. 2010 Jul; 31(4):441-4
Kulshreshtha S, Mathur N, Bhatnagar P, Kulshreshtha S. Cultivation of Pleurotus
citrinopileatus on handmade paper and cardboard industrial wastes. Ind Crop Prod.
2013;4:340-346.doi. 10.1016/j.indcrop.2012.04.053.
Langmuir, D., Chrostowski, P., Chaney, R., Vigneault, B. 2005. Issue paper on the
environmental chemistry of metals (Draft). U.S. Environmental Protection Agency Risk
Assessment Forum, Washington
82
Li X, Poon C, Liu PS. Heavy metal contamination of urban soils and street dusts in Honk
Kong.Appl Geochem. 2001; 16:1361-1368. doi: 10.1016/S0883-2927(01)00045-2.
Luque de Castro, M.D., Priego-Capot, F. 2007. Analytical application of ultrasound.
Elsevier, Oxford.
Luque-García, J.L., Luque de Castro, M.D. 2003. Where is microwave-based analytical
equipment for soild sample pre-treatment going? Trends in Analyitical Chemistry 22, 90-98.
Luque-García, J.L., Luque de Castro, M.D. 2004. Focused microwave-assisted Soxhlet
extraction: devices and applications. Talanta 64, 571–577.
Marc Mittermuller, Jessica Saatz, Birgit Daus, A Sequential Extraction Procedure to Evaluate
Mobilization Behavior of Rare Earth Elements in Soils and Tailings Materials, Chemosphere,
Elsevier, 147 (2016) 155-162.
Mar'in A, Conti C, Gobbi G. Sorption of lead and caesium by mushrooms grown in natural
conditions. Res Environ Biotechnol. 1997;4:35–49.
Martín Moreno C, González Becerra A, Blanco Santos MJ Rev Iberoam Micol. 2004 Sep;
21(3):103-20.
Mason, T. J. (ed.) 1990. A general introduction to sonochemistry. In: Sonochemistry: The
Uses of Ultrasound in Chemistry. The Royal Society of Chemistry 1, 1-138.
McGrath SP, Zhao FJ. Phytoextraction of metals and metalloids from contaminated soils.
Curr Opin Biotechnol. 2003;14:277–282. doi: 10.1016/S0958-1669(03)00060-0.
Mesko, M.F., Hartwig C.A., Bizzi C.A., Pereira, J.S.F., Mello, P.A., Flores, E.M.M. 2011.
Sample preparation strategic for bioinorganic analysis by inductively coupled plasma mass
spectrometry. International Journal of Mass Spectrometry 307, 123-136.
Michelot D, Siobud E,. Doré JC, Viel C, Poirier F (1998) Update on metal content profiles in
mushrooms-toxicological implications and tentative approach to the mechanisms of
bioaccumulation. Toxicon 36, No. 12:1997-2012.
Nóbrega, J.A., Trevizan, L.C., Araújo, G.C.L., Nogueira, A.R.A. 2002. Focused microwave-
assisted strategies for sample preparation. Spectrochimica Acta Part B 57, 1855–1876.
Relić, D., ĐorĊević, D., Sakan, S., AnĊelković, I., Miletić, S., Đuriĉić, J. 2011a. Aqua regia
extracted metals in sediments from the industrial area and surroundings of Panĉevo, Serbia.
Journal of Hazardous Materials 186, 1893-1901.
Rice, K.C. 1999. Trace-element concentrations in streambed sediment across the
conterminous United States. Environmental Science and Technology 33, 2499-2504.
83
Rusyniak 2010, Heavy Metal Detoxification, Conventional Treatment, lifeextension.com.
Salminen, R., Gregorauskiene, V. 2000. Considerations regarding the definition of a
geochemical baseline of elements in the surficial materials in areas differing in basic geology.
Applied Geochemistry 15, 647-653.
Salminen, R., Tarvainen T. 1997. The problem of defining geochemical baselines: case study
of selected elements and geological materials in Finland. Journal of Geochemical Exploration
60, 91-98.
Sekara A., Poniedzialek M., Ciura J., and Jedrszczyk E., (2005) “Cadmium and lead
accumulation and distribution in the organs of nine crops: Implications for
phytoremediation”, Polish Journal of Environmental Studies, 14, pp 509-516.
Senn-Irlet B, Heilmann-Clausen J, Genney D, Dahlberg A (2007) Gudiance for conservation
of macrofungi in Europe. Document prepared for the European Council for Conservation of
Fungi (ECCF) within the European Mycological Association (EMA) and the Directorate of
Culture and Cultural and Natural Heritage, Council of Europe, Strasbourg
Sigel 2013, Cadmium: From Toxicity to Essentiality.
Singhal V, Kumar A, Rai JPJ Envion Biol. Bioremediation of pulp and paper mill effluent,
2005 Jul;26(3):525-9.
Škrbić, B., Ĉupić, S. 2004. Trace metal distribution in surface soils of Novi Sad and bank
sediment of the Danube River. Journal of Environtal Scienece and Health A 39, 1547-1558.
Smith, F.E., Arsenault, E.A. 1996. Microwave-assisted sample preparation in analytical
chemistry. Talanta 43, 1207-1268.
Srogi, K. 2007. Microwave-assisted sample preparation of coal and coal fly ash for
subsequent metal determination. Analytical Letters 40, 199-232.
Stamets P, 1993, Growing Gourmet and Medicinal Mushrooms, a comparion guide to The
Mushroom Cultivator, Ten Speed Press.
STOUT, P.R., AND ARNON, D.I. Experimental methods for the study of the role of copper,
manganese, and zinc in the nutrition of higher plants.Amer.Jour.Bot.26:144-149.1939.
Suslick, K.S., Flannigan, D.J. 2008. Inside a Collapsing Bubble: Sonoluminescence and the
Conditions During Cavitation. Annual Review of Physical Chemistry 59, 659–683.
Svoboda L, Kalaĉ P, Špiĉka J, Janoušková D. Leaching of cadmium, lead and mercury from
fresh and differently preserved edible mushrooms, Xerocomus badius, during soaking and
boiling. Food Chem. 2002;79:41–45. doi: 10.1016/S0308-8146(02)00175-9.
84
Sychrová H. 2004, Yeast as a model organism to study transport and homeostasis of alkali
metal cations. Physiol Res. 53 Suppl 1: S91–8. PMID 15119939.
Tessier, A., Champbell, P.G.C., Bisson, M. 1979. Sequential extraction procedure for the
speciation of particulate trace metals. Analytical Chemistry 51, 844-851.
Thévenod 2013, Toxicology of cadmium and its damage to mammalian organs, US National
Library of Medicine National Institutes of Health.
Todorović M., ĐurĊević P., Antojević V., (1997) Optiĉke metode instrumentalne analize,
Hemijski fakultet, Beograd, 28-30.
Tume, P., Bech, J., Longan, L., Tume, L., Reverter, F., Sepulveda, B. 2006. Trace elements
in natural surface soils in Sant Climent (Catalonia, Spain). Ecological Engineering 27, 145-
152.
Ure, A.M., Davidson, C.M. 2002b. Chemical speciation in soils and related materials by
selective chemical extraction In: Ure, A.M., Davidson C.M. (Eds.), Chemical Speciation in
the Environment, Second Edition, Blackwell Science Ltd, London, 265-300.
Stefanović M. Violeta, Odredjivanje sadrţaja makroelemenata i mikroelemenata u uzorcima
peĉurke Macrolepiota Procera i zemljišnim supstratima iz rasinskog okruga, Univerzitet u
Beogradu, Hemijski fakultet, 2016.
Vukadinović, V., Lonĉarić, Z. 1998, Ishrana bilja, Poljoprivredni fakultet u Osijeku, Osijek.
World Health Organization (WHO) (2011) Evaluation on certain food additives and
contaminants 73rd Report of the Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives.
Technical Report Series No 960 Geneva (Switzerland).
