Wpływ poziomu fluorków na reakcje liści i igieł drzew miasta Poznania i okolic

Fluor jest pierwiastkiem szeroko rozpowszechnionym i zajmuje 13 miejsce pod względem występowania w przyrodzie. W postaci fluorków występuje we wszystkich komponentach środowiska: wodzie, glebie, powietrzu oraz organizmach żywych. Naturalnym źródłem związków fluoru są złoża mineralne. Do wód przenika w wyniku procesów wietrzenia skał i ługowania, a także w opadach atmosferycznych. Zarówno w powietrzu, w wodzie jak i w glebie fluorki mogą występować w szerokim przedziale stężeń. Problem zanieczyszczenia środowiska fluorem zrodził się dopiero we współczesnym świecie, w związku z działalnością przemysłową człowieka, co doprowadziło do nagromadzenia toksycznych związków fluoru w powietrzu, wodzie i glebie. Najwięcej, bo aż 56,6% globalnej emisji pochodzi z hut aluminium, kolejne źródła to fabryki nawozów fosforowych i kwasów fosforowych - 17,1% oraz huty żelaza i stali z udziałem 15,5% [16]. W mniejszym stopniu swój udział mają emaliernie, huty szkła, cegielnie i zakłady ceramiczne używające zanieczyszczonej fluorem gliny i węgla. Do tego doliczyć należy energetykę cieplną opartą na węglach. Z danych opublikowanych wcześniej [41] dotyczących zawartości fluoru w roślinach w okolicach Lubonia wynika, że skażenie środowiska tym pierwiastkiem było znaczne i utrzymywało się na poziomie kilkuset mg/kg w materiale roślinnym. Uzyskane podczas przeprowadzonych badań wyniki sugerują spadek emisji związków fluoru do atmosfery, a zarazem imisji. Obniżenie emisji fluoru było wynikiem działań podjętych przez Zakład, a mianowicie: zaniechano produkcji fluorku glinowego; ograniczono znacznie produkcję superfosfatu pylistego i kwasu fluorowodorowego; uruchomiono dwie linie produkcyjne nawozów mineralnych, granulowanych metodą beztermiczną eliminując szkodliwe wyziewy obecne przy metodzie termicznej; starą 80-letnią kotłownię węglową zastąpiono kotłownią gazową; dzięki wykorzystaniu ługów pokrystalicznych w budownictwie wyeliminowano problem składowania tych odpadów na terenie Zakładu lub na wysypisku. Ponadto udoskonalono systemy absorpcyjne, co również spowodowało dalsze zmniejszenie emisji fluoru do atmosfery. Wyniki badań otrzymane w niniejszej pracy porównano z rezultatami badań przeprowadzonymi w Słowacji [40] w 1995 r. dla czterech punktów pobierania próbek; w terenie od praktycznie wolnego od wpływu toksycznych gazowych zanieczyszczeń emitowanych przez hutę alumunium (Źiar nad Hronom) (punkt 1) do silnie skażonego przez tę emisję (punkt 4). Zawartość fluoru w dwuletnich igłach świerka pospolitego wynosiła odpowiednio 10 mg/kg (punkt 1), 34 mg/kg (punkt 2), 92 mg/kg (punkt 3) i 301 mg/kg (punkt 4) w roku 1970. W 1990 r. wartości te wynosiły : punkt 1 - brak danych, punkt 2 - 102 mg/kg, punkt 3 - 170 mg/kg i punkt 4 - 310 mg/kg. W tym kontekście zawartości fluoru w igłach świerka w Obornikach i Czapurach są znacznie mniejsze niż zawartości fluoru stwierdzane w terenach silnie skażonych i wynoszą dla fluoru uwalnianego kwasami 107 mg/kg (Oborniki), 126 mg/kg (Czapury). Wartości fluoru w igłach sosny wahają się od 250 mg/kg do 310 mg/kg i są porównywalne z uzyskanymi przez Maňkovską i Steinnes - 310 mg/kg, a Świeboda [37] u tego samego gatunku podaje wartość 462 mg/kg dla terenów silnie skażonych. Analizując otrzymane wyniki pod kątem określenia udziału formy fluoru rozpuszczalnego w wodzie w stosunku do fluoru całkowitego (uwalnianego kwasami) nie stwierdzono żadnej korelacji. Zawartość tego pierwszego waha się w granicach 20÷60% [11]. Wpływają na to nie tylko indywidualne cechy roślin, ale także w dużym stopniu warunki meteorologiczne.

Fluorine is widespread in nature and in the form of fluorides occurs in all elements of the natural environment: water, soil, air and living organisms. In all these elements fluorine can occur in a wide range of concentrations. The question of environmental pollution with fluorine appeared relatively recently as a result of the industrial development. The disturbance of ecological equilibrium by excessive amounts of fluorine poses threats to the functioning of living organisms. In the natural conditions plants contain insignificant amounts of fluorine taken from the soil, where fluorine is usually present as species non-available for them. In special conditions or under soil pollution, it can be taken in by plants in excessive amounts. The most characteristic symptom of fluorine poisoning of plants are necroses appearing when the concentration of this element exceeds a certain critical point, characteristic of a plant species. The process of necrosis begins at the leaf margin and develops towards its base. The leaves undergo discoloration, whose actual shade depends on the plant species. Accumulation of fluorine is also a function of its concentration in the air, time of exposure and a number of environmental factors and plant characteristics. The study was performed for plants of different sensitivity to fluorine compounds, growing on non-polluted areas or in direct vicinity of fluorine emission sources. The isolation of fluorine from biological material was performed by the distillation method according to Hall, preceded by dry mineralisation. After the isolation, fluorides were determined by the potentiometric method with an ion-selective electrode. Two fractions of fluorine were determined: the water-soluble one and the acid-released one. For the samples coming from the Wielkopolski National Park area, assumed as non-polluted the results of the fluorine determinations were: the fluorine released by acids determined in leaves of beech tree was 1.95 mg/kg, oak tree - up to 8.05 mg/kg and in needles of the coniferous trees it varied from 2.5 mg/kg to 10.8 mg/kg, the water-soluble fluorine determined in leaves of deciduous trees varied from 0.85 mg/kg (beech, oak) to 2.23 mg/kg (oak); and in coniferous trees from 1.12 mg/kg to 2.93 mg/kg. The values obtained for the samples collected from all sites chosen are within the limits of the natural fluorine concentrations. Fluorine was also determined in samples from the areas subjected to anthropopressure. In the samples collected from the city of Poznan, the natural level of fluorine concentration was exceeded only at two sites, while the level of fluorine in the samples from Oborniki, Czapury and Lubon indicated considerable pollution of the areas with this element. The fraction of the water-soluble fluorine made from 10.8 to 53.9% of that released by acids.