The mobility of arsenic and its species in selected herbs

The aim of the study was verification of the response of chamomile (Matricaria recutita (L.) Rauschert), peppermint (Mentha x piperita) lemon balm (Melissa officinalis L.), and sage (Salvia officinalis L.) on the elevated contents of inorganic As species in soils. The ability of herbs to accumulate arsenic was tested in pot experiment in which soils were contaminated by As(III) and As(V). The As(III), As(V), AB (arsenobetaine), MMA (monomethylarsonic acid) and DMA (dimethylarsinic acid) ions were successfully separated in the Hamilton PRP-X100 column with high performance-liquid chromatography-inductively coupled plasma-mass spectrometry (HPLC-ICP-MS) techniques. The study examined total arsenic contents in soil and plants, as well as the mobility of the arsenic species from the soil into the studied plants. Peppermint demonstrated the highest arsenic concentration and phytoaccumulation among studied plants. The sequential chemical extraction showed that arsenic in the contaminated soil was mainly related to the oxide and organic-sulfi de fractions. The results showed that the oxidized arsenic form had a greater ability to accumulate in herbs and was more readily absorbed from the substrate by plants. Research has shown that soil contaminated with As(III) or As(V) has different effects on the arsenic content in plants. The plant responses to strong environmental pollution varied and depended on their type and the arsenic species with which the soil was contaminated. In most cases it resulted in the appearance of the organic arsenic derivatives.

Celem badań było sprawdzenie tolerancji rumianku (Matricaria recutita (L.) Rauschert), mięty pieprzowej (Mentha x piperita), melisy lekarskiej (Melissa officinalis L.) i szałwii (Salvia officinalis L.) na zwiększoną zawartość nieorganicznych form jonowych arsenu w glebie. Zdolność ziół do akumulacji arsenu została przetestowana w doświadczeniu wazonowym, w którym gleby były zanieczyszczone przez As(III) lub As(V). Formy specjacyjne arsenu: As(III), As(V), AB (arsenobetaina), MMA (kwas monometylowy) i DMA (kwas dimetylowy) rozdzielono na kolumnie Hamilton PRP-X100 za pomocą wysokosprawnej chromatografi i cieczowej połączonej ze spektrometrią mas z plazmą wzbudzoną indukcyjnie (HPLC-ICP-MS). W pracy zbadano zawartość arsenu w glebie i ziołach, a także mobilność form arsenu z gleby do badanych roślin zielnych. Mięta charakteryzowała się największym stopniem fitoakumulacji i stężenia arsenu wśród badanych roślin. Sekwencyjna ekstrakcja chemiczna wykazała, że arsen w zanieczyszczonej glebie był głównie związany z frakcjami tlenkowymi i siarczkowo-organicznymi. Wyniki pokazały również, że utleniona forma arsenu miała większą zdolność do akumulacji w ziołach i była łatwiej absorbowana z podłoża przez badane rośliny. Badania wykazały, że odpowiedź roślin na stres arsenowy była charakterystyczna dla danego gatunku i zróżnicowana w zależności od formy arsenu, którym zanieczyszczono glebę. W większości przypadków skutkowało to pojawieniem się organicznych pochodnych arsenu.