Heavy metal contents of some macro fungus species in on Kocaeli region

Abstract

Çalışmanın amacı Kocaeli yöresi ormanlarında yaygın olarak bulunan bazı makro mantar türlerinde ve topraklarında ağır metal birikiminin belirlenmesidir. Farklı noktalarda 2015–2016 yılları arasında toplam 552 adet makro mantar örneği toplanmıştır. Mantar örneklerinin alındığı noktalardan üst toprak örnekleri de alınmıştır. Yenen, yenmeyen, zehirli, saprofit ve parazit olarak sınıflandırılan makro mantarlarda ve toprak örneklerinde ağır metallerden kurşun (Pb), kadmiyum (Cd), çinko (Zn), bakır (Cu), demir (Fe) ve mangan (Mn) miktarları belirlenmiştir. Ayrıca toprak örneklerinde toprak asitliği (pH), elektrik iletkenliği (EC), kireç, kum, kil ve toz oranları (toprak türleri), toplam karbon (C) ve azot (N) analizleri yapılmıştır. Ascomycota’dan 9 ve Basidiomycota’dan 128 olmak üzere, toplam 137 tür tespit edilmiştir. Mantar türlerinin ortalama Pb, Cd, Zn, Cu, Mn ve Fe içerikleri sırasıyla 0,795 mg/kg, 0,263 mg/kg, 10,90 mg/kg, 1,469 mg/kg, 31,38 mg/kg ve 138,5 mg/kg olarak bulunmuştur. Mantar türleri içerdikleri ağır metal içeriği bakımından kümeleme analizi sonucunda dört gruba ayrılmıştır. Birinci grup tüm elementler bakımından benzerlik gösterirken, İkinci grup Pb ve Cu içeriği, üçüncü grup Cd, Mn ve Fe içeriği ve dördüncü grup Zn içeriği bakımından ayrılmıştır. Toprak özellikleri bakımından mantar türleri altı grupta toplanmıştır. Mantar türlerinin biyokonsantrasyon birikim katsayısına (BCF) göre Pb, Cd, Zn, Cu, Mn ve Fe içerikleri sırasıyla ortalama 0,209, 0,197, 2,625, 0,719, 0,43 ve 0,204 olarak tespit edilmiştir. Mantarlardaki ağır metal içerikleri ile topraktaki ağır metal içerikleri arasında doğrusal ilişkiler belirlenmiştir. Sonuç olarak, mantarlardaki ağır metallerin bulunuş miktarları çok geniş bir aralıkta yer almaktadır. Ayrıca ortalama biyobirikim katsayısı bakımından Cd değerinin mantar türlerinde yüksek olduğu ve bu bakımdan bölgedeki ormanların kirlilik seviyelerinin izlenmesi önem kazanmaktadır.

Keywords

• Carbon
• nitrogen
• bioaccumulation coefficient (BCF)
• contaminant elements

Project Number

İZT-390 (3827)/ 2014-2017-2019

Kocaeli yöresi ormanlarında bazı makro mantar türlerinin ağır metal içerikleri

Abstract

Çalışmanın amacı Kocaeli yöresi ormanlarında yaygın olarak bulunan bazı makro mantar türlerinde ve topraklarında ağır metal birikiminin belirlenmesidir. Farklı noktalarda 2015–2016 yılları arasında toplam 552 adet makro mantar örneği toplanmıştır. Mantar örneklerinin alındığı noktalardan üst toprak örnekleri de alınmıştır. Yenen, yenmeyen, zehirli, saprofit ve parazit olarak sınıflandırılan makro mantarlarda ve toprak örneklerinde ağır metallerden kurşun (Pb), kadmiyum (Cd), çinko (Zn), bakır (Cu), demir (Fe) ve mangan (Mn) miktarları belirlenmiştir. Ayrıca toprak örneklerinde toprak asitliği (pH), elektrik iletkenliği (EC), kireç, kum, kil ve toz oranları (toprak türleri), toplam karbon (C) ve azot (N) analizleri yapılmıştır. Ascomycota’dan 9 ve Basidiomycota’dan 128 olmak üzere, toplam 137 tür tespit edilmiştir. Mantar türlerinin ortalama Pb, Cd, Zn, Cu, Mn ve Fe içerikleri sırasıyla 0,795 mg/kg, 0,263 mg/kg, 10,90 mg/kg, 1,469 mg/kg, 31,38 mg/kg ve 138,5 mg/kg olarak bulunmuştur. Mantar türleri içerdikleri ağır metal içeriği bakımından kümeleme analizi sonucunda dört gruba ayrılmıştır. Birinci grup tüm elementler bakımından benzerlik gösterirken, İkinci grup Pb ve Cu içeriği, üçüncü grup Cd, Mn ve Fe içeriği ve dördüncü grup Zn içeriği bakımından ayrılmıştır. Toprak özellikleri bakımından mantar türleri altı grupta toplanmıştır. Mantar türlerinin biyokonsantrasyon birikim katsayısına (BCF) göre Pb, Cd, Zn, Cu, Mn ve Fe içerikleri sırasıyla ortalama 0,209, 0,197, 2,625, 0,719, 0,43 ve 0,204 olarak tespit edilmiştir. Mantarlardaki ağır metal içerikleri ile topraktaki ağır metal içerikleri arasında doğrusal ilişkiler belirlenmiştir. Sonuç olarak, mantarlardaki ağır metallerin bulunuş miktarları çok geniş bir aralıkta yer almaktadır. Ayrıca ortalama biyobirikim katsayısı bakımından Cd değerinin mantar türlerinde yüksek olduğu ve bu bakımdan bölgedeki ormanların kirlilik seviyelerinin izlenmesi önem kazanmaktadır.

Keywords

• Karbon
• azot
• biyokonsantrasyon birikim katsayısı (BCF)
• kirletici elementler

Supporting Institution

Orman Genel Müdürlüğü

Project Number

İZT-390 (3827)/ 2014-2017-2019

Ethical Statement

Bu çalışma Orman Genel Müdürlüğü, Kavak ve Hızlı Gelişen Orman Ağaçları Araştırma Enstitüsü Müdürlüğü tarafından desteklenmiştir.

References

1. Algan, G., 2002. Konya Yöresi Sütlerinde Bazı Ağır Metallerin İncelenmesi, Yüksek Lisans Tezi, Selçuk Üniversitesi, Sağlık Bilimleri Enstitüsü, Konya.
2. Alonso, J., Garcia, M., A., Perez-Lopez, M., Melgar, M., J., 2004. Macrofungi as Potential Bioremediation Agent in Compost Material Contaminated with Heavy Metals, Revista de Toxicologia 21, 11-15.
3. Altıntığ, E., Hişir, M. E., Altundağ, H. 2017. Determination of Cr, Cu, Fe, Ni, Pb and Zn by ICP-OES in mushroom samples from Sakarya, Turkey. Sakarya University Journal of Science, 21(3), 496-504.
4. Anonim, 2004 “IPCS, Chemical Safety and The Comission of The European Comities, CEC.
5. Baytop, T., 1984. Türkiye’de Bitkiler ile Tedavi, Istanbul Üniversitesi Yayınları No: 3255, İstanbul.
6. Borovička, J., Řanda, Z. 2007. Distribution of iron, cobalt, zinc and selenium in macrofungi. Mycological Progress 6 (4), 249-259.
7. Borovička, J., Řanda, Z., Jelínek, E., Kotrba, P., Dunn, C.E., 2007. Hyperaccumulation of silver by Amanita strobiliformis and related species of the section Lepidella. Mycological Research 111, 1339-1344.
8. Breitenbach, J. and Kränzlin, F., 1991. “Fungi of Switzerland” Volume 3, (First part), Boletes and Agarics, Strobilomycetaceae and Boletaceae, Paxillaceae, Gomphidiaceae, Hygrophoraceae, Tricholomataceae, Polyporaceae, ISBN 3-85604-230-X, Mycological Society of Lucerne, Verlag Mykologia, 361 pages, Luzern, Switzerland.

9. Breitenbach, J. and Kränzlin, F., 1986. “Fungi of Switzerland” Volume 2, Non Gilled Fungi, Heterobasidiomycetes, Aphyllopholares, Gastromycetes, ISBN 3-85604-220-2, Mycological Society of Lucerne, Verlag Mykologia, 412 pages, Luzern, Switzerland.
10. Breitenbach, J. and Kränzlin, F., 1995. “Fungi of Switzerland” Volume 4, (Second part), Agarics, Entolomataceae, Pluteacae, Amanitaceae, Agaricaceae, Coprinaceae, Bolbitiaceae, Strophariaceae, ISBN 3-85604-240-7, Mycological Society of Lucerne, Verlag Mykologia, 369 pages, Luzern, Switzerland.
11. Breitenbach, J. and Kränzlin, F., 2000. “Fungi of Switzerland” Volume 5, (3rd part), Agarics, Cortinariaceae, ISBN 3-85604-250-4, Mycological Society of Lucerne, Verlag Mykologia, 369 pages, Luzern, Switzerland.
12. Breitenbach, J., and Kränzlin, F., 1984. “Fungi of Switzerland” Volume 1, Ascomycetes, ISBN 3-85604-210-5, Mycological Society of Lucerne, Verlag Mykologia, 390 pages, Luzern, Switzerland.
13. Broadbent, D., 1966. Antibiotics Produced by Fungi, The Botanical Review, 32(3), 219-242.
14. Campos, J. A., Tejera, N. A., Sanchez, C. J., 2009. Substrate Role in the Accumulation of Heavy Metals in Sporocorps of Wild Fungi. Biometals, 22, 835-841.
15. Campos, J.A., Tereja, N.A., 2011. Elements bioaccumulation in Sporocarps of fungi collected from quartzite acidic soils. Biological Trace Element Research, 143, 540–554.
16. Çayır, A., Coşkun, M., Coşkun, M., 2010. The heavy metal content of wild edible mushroom samples collected in Canakkale Province, Turkey. Biological Trace Element Research, 134, 212-219.
17. Cetto., B., 1983. “I Funghi Dal Vero” Vol:1, Saturnia, ISBN 88-85013-01-5, 690 pag. Trento.
18. Chang, S.T., 1999. Global impact of edible and medicinal mushrooms on human welfare in the 21 century, non-green revolution. International Journal of Medicinal Mushrooms, 1, 1-7.
19. Conchran, K.W., 1978. Medicinal Effects, in: The Biology and Cultivition of Edible Musrooms (Ed. Chung, S.T. and Hayes, W.A.)” Academic Press, New York.
20. Demirbas, A., 2001a. Heavy metal bioaccumulation by mushrooms from artificially fortified soils. Food Chemistry, 74, 293–301.
21. Demirbas, A., 2001b. Concentration of 21 metals in 18 species of mushroom growing in the East Black Sea Region. Food Chemistry, 75(4), 453-457.
22. Dennıs, R.W.G., 1968. “British Ascomycetes” 3301 Lehre Verlag von J. Cramer, 455 p.
23. Dołhańczuk-Śródka, A., Ziembik, Z., Wacławek, M., Hyšplerová, L., 2011. Transfer of cesium-137 from forest soil to moss Pleurozium schreberi. The Journal of Society of Ecological Chemistry and Engineering, 18(4), 509-516.
24. Durkan, N., 2006. Yukarı Büyük Menderes Nehri Havzasındaki Makrofunguslarda Ağır Metal İçeriklerinin Araştırılması, Doktora Tezi, Süleyman Demirel Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Isparta.
25. Espanshade, M.A. Ve Griffith, E.W., 1966. Tumor-inhibiting Basidiomycetes Isolation and Cultivition in The Laboratory, Mycologia, 58, 511–517.
26. Falandysz, J., Gucia, M., Mazur, A., 2007. Content and biconcentration factors of mercury by Parasol Mushrooms Macrolepiota procera. Journal of Environmental Science and Health B, 42, 735–740.
27. Falandysz, J., Gucia, M., Mazur, A., 2007. Content and biconcentration factors of mercury by Parasol Mushrooms Macrolepiota procera. Journal of Environmental Science and Health B, 42, 735-740.
28. Gerhardt, E., 2006. “Pilze” BLV Handbuch, ISBN-10: 3-8354-0053-3, ISBN-13: 978-3-8354-0053-5, 639 P., Germany. Gılbertson, R., L., 1974. “Fungi That Decay Ponderosa Pine, Univercity of Arizona Pres: Tuscon, AZ, 197 p.
29. Hassen, H.P. and Schadler, M., 1982. Pilze als Volksheilmittel in Chinensischen Medizin” Deutschen Apotheker Zeitung, 122(37), 1844-1848.
30. Hişir, M., 2016. Bazı Yenilebilir Mantarların Eser Metal İçeriğinin Değerlendirimesi, Yüksek Lisans Tezi, Sakarya Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Sakarya.
31. Huang, X., Hu, J., Qin, F., Quan, W., Cao, R., Fan, M., Wu, X., 2017. Heavy metal pollution and ecological assessment around the Jinsha Coal-Fired Power Plant (China). International Journal of Environmental Research and Public Health, 14, 1589-1600.
32. Isıldak, O., Turkekul, I., Elmastas, M., Aboul-Enein, H.Y., 2007. Bioaccumulation of heavy metals in some wild-grown edible mushrooms, Analytical Letters, 40, 1099- 1116.
33. Isıldak, O., Turkekul, I., Elmastas, M., Tuzen, M., 2004a. Analysis of heavy metals in some wild-grown edible mushrooms from the Middle Black Sea region, Turkey”, Food Chemistry, 86, 547- 552.
34. Isildak, O., Turkekul, I., Elmastas, M., Elmastas, M., 2004b. Analysis of heavy metals in some wild grown edible mushrooms from the middle black sea region, Turkey. Food Chemistry, 86, 547–552.
35. İPCS/Features/Cadmium, 2019 “[Online] http://www.who.fao .intipcs/features/cadmium.pdf?ua=1 [Erişim Tarihi: 22.07.2019].
36. Jordan, M., 1995. “The Encyclopedia of Fungi of Britain and Europa” David & Charles, ISBN 0 7153 0129 2, 384 pages, United Kingdom.
37. Kaçar, B., 1972. “Bitki ve Toprağın Kimyasal Analizleri” Ankara Üniversitesi Basımevi, Ankara.
38. Kalac, P., Svoboda, L., 2000 “A Review of Trace Element Concentrations in Edible Musrooms, Food Chemistry, No: 69, pp: 273-281.
39. Kalač, P., 2001. A review of edible mushroom radioactivity. Food Chemistry, 75, 29–35.
40. Kalač, P., 2010. Trace element contents in European species of wild growing edible mushrooms: A review for the period 2000–2009. Food Chemistry, 122, 2–15.
41. Kalac, P., Svoboda, L., Havlickova, B., 2004. Content of cadmium and mercury in edible mushroom, Journal of Applied Biomedicine, 2, 15-20.
42. Karakaya, A., Tuğrul, D., Özbay, S., Demirsu, N., Makineci, E., Akburak, S., Eşen, D., Yılmaz, S., Ekşi, A., Selek, F., Zengin, M. 2019. Kocaeli yöresinde bulunan bazı makromantarların ağır metal düzeylerinin belirlenmesi (Pb, Cd, Zn, Cu, Fe, Mn), Orman Genel Müdürlüğü, Kavak ve Hızlı Gelişen Orman Ağaçları Araştırma Enstitüsü Müdürlüğü, Kocaeli, Sonuç Raporu, Proje No: İZT-390 (3827)/ 2014-2017-2019.
43. Karaöz, M., Ö., 1989. Toprakların Bazı Kimyasal Özelliklerinin (ph, Karbonat, Tuzluluk, Organik Madde, Total Azot, Yararlınabilir Fosfor) Analiz Yöntemleri, İstanbul Üniversitesi Orman Fakültesi Dergisi, Seri: B, Cilt: 39, Sayı:3, 64-82, İstanbul.
44. Kartal A. A., 2004. Amberlite XAD 2000 Reçinesi ile Dolgulu Kolonda Eser Düzeydeki Demir ve Kromun Zenginleştirilmesi. PhD Thesis. Pamukkale Üniversitesi.
45. Kurşun, Demir ve Kromun Zenginleştirilmesi, Yüksek Lisans Tezi, Pamukkale Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Denizli.
46. Kirk, P.M., Cannon, P.F., David, J.C., Stalpers, J.A., 2008. Ainsworth & Brisby’s Dictionary of the Fungi. 10th edn. Wallingford: CAB International; ISBN: 9780851998268.
47. Kokkoris, V., Massas, I., Polemis, E., Koutrotsios, G., Zervakis, G. I., 2019. Accumulation of heavy metals by wild edible mushrooms with respect to soil substrates in the Athens metropolitan area (Greece). Science of The Total Environment, 685, 280-296.
48. Koroleva, Y., Vakhranyova, O., Okhrimenko, M., 2015. Accumulation of trace elements by wild mushrooms in West part of Russia (South-Eastern Baltic). Pollution Atmospherique. 226, 1-10.
49. Kränzlin, F., 2005. “Fungi of Switzerland” Volume 6, Russulaceae, Lactarius, Russula, ISBN 3-85604-260-1, Verlag Mykologia, 317 pages, Luzern, Switzerland.
50. Laessøe, T., und Del Conte, T., 2003. “Der Neu BLV Pilzatlas” ISBN 3-405-16269-6, BLV Veragsgellschaft mbH, 255 seit. München.
51. LafSözlük, 2009 “[Online] Laf Sözlük: Gebze 2009” https://www.lafsozluk.com/2009/04/gebze-nerededir-nereye-baglidir-gebze.html [Erişim Tarihi: 24.01.2019].
52. Manzi, P., Aguzzi, A., Pizzoferrato, L., 2001. Nutritional Valueof Mushrooms Widely Consumed in Italy, Food Chemistry, 73: 321-325.
53. Marchand, A., 1971. “Champignons Du Nord Et Du Midi” Tome 1; Les meilleurs et les principaux vénéux, ISBN 84-399 2121 7, 282 pages, Perpignan. France.
54. Marchand, A., 1973. “Champignons Du Nord Et Du Midi” Tome 2; Les meilleurs comestibles (fin), ISBN84-399-5721-1, 273 pages, Perpignan. France.
55. Marchand, A., 1974. “Champignons Du Nord Et Du Midi” Tome 3; Bolétales Et Aphyllophorales, ISBN 84-399-3605-2, 275 pages, Perpinan. France.
56. Marchand, A., 1976. “Champignons Du Nord Et Du Midi” Tome 4; Aphyllophorales (fin), Hydnaceae, Gasteromycetes, Ascomycetes, ISBN 84-399-4768-2,261 pages, Perpignan. France.
57. Marchand, A., 1977. “Champignons Du Nord Et Du Midi” Tome 5; Les Russules, ISBN 84-399-6870-1, 303 pages, Perpignan. France.
58. Marchand, A., 1980. “Champignons Du Nord Et Du Midi” Tome 6; Lactaires Et Pholiotes ,ISBN 84-499-0953-8, 291 pages, Perpignan France.
59. Marchand, A., 1982. “Champignons Du Nord Et Du Midi” Tome 7; Les Cortinaires, ISBN 2-903940-00-2, 275 pages, Perpignan France.
60. Marzuki, A., Ying, S.Y., 2017. Environmental monitoring and controlling system for mushroom farm with online interface. International Journal of Computer Science and Information Technology. 9(4),17-28.
61. Mendil, D., Uluözlü, OD., Tüzen, M., Hasdemir, E., Sarı, H., 2005. Trace metals levels in mushroom samples from Ordu, Turkey. Food Chemistry, 91, 463-467.
62. Meteoroloji Genel Müdürlüğü, 2019 “[Online] Meteoroloji Genel Müdürlüğü” https://www.mgm.gov.tr [Erişim Tarihi: 11.02.2019].
63. Nharingo, T., Ndumo, T., Moyo, M., 2015. Human health risks due to heavy metals through consumption of wild mushrooms from Macheke forest, Rail Block forest and Muganyi communal lands in Zimbabwe. Environmental Monitoring and Assessment, 187, 1-11.
64. Niemiec, M., Chowaniak, M., Paluch, Ł., 2017. Accumulation of chromium, aluminum, barium and arsenic in selected elements of a forest ecosystem in the Przedbabiogórskie Mountain Range in the Western Carpathians. Journal of Elementology. ,22(3), 1107-1116.
65. Pegler, D. N. and Young, T.W.K., 1971. “Basidiospore morphology in the Agaricales” Beih. Nova. Hedwigia 35, 1-210. Sesli, E., Tüzen, M., 1999. Levels of trace elements in fruting bodies of macrofungi growing in the East Black Sea region of Turkey. Food Chemistry, 65(4), 453-460.
66. Širić, I., Kasap, A., Kos, I., Markota, T., Tomić, D., Poljak, M., 2016. Heavy metal contents and bioaccumulation potential of some wild edible mushrooms. Šumarski List, 140(1-2), 29-37.
67. Soylak, M., Saraçoğlu, S., Tüzen, M., Mendil, D., 2005. Determination of trace metals in mushroom samples from Kayseri, Turkey. Food Chemistry, 92, 649–652.
68. Świsłowski, P., and Rajfur, M., 2018. Mushrooms as biomonitors of heavy metals contamination in forest areas. Ecological Chemistry and Engineering S, 25(4), 557-568.
69. Turkekul, I., Elmastas, M., Tüzen, M., Mendil, D., 2004. Determination of iron, copper, manganese, zinc, lead, and cadmium in mushroom samples from Tokat, Turkey. Food Chemistry, 84, 389–392.
70. Türkdoğan, K.M., Kilicel, F., Kara, K., Tuncer, I., Uygan, I., 2003. Heavy metals in soil, vegetables and fruits in the endemic upper gastrointestinal cancer region of Turkey. Environmental Toxicology and Pharmacology, 13, 175–179.
71. Tüzen, M., 2003. Determination of heavy metals in soil, mushroom and plant samples by atomic absorptions spectrometry. Microchemical Journal, 74, 289–297.
72. Tüzen, M., Ozdemir, M., Demirbas, A., 1998. Study of heavy metals in some cultivated and uncultivated mushrooms of Turkish origin. Food Chemistry, 63(2), 247-251.
73. Vetter, J., 2004. Arsenic content of some edible mushroom species. European Food Research and Technology, 219, 71–74.
74. Vetter, J. (2004). Arsenic content of some edible mushroom species. European Food Research and Technology, 219, 71–74.
75. Yağız, D., Konuk, M., Afyon, A., Kok, K.S., 2008. Minor element and heavy metal content of edible wild mushrooms native to Bolu, NorthWest Turkey. Fresenius Environmental Bulletin, 17, 249-252.
76. Yamaç, M., Yıldız, D., Sarıkürkçü, C., Celikkolu, M., Solak, M.H., 2007. Heavy metals in some edible mushrooms from the Central Anatolia, Turkey. Food Chemistry, 103, 263-267.
77. Yeşil, O.F., Yıldız, A., Yavuz, O., 2004. Level of heavy metals in some edible and poisonous macro fungi of Diyarbakır region in Turkey. Bulletin of Environmental Contamination and Toxicology, 73, 853-861.
78. Yıng, I., Xıaolan, M., Yıchen, Z. Ve Huaan, W., 1987. Icones of Medicinal Fungi from China” Koeltz Scientific Books, Koenigstein, Western Germany.
79. Zhang, Q., Ye, J., Chen, J., Xu, H., Wang, C., Zhao, M., 2014. Risk assessment of polychlorinated biphenyls and heavy metals in soils of an abandoned e-waste site in China. Environmental Pollution. 185, 258-265.