Miasta stanowią doskonałe źródło pożywienia dla pszczół, oferując różnorodny nektar i pyłek przez długi okres kwitnienia. Zwykle są bardziej zróżnicowane ekologicznie niż otaczające je środowiska wiejskie (Fox i in., 2022). Ten różnorodny nektar jest głównym surowcem do stworzenia miodu miejskiego o niezwykłych walorach smakowych. Produkty pszczele powstałe w mieście są wolne od pestycydów, ale czy są wolne od innych zanieczyszczeń?
Do jednych z najbardziej szkodliwych zanieczyszczeń, które trafiają do produktów pszczelich, należą metale ciężkie. Zaliczamy do nich mi.in. kadm i ołów. Dokumentami, które określają maksymalne dopuszczalne limity zawartości metali ciężkich w produktach spożywczych, są: ROZPORZĄDZENIE KOMISJI (UE) 2021/1317 z dnia 9 sierpnia 2021 r. zmieniające rozporządzenie (WE) nr 1881/2006 w odniesieniu do najwyższych dopuszczalnych poziomów ołowiu w niektórych środkach spożywczych oraz Rozporządzenie Komisji (UE) 2021/1323 z dnia 10 sierpnia 2021 r. zmieniające rozporządzenie (WE) nr 1881/2006 w odniesieniu do najwyższych dopuszczalnych poziomów kadmu w niektórych środkach spożywczych (tutaj dane zostały przyjęte dla czekolady mlecznej, ponieważ rozporządzenie nie określa bezpiecznej ilości kadmu zawartej w miodzie). Komisja europejska zgodnie uważa, że bezpiecznym limitem jest 0,10 mg na kg świeżej masy (zarówna dla Pb — dane dla miodu i Cd — dane dla czekolady).
Pszczoły zbierają nektar z kwiatów, piją wodę z kałuży, a ich owłosione ciała zbierają cząstki aerozolu. Według różnych szacunków Pszczoły miodne zbierają nektar z powierzchni ok. 10 kilometrów kwadratowych. Zakładając, że każda uliczka w ulu zawiera co najmniej 1000 robotnic pszczelich oraz że każda z nich zbiera nektar z 1000 kwiatów dziennie, wyprodukowany miód można uznać za wynik co najmniej 1 000 000 interakcji. Konsekwencją tego faktu jest to, że miód prezentuje prawdopodobnie najlepiej skomponowaną próbkę i najbardziej reprezentatywne wartości dla średnich stężeń pierwiastków bio-dostępnych w danym środowisku (Barišić i in., 1999). Z tego powodu naturalne okazało się wykorzystywanie Pszczół miodnych do określania stanu środowiska naturalnego (Rashed i in., 2009). W teorii wygląda to obiecująco, ale czy napewno stan środowiska naturalnego przekłada się na jakość miodu?

Antropogeniczne i naturalne pochodzenie zanieczyszczeń

Metale obecne w środowisku naturalnym mogą pochodzić zarówno ze źródeł naturalnych, jak i antropogenicznych. Do naturalnych źródeł metali zalicza się wietrzenie skał, wybuchy wulkanów oraz procesy związane z powstawaniem gleby. Antropogeniczne źródła metali to zrzuty ścieków komunalnych i przemysłowych, przemysł górniczy i hutniczy (Bojakowska 1995), transport drogowy (Kaniuczak i in., 2003), rolnictwo oraz pyły z ulic miast (Niedźwiedzki et al. 2000). Źródła związane z działalnością człowieka są główną przyczyną zanieczyszczenia i obecności metali w środowisku.

Transfer zanieczyszczeń

Wyniki badań przedstawione przez wielu badaczy (np. Rashed i in., 2009; Przybyłowski i Wilczyńska, 2001; Skorbiłowicz i in., 2018) pokazują, że miód pochodzący z terenów zanieczyszczonych zawiera znacznie więcej metali ciężkich, niż miód z terenów wolnych od zanieczyszczeń. Badania przeprowadzone przez Barišić’a i in. (1999) wykazały, że akumulacja metali ciężkich w glebie w dużej mierze zależy od jej rodzaju. Badania Barišić’a i in. (1999) wykazały również różnicę w dynamice pobierania nieorganicznych związków chemicznych z gleb do nektaru kwiatów w stosunku do pobierania ich do łyka drzew iglastych jodły i świerka; powyższe badania potwierdzają wyniki analiz miodów pomorskich przeprowadzonych przez Przybyłowskiego i Wilczyńską (2001), którzy stwierdzili podwyższoną zawartość metali ciężkich w miodzie spadziowym, w stosunku do miodów nektarowych.
Leita i in. (1996) stwierdzili liniową zależność pomiędzy ilością Cd w miodzie a ilością stwierdzoną w innych markerach biologicznych, np. kwiatach Koniczyny łąkowej (Trifolium pratense). Powyższe porównania uwidaczniają wysoką złożoność zależności, które występują w czasie transferu zanieczyszczeń do miodu. Warte podkreślenia jest to, że stopień nasycenia metali ciężkich na drodze grunt — roślina — miód spada. Zdolność roślin do pobierania pierwiastków zależy od wielu czynników: gatunku rośliny, procesów sorpcji i desorpcji w glebie, składu mineralnego gleby, wilgotności i intensywności opadów atmosferycznych, wielkości ziaren i powierzchni właściwej, pH, zawartości materii organicznej oraz zawartości konkurencyjnych kationów. Z kolei zawartość metali ciężkich w kwiatach jest znacznie większa niż zawartość metali ciężkich w miodzie (Rashed i in., 2009). Przyczyną tego zjawiska jest wielokrotne oczyszczanie nektaru przez pszczołę w wolu miodowym w trakcie jego przerabiania na miód, a widocznym skutkiem tego procesu jest koncentracja metali ciężkich w ciele pszczoły (Roman, 2003). Dodatkowym czynnikiem wpływającym na zawartość metali w miodzie jest sezonowość. Skorbiłowicz i in. (2018) wykonali analizy zawartości metali ciężkich w próbkach pszczół i wykazali sezonową zależność między koncentracją metali ciężkich a aktywnością pszczół.

Badania zawartości metali ciężkich w miodzie

Najczęściej wykorzystywaną metodą do określenia zawartości metali ciężkich w miodzie jest absorpcyjna spektrometria atomowa (ASA). Absorpcyjna spektrometria atomowa (ASA) to metoda analizy chemicznej, która wykorzystuje zjawisko pochłaniania promieniowania elektromagnetycznego przez atomy. Próbka jest naświetlana światłem o określonej długości fali, a następnie mierzona jest ilość światła pochłoniętego przez próbkę. Dzięki temu można określić, jakie pierwiastki i w jakiej ilości występują w badanej próbce. ASA jest bardzo czułą i selektywną metodą, którą często stosuje się do analizy składu metali i innych pierwiastków w różnych rodzajach próbek, takich jak woda, gleby, żywność czy leki.

Pszczoły — klucz do redukcji zanieczyszczeń 

Wyniki badań zespołu z Uniwersytetu Przyrodniczego w Lublinie (Borsuk i in., 2021) jednoznacznie potwierdzają, że pszczoły mają zdolność do skutecznego oczyszczania nektaru z zanieczyszczeń, zwłaszcza metali ciężkich. Do usuwania niepożądanych substancji dochodzi w trakcie przetwarzania nektaru w miód. Mimo że w trakcie tego procesu traci on około 80% wody — co powoduje czterokrotne zagęszczenie, to zawartość metali ciężkich w miodzie jest znacznie niższa niż w nektarze. Wyniki badań miodów miejskich z Poznania i Lublina wykazały, że zawartość Cd w miodzie była odpowiednio o 75% i 88% niższa niż w odpowiadającym nektarze.

Zawartość kadmu w glebie, roślinach, pszczołach i produktach pszczelich z Lublina i Poznania. Małe litery (a-c) wskazują na różnice między glebą, roślinami, pszczołami i produktami (p <0,05; test Kruskala-Wallisa). Słupki błędów reprezentują odchylenie standardowe danych (Borsuk i in., 2021)

Proces usuwania Pb przebiegał mniej efektywnie, a jego ilość w miodzie pozostała taka sama jak w nektarze. Należy jednak wziąć pod uwagę, że miód jest czterokrotnie zagęszczony w stosunku do nektaru.

Zawartość ołowiu w glebie, roślinach, pszczołach i produktach pszczelich z Lublina i Poznania). Małe litery (a-c) wskazują na różnice między glebą, roślinami, pszczołami i produktami (p <0,05; test Kruskala-Wallisa). Słupki błędów reprezentują odchylenie standardowe danych (Borsuk in in., 2021)

Gdzie trafiają zanieczyszczenia?

Pszczoły wykorzystują różne biopierwiastki, które są kluczowe dla prawidłowego rozwoju ich organizmów. Wśród metali, ważną rolę odgrywa Fe, które pomaga im odczytywać pole magnetyczne Ziemi — co jest niezwykle istotne w nawigacji. Nadmiar zbędnych pierwiastków usuwany jest wraz z kałem, natomiast część z nich jest trwale magazynowana w ciele tłuszczowym. Zanieczyszczenia odfiltrowane z nektaru akumulują się także we wszystkich częściach ciała pszczół: w głowie, tułowiu i odwłoku. Cząstki, które przedostają się tam w postaci biokompleksów, są transportowane z przewodu pokarmowego. Według Dżugana i in. (2018) pszczoły to biofiltr zapobiegający przenikaniu pierwiastków do produktów pszczelich, a zwłaszcza do miodu.

Badania miodów warszawskich

Badania przeprowadzone na miodach miejskich w Warszawie potwierdziły, że zawartość kadmu i ołowiu w tych produktach jest bardzo niska. Średnia wartość dla ołowiu wynosiła 0,005 mg/kg, a dla kadmu wynik wynosił poniżej 0,02. Najwięcej ołowiu wykryto w miodach z dodatkiem spadzi — średnio 0,013 mg/kg.

Wyniki badań zawartości ołowiu w miodach warszawskich. Badania wykonane przez PiWet na zlecenie Pszczelarium.

Te wyniki są zgodne z założeniami naukowców z Uniwersytetu Przyrodniczego w Lublinie (Borsuk i in., 2021), którzy stwierdzili, że pszczoły potrafią skutecznie usuwać metale ciężkie z nektaru w trakcie produkcji miodu. Przechodząc do konkluzji, miody (a w tym również miody miejskie) są wolne od metali ciężkich, a wszystko to jest zasługą pszczół, które znakomicie oczyszczają miód ze szkodliwych substancji, mogących stanowić zagrożenie dla kolejnych pokoleń robotnic i trutni.

Wyniki badań zawartości kadmu i ołowiu w warszawskich miodach miejskich. Badania wykonane przez Narodowy Instytut Zdrowia Publicznego - Państwowy Zakład Higieny na zlecenie Pszczelarium.

Literatura:
Barišić, D., Vertačnik, A., Bromenshenk, J. J., Kezić, N., Lulić, S., Hus, M., ... & Seletković, Z. (1999). Radionuclides and selected elements in soil and honey from Gorski Kotar, Croatia. Apidologie, 30(4), 277-287.
Borsuk, G., Sulborska, A., Stawiarz, E., Olszewski, K., Wiącek, D., Ramzi, N., ... & Jędryczka, M. (2021). Capacity of honeybees to remove heavy metals from nectar and excrete the contaminants from their bodies. Apidologie, 1-14.
Bojakowska, I. (1995). Wpływ odprowadzania ścieków na akumulację metali ciężkich w osadach wybranych rzek Polski. PIG.
Dżugan, M., Wesołowska, M., Zaguła, G., Kaczmarski, M., Czernicka, M., & Puchalski, C. (2018). Honeybees (Apis mellifera) as a biological barrier for contamination of honey by environmental toxic metals. Environmental monitoring and assessment, 190, 1-9.
Fox, G., Vellaniparambil, L. R., Ros, L., Sammy, J., Preziosi, R. F., & Rowntree, J. K. (2022). Complex urban environments provide Apis mellifera with a richer plant forage than suburban and more rural landscapes. Ecology and Evolution, 12(11), e9490.
Kaniuczak, J., Traba, C., & Godzisz, J. (2003). Zawartość ołowiu i kadmu w glebach i roślinach przy wybranych szlakach komunikacyjnych regionu zamojskiego. Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych, 493(1).
Leita, L., Muhlbachova, G., Cesco, S., Barbattini, R., & Mondini, C. (1996). Investigation of the use of honey bees and honey bee products to assess heavy metals contamination. Environmental Monitoring and assessment, 43, 1-9.
Niedźwiecki, E., Protasowicki, M., Kujawa, D., & Niedźwiecka, D. (2000). Zawartość kadmu i ołowiu w pyle opadowym w obrębie aglomeracji szczecińskiej. Kadm w środowisku–problemy ekologiczne i metodyczne, Zesz. Nauk. Kom., Człowiek i środowisko”, PAN, 26, 201-207.
Przybyłowski, P., & Wilczyńska, A. (2001). Honey as an environmental marker. Food chemistry, 74(3), 289-291.
Rashed, M. N., El-Haty, M. T. A., & Mohamed, S. M. (2009). Bee honey as environmental indicator for pollution with heavy metals. Toxicological and Environ Chemistry, 91(3), 389-403.
Roman, A. (2003). Wpływ stanu toksykologicznego miodu na poziom kumulacji wybranych pierwiastków śladowych w organizmie pszczoły miodnej _Apis mellifera L_.. Acta agrophysica, 1(2 [87]), 295-300.
Skorbiłowicz, E., Skorbiłowicz, M., & Cieśluk, I. (2018). Bees as bioindicators of environmental pollution with metals in an urban area. Journal of Ecological Engineering, 19(3), 229-234.