Anna Gał zka, Maria Król, Andrzej Perzy ski
Zakład Mikrobiologii Rolniczej,
Instytut Uprawy Nawo enia i Gleboznawstwa - Pa stwowy Instytut Badawczy w Puławach
Wst p
Aktywno biologiczna w strefie korzeniowej jest jednym z czynników wa-runkuj cych wzrost ro lin i ich odporno na zanieczyszczenie [CURL,TRUELOVE 1986;
ANDERSON i in. 1993; LE NIAK 2007]. Strefa obejmuj ca gleb otaczaj c korze , jego powierzchni i komórki kory, skolonizowane przez mikroorganizmy, nazywa si ryzosfer . Ryzosfera jest okre lana jako strefa intensywnej działalno ci mikrobiologicznej i prezentuje cisł zale no mi dzy ro lin , gleb i mikroorga-nizmami [CURL, TRUELOVE 1986]. Strefa ryzosferowa ro lin jest miejscem, gdzie jest znacznie wy sza ni w glebie obfito substratów pierwotnych dostarczanych przez wydzieliny korzeniowe składaj ce si z produktów fotosyntezy ro lin. Obserwuje si tu zwi kszone tempo bioremediacji organicznych zanieczyszcze w porównaniu z gleb nieryzosferow [ANDERSON i in. 1993; RUSSEL 2005]. Ponadto penetracja gleby przez system korzeniowy poprawia stosunki powietrzno-wodne a wydzieliny korzeniowe stanowi substancj od ywcz dla drobnoustrojów glebowych. W ryzosferze zmienia si równie pH i st enie substancji mineralnych. Uwalniane przez ro liny ryzodepozyty stanowi łatwo przyswajalne substraty, których obecno wzmaga kometaboliczne przekształcanie zanieczyszczenia przez mikroorganizmy zasiedlaj ce ryzosfer [ANDERSON i in. 1993].
Poprzez aktywno biologiczn gleby rozumiemy stopie nasilenia procesów yciowych organizmów glebowych, którego miar mo e by m.in.: stopie rozmno enia si w glebie drobnoustrojów, jak równie aktywno wyst puj cych w glebie enzymów, zwłaszcza dehydrogenaz i fosfataz [RUSSEL 2005]. O aktywno ci biologicznej gleby decyduj tak e: masa i jako zawartej w niej substancji organicznej, skład mineralny, struktura, odczyn, temperatura i stan uwilgotnienia oraz nat enie wiatła słonecznego, zachodz ce w glebie procesy utleniaj ce i redukcyjne, zabiegi agrotechniczne, a nawet zanieczyszczenia organiczne.
Celem pracy była ocena zmian aktywno ci biologicznej gleb sztucznie ska onych wielopier cieniowymi w glowodorami aromatycznymi oraz olejem nap dowym w ryzosferze kukurydzy.
Materiały i metody
Badano wpływ WWA i oleju nap dowego na zmian aktywno ci biologicznej w
ryzosferze kukurydzy gleb ska onych tymi zwi zkami. Materiał glebowy pobrano z poziomu orno-próchniczego (0-20 cm) gleb u ytkowanych rolniczo oddalonych od ródeł emisji WWA z ró nych rejonów Polski. Uwzgl dniono nast puj ce grupy granulometryczne gleb mineralnych:
· czarnoziem wytworzony z lessu, pył gliniasty (pyg), Kułakowice k. Hrubieszowa;
· r dzina wapienna, piasek gliniasty (pg), Mi mierz k. Kazimierza Dolnego;
· gleba płowa wytworzona z lessu, pył ilasty (pyi), Las Stocki.
Ro lin u yt w testach była kukurydza (Zea mays; odmiana Ko ski Z b). Do bada wybrano: antracen, fenantren i piren, które zastosowano w dawkach: 100, 500 oraz 1000 mg kg-1 s.m. gleby oraz olej nap dowy (Multi Motor Oil Jasol 12 SG/CE 5W/4 pochodz cy z Rafinerii Jasło S.A.) w dawce: 0,1%, 0,5%, 1% (v/w) w stosunku do s.m. gleby.
Do wiadczenia doniczkowe prowadzono w kontrolowanych warunkach w komorze klimatyzacyjnej, podczas 4-tygodniowego okresu wegetacji ro lin przy 16-godzinnym o wietleniu (nasilenie wiatła 240 E m-1s-1). Testy prowadzono w temperaturze 24 C w dzie oraz przez 8 godzin w nocy w temperaturze 18 C. W doniczkach umieszczano 500 g powietrznie suchej, przesianej gleby. W glowodory dodawano w formie roztworu rozpuszczone w dichlorometanie, uzyskuj c w glebie st enia 100, 500, 1000 mg kg-1 s.m. gleby. Dla ka dego poziomu ska enia kontrol stanowiły gleby bez WWA z dodatkiem dichlorometanu (dodawano tak ilo CH2Cl2, jaka była wprowadzana wraz z dawk WWA). Próbki pozostawiano na 48 godzin celem odparowania rozpuszczalnika. Nast pnie gleb dokładnie mieszano i uwilgotniano do 60% pełnej pojemno ci wodnej. Po nawil eniu gleby w doniczkach wysadzano podkiełkowane nasiona kukurydzy (4 ro liny na doniczk ). Po zako czeniu wegetacji ro lin w poszczególnych kombinacjach do wiadcze oznaczono: ogóln liczebno bakterii i promieniowców [WALLACE, LOCKHEAD 1950], grzybów [MARTIN 1950] oraz drobnoustrojów wykorzystuj cych WWA (antracen, fenantren, piren oraz olej nap dowy) jako jedyne ródło w gla i energii [JONES, EDINGTON 1968], a tak e aktywno ci enzymatyczne gleb (aktywno dehydrogenaz [CASIDE i in. 1964], fosfataz zasadowej i kwa nej [TABATABAI,BREMNER 1969]).
Dane przedstawiono w warto ciach wzgl dnych (wyra onych w % kontroli). W celu oszacowania istotnych ró nic pomi dzy rednimi zastosowano test t-Studenta, przyj to poziom ufno ci 0,95. Do statystycznej oceny wyników wykorzystano pakiet programów STATISTICA.PL (7), (Stat. Soft. Inc.).
Wyniki i dyskusja
Aktywno biologiczna, cecha wyró niaj ca gleb od innych tworów geolo-gicznych, jest sum , a ci lej wypadkow procesów chemicznych i biologicznych w niej zachodz cych [RUSSEL 2005]. Gleba i ro liny s nierozerwalnie zwi zane ze sob , a zwi zki zachodz ce mi dzy nimi charakteryzuj si wielostronno ci i wzajemno ci [ORTEGA-CALVO i in. 2003; LISTE,PRUTZ 2006]. W glebach ska onych WWA i ON znajduje si naturalnie wykształcona, liczna grupa drobnoustrojów zdolnych do rozkładu substancji organicznych. W przypadku u ytych gleb stwierdzono m.in. ogólne liczebno ci bakterii w granicach 1,3 104 jtk g-1 s.m. gleby dla drobnoustrojów degraduj cych olej nap dowy, 1,2 105 jtk g-1 s.m. (antracen), 1,1 104 jtk g-1 s.m.
(fenantren) i 6,6 103 jtk g-1 s.m. (piren). Potwierdza to słuszno przypuszcze , i w ska onej glebie zachodz liczne i intensywne procesy biologiczne powoduj ce samoistne, lecz powolne oczyszczanie gleby.
oraz promieniowców stwierdzono w glebach ska onych pirenem. Istotny wzrost ogólnej liczebno ci bakterii potwierdzono przy ska eniu gleb olejem nap dowym w dawce 1%
w stosunku do s.m. gleby. Ogólna liczebno grzybów była najwy sza przy dawce WWA 1000 mg kg-1 s.m. gleby
Ogóln liczebno drobnoustrojów zdolnych do wykorzystywania WWA i oleju nap dowego jako jedynego ródła w gla i energii w czarnoziemie, r dzinie wapiennej oraz glebie płowej przedstawiono na rys. 3. Ogólna liczebno drobnoustrojów degraduj cych WWA i olej nap dowy we wszystkich glebach zwi kszała si wraz ze wzrostem dawki ska enia do 500 mg kg-1 i spadała przy st eniu 1000 mg kg-1 s.m.
gleby. Najwy sze liczebno ci tych drobnoustrojów stwierdzono we wszystkich trzech glebach po ska eniu olejem nap dowym w dawce 1% w stosunku do s.m. gleby.
Stymulacj wzrostu liczebno ci drobnoustrojów degraduj cych antracen i fenantren stwierdzono w czarnoziemie i r dzinie wapiennej w przypadku ska enia gleb tymi zwi zkami w dawce 100 i 500 mg kg-1. Najni sz liczebno spo ród badanych drobnoustrojów stwierdzono w przypadku ogólnej liczebno ci drobnoustrojów degraduj cych piren przy ska eniu gleb WWA w st eniu 1000 mg kg-1 s.m. gleby.
W procesie bioremediacji bardzo wa ny jest odpowiedni dobór ro lin. Nie wszystkie bowiem ro liny toleruj tak wysokie st enie w glowodorów w glebie.
Z bada LISTE iPRUTZ [2006] wynika, i u ponad połowy spo ród 13 ro lin (traw, ziół, ro lin krzy owych i str czkowych) rosn cych na glebie ska onej substancjami ropopochodnymi i WWA stwierdzono spowolnienie ich kiełkowania oraz mniejszy plon. Tak wi c mo liwo stymuluj cego wpływu uprawy ro lin na degradacj zanieczyszcze organicznych w glebie wi zana jest przede wszystkim z intensyfikacj procesu, wynikaj c ze wzrostu liczebno ci drobnoustrojów w ryzosferze [ANDERSON i in. 1993; LE NIAK i KRÓL 2007; GAŁ ZKA 2008].
W pracy REILLEY’A i in. [1996] podkre lono, e wpływ ro lin na rozkład kse-nobiotyków w glebach jest najbardziej intensywny w momencie, gdy ro liny posiadaj dobrze wykształcony system korzeniowy, który przerastaj c odpowiednio du mas gleby „transportuje” mikroorganizmy na swojej powierzchni, a tym samym umo liwia im zwi kszony kontakt z zanieczyszczeniami. W niniejszej pracy uzyskano wysok liczebno drobnoustrojów degraduj cych WWA i ON tak e przy wzro cie ro lin o silnie rozbudowanym systemie korzeniowym, czyli w przypadku kukurydzy.
* warto ci istotnie statystycznie ( <0,05); values statistically significant ( <0.05)
Rys. 1. Ogólna liczebno bakterii, promieniowców i grzybów w glebach ska onych antracenem w ryzosferze kukurydzy
Fig. 1. Total number of bacteria, actinomycetes and fungi in soils polluted with anthracene in the rhizosphere of maize
* warto ci istotnie statystycznie ( <0,05); values statistically significant ( <0.05)
Rys. 2. Ogólna liczebno bakterii, promieniowców i grzybów w glebach ska onych WWA (1000 mg kg-1) i olejem nap dowym (1%) w ryzosferze kukurydzy
Fig. 2. Total number of bacteria, actinomycetes and fungi in soils polluted with PAH’s (1000 mg kg-1) and disel fuel (1%) in the rhizosphere of maize
1 WWA (100 mg kg-1), olej nap dowy (0,1% v/v); PAH’s (100 mg kg-1), disel fuel (0.1% v/v) 2 WWA (500 mg kg-1), olej nap dowy (0,5% v/v); PAH’s (500 mg kg-1), disel fuel (0.5% v/v) 3 WWA (1000 mg kg-1), olej nap dowy (1% v/v); PAH’s (1000 mg kg-1), disel fuel (1% v/v)
* warto ci istotnie statystycznie ( <0,05); values statistically significant ( <0.05)
Rys. 3. Ogólna liczebno drobnoustrojów wykorzystuj cych WWA jako jedyne ródło w gla i energii
Fig. 3. Total number of micoorganisms able to PAH’s degrade as an only source of carbon and energy
* warto ci oznaczone ró nymi literami (a, b, c) ró ni si istotnie statystycznie ( <0,05); values with different letters (a, b, c) are significant different ( <0.05)
Rys. 4. Aktywno dehydrogenaz w czarnoziemie ska onym WWA i ON po wzro cie kukurydzy Fig. 4. Dehydrogenase activity in chernozem polluted with PAH’s and disel fuel after the
growth of maize
* warto ci oznaczone ró nymi literami (a, b, c) ró ni si istotnie statystycznie ( <0,05); values with different letters (a, b, c) are statistically different ( <0.05)
Rys. 5. Aktywno fosfatazy zasadowej w czarnoziemie ska onym WWA i ON po wzro cie kukurydzy
Fig. 5. Alcaline phosphatase activity in chernozem polluted with PAH’s and disel fuel after the growth of maize
* warto ci oznaczone ró nymi literami (a, b, c) ró ni si istotnie statystycznie ( <0,05); values with different letters (a, b, c) are statistically different ( <0.05)
Rys. 6. Aktywno fosfatazy kwa nej w czarnoziemie ska onym WWA i ON po wzro cie kukurydzy
Fig. 6. Acid phosphatase activity in chernozem polluted with PAH’s and disel fuel after the growth of maize
Liczne badania wykazały, e wiarygodn ocen jako ci gleby mog da badania nie tylko liczebno ci wybranych grup mikroorganizmów, czy zawarto substancji organicznej (w glowej i azotowej), ale tak e pomiary aktywno ci szeregu enzymów,
kurydzy (rys. 4). Najwy sz redni aktywno dehydrogenazy stwierdzono w glebie przy najni szych dawkach (100 mg kg-1) antracenu i fenantrenu oraz przy ska eniu olejem nap dowym w dawkach 0,1% i 1% w stosunku do s.m. gleby. Obecno oleju nap dowego w ska onych glebach istotnie zwi kszała aktywno dehydrogenaz, a tym samym liczebno drobnoustrojów degraduj cych WWA i ON.
Rys. 7. Aktywno ci enzymatyczne w glebach ska onych WWA (1000 mg kg-1) i ON (1%) po wzro cie kukurydzy
Fig. 7. Enzymatic activities in soils polluted with PAH’s (1000 mg kg-1) and disel fuel (1%) after the growth of maize
Aktywno fosfataz zasadowej i kwa nej w czarnoziemie ska onym WWA po wzro cie kukurydzy przedstawiono na rys. 5 i 6. Aktywno fosfatazy zasadowej zmniejszała si wraz ze zwi kszeniem dawki ska enia WWA i ON w glebach.
Najni sz aktywno fosfataz zasadowych stwierdzono w przypadku ska enia pirenem w dawce 1000 mg kg-1 s.m. gleby. Ska enie gleb olejem nap dowym w dawce 1% w stosunku do s.m. gleby stymulowało wzrost aktywno ci fosfatazy zasadowej w glebie, obserwowano tu wzrost aktywno ci enzymu wraz ze zwi kszeniem dawki ska enia (rys.
5). Aktywno fosfatazy kwa nej malała wraz ze zwi kszeniem dawki ska enia
czarnoziemu WWA i ON. Najni sz aktywno fosfatazy kwa nej stwierdzono przy ska eniu czarnoziemu fenantrenem i pirenem w dawce 1000 mg kg-1 s.m. gleby oraz olejem nap dowym w dawce 1% w stosunku do s.m. gleby (rys. 6). Porównanie aktywno ci enzymatycznych, czyli aktywno ci dehydrogenaz, fosfataz zasadowej i kwa nej w glebach ska onych najwy szymi dawkami WWA (1000 mg kg-1) i ON (1%) przedstawiono na rys. 7. Najwy sze aktywno ci enzymatyczne stwierdzono w czarnoziemie i r dzinie wapiennej ska onej WWA i ON. Gleba płowa charakteryzo-wała si ni szymi aktywno ciami enzymatycznymi. Stymulacj wzrostu aktywno ci dehydrogenaz oraz fosfatazy zasadowej potwierdzono we wszystkich badanych glebach przy ska eniu gleb olejem nap dowym w dawce 1% (v/w) w stosunku do s.m. gleby.
Wszystkie przemiany substancji biogennych (w tym tak e ska e organicznych), zachodz ce w glebie, stymulowane s przez enzymy, warunkuj ce ich przej cie w formy dost pne dla ro lin i mikroorganizmów. St d te uwa a si , i zarówno ogólne liczebno ci poszczególnych grup mikroorganizmów, jak te i testy enzymatyczne nale do jednych z bardziej wra liwych i miarodajnych wska ników funkcjonowania ekosystemu.
Wnioski
1. Wraz ze zwi kszeniem dawki ska enia stwierdzono statystycznie istotny spadek ogólnej liczebno ci bakterii i promieniowców oraz istotny wzrost ogólnej liczebno ci grzybów i mikroorganizmów wykorzystuj cych antracen, fenantren, piren i olej nap dowy jako jedyne ródło w gla i energii w glebach.
2. Aktywno ci dehydrogenaz oraz fosfatazy zasadowej były istotnie statystycznie wy sze w glebach przy ska eniu olejem nap dowym w dawce 1% w stosunku do s.m. gleby.
Literatura
ANDERSON T.A.,GUTHIRE E.A.,WALTON B.T. 1993. Bioremediation in the rhizosphere:
plant roots and associated microbes clean contaminates soil. Environ. Sci. Technol. 27:
2630-2636.
CASIDE L.,KLEIN D.,SANTORO T.1964. Soil dehydrogenase activity. Soil Sci. 98: 371-376.
CURL E.A.,TRUELOVE B.1986. The rhizosphere. Springer - Verlag, Heidelberg, Berlin:
288 ss.
GAŁ ZKA A.2008. Ocena przydatno ci bakterii Azospirillum spp. i Pseudomonas stutzeri do bioremediacji gleb ska onych w glowodorami aromatycznymi. Praca doktorska, IUNG - PIB, Puławy: 247 ss.
JONES J.G., EDINGTON M.A. 1968. An ecological survey of hydrocarbon - oxidazing microorganisms. J. Gen. Microbiology 52: 381-390.
LE NIAK A. 2007. Zmiany aktywno ci mikrobiologicznej i enzymatycznej w glebie ska-onej w glowodorami aromatycznymi pod wpływem szczepienia kostrzewy ł kowej Pseudomonas stutzeri i Azospirillum spp. Zeszyty Naukowe Akademii Rolniczej im.
Hugona Kołł taja w Krakowie 93: 463-472.
LE NIAK A., KRÓL M. 2007. Aktywno mikrobiologiczna i enzymatyczna w procesie bioremediacji gleb wie o ska onych antracenem. Pierwsza Krajowa Konferencja Ekotoksykologiczna i Warsztaty Naukowe „Ekotoksykologia w ochronie rodowiska glebowego i wodnego”. IUNG - PIB, Puławy, 14-16 X 2007: 123-125.
oil - polluted rhizospheres. FEMS Microbiology Ecology 44: 373-381.
REILLEY K.A.,BANKS M.K.,SCHWAB A.P. 1996. Dissipation of polycyclic aromatic hy-drocarbons in the rhizosphere. J. Environ. Qual. 25: 212-219.
RUSSEL S.2005. Znaczenie bada enzymów w rodowisku glebowym. Acta Agrophysica.
Rozprawy i Monografie. 3: 5-9.
TABATABAI M.A.,BREMNER J.M.1969. Use of p-nitrophenyl phosphate for assay of soil phosphatase activity. Soil Biol. Biochem. 1: 301-307.
WALLACE R.,LOCKHEAD A.1950. Qualitative studies of soil microorganisms. Aminoacid requirements of rhizosphere bacteria. Can. J. Research, Section C, 28: 1-6.
Słowa kluczowe: gleby, kukurydza, ryzosfera, WWA, olej nap dowy, Bioreme-diacja
Streszczenie
Badano wpływ ska enia gleb (czarnoziemu, r dziny wapiennej i gleby płowej) wielopier cieniowymi w glowodorami aromatycznymi (WWA) w dawkach 100, 500, 1000 mg kg-1 s.m. gleby i olejem nap dowym (ON) w dawkach 0,1%, 0,5%, 1% w stosunku do s.m. gleby na zmiany aktywno ci biologicznej gleb w ryzosferze kukurydzy po 30-dniowym okresie wegetacji ro lin w do wiadczeniach doniczkowych w fitotronie. Oznaczono: ogóln liczebno : bakterii, promieniowców, grzybów, drobnoustrojów zdolnych do degradacji WWA i ON, a tak e aktywno ci enzymatyczne (aktywno dehydrogenaz, fosfataz zasadowej i kwa nej). Silne korelacje wyst piły pomi dzy wła ciwo ciami fizyko-chemicznymi ska onych gleb a ogóln liczebno ci drobnoustrojów zdolnych do degradacji WWA oraz aktywno ci dehydrogenaz.
Stwierdzono statystycznie istotne zmniejszenie ogólnej liczebno ci bakterii i promieniowców oraz istotny wzrost ogólnej liczebno ci grzybów i drobnoustrojów degraduj cych WWA i ON we wszystkich glebach wraz ze wzrostem dawki ska enia.
Aktywno ci dehydrogenaz oraz fosfatazy zasadowej były istotnie wy sze w glebach przy ska eniu olejem nap dowym w dawce 1% w stosunku do s.m. gleby.
CHANGES OF BIOLOGICAL ACTIVITY IN SOILS POLLUTED WITH POLYCYCLIC AROMATIC HYDROCARBONS (PAH’S)
AND DIESEL FUEL (DF) IN THE RHIZOSPHERE OF MAIZE
Anna Gał zka, Maria Król, Andrzej Perzy ski Department of Agriculture Microbiology,
Institute of Soil Science and Plant Cultivation - State Research Institute, Puławy
Key words: soils, maize, rhizosphere, PAH’s, diesel fuel, bioremediation
Summary
Changes of biological activity in soils (chernozem, rendzina, podsolic soil) polluted with polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH’s) in doses 100, 500, 1000 mg kg-1 DM of soil and diesel fuel (DF) in doses 0.1, 0.5, 1.0% in relation to DM of soil in the rhizosphere of maize after 30-days vegetation period were compared. The total number of: bacteria, actinomycetes, fungi and microorganisms able to PAH’s and disel fuel degradation and enzymatic activities (dehydrogenase, alkaline and acide phosphatase) were analyzed in this work. The obtained results showed strongly correlations between physico-chemical properties of soils and total number of microorganisms able to phenanthrene and disel fuel degradation and between dehy-drogenase activity. Statistically important decrease of the total number of bacteria and actinomycetes and statistically important increase of the total number of fungi and microorganisms able to PAH’s and disel fuel degradation in soils after the growth of maize were observed together with the increase of pollution doses. Dehydrogenase and phosphatase activity were statistically higher in soils polluted with disel fuel at the dose 1% in relation to DM of soil.
Dr Anna Gał zka
Zakład Mikrobiologii Rolniczej
Instytut Uprawy Nawo enia i Gleboznawstwa - Pa stwowy Instytut Badawczy ul. Czartoryskich 8
24-100 PUŁAWY
e-mail: agalazka@iung.pulawy.pl
Mariusz Głowacki, Izabella Pisarek
Department of Land Protection, Opole University, Opole
Introduction
The surface water and also shallow underground water are highly susceptible to contamination by pollutants originating from agricultural production or other aspects of human activity [BANAS, GOS 2004]. Organic substances are important components of natural water, which besides biogenic elements, can control the matter and energy cycle in water ecosystems. They can be translocated into water environments from soils or can be generated as autochthonous substances. Dissolved organic substances influence the physical and chemical properties of water. Increasing concentration of humus changes the colour of water to yellow or brown and makes it more acidic. Organic substances, - one of the factors causing water’s eutrophication, have the ability to form complexes with nitrogen, phosphorus containing compounds or heavy metals.
Increasing pH influences precipitation of metal-organic components in colloidal forms.
Carried out research included estimation of the quality and quantity of underground water in Opole region as affected by human activity.
Localization and properties of investigated area
1 This investigation was financed by Grant No. 2592/P01/2007/32 from the science supporting funds in years 2007-2010.
Investigated area is located in Chełm ridge in western part of the Silesian Upland with postvolcanic rocks. The area where erupting volcano went through limestone Triassic sediments and formed a basaltic cone on towering limestone is nowadays protected as „St. Anna Mountain” Landscape-protection Park. The towering of limestone layers and their penetration by nonporous, little eroding basaltic rocks created good condition for karst phenomena [FLACZYK 1987]. The result of these phenomena complicated hydrogeological conditions of these areas [SZCZYGIEŁ at al. 2006]. The dislocation examples of hydrogeological conditions in these are: disappearing stream Sucha or different depths of water level in wells situated close to one another (in the village Klucz) there are two wells being used: one with the depth of 4 m to water surface and the other (only 300 m away) with the depth of 34 m. Both of them were constructed with the same technique and collecting water from the first, accessible
groundwater level.
Dislocation in water-bearing formation in the area extends within a few ki-lometers around the mountain [KRYZA,STA KO 2000].In the village Poznowice situated about 7 kilometers away from the top of St. Anna Mountain there are artesian wells which have water surface from 2 m to 3.5 m above the surface of the ground. In the town Strzelce Opolskie - situated 12 km away from St. Anna Mountain - there are subartesian waters and in the town Kolonowskie (30 km away from St. Anna Mountain) there are again artesian waters with stable water surface - 6 m above the ground surface.
The bottom of the mountain and the adjacent areas are used for agricultural purposes. The farmers grow different plant and breed stock animals. In Triassic levels (in shell limestone) there are the biggest supplies of ground water of high quality in Opole Silesian territory. Some time ago high quality of the water was the result of the depth of water level - from dozens to hundred meters below ground surface - as well as the protection of its resources by loam layers situated above the ground water surface [STA KO,WCISŁO 2006]. The impact of human activity on the environment in this area causes the deterioration of water quality [DUBEL et al. 2003].
Soils of this region represented in main: Eutric Cambisols, Cambic Rendzinas, Stagnic Humic Gleysols and Haplic Podzol and showed profile differences in the content of floatable (<0.02 mm) and colloidal particles (<0.002 mm). Variability of the parent rocks (sand, sandy loam, sandy grovel, clay silt, silt) and soil usage (intensive farming) influenced the development of the physico-chemical and chemical properties of soils in this region [PISAREK,GŁOWACKI 2009].
Methods
Investigations on groundwater quality in the region of St. Anna Mountain were carried out by taking samples from 20 wells (situated nearby households) in the period within 2002-2007 (from 2002 to 2003 twice per year, 2004-2005 once per year, 2006-2007 once per 3 months). Some of these wells are being used to water gardens, for animals, etc. None of them is being used as a source of drinking water.
The following parameters were determined (using ordinary methods) in water samples: temperature, pH, conductivity, colour, BOD5 (5 day Biochemical Oxygen Demand), TOC (determination as COD-Cr by the chromate method), dissolved orthophosphorus, total phosphorus, ammonium, nitrate, nitrite, hardness.
Conductivity and pH were determined with the use of electronic instruments: pH-meter and conductivity-pH-meter. A spectrophotopH-meter was used to analyze the colour without pre-preparation of water (wave length - 455 nm).
Total phosphorus was analysed by the method with acids mineralization and vanad-molibden-ammonium and zinc chloride as reducer. Dissolved forms of orthophosphorus were determined by a spectrometric method with vanad-molibden-ammonium and zinc chloride as reducing agent. Nitrate was determined by a method with salicylic sodium; nitrite was determined with 1-naphtyloamine and sulphaniline acid. Ammonium was assayed with Nessler indicator, BOD5 - with the Winkler method.
COD-Mn (Chemical Oxygen Demand made by a permanganate method) was determined in acid solution with Na2C2O4 as reducer. COD-Cr was assayed with ferroine as indicator and Mohr salt. Chloride was determined by argentometric Mohr’s method, sulphate - by a gravimetric method with BaCl2. Hardness was measured with the use of EDTA method in ammonium buffer.
Additional analyses were carried out to display the properties of humic subs-tances dissolved in groundwater. Calculated proportion of absorption A260/A330
The depth of investigated wells was diversified ranging within 0.9 to 12.5 m
The depth of investigated wells was diversified ranging within 0.9 to 12.5 m