Zawartość makropierwiastków: Na, K, Ca, Mg i Fe

Pod względem zasobności w sód pobrane próbki należałoby zaliczyć do ubogich w ten pierwiastek, choć jego zawartość w poszczególnych próbkach jest znacznie zróżnicowana mieszcząc się w przedziale pomiędzy 0,0004% a 0,0969% [zał. 2], jednakże tak niska zawartość sodu (średnio 0,0055% [tab. 7]) w glebach nie odgrywa znaczącej roli. Jego niski poziom należy tłumaczyć nieznaną zawartością w próbkach minerałów ilastych jak również pierwotnych glinokrzemianów (ortoklaz, albit, hornblenda), w których sód jest jednym z głównych składników [25]. Dodatkowym niekorzystnym zjawiskiem jest dość łatwe wypłukiwanie jonów sodowych w głębsze poziomy gleb, gdzie jego koncentracja, w przypadku analizowanych próbek, jest największa [ryc. 13]. Zwiększenie zawartości sodu w glebie może nastąpić między innymi w przypadku antropogenicznego oddziaływania, do którego zaliczyć należy stosowanie soli w okresie zimowym, niewłaściwe dawkowanie nawozów rolniczych, ale również jak wykazali Hiller i Meuser [48] akumulacja pyłów przemysłowych, ze spalania węgla lub odpadów komunalnych, jak również przesączająca się ze składowisk odpadów poflotacyjnych wysoce zmineralizowana woda [116]. Z podobnymi przypadkami najprawdopodobniej mamy do czynienia na obszarze naszego terenu badań, gdzie daje się zauważyć znaczny wzrost stężenia tego pierwiastka w okolicach Olkusza i Bolesławia. W próbkach z tych właśnie rejonów zanotowane zostały największe jego stężenia [ryc. 14] sięgające pułapu 0,0209% (w warstwie 0-30cm). Największą natomiast wartość prawie 0,1% Na można było zaobserwować w spodniej części profilu glebowego odkrywki nr 19, gdzie występował ił bogaty w minerały ilaste i glinokrzemiany. Silna korelacja pomiędzy

zawartością sodu i ilością występujących w profilu minerałów ilastych występuje także w przypadku potasu [ryc. 15].

35

Ryc. 14. Zawartość makropierwiastków w warstwie gleby 0-30 cm badanego obszaru.

-5 0 5 10 15 20 25 30 35 cz ęści spławialne -500 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 K -5 0 5 10 15 20 25 30 35 cz ęści spławialne -20 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 Na

Oznaczone podczas badań zawartości potasu wahały się od wartości bardzo niskich, rzędu 0,0125% do ponad 2% [tab. 7]. Tak wysoka zawartość jest charakterystyczna dla bardzo ciężkich utworów [25]. Dotyczy to tylko dolnych warstw odkrywki nr 19 analogicznie jak w przypadku sodu [zał. 2]. Duża zawartość minerałów ilastych w dolnej części profilu oraz wchodzący w ich skład i najprawdopodobniej występujący tam illit wpłynęły na podwyższoną zawartość K w próbce glebowej [25, ryc. 13]. Przestrzenny rozkład tego pierwiastka w warstwie 0-30 cm przedstawiono na rycinie nr 14, gdzie podobnie jak miało to miejsce w przypadku sodu, występują dwa rejony o podwyższonej zawartości K znajdujące się w okolicach Olkusza i Bolesławia.

Większe ilości wapnia, z uwagi na lekki skład mechaniczny pobranych próbek, występowały bardzo sporadycznie. Z reguły określone ilości Ca nie przekraczały poziomu 0,01% i tylko w kilku przypadkach, tam gdzie mieliśmy do czynienia z węglanową skałą macierzystą w profilu glebowym (profil nr 12) lub bogaty w kationy wapnia ił (profil nr 19), wartość ta sięga nawet nieco ponad 6% [zał. 2]. Pomimo dużych zawartości Ca w kilku próbkach, średnia dla ogółu jest niska, wynosząc 0,38% [tab. 7]. W warstwie 0-30 cm największe stężenie tego pierwiastka zanotowano w próbce z odkrywki nr 2 [ryc. 14].

Magnez, podobnie jak wapń, tylko w kilku przypadkach występował w nieco większych ilościach. W warstwie I największe zawartości oznaczono w profilach nr 21, 19, 2 i 8 [ryc. 14], gdzie ilość Mg wahała się między 0,45 a 0,86% [zał. 2], przy czym podwyższoną zawartość Mg (oraz Ca) w rejonie odkrywki nr 8 należałoby raczej wiązać z oddziaływaniem znajdującego się w pobliżu osadnika, niż z naturalnymi właściwościami gleby [41]. W głębszych partiach profili glebowych najwyższymi zawartościami charakteryzowały się profile nr 19 (4,1%) i 12 (2,5%). Średnia zawartość magnezu w przebadanych próbkach wynosiła 0,18% [tab. 7].

Zawartość żelaza w próbkach glebowych wahała się od ułamków do kilku procent, maksymalnie do 5,6%, choć średnia tego pierwiastka wyniosła zaledwie 0,56% [tab. 7]. Duże ilości Fe w glebie związane są z występowaniem warstw zorsztyniałych poziomów iluwialnych gleb bielicowych i bielic, gdzie odkładane są związki żelaza wymywane z poziomów wyższych. Obecność poziomów iluwialnych występujących najczęściej w warstwie II (30-70cm) spowodowała znacznie większe zawartości żelaza w tym przedziale głębokości. Największą natomiast koncentrację Fe w warstwie I profili glebowych zanotowano w okolicach Sławkowa [ryc. 14].

6.7. Zawartość pierwiastków śladowych (Pb, Cd, Sr, Zn, Cu, Ni, Mn, Cr)

Zawartość pierwiastków śladowych w badanych próbkach zależy głównie od głębokości, z jakiej zostały pobrane [ryc. 16]. Najwyższe stężenia pierwiastków występowały w warstwie 0-30 cm, gdzie najprawdopodobniej były one zatrzymywane przez materię organiczną i tylko w części wymywane w głąb profilu [70, zał. 2]. Największa ich koncentracja występowała w rejonie terenów silnie uprzemysłowionych (Olkusz, Bukowno, Bolesław, Sławków), gdzie zanotowano wyższe ich zawartości [ryc. 17]. Pozostałe rejony charakteryzowały się, zawartościami pierwiastków nie odbiegającymi od danych dla gleb naturalnych [70, 166]. W trakcie wydobycia i przetwarzania lub spalania surowców mineralnych [48, 17, 39] i związaną z tym emisją znaczne ilości pierwiastków śladowych (w tym metali ciężkich) w postaci zanieczyszczeń dostają się do gleb, niejednokrotnie przekraczając dopuszczalne normy stężeń [141]. Obserwuje się to w obszarze badań w przypadku metali ciężkich takich jak: cynk, kadm i ołów, gdzie zawartości osiągają poziom odpowiednio 2990 ppm, 33,4 ppm oraz 227,5 ppm [tab. 7]. Natomiast zawartości chromu, niklu, miedzi i strontu były znacznie niższe i nie przekraczały norm określonych przez standardy jakości gruntu dla terenów grupy A (Cr, Cu, Sr) lub B (Ni) [141, zał. 2].

Ryc. 16. Średnia zawartość pierwiastków śladowych w profilach glebowych.

39

Zróżnicowanie przestrzenne zawartości poszczególnych pierwiastków w glebie może być bardzo zmienne. Decydując się na konkretny wariant opróbowania terenu musimy być przygotowani na to, że otrzymany obraz będzie pewnym stopieniem uogólnienia otrzymanego przez nas rozkładu. Sytuację taką odzwierciedlają obrazy rozkładu otrzymane tylko z analiz materiału glebowego pochodzącego z odkrywek głównych, w porównaniu z obrazami, przy generowaniu których wykorzystano dodatkowo informacje pochodzące z odkrywek uzupełniających, wykonanych w otoczeniu odkrywek podstawowych nr 3, 7, 8, 16 i 18. Wizualizację taką przedstawiają ryciny 18-20, prezentujące rozkłady kadmu, ołowiu i cynku w warstwie gleby 0-30 cm. Zwracają uwagę różnice obrazu skażeń wygenerowanych na podstawie danych silniej rozproszonych oraz zagęszczonych. Szczególnie duże różnice występują w obrębie poletek nr 8 (dla Cd), 3 i 8 (dla Pb) oraz 8 i 18 (dla Zn). Porównanie wartości średnich [tab. 8] dla powierzchni próbnych (PP) również wykazało znaczne dysproporcje. Największe różnice wystąpiły w przypadku cynku gdzie wartość średnia wyznaczona dla PP tylko w oparciu o wielkości zaobserwowane dla odkrywek podstawowych była średnio o 93% różna od wartości średniej uzyskanej w chwili, gdy pod uwagę brano obserwacje pochodzące z odkrywek uzupełniających, przy czym największe rozbieżności zaobserwowano w przypadku odkrywki nr 18 (224,7%), a następnie nr 3 i 7. Średnie wartości dla kadmu i ołowiu na PP różniły się pomiędzy poszczególnymi obserwacjami średnio o 93% i 40%. W przypadku tych dwóch pierwiastków znacząco między sobą różniły się PP dla odkrywek nr 3 i 8 (dla Cd i Pb) oraz 18 (dla Pb).

Do dalszych rozważań wytypowano trzy pierwiastki: Cd, Pb i Zn, których określone zawartości w próbkach glebowych miejscami znacznie przekraczały poziomy dopuszczalne przez standardy jakości gruntu.

Ryc. 18. Rozkład koncentracji kadmu w warstwie gleby 0-30 cm z uwzględnieniem opróbowania w siatce odkrywek podstawowych (A) i uzupełniających (B)

Ryc. 19. Rozkład koncentracji ołowiu w warstwie gleby 0-30 cm z uwzględnieniem opróbowania w siatce odkrywek podstawowych (A) i uzupełniających (B)

Ryc. 20. Rozkład koncentracji cynku w warstwie gleby 0-30 cm z uwzględnieniem opróbowania w siatce odkrywek podstawowych (A) i uzupełniających (B)

41

Tab. 8. Wybrane statystyki danych z odkrywek głównych (I) oraz uzupełniających (II) dla poziomu 0-30 cm.

Element Nr odkrywki Średnia I Średnia II Wariancja (II) _{standardowe (II)}^Odchylenie

3 0,62 1,67 2,62 1,62 7 1,57 1,13 0,43 0,65 8 4,32 7,12 68,08 8,25 16 1,50 1,94 2,03 1,42 Cd 18 3,59 1,57 0,83 0,91 3 70,89 106,63 5120,41 71,56 7 60,15 51,90 545,43 23,35 8 107,27 156,90 22300,49 149,33 16 46,97 60,11 1694,38 41,16 Pb 18 81,83 51,00 654,33 25,58 3 29,65 58,05 4398,19 66,32 7 105,97 54,53 1421,32 37,70 8 406,63 315,18 42880,54 207,08 16 118,03 145,30 15680,68 125,22 Zn 18 270,92 83,43 4871,78 69,80