K R Y ST Y N A C ZA R N O W SK A, B A R B A R A GW OREK
ST A N ZANIECZYSZC ZENIA CYNKIEM , OŁOWIEM I M IEDZIĄ GLEB W ARSZAW Y
K atedra G leb o zn a w stw a SG G W -A R w W arszaw ie
W STĘP
D ynam iczny rozwój cyw iliza cji znalazł sw oje odbicie m .in. w zm ia n ie poszczególnych elem en tów środow iska naturalnego. W spółczesna li teratura dostarcza b ogatych inform acji d otyczących zachw iania ch em icz nej rów now agi w środow isku i n iek orzystn ych skutków b iologicznych tego zjaw iska [1, 2, 5, 8].
B adania na tem at przestrzennego rozm ieszczenia m etali ciężkich w glebach W arszaw y w yk azały, że g leb y te są zanieczyszczone przede w szystk im Zn, Pb i Cu [4]. N in iejsza praca d otyczy tych w ym iern y ch w skaźników antropogenizacji środow iska, do k tórych należą w zrastające ilości w spom nianych p ierw iastk ów . C elem pracy było p rzedstaw ien ie stanu zanieczyszczenia Zn, Pb i Cu w ierzchnich poziom ów gleb w sto licy naszego kraju.
M A TER IA L I METODY
Badania zaw artości Zn, Pb i Cu w glebach W arszaw y prowadzono w latach 1976— 1979. W celu w ła ściw ego pobrania próbek gleb ow ych na plan m iasta w skali 1 : 2 0 0 0 0 nałożono siatkę kw adratow ą o boku 1 km. W ten sposób podzielono obszar W arszaw y na 492 kw adraty. Z pow ierzchni każdego kw adratu, w zależności od sposobu użytkow ania gleb (traw niki przyuliczne, traw nik i m ięd zy zabudow aniam i, parki, la sy, pola uprawne), pobrano od 1 do 4 próbek m ieszanych gleby. Na
każdą próbkę składało się około 2 0 próbek gleb ow ych z różnych pun
któw , a to dlatego, aby w yelim in ow ać przypadkow ość w ynikającą z dzia łalności człow ieka. Ł ącznie pobrano 760 próbek m ieszanych.
Z aw artość Zn, Pb i Cu w glebach oznaczono w w yciągach 20% HC1 m etodą atom ow ej spektrofotom etrii absorpcyjnej. W yniki analiz d oty-4 R o czn . G leb .
5 0 К . C z a r n o w s k a , B. G w o r e k
czące ilościow ego rozm ieszczenia Zn, Pb i Cu w w ierzch n ich poziom ach gleb W arszaw y przedstaw iono graficznie w postaci map z zaznaczonym i pow ierzchniam i o ok reślon ym przedziale zaw artości p ierw iastków . U zy s kane w ten sposób p ow ierzch nie splanim etrow ano.
OM ÓW IENIE W YNIK ÓW
Cynk. Z aw artość cynku w om aw ianych glebach układała się w prze
dziale 4— 14500 m g/kg. W celu określenia stopnia zanieczyszczenia
gleb tym p ierw iastk iem p rzyjęto na podstaw ie d łu goletniego i w szech stronnego rozpoznania gleb antropogenicznych teren ów m iejskich oraz
gleb upraw nych [2—6], że gleb y nie zanieczyszczone zaw ierały poniżej
50, gleb y słabo zanieczyszczone — 50— 200, g leb y zanieczyszczone — 2 0 0—1 0 0 0 i gleb y skażone pow yżej 1 0 0 0 m g cynku w 1 kg s.m. (rys. 1).
Pow ierzchnia W arszaw y w latach 1976— 1979 w yn o siła 44593 ha. O bliczono, że gleb y nie zanieczyszczone zajm ow ały 15187 ha, tj. 34% p ow ierzchni W arszawy. B y ły to głów n ie gleb y teren ów rolniczych i le ś nych leżące na peryferiach stolicy. N ajw iększą pow ierzchnię, tj. 17435 ha (39,1%), zajm ow ały gleb y słabo zanieczyszczone cynkiem . G leb za nieczyszczon ych tym m etalem b yło 11277 ha, tj. 25% pow ierzchni W ar szaw y. N ajw ięcej gleb zanieczyszczonych cynkiem w ystęp ow ało w le w obrzeżnej części m iasta oraz w starych dzielnicach praw obrzeżnej W arszawy, a w ięc w dzielnicach najbardziej zurbanizow anych i o roz w in iętym przem yśle. Gleb skażonych cyn k iem było tylk o 695 ha, tj. 1,56% ogółu badanych gleb; znajdow ały się one w pobliżu starych, czę sto n ieczyn n ych zakładów p rzem ysłow ych .
Ołów. Ogólna zaw artość ołow iu w glebach W arszaw y w ahała się
w szerokich granicach od 2 do 550 m g/k g s.m.
Do gleb nie zanieczyszczonych zaliczono te, w których zaw artość
ołow iu nie przekraczała 2 0 m g/kg, gleb y słabo zanieczyszczone zaw ie
rały 20— 50 m g/kg, zanieczyszczone 50— 200 m g/kg, a gleb y skażone
ponad 2 0 0 m g/k g s.m.
Na teren ie W arszaw y najw ięcej było gleb nie zanieczyszczonych ołow iem , tj. 16384 ha (36,75%). Podobnie jak w przypadku cynku b y ły to g leb y użytk ow an e rolniczo lub pod lasam i, w y stęp u ją ce przede w szy s tkim na północno-w schodnim i p ołu d niow ym obrzeżu m iasta. G leb y słabo zanieczyszczone zajm ow ały 15643 ha, co odpow iadało 35,08% po w ierzch n i stolicy. Gleb zanieczyszczonych ołow iem było 10443 ha, tj. 23,42%, a gleb skażonych tym p ierw iastk iem — 2818 ha, tj. 4,75% pow ierzchni W arszawy. G leby zanieczyszczone i skażone zn ajd ow ały się głów n ie w centrum lew ob rzeżn ej oraz w m niejszej ilości w centrum praw obrzeżnej W arszaw y (rys. 2).
---GRANI CE DZIELNI!
R ys. 1. P rzestrzen n e rozm ieszczen ie cynku w p o w ierzch n io w y ch poziom ach gleb W arszaw y
Fig. 1. The d istrib u tion of zinc in u p p e r . horizons of soil in the W arsaw area
5 2 К. C z a r n o w s k a , B. G w o r e k v А Pb ffls/кз < 2 0 I 1 I 2 0 - SO \ НИШ 5 0 - 2 0 0 Ę V . S f f l > 5 0 0 l\ S ' ' G R A N I C E D Z I É L N I C
Rys. 2. P rzestrzen n e rozm ieszczen ie o łow iu w w ierzch n ich poziom ach gleb W arszaw y
R ys. 3. P rzestrzen n e rozm ieszczen ie m ied zi w w ierzch n ich poziom ach gleb W arszaw y
5 4 К. C z a r n o w s k a , B. G w o r e k
Miedź. Z aw artość m iedzi w glebach W arszaw y w ahała się w gran i
cach od 2 do 1 1 0 0 0 m g/k g s.m.
Do gleb nie zanieczyszczonych m iedzią zaliczono te, które zaw ierały
m niej tego pierw iastka niż 1 0 m g/kg, gleb y słabo zanieczyszczone
50— 200 m g/k g i skażone pow yżej 200 m g m iedzi w 1 kg s.m. gleb y. Na teren ie W arszaw y n ajw ięcej było gleb nie zanieczyszczonych m iedzią, zajm ow ały one pow ierzchnię 22122 ha, co stanow iło 49,6°/o om aw ianych gleb. G leb y słabo zanieczyszczone zajm ow ały 16873 ha (37,84%). Obliczono, że gleb siln ie zanieczyszczonych b yło 4659 ha, ska żonych zaś 936 ha, co stanow iło odpow iednio 10,45 i 2,10% an alizow a n ych pow ierzchni (rys. 3).
P rzestrzen n e zan ieczyszczen ie gleb m iedzią układało się analogicznie jak przestrzenne zan ieczyszczen ie ołow iem . N ajbardziej zan ieczyszczo ne b y ły w ierzch n ie poziom y gleb w centrum m iasta, a najm niej zan ie czyszczone gleb y położone na peryferiach, szczególn ie w schodnich, p ół nocnych i p ołudniow ych. Im dalej od centrum , tym m n iejsze zanie czyszczen ie gleb om aw ian ym i pierw iastkam i, a ich zaw artość na p ery feriach m iasta była zbliżona do zaw artości w glebach m ało zm ienionych przez człow ieka. Jest to zjaw isko znane z literatu ry i sygn alizow ane w w ielu pracach [1— 3, 5—8].
W N IO SK I
1. Najbardziej zanieczyszczone Zn, Pb i Cu są gleb y centralnych dzielnic W arszawy, zw łaszcza lew obrzeżnej. Im dalej od centrum , tym m n iejsze zan ieczyszczen ie gleb.
2. N ajm niej zanieczyszczone cynkiem , ołow iem i m iedzią są gleby w schodnich, p ołu d niow ych i północnych p eryferii m iasta.
LIT ER A TU R A
[1! B e a v i n g t o n F. C on tam in ation of so il w ith zinc, copper, lead and ca d m ium in W allongong city areas. A ustr. J. Soil Res. 1.973, 11, 1: 27— 31. [2J C z a r n o w s k a K. Z m iany zaw artości m eta li ciężkich w gleb ach i roślin ach
z terenu W arszaw y jako w sk aźn ik an trop ogen izacji środ ow isk a. Zesz. N auk. SG G W -A R w W arszaw ie. Rozpr. N auk. 106, 1978.
[3] С z a r n o w s к a K. i in. H ea v y m eta ls con ten t in soils as an indicator d ia g n ostic of u rbanization. Pol. Ecol. Stud. 1981, 9, 1— 2: 63— 79.
[4] C z a r n o w s k a К. i in. S p a tia l d istrib u tion of h eavy m eta ls in soils and so il pH in W arsaw area. Pol. Ecol. Stud. 1983, 9, 1— 2: 81— 95.
[5] C z a r n o w s k a K., G w o r e k В. M etale ciężkie w n iek tórych gleb ach środ k ow ej i północnej P olsk i, Rocz. G lebozn. 38, 3: 41—57.
[6] C z a r n o w s k a K., W a l c z a k J., D istrib u tion of zinc, lead and m a n g a n ese in soils of Łódź city. Rocz. G lebozn. 39, 1. 19— 27.
[7] D a V i e s В. P la n t-a v a ila b le lead and other m etals in B ritish garden. Sei, T otal E nviron. 1978, 9: 243— 282.
[8] M i l l s J. G., Z w a r i с h M. A. H ea v y m eta ls con ten t of soils on M anitoba. Can. J. S o il Sei. 1975, 55: 295— 300.
[9] P u r V e s D., M a c k e n z i e E. J. T ra ceelem en t con tam in ation of p ark lan -des in urban areas. J. S oil Sei. 1969, 20, 2: 288—290.
[10] S i n g e r M. J., H a n s o n L. D. L ead accu m u lation in soil near h igh w ay in the tw in cities m etrop olitan area. S oil Sei. Soc. A m er. Proc. 1969, 33: 152— 153. К . Ч арновска, Б. Гворек СОСТОЯНИЕ ЗА Г Р Я ЗН Е Н И Я Ц И Н К О М , С ВИ НЦ ОМ И МЕДЬЮ ПО ЧВ ГОРОДА В А Р Ш А В Ы К а ф е д р а п очв оведени я В арш авской сел ьск охозя й ств ен н ой академии Р е з ю м е О п ределяли со д ер ж а н и е Zn, Pb и Cu в в ер х н и х гор и зон т ах почв В арш авы . С целью правильного отбора образц ов площ адь города была р а зд ел ен а на квадраты со стороной 1 км. Н а площ ади к аж дого квадрата отобрали 1— 4 см е ш анны х образов. С меш анны е образцы состояли из 20 и н ди ви дуал ьн ы х образцов и отобранны в р азн ы х п ун к тах к аж дого квадрата. Э лементы оп редел ял и после протравки почвы 20% -ным НС1 в соответствии с техн и к ой A SA . В в ер х н и х гори зон тах почв В арш авы со д ер ж а н и е цинка к олебалось в п р ед ел а х 4— 14 500 мг, свинца 2— 550 мг и меди 2— 11 000 мг на кг сухого вещ ества. К н езагрязненн ы м почвам причисляли такие, которы е со д ер ж а л и н и ж е 50 мг Zn, 20 мг Pb и 10 мг Си в 1 кг с.в., тогда как загрязнеш гы е почвы со д ер ж а л и соответственно вы сш ие количества, чем 1000, 200 и 200 мг/кг. Н аи более загря зненны м и бы ли почвы цен тральн ы х кварталов города. Чем дал ьш е центра, тем меньш е было загр я зн ен и е почв тяж ел ы м и металлами. Н аи м енее загрязненны м и бы ли почвы восточны х, ю ж н ы х и северн ы х приго родов столицы , где со д ер ж а н и е рассм атриваем ы х элем ентов было идентичны м с природны ми почвами (рис. 1— 3). К . C Z A R N O W S K A , В . G W O R E K
C O N TA M IN A TIO N STA TE OF W A R SA W SO ILS W ITH ZINC, LEA D A N D COPPER
D e p a r tm e n t o f S o il S c ie n c e , A g r ic u ltu r a l U n iv e r s it y o f W a r sa w
S u m m a r y
The Zn, Pb and Cu con ten t in upper horizon of W arsaw soils w as d eterm ined. To ensure an appropriate sam pling, th e city area w as divided into squares of
5 6 К. C z a r n o w s k a , B. G w o r e k
1 km in side. From the area of ea ch square 1— 4 m ix e d sam p les w ere taken. The m ix e d sam p le con sisted of 20 in d iv id u a l sam p les tak en at d ifferen t p oin ts o f each square. T he ab ove elem en ts w ere d eterm in ed upon ex tra ctin g soil w ith 20% H C lb y the A A S tech n iq u e. In upper horizons of the W arsaw soils the zinc content v aried w ith in th e lim its of 4— 14500 m g, lead 2—550 m g and copper 2— 11000 m g/kg of soil dry m atter. To n o n -co n ta m in a ted soils w ere assign ed th ose con tain in g b e lo w 50 m g Zn, 2Э m g Pb and 10 m g Cu per kg, w h erea s con tam in ated soils contained ap p rop riately higher am ounts than 1000, 200 and 200 m g/kg, r esp ecti v ely .
C ontam inated to the h igh est degree w ere soils of cen tra l quarters of the city. The longer w as d istan ce from the centre, the low er w as th e con tam in ation of soils w ith heavy m etals. T he lea st co n tam in ated w ere soils of eastern, so u th ern and n orthern suburbans of the cap ital city, w h ere the con ten t of elem en ts under stu d y ap p roxim ated that of natural soils (Fig. 1— 3).
P r o f . d r K . C z a r n o w s k a P r a c a w p ł y n ę ł a d o r e d a k c j i w l i p c u 1990 r. K a t e d r a G l e b o z n a w s t w a
S G G W - A R w W a r s z a w i e
