Metale ciężkie w niektórych glebach środkowej i północnej Polski

RO CZ NIK I G L E B O Z N A W C Z E T. X X X V III. N R ?. S. 4 1 - 5 7 . W A R SZ A W A 1987

K R Y S T Y N A C Z A R N O W S K A , B A R B A R A G W O R E K

M ETA LE C IĘŻK IE W N IE K T Ó R Y C H G LEBA CH ŚRODK OW EJ

I PÓ ŁN O CN EJ POLSKI

K ated ra G le b o z n a w stw a S G G W -A R w W arszaw ie

W S T Ę P

W celu określenia stopnia zanieczyszczenia środowiska przyrodniczego me­

talami ciężkimi niezbędne jest ustalenie tzw. tła geochemicznego, które

w przyszłości powinno być podstaw ą obliczenia zanieczyszczenia pow odo­

wanego przez człowieka. Szczególnie celowe i pilne stają się ustalenia

naturalnych zawartości metali ciężkich w glebach regionów jeszcze mało

zanieczyszczonych. Dlatego niniejsze badania prowadzono głównie na terenie

Polski północnej i środkowej, a więc na obszarach stosunkowo mało

uprzemysłowionych i zanieczyszczonych.

W Polsce opublikowano już wiele prac dotyczących zawartości pierwia­

stków śladowych w różnych typach gleb [2-8, 10-13, 15-19, 21]. Tylko

jednak w kilku pracach podano informacje dotyczące ogólnej zawartości

Cr, Ni, Co, Pb i Cd w glebach.

Celem niniejszej pracy było przedstawienie w sposób syntetyczny całko­

witej zawartości Fe, Mn, Zn, Cr, Cu, Ni, Co, Pb i Cd w glebach

uprawnych, wytworzonych z glin zwałowych i utworów pyłowych, oraz

określenie statystycznych zależności między występowaniem wymienionych

metali ciężkich a właściwościami fizykochemicznymi gleb.

M A T E R I A Ł I M E T O D Y

D o badań analitycznych pobrano próbki glebowe z charakterystycznych

poziomów genetycznych różnych typów gleb uprawnych. Przeanalizowano

277 próbek z 58 profilów glebowych znajdujących się w granicach adm i­

nistracy jn ych 8 następujących województw: białostockiego — 8 profilów,

42

koszalińskiego — 3 profile, łomżyńskiego — 9 profilów, siedleckiego — 5 pro­

filów, słupskiego — 2 profile, suw alskiego— 14 profilów, szczecińskiego — 3

profile i warszaw skiego— 14 profilów. Zakresem badań objęto gleby b ru ­

natne właściwe i wyługowane, płowe oraz czarne ziemie wytworzone z gliny

zwałowej lekkiej i średniej lub z utworów pyłowych.

Metale ciężkie oznaczono techniką ASA w roztworach po trawieniu

próbek glebowych stężonymi kwasami: azotowym, siarkowym i solnym.

Glebę uprzednio roztarto w moździerzu agatöwym, a materię organiczną

spalono w piecu muflowym »w tem peraturze 450-480°C. Prócz tego ozna­

czono skład granulometryczny gleb m etodą Bouyoucosa według Casagrande’a

w modyfikacji Prószyńskiego i węgiel organiczny — m etodą Tiurina.

Do interpretacji statystycznej badanego m ateriału zastosowano współ­

czynnik korelacji oraz regresję prostoliniową.

W Y N I K I B A D A Ń I D Y S K U S J A

Przedstawione dane analityczne, dotyczące zawartości metali ciężkich

w glebach wytworzonych z glin zwałowych i utworów pyłowych, obejmują

zakresy i średnie zawartości tych metali w glebie (tab. 1 i 2). Wcześniejsze

badania dotyczące składu petrograficznego i mineralnego glin jako skał

macierzystych, z których wytworzyły się analizowane gleby, nie wykazały

zasadniczych różnic między glinami zwałowymi zlodowacenia środkowopol-

skiego a glinami zwałowymi zlodowacenia bałtyckiego. Analiza całkowita

składu chemicznego omawianych gleb nie wykazała również istotnych różnic

pomiędzy nimi, ich skład chemiczny jest podobny [9]. W obec tego można

uważać, że zróżnicowanie zawartości metali ciężkich w badanych profilach

glebowych było wynikiem procesów geologicznych, glebotwórczych i gle­

bowych, a w mniejszym stopniu zależało od zasobności skał macierzystych

[4, 6].

Wyraźniejsze różnice w ilości badanych pierwiastków śladowych zaobser­

wowano w profilach gleb wytworzonych z glin zwałowych starszego zlodo­

wacenia niż w profilach gleb młodszego zlodowacenia. W ynika to ze zjawisk

peryglacjalnych, które doprowadziły do spiaszczenia górnych warstw m a­

teriału glebowego w zasięgu zlodowacenia środkowopolskiego oraz jest zwią­

zane z czasem trwania procesów glebotwórczych i glebowych.

W badanych glebach wytworzonych z glin zwałowych nie stwierdzono

większych wahań w zawartości omawianych metali ciężkich.

Największa koncentracja pierwiastków śladowych w glebach brunatnych

wytworzonych z glin przypadała na poziomy brunatnienia bądź skały m a­

cierzyste, a w glebach płowych — na poziomy wmycia lub ich skały m a­

cierzyste (tab. 1 i 4). Najuboższe w większość metali ciężkich były

po-M e ta le ciężk ie w gleb a ch P olsk i

₄₃

ziomy akumulacyjne wszystkich badanych typów glebowych oraz poziomy

przemywania w glebach płowych nieżależnie od obszaru zlodowacenia.

Inaczej był rozmieszczony m angan, ołów i kadm w omawianych profilach.

Pierwiastki te wykazywały tendencję do gromadzenia się w poziomach

akumulacyjnych, co należałoby wiązać z akum ulacją biologiczną i dzia­

łalnością gospodarczą człowieka. O podobnym rozmieszczeniu pierwiastków

śladowych w różnych typach gleb naturalnych wspom inają również inni

autorzy [2, 3, 7, 10, 17, 20, 21].

W poziomach akumulacyjnych gleb wytworzonych z utworów pyłowych

(tab. 2) stwierdzono nie tylko większą zawartość ołowiu i kadm u, ale także

m anganu, cynku i miedzi w porów naniu z pozostałymi poziomami gene­

tycznymi. W literaturze tłumaczy się to m ałą zasobnością skały macie­

rzystej w te pierwiastki [11, 12]. W przypadku większości wspomnianych

gleb sposób użytkowania (uprawa warzyw) wpłynął na zróżnicowanie ilości

Zn, Cu, Pb i Cd w poziomach akumulacyjnych. Rozmieszczenie pozo­

stałych pierwiastków śladowych i żelaza w profilach gleb jest podobne jak

w profilach gleb wytworzonych z glin zwałowych.

Porównując zawartość metali ciężkich w poziomach genetycznych bada­

nych gleb (tab. 3) należy podkreślić, że poziomy przemywania (A 3) za­

wierały mniejsze ilości Fe, M n, Zn, Cr, Cu, Ni i Pb.

Badania omawianego m ateriału glebowego wykazały, że ogólnie najbo­

gatsze w metale ciężkie, z wyjątkiem kadm u, są gleby wytworzone z gliny

zwałowej zlodowacenia bałtyckiego, a najuboższe — wytworzone z utworów

pyłowych (tab. 4). M ożna to tłumaczyć zarówno stopniem zwietrzenia

m ateriału glebowego, jak i przemyciem tego materiału.

Otrzymane przez nas zakresy i średnie zawartości badanych metali

ciężkich są zbliżone do wartości, jakie stwierdzono w duńskich glebach

wytworzonych ze skał osadowych pochodzenia lodowcowego, z wyjątkiem

Fe i Pb [20]. N atom iast wartości te są mniejsze od otrzymanych przez

K a b a t ę - P e n d i a s [13] dla różnych gleb uprawnych oraz rzez innych

autorów dla gleb górskich i gleb występujących na obszarze południowo-

-wschodniej i południowo-zachodniej Polski [4, 6, 8, 15, 16, 17, 19].

Analiza statystyczna otrzymanych wyników, wykonana oddzielnie dla

każdego z badanych rodzajów gleb, z uwzględnieniem zasięgu zlodowacenia,

wykazała, że istnieje dodatnia zależność między zawartością Fe, M n, Zn,

Cu, Ni, Co, Pb i Cr a ilością części spławialnych (tab. 5, 6 i 7).

Również obliczenia dotyczące poszczególnych poziomów genetycznych bada­

nych typów gleb bez uwzględnienia zlodowacenia potwierdziły (poza nielicz­

nymi wyjątkami) powyższą zależność (tab. 8). N atom iast nie wykazano

wpływu części spławialnych na występowanie kadm u w badanych glebach.

Współzależność występowania metali ciężkich (poza kadmem) i części

spławialnych udow odniono również m etodą regresji prostej. O dnotow ano to

T a b e l a 1 Z a w a rto ść p ierw iastk ów śla d o w y c h i żela za w g le b a c h w y tw o rzo n y ch z g lin z w a ło w y c h (w ah ania i średnie)

C o n ten t o f the trace elem en ts and iron in so ils d ev elo p ed from b o u ld e r lo a m s (range and m ean s) P o z io m gen ety czn y G en e tic h o rizo n F e /о M n Zn Cr Cu N i С о P b Cd ppm

Z lo d o w a c e n ie b a łty c k ie — gleb y brunatne, 14 p ro filó w B altic g la c ia tio n — b row n soils, 14 profiles

Л i 0 ,8 9 -1 ,7 0 2 4 4 -5 4 0 3 3 -5 8 21—49 3 ,6 -1 1 ,7 6 ,3 -1 7 ,5 2 ,3 - 7,0 6 - 1 6 0 .1 5 -0 .3 6 1,38 358 42 29 8,3 12,4 4,5 9,8 0,25 (B) 0 ,8 0 -2 ,7 6 2 0 4 -5 2 0 2 2 -4 9 1 9 -5 2 3 ,6 -1 7 ,9 6 ,5 -2 8 ,1 2 ,5 - 7,7 7 -1 5 0 ,0 5 -0 ,2 7 1,76 366 39 32 10,6 16,6 5,2 10,1 0,17 С 0 ,6 1 -2 ,3 8 2 4 8 ^ 7 5 2 7 -5 2 2 1 —40 7 ,3 -1 3 ,6 1 1 ,0 -2 3 ,2 oj V i o 6 -1 6 0 ,1 0 -0 ,3 5 1,68 332 40 32 10,9 15,7 5,2 10,9 0,17

G leb y p łow e, 8 p ro filó w — S o ils lessivés, 8 p rofiles

Л ! 0 ,7 8 -1 ,8 0 2 0 8 -6 8 0 2 6 -5 2 1 6 -4 6 3 ,7 -1 3 ,6 4 ,4 -5 0 ,0 1,7-13,8 9 - 1 4 0 ,0 4 -0 ,6 3 X 1,10 387 40 25 6,0 12,7 4,2 11,4 0,22 ^ 3 0 ,7 6 -1 ,5 3 1 8 8 -270 2 0 ^ 5 1 4 -3 0 2 ,6 -7 ,4 4 ,6 -1 2 ,5 2 ,1 - 5,2 5 -1 2 0 ,0 2 -0 ,1 9 X 1,02 222 29 24 4,3 8,6 3,4 6,6 0,10 1 2 ,5 -1 9 ,6 3 ,8 -1 5 ,0 7 -1 8 0 ,0 3 -0 ,3 0 Bt 1,20-2,59 184-402 3 0 -5 3 18—42 6 ,5 -1 3 ,8 (66,0)* X 2,00 276 41 34 11,1 15,1 6,6 11,5 0,13 С 1,11-2,87 1 9 2 -548 2 9 -5 6 2 4 -5 4 7 ,6 -1 6 ,3 9 ,5 -6 7 ,0 3 ,9 -1 5 ,5 6 - 1 4 0 ,0 4 -0 ,2 4 X 2 ,0 2 313 39 35 10,4 25,3 7,7 9,8 0,10

Z lo d o w a c e n ie śr o d k o w o p o lsk ie — gleb y brunatne, 6 p rofilów C entral P o lis h g la c ia tio n — b row n soils, 6 profiles

0 ,6 5 -1 ,0 7 2 2 8 -3 4 3 2 5 -4 9 13 -3 5 3 ,6 - 6,6 4 .0 6.9 1 ,6 - 5,3 8 -1 3 0 ,1 9 -0 ,8 0 X 0,84 284 40 22 4,9 5,3 3,7 9,5 0 ,4 0 (В) 1 ,15-3,48 2 3 2 -5 3 3 3 2 -1 0 3 2 2 -5 4 4 ,9 -1 8 ,5 7 ,4 -3 0 ,4 2 ,8 -1 3 ,7 6 -2 5 0 ,1 4 -1 ,2 0 X 1,96 326 54 40 11,3 15,6 8,2 14,1 0 ,5 4 С 1 ,19-3,37 2 6 9 -3 7 4 3 1 -9 4 2 6 -5 8 4 ,0 -1 9 ,7 7 ,3 -3 6 ,0 3 ,9 -1 2 ,5 8 -2 4 0 ,0 7 -1 ,2 0 X 1,86 312 51 39 11,2 16,1 8,3 14,1 0,63

G leb y p ło w e, 12 p rofilów — S o ils lessivés, 12 profiles

A \ 0 ,3 9 -0 ,8 9 1 6 8 -5 6 0 1 9 -4 7 1 0 -3 5 3 ,0 -1 1 ,2 2 ,4 - 8,3 1 ,4 - 3,1 7 -1 8 0 ,1 3 -0 ,5 0 X 0,61 343 34 23 5Д 5,7 2,2 10,9 0,21 ^3 0 ,4 6 -1 ,6 3 1 3 7 -4 5 6 2 0 -5 1 9 -4 3 2 ,8 -1 1 ,0 2 ,6 -1 2 ,2 1 ,5 - 5,8 3 -1 4 0 ,0 2 -0 ,4 0 X 0,86 261 30 27 5,3 7,5 3,2 7,6 0,13 Bt 0 ,8 3 -2 ,2 9 1 7 6 -5 7 0 2 2 -5 6 1 8 -5 6 3 ,0 -2 8 ,1 5 ,1 -2 2 ,8 2 ,5 - 8,1 6 -2 2 0 ,1 1 -0 ,6 0 X 1,65 394 41 38 12,1 14,8 5,1 11,3 0 ,19 С 1 ,1 6 -2 ,4 2 2 0 0 -4 5 9 3 0 -5 8 2 4 -4 9 4 ,0 - 2 3 ,3 8 ,3 -2 0 ,8 3 ,0 - 7,0 7 -2 0 0 ,0 7 -1 ,0 0 X 1,60 307 42 37 13,2 14,2 5,2 11,0 0 ,3 2 * W je d n y m przypadku — In o n e case

T a b e l a 2 Z aw artość p ierw iastk ów śla d o w y ch i żelaza w g leb a ch w y tw o r z o n y c h z u tw o ró w p y ło w y c h z lo d o w a c e n ia śr o d k o w o p o ls k ie g o (w ah ania i średnie)

C o n ten t o f the trace elem ents and iron in so ils d ev elo p ed from silt lo a m o f cen tra l-P o lish g la c ia tio n (range and m ean s) P o z io m g en etyczn y G en etic h o rizo n Fe °/ /0 M n Zn Cr Cu N i C o P b Cd ppm

G leb y bru n atn e, 5 p rofilów — B row n so ils, 5 profiles

A i 0 ,7 5 -1 ,0 8 2 6 0 -4 4 3 2 5 -1 0 6 1 6 -2 8 3 ,6 -1 2 ,8 4 ,6 - 9,2 2 ,3 - 4,6 9 - 3 4 0 ,2 2 -0 ,6 0 X 0,90 317 45 23 8,1 7,2 3,2 16,6 0,30 (B) 0 ,4 2 -2 ,2 3 152-560 1 1 -3 7 1 0 -3 8 1,8 -1 2 ,8 4 ,1 -2 1 ,4 1 ,4 -1 0 ,4 5 -1 2 0 ,0 4 -0 .5 0 X 1,09 252 24 24 6,8 10,4 4,1 7,4 0,19 С 0 ,7 4 -1 ,2 8 1 82-412 1 7 -3 2 1 0 -3 2 ON О 1 OO О 6 ,7 -1 1 ,4 2 ,8 - 6,3 4 - 1 0 0 ,0 7 -0 ,3 0 X 1,00 270 23 24 7,1 9,5 3,8 5,5 0,11 D 0 ,4 2 -1 ,9 0 6 8 -3 0 2 7 -3 8 1 0 -4 2 1,6 -1 1 ,2 4 ,0 -2 1 ,0 1 ,1 - 6,5 2 -1 1 0 ,1 0 -0 ,6 0 X 0,82 146 18 18 5,8 7,8 2,7 5,3 0,21

G leb y p ło w e, 9 p rofilów — S o ils lessiv és, 9 profiles

0 ,5 3 -0 ,9 4 1 60-587 2 3 -1 5 0 1 6 -3 2 2 ,2 -2 7 ,5 2 ,7 - 9,3 1 ,0 - 6,7 8 -4 0 0 ,0 9 -0 ,7 0 X 0,63 ' 387 46 25 9,0 6,2 3,3 17,0 0,39 A3 0 ,4 7 -0 ,9 7 120-407 1 1 -2 4 1 8 -3 0 1 ,5 - 6,8 2 ,7 -2 5 ,8 1 ,0 - 7,8 4 - 1 6 0 ,0 1 -0 ,6 0 X 0,70 243 15 23 3,9 8,3 3,7 8,8 0 ,30 B t 0 ,4 5 -1 ,7 9 108-294 9 - 3 0 1 3 -3 8 2 ,4 -1 2 ,0 2 ,7 -2 8 ,0 1 ,0 - 9,3 3 -1 8 0 ,0 4 -0 ,7 0 X 0,90 198 20 25 6,3 11,3 4,6 9,5 0,30 С 0 ,7 8 -1 ,9 0 130-612 1 8 -4 8 2 0 -3 4 4 ,6 -1 3 ,8 2 ,5 -1 1 ,7 1 ,2 - 8,5 6 -1 4 0 ,0 3 -0 ,9 0 X 1,20 247 26 26 8,3 7,4 4,3 9,8 0 ,40 D 0 ,2 5 -2 ,8 5 4 0 -7 0 0 6 -6 5 6 -5 2 2 ,0 -2 2 ,3 2 ,5 -3 6 ,5 0 ,6 -1 2 ,4 2 -2 6 0 ,0 6 -0 ,4 0 X 1,20 277 28 26 9,3 11,7 4,0 10,4 0,20

C zarne ziem ie, 5 p rofilów — Black earths, 5 profiles 0 ,7 0 -1 ,7 1 1 4 0 -7 0 0 2 1 -7 4 2 8 -4 2 5,5 -1 6 ,5 7 ,0 -1 6 ,0 2 ,5 - 5,8 8 - 4 2 0 ,0 6 -0 ,4 8 X 1,10 278 39 33 10,2 10,6 3,5 16,2 0 ,3 0 A x С 0 ,9 2 -1 ,1 2 1 0 8 -4 4 0 2 0 -2 9 2 2 -4 4 о 1 г—" о _{8 ,3 -1 5 ,2 2 ,8 - 4,9 6 -1 2 0 ,1 0 -0 ,3 0} X 1,02 229 26 32 5,5 12,6 3,9 9,5 0 ,20 С 0 ,6 1 -1 ,4 0 1 0 0 -2 6 0 1 3 -2 2 2 2 -2 8 4 ,0 - 7,8 5 ,7 -1 2 ,3 2 ,1 - 3,6 2 4 -2 8 0 ,1 0 -0 ,2 3 X 1,10 190 17 25 5,6 9,4 2,7 5,2 0 ,20 D 0 ,5 3 -3 ,7 9 7 0 -1 2 0 0 (4000)* 1 2 -8 4 1 8 -6 6 3 ,5 -2 3 ,4 2 ,4 -4 1 ,3 0 ,6 -2 1 ,4 6 - 2 6 0 ,0 3 -0 ,3 0 X 1,80 328 34 35 9,6 15,5 6,8 10,4 0 ,2 0 * W je d n y m przyp ad k u —- In o n e case T a b e l a 3 Średnia za w a rto ść p ierw ia stk ó w śla d o w y c h (pp m ) w b a d a n y ch p o z io m a c h g en ety czn y ch

M ea n c o n te n t o f trace elem en ts (pp m ) in p articu lar g en etic h o rizo n s P o z io m g en ety czn y L iczba próbek M n Z n Cr C u N i C o Pb Cd F e С org. <0,02* m m G en etic h orizon S am p les num ber ppm ° //о Аг 65 337 39,8 2 6,2 7,3 8,9 3,5 12,9 0,29 0,98 1,11 2 4 ,9 А з 23 250 27,3 24,5 4 ,7 7,4 4,8 7,6 0,21 0,88 0 ,3 4 21 ,2 B t 29 280 35,2 35,8 10,5 16,0 5,2 12,2 0 ,22 1,58 0 ,1 6 2 8 ,7 (В) 41 337 41,1 33,5 10,2 15,1 5,5 11,1 0 ,2 4 1,72 0 ,2 7 35,6

с

48

dla trzech badanych rodzajów gleb (rye. 1 i 2). Zależności powyższe zostały

wykazane przez wielu autorów zajmujących się tym zagadnieniem [10, 11,

13, 14. 20, 21].

W literaturze zwraca się uwagę, że na zawartość omawianych pier­

wiastków śladowych w glebie dodatni wpływ wywiera nie tylko skład gra-

nulometryczny, ale i m ateria organiczna; stąd więc otrzym ane wyniki

przeanalizowano pod tym kątem.

T a b e l a 4 Ś rednia z a w a rto ść p ierw ia stk ó w śla d o w y c h (pp m ) i żela za (%) w g leb a ch w y tw o r z o n y c h

z glin zw a ło w y c h i u tw o ró w p y ło w y ch

M ea n c o n ten t o f trace elem en ts (pp m ), and iron (%) in soil d e v e lo p e d from b o u ld e r lo a m s and silty fo r m a tio n s

P ierw iastek E lem en t P rób ki ze w szy stk ich p ro filó w S a m p les from all p ro files X 1 Z lo d o w a c e n ie b a łty c k ie B altic g la cia tio n

1

Z lo d o w a c e n ie ś r o d k o w o p o ls k ie Central P o lish g la cia tio n glin y b o u ld er lo a m s glin y b o u ld e r lo a m s u tw ory p y ło w e silty fo r m a tio n s X SX X SX X ii SX Fe 1,35 1,62 0 .0 6 1.37 0 ,0 7 1,06 0 ,0 6 M n 322 333 10.70 312 11,50 320 4 7 ,5 0 • Zn 36 39 0 ,9 4 40 1,64 29 1,96 Cr 30 .31 0 ,89 34 1,44 26 1,00 N i 12,7 16,7 1,25 11,7 0 ,73 9,8 0 ,7 0 Pb 10,3 10,0 0 ,32 11,0 0 ,5 0 10,0 0 ,6 4 Cu 8,8 9,5 0 ,3 7 9,3 0 .6 4 7,5 0 ,4 7 C o 4 ,7 5,3 0 ,3 3 5.0 0,29 4 ,0 0 ,3 0 Cd 0,27 0 ,17 0,01 0 ,3 7 0,05 0,27 0,02

Obliczone współczynniki korelacji nie wykazały jednak dodatniej zależ­

ności między ilością Fe, Mn, Zn, Cu, Ni, Co, Pb i C r a zawartością

węgla organicznego w poziomach akumulacyjnych. W yjątek stanowi Cd,

który jest częściowo pochodzenia antropogenicznego. Dodatniej korelacji

między omawianymi czynnikami nie udow odniono również dla poziomów:

przemywania (wyjątek stanowi Co), brunatnienia i wmycia (tab. 8). Ze

współczynników korelacji obliczonych oddzielnie dla badanych trzech ro ­

dzajów gleb wynika istnienie raczej ujemnej zależności pomiędzy ilością Fe,

Zn, Cu, Ni, Co i Cr a zawartością węgla organicznego w całych profilach

glebowych (tab. 5, 6 i 7). Podobne zależności otrzym ano również dla

różnych gleb [10, 13, 17, 20]. Ponadto obliczenia statystyczne wykazały

istnienie dodatniej korelacji między badanymi pierwiastkami, z wyjątkiem

kadm u, który koreluje tylko z kobaltem i ołowiem.

R oc z* G le b . T a b e l a 5 W sp ó łcz y n n ik i korelacji m etali c iężk ich z ilo śc ią części sp ła w ia ln y c h i w ęgla o r g a n ic z n e g o w g leb a ch w y tw o r z o n y c h z glin

zlo d o w a c e n ia b a łty c k ie g o

C o effic ie n ts o f co rrela tio n r b etw een h eavy m eta ls and silt an d cla y fra ctio n an d o rg a n ic ca r b o n in so ils d e v e lo p e d fro m b o u ld e r lo a m s o f B a ltic g la cia tio n

% F e M n Zn C u N i C o Pb Cr C d 0 < 0 ,0 2 m m

% c

T a b e l a 6 W sp ó łczy n n ik i k orelacji m etali ciężk ich z ilo śc ią Części sp ła w ia ln y ch i w ęg la o r g a n ic z n e g o w g leb a ch w y tw o r z o n y c h z glin

z lo d o w a c e n ia ś r o d k o w o p o ls k ie g o

C o effic ie n ts o f co rre la tio n r betw een heavy m etals and silt and clay fra ctio n an d o rg a n ic ca rb o n in so ils d e v elo p ed fro m b o u ld er lo a m s o f C entral -Polish g la c ia tio n

% F e M n Zn C u N i C o . Pb Cr C d 0 < 0 ,0 2 m m % c Fe M n Zn Cu N i C o Pb Cr 0,8 2 7 * * _ 0 %4 5 i* * 0 ,280* 0,001 0 ,2 4 6 * 0,6 9 1 * * - 0 , 0 2 9 0 ,7 8 2 * * 0 ,2 8 3 * 0,4 8 2 * * - 0 ,4 0 8 * * 0 ,6 4 0 * * 0,2 1 7 0,5 5 8 * * 0 ,8 1 0 * * - 0 , 4 5 1 * * 0 ,9 0 9 * * 0,3 4 1 * * 0,7 3 8 * * 0 ,5 9 8 * * 0,7 1 0 * * - 0 ,3 9 1 * * 0,7 5 4 * * 0 ,2 3 8 * 0,5 8 3 * * 0,5 5 7 * * 0,6 3 3 * * 0 ,4 7 9 * * - 0 , 1 4 1 0 ,4 9 7 * * 0 ,2 9 9 * * 0 ,4 0 0 * * 0,195 0 ,4 6 2 * * 0 ,4 3 9 * * 0 ,7 2 0 * * - 0 ,3 9 9 * * 0 ,8 1 5 * * 0,3 9 4 * * 0,6 0 8 * * 0,4 9 7 * * 0,8 3 9 * * 0,4 8 5 * * 0,4 5 1 * * 0 ,2 2 2 - 0 , 1 7 8 0 ,1 6 4 - 0 , 1 0 8 - 0 . 0 9 3 - 0 , 1 8 3 - 0 , 0 4 8 0 ,6 2 1 * * 0 ,4 0 1 * * - 0 , 0 6 9 * P = 0,05 * * p = 0,01

T a b e l a 7 W sp ó łczy n n ik i korelacji m etali ciężk ich z ilo śc ią części sp ła w ia ln y ch i w ęg la o rg a n ic z n e g o w g leb a ch w y tw o r z o n y c h

z u tw o r ó w p y ło w y ch

C o e ffic ie n ts o f co rre la tio n r b etw een heavy m etals and silt and clay fra ctio n and o rg a n ic ca rb o n in so ils d e v e lo p e d from silty fo rm a tio n s % F e M n Z n C u N i C o Pb Cr C d 0 < 0 ,0 2 m m

% c

% ф < 0 , 0 2 m m

% ф < 0 , 0 2 m m

% ф < 0 , 0 2 m m

% ф < 0,02 m m

R ye. 1. R egresja p r o sto lin io w a m ięd zy o g ó ln ą z a w a rto śc ią F e, M n , Z n i C u a ilo śc ią c zęści sp ła w ia ln y ch

I — w glebach wytworzonych z gliny zwałowej zlodow acenia środkow opolskiego, I I — w glebach wytworzonych z gliny zwałowej zlodowacenia bałtyckiego. III — w glebach w ytw orzonych z utworów pyłowych

F ig. 1. R ectilin ear regression b etw een the to ta l c o n te n t o f F e, M n , Z n and C u and the a m o u n t o f clay p articles

/ — in soils developed from boulder loam o f the C entral-Polish glaciation. I I — in soils developed from boulder loam o f the Baltic glaciation.

% ф <0,02 mm % ф <0,02 mm

% ф <0,02 mm % ф <0,02 mm

R y e. 2. R egresja p r o sto lin io w a m ięd zy o g ó ln ą z a w a rto śc ią

N i, C o, Pb i Cr a ilością części spławialnych /, II i III — jak w rys. 1

F ig . 2. R ectilin ear regression b etw een th e to ta l c o n t e n f o f N i, C o , P b and Cr and th e a m o u n t o f clay particles

T a b e l a 8 W sp ó łcz y n n ik i korelacji m etali ciężk ich z ilo śc ią części sp ła w ia ln y ch w b a d a n y ch p o z io m a c h g e n ety czn y h gleb

C eo ffic ie n ts o f co rre la tio n r b etw een heavy m eta ls and th e co n te n t o f cla y p a rticles o f the so ils in v estig a ted in gen etic h o rizo n s P ierw iastek P o z io m y g e n ety czn e — G en etic h o rizo n s

E lem en t _{A i ^ 3} (В) С D F e 0,6 1 9 * * 0 ,5 6 9 * * 0 ,5 8 2 * * 0 ,8 0 3 * * 0 ,7 2 2 * * 0 ,8 1 6 * * M n 0,101 0 ,4 3 9 * 0 ,8 4 5 * * 0 ,4 5 2 * * 0 ,1 0 4 0 ,0 5 4 7 * * Zn 0,142 0,3 8 9 0 ,6 0 2 * * 0,7 1 0 * * 0 ,7 5 7 * * 0 ,8 1 0 * * 0 < 0 ,0 2 mm Cu 0 ,4 1 4 * * 0 ,142 0 ,3 3 2 * 0 ,7 6 8 * * 0 ,5 6 5 * * 0 ,7 2 0 * * N i 0 ,4 0 8 * * 0 ,7 2 3 * * 0 ,5 7 8 * * 0 ,7 6 9 * * 0 ,5 5 9 * * 0 ,6 9 5 * * C o 0,3 4 3 * * 0,3 7 3 0 ,4 2 9 * * 0 ,7 2 8 * * 0 ,1 5 9 0 ,5 8 3 * * Cr 0 ,4 6 9 * * 0 ,5 5 0 * * 0 ,5 9 4 * * 0 ,7 5 9 * * 0 ,7 0 2 * * 0 ,8 4 6 * * Pb 0,0 6 4 0 ,139 0,271 0 ,5 6 3 * * 0 ,5 1 9 * * 0 ,4 3 3 * * Cd 0,125 - 0 , 3 6 3 - 0 , 2 7 7 0,311 0,1 0 5 0 ,0 4 4 % С org. Cd 0 ,4 2 4 * * 0 ,2 0 0 0 ,0 7 4 0 ,279 0 ,3 5 4 * 0 ,1 6 9 С о 0 ,0 0 4 0 ,6 8 9 * * 0 ,1 4 9 0 ,073 0,051 0,048 * — P = 0,05 ** — P = 0,01

M e ta le ciężk ie w gleb a ch P o lsk i

₅₅

— Badane gleby zawierają naturalne ilości metali ciężkich, które mogą

stanowić tzw. tło geochemiczne; wynoszą one średnio: F e — 1,35%, M n —

322 ppm , Zn — 36 ppm, Cr — 30 ppm, Ni — 12,7 ppm , Pb — 10,3 ppm,

Cu — 8,8 ppm, Co — 4,7 ppm i Cd — 0,27 ppm s.m. gleby.

— Rozmieszczenie metali ciężkich w profilach omawianych gleb uw arun­

kowane jest procesami glebotwórczymi. Poziomy przemywania (A 3) zawierają

najmniej m anganu, cynku, chrom u, miedzi, niklu, ołowiu, a także żelaza.

— Gleby wytworzone z glin zwałowych zasobniejsze są w badane

pierwiastki śladowe niż gleby wytworzone z utworów pyłowych.

— W omawianych glebach występowanie Fe, M n, Zn, Cu, Ni, Co,

Pb i Cr koreluje dodatnio z ilością części spławialnych, a brak takiej

zależności między zawartością tych pierwiastków a ilością węgla organicznego.

L I T E R A T U R A

[1] A n d e r s o n A ’.: H ea v y m eta ls in S w ed ish so ils. On their rela tio n , d istrib u tio n and a m o u n ts. S w ed ish J. A gric. 7, 1977, 7 -2 0 .

[2] C h u d e c k i Z ., B ł a s z c z y k H .: O cena z a s o b n o śc i gleb P o m o rza Z a c h o d n ie g o w n ie­ k tó re m ik r o elem en ty . Z esz. p ro b l. P o st. N a u k roi. 1984, 2 42, 2 1 -3 0 .

[3] C z a r n o w s k a K .: Z a w a r to ść m etali ciężk ich w g leb a ch p ło w y ch W y so c z y z n y S ied le- skiej. Z esz. n au k . S G G W -A R , R o i. 16, 1977, 3 9 -4 7 .

[4] C z a r n o w s k a K .: W p ły w sk ały m acierzystej na z a w a rto ść m etali ciężk ich w gleb ach . Z e sz. p rob l. P o st. N a u k roi. 1984, 2 4 2 , 2 1 -3 0 .

[5] C z u b a R .: B a d a n ia nad z a w a r to śc ią m ik r o e le m e n tó w w g leb a ch . Z esz. p ro b l. P o st. N a u k roi. 1976, 170, 3 6 9 -3 7 8 .

[6] D o b r z a ń s k i B ., G l i ń s k i J.: W y stę p o w a n ie m ik r o sk ła d n ik ó w w g leb a ch B ieszcza d ó w . R o c z . g leb o zn . 21, 1970, 2, 3 6 5 -3 7 6 .

[7] G a ł c z y ń s k a B ., P i o t r o w s k a M .: Z a w a r to ść p ierw ia stk ó w śla d o w y c h w n iek tó ry ch g leb a ch p o w ia tu P ia seczn o . P am . puł. 53, 1972, 9 9 -1 1 6 .

[8] G l i ń s k i J.: W p ły w n iek tó ry ch c z y n n ik ó w g le b o tw ó r c z y c h na za w a rto ść i r o zm iesz czen ie m ik r o sk ła d n ik ó w w p ro fila c h g le b o w y c h . C z. II. R o z m ie sz c z e n ie m ik r o sk ła d n ik ó w w g le ­ b ie w za le ż n o śc i od jej u ż y tk o w a n ia . A n n . U M S C , Sect. E, 22, 1967, 4, 3 7 -6 8 . [9] G w o r e k B .: P ierw iastk i śla d o w e (M n , Z n , Cr, C u , N i, C o , Pb i C d ) w gleb ach

u p raw n ych w y tw o r z o ń y c h z glin z w a ło w y c h i u tw o r ó w p y ło w y ch p ó łn o c n o -w s c h o d n ie g o r eg io n u P o lsk i. C z. I. W ła śc iw o ści fiz y k o c h e m ic z n e b a d a n y ch g leb . R o c z . g le b o z n . 35,

1984, 2, 7 9 -1 0 0 .

[10] G w o r e k B .: P ierw iastk i śla d o w e (M n , Z n , C r, C u , N i, C o , Pb i C d ) w gleb ach u p raw n ych w y tw o r z o n y c h z glin zw a ło w y c h i u tw o r ó w p y ło w y ch p ó łn o c n o -w s c h o d n ie g o r eg io n u P o lsk i. C z. II. O g ó ln a z a w a rto ść p ierw ia stk ó w śla d o w y c h w g leb a ch w y tw o ­ rzo n y ch z glin z w a ło w y c h . R o c z . g le b o z n . 36, 1985, 2, 3 3 -5 9 .

[11] G w o r e k B .: P ierw iastk i śla d o w e w g leb a ch w y tw o r z o n y c h z u tw o r ó w p y ło w y c h p ó ł- n o c n o -w sc h o d n ie g o r eg io n u P o lsk i. R o cz. g le b o z n . 36, 1985, 3, 4 1 -5 0 .

[12] K a b a t a - P e n d i a s A ., P i o t r o w s k a M .: C a łk o w ita z a w a rto ść m ik r o e le m e n tó w w gleb ach P o lsk i. W stęp n a o cen a z a so b n o śc i g leb i p otr zeb n a w o żen ia m ik r o elem en ta m i w P o lsce. W yd . I U N G Ser. S (8), 1972, 7 -4 7 .

56

[13] K a b a t a - P e n d i a s A .: Z a w a r to ść m etali ciężk ich w g leb a ch u p raw n ych P o lsk i. P am . p uł. 74, 1981, 1 0 1 -1 1 1 .

[14] Ł u p i n o w i c z J. S ., D u b i k o w s k i G . Р .: O z a w isim o sti so d zierża n ija m ik r o e le m ie n to w o t m ie c h a n ic z e sk o w o so sta w a d ie r n ie w o -p o d z o lis ty c h p o c z w B S S R . A g ro ch im ija 12, 1966, 7 5 -7 9 .

[15] P i o t r o w s k a M .: R o z m ie sz c z e n ie p ierw ia stk ó w śla d o w y c h w n iek tó r y ch p ro fila c h gleb w y tw o r z o n y c h z lessó w W y ży n y . S a n d o m ie r sk o -O p a to w sk ie j. P am . puł. 30, 1967, 8 3 -9 8 . [16] R o s z y k E.: Z a w a r to ść form o g ó ln y c h i ro zp u sz cza ln y ch w a n a d u , ch ro m u , m a n g a n u ,

n ik lu , k o b a ltu i m ied zi w n iek tó r y ch g leb a ch D o ln e g o Śląska w y tw o r z o n y c h z glin p y la sty ch i u tw o r ó w p y ło w y c h . Z esz. n au k . W S R W ro cła w , R o i. 76, 1968, 7 -2 7 . [17] S a p e k A ., S k ł o d o w s k i P.: R o z m ie sz c z e n ie F e, Z n , M n , C u , C o , N i, Pb i Cd

w p ro fila ch c z a r n o z ie m ó w le śn o -ste p o w y c h . R o cz. g le b o z n . 28, 1, 1977, 7 1 -8 4 .

[18] S t r z e s z e w s k i T ., K o c i a ł k o w s k i Z .: B ad an ia n ad za w a r to śc ią M n , Z n , C u i В w czarn ych ziem ia ch Z a sto isk a S z a m o tu lsk ie g o . R o c z . g le b o z n . 25, 1974, 2, 1 0 1 -1 0 4 . [19] S z e r s z e ń L ., L a s k o w s k i S ., R o s z y k o w a S .: O d d zia ły w a n ie p r o c e só w ty p o lo g ic z n y c h

na z a w a rto ść m ik r o e le m e n tó w w gleb a ch w y tw o r z o n y c h z u tw o r ó w p o lo d o w c o w y c h D o ln e g o Śląska. Z esz. p ro b l. P o st. N a u k roi. 2 4 2 , 1984, 3 1 -4 2 .

[20] T j e l l J. C ., H o r m a n d M . F .: M eta l c o n c e n tr a tio n in D a n ish arab le so ils. A c ta A gr. Scan d . 28, 1978, 8 1 -8 9 .

[21] W o c ł a w e k T .: S tu d ia n ad za w a r to śc ią m ik r o e le m e n tó w w n iek tó r y ch g leb a ch e ro d o - w a n y ch i d elu w ia ln y ch śr o d k o w e j części P ojezierza M a zu rsk ieg o . Z esz. n au k . A R T O lszty n , R o i. 1, 1963, 5 -5 6 . К. Ч А Р Н О В С К А , К. ГВОРЕК Т Я Ж Е Л Ы Е М Е Т А Л Л Ы В Н Е К О Т О Р Ы Х П О Ч В А Х Ц Е Н Т Р А Л Ь Н О Й И С Е В Е Р Н О Й Ч А С Т И П О Л Ь Ш И К а ф е д р а п о ч во в ед ен и я В ар ш ав ск ой сел ь ск о х о зя й ст в ен н о й а к адем и и Р е з ю м е И ссл ед о в а л и почвы о б р а зо в а н н ы е из валунны х глин ц ен т р а л ь н о -п о л ь ск о г о и б а л т и й ­ ск о го о л ед ел ен и я и о б р а зо в а н н ы е из п ы леваты х ф о р м а ц и й . Н а о сн о в а н и и ан али тически х д а н н ы х у ст а н о в л ен о , что и ссл е д у е м ы е почвы с о д е р ж а т естеств ен н ы е к оли ч ества таких м а т е р и а л о в , как F e, M n , Z n , C u, C o , N i и Cr. Е д и н ств ен н о свин ец и к адм и й п о к а зы ­ вали т е н д е н ц и ю к н акап л ив ани ю в п о в е р х н о с т н о м г о р и зо н т е почв. Р а сп р ед ел ен и е и ссл е­ д у е м ы х эл е м е н т о в в п оч вен н ы х п р оф и л ях п р о и с х о д и л о п о д вли яни ем п о ч в о о б р а з о в а т е л ь ­ ных п р о ц есс о в . С ам ы е вы сокие коли чества эл е м е н т о в в п оч вах о б р а зо в а н н ы х из глин бы ли устан овл ен ы в г о р и зо н т а х бур ен и я или в м а тер и н ск о й п о р о д е л есси ви р ован н ы х почв. Н а и м ен ь ш ее к оли ч ество тя ж ел ы х м е т а л л о в у ст а н о в л ен о в ак кум уля ц ион н ы х г о р и ­ з о н т а х и ссл е ду е м ы х ти п ов п очв, а такж е в л есси в и р о в а н н о м о р о д з о л и в а е м о м г о р и зо н т е ( A :J лесси ви р ован н ы х почв. В ак кум уляц ион н ы х ж е г о р и зо н т а х почв о б р а зо в а н н ы х из пы леваты х ф о р м а ц и й у ст а н о в л ен о не т о л ь к о п овы ш ен и е со д ер ж а н и я свин ц а и к а дм и я, н о и м а р га н ц а , цинка и м еди . И ссл ед о в а н и я п о к а за л и , что почвы о б р а зо в а н н ы е из валунны х глин с о д е р ж а т вы сш ие к оли ч ества тяж ел ы х м е т а л л о в , чем почвы о б р а зо в а н н ы е из п ы леваты х ф о р м а ц и й . С р ед н ее с о д е р ж а н и е тяж елы х м е т а л л о в в о б р а з ц а х целы х п р оф и л ей со ст а в л я ет : М п — 322 р р м ,

M eta le c iężk ie w g leb a ch P olsk i

₅₇

D ep a r tm e n t o f S o il S cien ce, A gricu ltu ra l U n iv ersity o f W arsaw S u m m a r y

• S o ils d e v e lo p e d from b o u ld e r lo a m s o f the C en tral P o lish an d B altic g la c ia tio n s and from silty fo r m a tio n s w ere in v estig a ted . It fo llo w s fro m the a n a ly tica l d ata that th e so ils u n d er stu d y c o n ta in n atu ral a m o u n ts o f su ch m eta ls, as F e, M n , Z n , C u , C o , N i a n d Cr. O n ly lead an d c a d m iu m sh o w e d a ten d e n c y to a c c u m u la tio n in the u pper h o r iz o n s o f so ils. T h e d istrib u tio n o f th e e lem en ts in v estig a ted in th e so il p ro file s occu rred u n d er th e effe ct o f so il-fo r m in g p ro cesses. T h e h ig h est c o n c e n tr a tio n s o f elem en ts in s o ils d e v e lo p e d fro m lo a m s has b een fo u n d in th e b ro w in g h o r iz o n s or in the p aren t ro ck o f b row n so ils nd in illu v ia l h o r iz o n t or a lso in the p aren t rock in so ils lessivés. T h e least a m o u n ts o f h eavy m eta ls h ave b een fo u n d in a c c u m u la tio n h o r iz o n s o f th e so ils types u nder stu d y an d in p o d z o liz a tio n h o r iz o n (A 3) o f so ils lessivés. In a c c u m u la tio n h o rizo n s o f so ils d e v e lo p e d fro m silty fo r m a tio n s h igher c o n te n t n o t o n ly o f lead an d ca d m iu m , b ut a lso o f m a n g a n ese, z in c an d co p p e r h as b een fo u n d .

T h e in v e stig a tio n s h ave p ro v ed that so ils d e v e lo p e d from b o u ld e r lo a m s c o n ta in h igher a m o u n ts o f h ea v y m eta ls th an so ils d e v e lo p e d from silty fo r m a tio n s. T h e m ea n c o n te n t o f h ea v y m eta ls in sa m p les o f th e w h o le p ro file s a m o u n te d : M n — to 322 p p m , Z n — to 36 p p m , Cr — to 30 p p m , N i — to 12.7 p p m , C u — to 8.8 p p m , C o — to' 4 .7 p p m , C d — to 0 .2 7 p p m an d F e — to 1.35% o f so il dry m atter.

T h e a m o u n t o f h ea v y m eta ls occu rrin g on th e so ils in v estig a ted a p p r o x im a te s th o se in D e n ish so ils d e v e lo p e d fro m se d im en ta ry rock s o f the g lacial o rigin , w ith th e e x c e p tio n o f F e a n d P b. C a lc u la tio n s o f the rectilin ear c o rre la tio n an d reg re ssio n c o e ffic ie n ts p ro v ed a p o sitiv e rela tio n sh ip b etw een th e F e, M n , Z n , C u , N i, C o , Pb a n d Cr o ccu rre n c e and the c o n te n t o f cla y p articles. O n the oth er h an d , n o su ch a rela tio n sh ip b etw een the a m o u n t o f th e a b o v e ele m e n ts an d th e org a n ic m atter c o n te n t has b een p roved .

Doc. d r hah. Krystyna Czarnow ska Katedra G leboznawstwa S G G W -AR W arszawa, ul. R akow iecka 26