* Zak³ad Ge o lo gii i Ochro ny Li to s fe ry, In sty tut Nauk o Zie mi UMCS, ul. Kra œ ni cka 2CD, 20-709 Lu b lin zglo bek@bio top.umcs.lu b lin.pl
** Zak³ad Gle boz na w stwa, In sty tut Nauk o Zie mi UMCS, ul. Aka de mi cka 19, 20-033 Lu b lin mzio lek@o2.pl
Wy bra ne me to dy geo che mi cz ne w ba da niach œro do wi ska
Se le c ted ge o che mi cal me t hods in en vi ron men tal stu dies
Abs tract: One of the ef fects of hu man ac ti vi ty is the mo di fi ca tion of che mi cal co m po si tion of va rio us ge ne sis se di ments (con sti tu ting spe ci fic geo a r chi ves). The ap p li ca tion of ge o che mi cal me t hods in en vi ron men tal stu dies re lies ei t her on re ve a ling the co m po unds pre sen ce not ap pe a ring in na tu ral con di tions or de te c ting the ir ex ce e ding con cen tra tion aga inst ge o che mi cal ba c k gro und. The ana ly ses of ve r ti cal dif fe ren tia tion of an thro po ge nic con ta mi na tion (he a vy me tals, pho sp ho rus, 137Cs) has al lo wed the dete r mi na tion of chro no lo gy of ana ly zed se di ments cre a tion as well as de te c tion of pha ses of en vi ron ment chan ges ca u sed by hu man activity.
Key words: ge o che mi cal me t hods, an thro po pres sure, 137Cs, he a vy me tals, phosphorus S³owa klu czowe: me to dy geo che mi cz ne, an tro po pre sja, 137Cs, me ta le ciê ¿ kie, fo s for
Wpro wa dze nie
Jed nym ze sku t ków dzia³al no œci cz³owie ka jest mo dy fi ka cja sk³adu che mi - cz ne go ko m po nen tów œro do wi ska. Pie r wsze zmia ny w³aœci wo œci po wie trza, wód czy gleb, bêd¹ce efe ktem an tro po pre sji, roz po czê³y siê wraz z po ja wie - niem siê osiad³ych spo³eczeñstw ro l ni czych neo li tu. Mia³y one jed nak cha ra - kter pun kto wy, a po usta niu wp³ywu cz³owie ka, œro do wi sko w sto sun ko wo kró t kim okre sie cza su po wra ca³o do sta nu na tu ral ne go. Do pie ro re wo lu cja prze mys³owa XVIII w. roz po czê³a etap zmian nie od wra cal nych, czê sto o cha - ra kte rze glo ba l nym. Efe ktem dzia³al no œci cz³owie ka jest wy two rze nie siê no - wych dróg mi gra cji pie r wia stków. Zo sta³y uru cho mio ne pie r wia stki, któ re w wa run kach naturalnych nie by³y w obiegu (Pb, Zn, Cd); znacz¹cemu przy - spie sze nie uleg³ równie¿ obieg pierwiastków.
Wy ko rzy sta nie cech geo che mi cz nych w ba da niach wp³ywu cz³owie ka na œro do wi sko po le ga na wy kry wa niu obe cno œci zwi¹zków nie wy stê puj¹cych
Wa r sza wa 2006
w wa run kach na tu ra l nych (na przyk³ad sztu cz ne izo to py) lub stwier dza niu kon cen tra cji wie lo kro t nie prze kra czaj¹cych t³o geo che mi cz ne. Opi sy wa ne ana li zy umo ¿ li wiaj¹ oce nê na tê ¿e nia an tro po pre sji, jej zró¿ ni co wa nia prze - strzen ne go i cza so we go. Naj bar dziej dra sty cz ne zmia ny geo che mi cz ne zwi¹zane s¹ z dzia³al no œci¹ prze mys³ow¹ i trans po rtow¹ oraz osad ni c twem.
Zmia ny cech po wie trza, wód, gleb powodowane s¹ równie¿ przez rolnictwo – ga³¹Ÿ gospodarki o najwiêkszym zasiêgu przestrzennym.
Wy ko rzy sta nie zna cz ni ków i ele men tów wska Ÿ ni ko wych umo ¿ li wia prze j - œcie od cha ra kte ry styk ja ko œcio wych do pre cyzy j ne go ujê cia ilo œcio we go. Po - mi mo wie l kiej z³o¿o no œci sy ste mów przy rod ni czych nie zbêd ne jest d¹¿e nie do po dej mo wa nia prób ta kie go w³aœ nie opi su ana li zo wa nych zja wisk. Inter - dyscy plina r ne ba da nia pro wa dzo ne przez przed sta wi cie li nauk o zie mi me to - da mi geo che micz ny mi, w wie lu przy pa d kach umo¿liwiaj¹ uzyskanie pra - wid³owoœci trudnych do otrzymania w inny sposób.
Ba da nia geo che mi cz ne mog¹ mieæ dwo ja ki cha ra kter. Po dej œcie pro stsze po le ga na prze strzen nej i cza so wej oce nie zró¿ ni co wa nia za wa r to œci mi kro- i ma kroe le men tów, któ rych kon cen tra cje prze kra czaj¹ce na tu ra l ne t³o tra k - to wa ne s¹ jako zanie czy sz cze nia. Po zna nie wie l ko œci ska ¿e nia jest tu ce lem sa mym w so bie. Umo ¿ li wia to oce nê aktu a l ne go sto p nia de gra da cji œro do - wi ska. W dru gim przy pa d ku otrzy ma ne wie l ko œci kon cen tra cji pie r wia s - tków pod le gaj¹ da l szej in ter pre ta cji, opie raj¹cej siê na za³o¿e niu wy stê po - wa nia okre œlo ne go zwi¹zku po miê dzy spe cy ficzn¹ form¹ dzia³al no œci cz³owie ka a kon cen tracj¹ ele men tów wska Ÿ ni ko wych w osa dach, gle bie, wo dach, po wie trzu.
W pra cy przed sta wio no cha ra kte ry stykê wy ko rzy sta nia wy bra nych me tod geo che mi cz nych w ba da niach œro do wi ska oraz przyk³ado we wy ni ki stu diów pro wa dzo nych przez au to rów opra co wa nia. Za pis trwaj¹cej przez se t ki i ty - si¹ce lat dzia³al no œci cz³owie ka w œro do wi sku przy rod ni czym zna j du je swo je od zwier cied le nie prze de wszy stkim w osa dach mi ne ra l nych i or ga ni cz nych.
Geo che mi cz na ana li za osa dów – swo i s tych geo -a r chi wów – umo ¿ li wia od - twa rza nie za siê gu, ro dza ju i na tê ¿e nie an tro po pre sji na prze strze ni dzie jów.
Z ko lei ba da nie prze strzen ne go zró¿ ni co wa nia pie r wia stków tra kto wa nych jako zna cz ni ki umo ¿ li wia stu dia nad pro ce sa mi pro wadz¹cymi do ich prze - mie sz cza nia. W ba da niach œro do wi ska wyko rzy sty wa ne s¹ ró ¿ ne go ro dza ju metody, w niniejszej pracy skupiono siê na analizach zawartoœci metali ciê¿kich w osadach, metodzie fosforanowej oraz metodzie cezowej.
Me to da ce zo wa
137Cs jest sztu cz nym ra dio nu kli dem, jego obe cnoœæ w œro do wi sku jest zwi¹zana z wy bu cha mi j¹dro wy mi lub emi sja mi z re a kto rów ato mo wych (Wise 1980). Po raz pie r wszy zo sta³ wpro wa dzo ny do at mo s fe ry zie m skiej pod czas se - rii po tê ¿ nych pró b nych wy bu chów ato mo wych w ko ñ cu 1952 r. Mniej wiê cej
od roku 1954 za czê to stwier dzaæ jego wy stê po wa nia w œro do wi sku na ca³ym œwie cie. Lo ka l nie, du¿e zna cze nie od gry waj¹ awa rie w ele ktro w niach j¹dro - wych. Cez-137 emi tu je si l ne pro mie nio wa nie gam ma (ene r gia 662 keV) co po - zwa la na sto sun ko wo pro ste i dok³adne po mia ry jego kon cen tra cji.
137Cs jest si l nie ad sor bo wa ny przez fra kcjê ko lo i daln¹ oraz ma te riê or ga - niczn¹ i pra kty cz nie nie pod le ga wy mia nie (Ta mu ra, Ja cobs 1960). Ad sor b cja cezu przez gle bê jest bar dzo szy b ka, na co wska zu je gwa³to w ny spa dek jego kon cen tra cji wraz z g³êbo ko œci¹, w nie za bu rzo nych pro fi lach (Che³mi cki i in.
1995, Fro e hlich, Wal ling 1992). Prze pro wa dza ne eks pe ry men ty wska zuj¹ ponad to na jego ogra ni czon¹ mo bi l noœæ w wy ni ku pro ce sów che mi cz nych ( Lomenick, Ta mu ra 1965). W zwi¹zku z siln¹ ad sorbcj¹ cezu przez ko m p leks so r pcy j ny, jego mo ¿ li wo œci prze mie sz cza nia w dó³ pro fi lu gle bo we go s¹ ogra - ni czo ne (Ca m p bell i in. 1982). Wszy stko to spra wia, ¿e g³ów ny mi czyn ni ka mi po wo duj¹cymi re dy stry bu cjê cezu w krajo bra zie s¹ pro ce sy fi zy cz ne zwi¹zane z ero zj¹ gleb (pro ce sy sto ko we). Opi sy wa na me to da mo¿e byæ w zwi¹zku z tym sto so wa na w ba da niach geomo rfolo gi cz nych oraz sedy - mento logi cz nych.
Pie r wsze pró by wy ko rzy sta nia 137Cs w ba da niach pro ce sów ero zji gleb pod jê to w po³owie lat 60. XX w. (Ro go wski, Ta mu ra 1965). Mia³y one na celu zna le zie nie powi¹zañ po miê dzy erozj¹ gleb a prze mie sz cza niem siê ra dio nu - kli dów. Mo ¿ li we s¹ na stê puj¹ce kie run ki wy ko rzy sta nia ra dio nu kli du w ba da - niach œrodowiska (Stach 1991):
– wy zna cza nie stref de gra da cji i aku mu la cji ma te ria³u na pod sta wie prze - strzen ne go zró¿ ni co wa nia kon cen tra cji cezu w gle bie w po rów na niu ze sku - mu lo wa nym fal lo u tem (atmo sfe ry cz ny opad izo to pu),
– okre œla nie bez wzglêd ne go te m pa ero zji gleb przy wy ko rzy sta niu mo de li mate ma ty cz nych,
– wy zna cza nie te m pa ero zji w opa r ciu o da to wa nia osa dów kore la ty w nych w lo ka l nych ba zach sedy menta cy j nych i na dnach zbio r ni ków wod nych.
Pro wa dzo ne ba da nia wska zuj¹ na wy stê po wa nie znacz¹cego prze strzen ne go zró¿ ni co wa nia kon cen tra cji 137Cs w gle bach – w ska li ma³ych zle w ni czy po je - dyn czych sto ków – (Zg³obi cki 2002a, 2002b). Spo wo do wa ne jest to wp³ywem opi sa nych wy ¿ej pro ce sów – fi zy cz ne go trans po rtu cz¹stek gle by. Jako g³ówne czyn ni ki wp³ywaj¹ce na wspó³cze s ne zró¿ ni co wa nie ska ¿e nia ce zem w ma³ej ska li wy mie niæ na le ¿y ukszta³to wa nie po wie rz ch ni oraz po kry cie te re nu.
Przyk³ado wo, w Ro ga lo wie akty w noœæ 137Cs w wie rz ch niej wa r stwie gleb po³o¿o nych na sto ku wy no si³a 20 Bq/kg na ob sza rze grun tów or nych i 76 Bq/kg w gle bach le œ nych. Su ma ry cz ny ³adu nek izo to pu zmie nia³ siê od 7500 Bq/m2 na wie rz cho wi nie, do 10620 Bq/m2 w dnie do li ny (Zg³obi cki 2002a).
Ba da nia nad zró¿ ni co wa niem suma ry cz ne go ³adun ku 137Cs w gle bach umo -
¿ li wi³y oce nê dy na mi ki wspó³cze s nych pro ce sów denu da cy j nych na ob sza - rach les so wych Pol ski po³udnio wo- ws chod niej (Zg³obi cki 2002a). Te m po de -
gra da cji te re nów u¿y t ko wa nych ro l ni czo okre œlo no na 2 mm/rok (wie rz cho wi - ny) do 7,4 mm/rok (sto ki o na chy le niu >10o).
Me to da ce zo wa wyko rzy sty wa na jest rów nie¿ do ba dañ nad pro ce sa mi eo li - cz ny mi (Gil lie son i in. 1996, Ha r per, Gi l kes 1995). Tego typu stu dia pro wa - dzo ne by³y przez au to rów opra co wa nia na pia sz czy s tych rów ni nach Ko t li ny San do mie r skiej (oko li ce £añ cu ta). Przy wy ko rzy sta niu od po wied nich mo de li, na tê ¿e nie wspó³cze s nej ero zji eo li cz nej w ob rê bie ba da ne go ob sza ru okre œlo - no na 1,1–1,6 mm/rok (w okre sie osta t nich 15 lat) (Zg³obi cki, Re sz ka 2004).
Ana li za pio no wej kon cen tra cji izo to pu w osa dach ró ¿ nej ge ne zy po zwa la wre sz cie na oce nê te m pa ich se dy men ta cji. Me to da wyko rzy sty wa na jest prze - de wszy stkim do okre œle nia te m pa przy ro stu alu wiów b¹dŸ osa dów w zbio r ni - kach wod nych (Fro e hlich, Wal ling 1991, Wal ling, He 1997). Mo ¿ li wa jest rów nie¿ oce na te m pa se dy men ta cji w in nych œro do wi skach, na przyk³ad w dnach w¹wo zów (ryc. 1). Ho ry zont cza so wy dla ta kie go za sto so wa nia me - to dy ce zo wej wy no si 50 lat (izo top zacz¹³ byæ wpro wa dza ny do œro do wi ska od po³owy lat 50. XX w.). Najg³êb sza wa r stwa, w któ rej stwier dza siê wy stê po - wa nie 137Cs od po wia da w³aœ nie temu okre so wi, a wy ra Ÿ ny wzrost kon cen tra cji jest zwi¹zany z awari¹ w Czarnobylu w roku 1986 (ryc. 1). W opisywanym profilu tempo sedymentacji wynosi oko³o 1 cm/rok.
Me to da fos fo ra no wa
Fo s for jest pie r wia stkiem nie zbêd nym do ¿y cia wszy stkim or ga ni z mom ¿y - wym ze wzglê du na rolê, jak¹ od gry wa w wie lu pro ce sach bio che mi cz nych (Smil 2000). Jest pie r wia stkiem ja ko œci przy ro dy nie o¿y wio nej i gleb, i sta no -
[Bq/kg]
0 2 4 6 8 10
[cm]
55–60 50–55 45–50 40–45 35–40 30–35 25–30 20–25 15–20 10–15 5–10 0–5
Cs
Ryc. 1. Pio no we zró¿ ni co wa nie akty w no œci cezu w pro fi lu Gu ciów Fig. 1. Ve r ti cal di stri bu tion of ca e sium ac ti vi ty in Gu ciów profile
wi o ich ¿y z no œci. Poza t¹ bio lo giczn¹ fun k cja fo s for od gry wa te¿ znacz¹c¹ rolê jako wska Ÿ nik diag no sty cz ny antro poge ni cz nych prze mian œro do wi ska.
Wyko rzy sty wa ny jest prze de wszy stkim w ba da niach arche olo gi cz nych i gle - boz na w czych (Brze zi ñ ski i in. 1983, Kone cka- Bet ley, Oko³owicz 1998, Pru - sin kie wicz i in. 1998).
Fo s for, sta bi l ny w œro do wi sku gle bo wym, naj czê œciej po zo sta je w po wie - rzch nio wej wa r stwie gle by, do któ rej zo sta³ wpro wa dzo ny. Du¿e stê ¿e nia fo s - fo ru w gle bie mog¹ po ja wiaæ siê w obie ktach arche olo gi cz nych, jak te¿ na ob - sza rach wspó³cze s nej dzia³al no œci lu dz kiej. Po przez aku mu la cje fo s fo ru w gle bie za pi sy wa na jest historia ingerencji cz³owieka w œrodowisko.
Me to da fos fo ra no wa sto so wa na w ba da niach arche olo gi cz nych opie ra siê na ist nie niu zwi¹zku po miê dzy ludzk¹ akty w no œci¹ w œro do wi sku a aku mu lacj¹ fo s - fo ru w gle bie. Ró¿ no kie run kowa dzia³al noœæ cz³owie ka w przesz³oœci pro wa dzi³a do wzbo ga ca nia wie rz ch niej wa r stwy gle by w fo s for. Zród³em fo s fo ru w gle bie s¹ od cho dy lu dzi i zwierz¹t, re sztki ¿y w no œci i inne od pa d ki, a wspó³cze œ nie fo s fo ro - we na wo zy mi ne ra l ne. W wy ni ku mine ra li za cji szcz¹tków or ga ni cz nych po wstaj¹ nie ru chli we fo s fo ra ny, a pod wy ¿szo ne za wa r to œci tego pie r wia stka w gle bie mog¹ s³u¿yæ do usta la nia miejsc hi sto rycz ne go osad ni c twa (Bed na rek i in. 2003, Schle zin ger 2000). Z ko lei ana li za pio no wej kon cen tra cji fo s fo ru w pro fi lu umo ¿ - li wia od twa rza nie i da to wa nie faz an tro po pre sji (La m bert 1998).
W gle bo z na wstwie fo s for jest wyko rzy sty wa ny w ba da niach antro poge ni - cz nych prze mian œro do wi ska gle bo we go i na pod sta wie jego za wa r to œci wy - zna cza ny jest diag no sty cz ny po ziom an thro pic w gle bach mi ne ra l nych. Jest to po ziom tworz¹cy siê w ci¹gu d³ugie go okre su u¿y t ko wa nia i na wo ¿e nia gleb na wo za mi orga ni cz ny mi (Sy ste ma ty ka Gleb Polski 1989).
Fo s for jest do brym wska Ÿ ni kiem zmian (prze kszta³ceñ), ja kie cz³owiek na prze strze ni dzie jów wy wie ra³ na ca³e œro do wi sko przy rod ni cze. Przed er¹ indu stria li za cji w na tu ra l nych eko sy ste mach s³od ko wod nych i l¹do wych fo s - for by³ sk³ad ni kiem nie do bo ro wym, co utrzy my wa³o pro du kcjê bio ma sy w rów no wa dze. W efe kcie roz wo ju ro l ni c twa, i id¹cego za tym wzro stu sto so - wa nia na wo zów sztu cz nych, gle by u¿y t ków ro l nych sta³y siê mie j s cem ku mu - la cji tego pie r wia stka. Fo s for nie wyko rzy sta ny w pro du kcji ro l nej gro ma dzi siê w gle bie. Pro wa dzi to do wzbo ga ce nia w fo s for gleb wokó³ sku pisk lu dz - kich, a na stê p nie gleb na tu ra l nych eko sy ste mów. Jest on pie r wia stkiem de cy - duj¹cym o ¿yznoœci ekosystemów, a tym samym jest jednym z g³ównych pierwiastków odpowiedzialnych za ich eutrofizacjê.
Ba da nia pio no wej kon cen tra cji fo s fo ru w gle bach po zwa laj¹ na oce nê zmian jego za wa r to œci spo wo do wa nej ró ¿ ny mi czyn ni ka mi, m.in. wspó³cze s nym wp³ywem cz³owie ka. Do brym ma te ria³em do tego typu ba dañ mog¹ byæ gle by to r fo we, gdzie œro do wi sko ba gien ne ma ko rzy st ne wa run ki do wtó r nej jego aku - mu la cji. Ba da nia pro wa dzo no na to r fo wi sku ni skim, zlo kali zo wa nym w bez po - œred nim s¹sie dztwie go spo da r stwa ro l ne go. Wy ra Ÿ nie wy ¿sza za wa r toœæ fosforu
´
ogó l ne go wy stê po wa³a w powie rz ch nio wych czê œciach pro fi lu (ryc. 2). Ma to zwi¹zek z jego lo ka li zacj¹ w s¹sie dztwie go spo da r stwa, jak te¿ usy tu o wa niem wœród pól upra w nych, z któ rych na stê pu je sp³yw po wie rzch nio wy.
Ana li za me ta li ciê ¿ kich
Dzia³al noœæ cz³owie ka – w g³ów nej mie rze prze mys³owa – pro wa dzi do wzro stu kon cen tra cji me ta li ciê ¿ kich w œro do wi sku, m. in. Cd, Cu, Pb, Zn.
Ana li za zró¿ ni co wa nia ich za wa r to œci w osa dach i pro fi lach gle bo wych, w po - wi¹za niu z da to wa nia mi C-14, umo ¿ li wia oce nê chro no lo gii, wie l ko œci i cha - ra kte ru wp³ywu cz³owie ka na œro do wi sko. Za kres wy ko rzy sta nia me ta li ciê ¿ - kich jako wska Ÿ ni ków an tro po pre sji jest bar dzo sze ro ki. Zród³em ska ¿e nia me ta la mi ciê ¿ ki mi gleb i osa dów jest prze mys³owa dzia³al noœæ cz³owie ka
[mg/kg]
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900
5–100–5 10–15 15–20 20–25 25–30 30–35 35–40 40–45 45–50 50–55 55–60 60–65 65–70 70–75 75–80 80–85 85–90 90–95 95–100 100–110 110–120 120–130 130–140 140–150 150–160 160–168 168–178 178–189
189–200 P/smP/sm
[cm]
Ryc. 2. Pio no we zró¿ ni co wa nie za wa r to œci fo s fo ru w pro fi lu gle by to r fo wej Bie sia d ki Fig. 2. Ve r ti cal di stri bu tion of pho sp ho rus con tent in peat soil pro fi le in Biesiadki
´
(opad py³ów atmo sfe ry cz nych, sp³yw œcie ków), trans port jak równie¿ ro l ni c - two (stosowanie nawozów mineralnych i œrodków ochrony roœlin).
Ana li zy kon cen tra cji me ta li ciê ¿ kich w gle bach wyko rzy sty wa ne s¹ w ba - da niach arche olo gi cz nych. Wzbo ga ce nie gó r nych po zio mów gle bo wych w me ta le jest re zu l ta tem akty w no œci osad ni czej, sta ro¿y t ne go hu t ni c twa, ho - do w li zwierz¹t czy wre sz cie pro ce sów wy pa la nia la sów (Aston i in. 1998, Bin - t c liff i in. 1992). Stwier dze nie isto t ne go za bu rze nia pa ra me trów geo che mi cz - nych gleb, w spo sób wy ra Ÿ ny od bie gaj¹cych od na tu ral ne go t³a, mo¿e wska - zy waæ na an tro poge nicz ne Ÿród³o tych prze mian. Ba da nia kon cen tra cji me ta li ciê ¿ kich mog¹ sta no wiæ w tym przy pa d ku me to dê po szu ki wa nia prze strzen ne - go roz mie sz cze nia przesz³ych form aktywnoœci cz³owieka, bez koniecznoœci prowadzenia kosztownych i pracoch³onnych metod wykopaliskowych.
Ba da nia nad kon cen tracj¹ me ta li ciê ¿ kich w osa dach, prze de wszy stkim rze cz nych (alu wia), umo ¿ li wiaj¹ od two rze nie chro no lo gii an tro po pre sji na okre œlo nym ob sza rze (zle w ni). Che mizm osa dów rze cz nych jest wy pa d kow¹ pro ce sów – m.in. akty w no œci cz³owie ka – za chodz¹cych w zle w ni. Ba da nia tego typu pro wa dzo ne mog¹ byæ za rów no na ob sza rach o udo ku men towa nej dzia³al no œci prze mys³owej, jak i na te re nach o wy ra Ÿ nie mnie j szej pre sji na œro do wi sko. W tym dru gim przy pa d ku wzbo ga ce nie osa dów w me ta le mo¿e byæ na przyk³ad efe ktem przy spie sze nia pro ce sów denu da cy j nych (Ci sze - wski 2001, Kli mek 1996, Ro gu sz czak 2003, Szwa r cze wski 1997). Ana li za pio no we go zró¿ ni co wa nia kon cen tra cji w pro fi lach alu wia l nych w powi¹za - niu z in ny mi me to da mi po zwa la na od two rze nia chro no lo gii pro ce sów sedy - menta cy j nych.
Gle by to r fo we, po sia daj¹ce znaczn¹ po je mnoœæ so r pcyjn¹, s¹ szcze gó l nie przy da t ne w ba da niach an tro po pre sji. Du¿e powi no wa c two me ta li ciê ¿ kich z pró ch nic¹ sprzy ja ich aku mu la cji w po zio mach i gle bach or ga ni cz nych. Gle - by te ze wzglê du na bar dzo du¿e zdo l no œci adsor pcyjno -bufo ro we pe³ni¹ funkcjê na tu ral ne go fi l tra bio logi cz ne go. Dla te go te¿ s¹ do brym wska Ÿ ni kiem sto p nia zanie czy sz cze nia œro do wi ska me ta la mi ciê ¿ ki mi (Ko si ñ ski i in. 1994, Sho tyk 1996, Mie chów ka i in 2002, Nie mi nen i in. 2002). Gle by to r fo we sta - no wi¹ po ten cja l ne ar chi wa za rów no do badañ naturalnych zmian œrodowiska przyrodniczego jak i zmian spowodowanych dzia³alnoœci¹ cz³owieka.
Za gad nie nie ku mu la cji me ta li ciê ¿ kich w gle bach to r fo wych by³o przed - mio tem wie lu prac, za rów no w kon te k œcie ba da nia wp³ywów antro poge ni - cz nych, jak i od twa rza nia hi sto rii za nie czy sz czeñ przed prze mys³owych (Espi i in. 1997, Per kins i in. 2000, Ma r ti nez Co r ti zas i in. 2002, Sho tyk 2002).
Pro wa dzo ne ba da nia kon cen tra cji Pb i Cd dla gle by to r fo wych wska zuj¹ na wy stê po wa nie ró ¿ nic w stê ¿e niu me ta li ciê ¿ kich w za le ¿ no œci od usy tu o wa nia to r fo wi ska (Zió³ek, Me l ke 2005). Znacz¹co wy ¿sza za wa r toœæ o³owiu i ka d mu w powie rz ch nio wych czê œci pro fi lu to r fo we go An to nin wska zu je na bez po -
œred ni zwi¹zek z jego po³o¿e niem w s¹sie dztwie ce men to w ni i dro gi o zna cz - nym na si le niu ru chu samo cho do we go (ryc. 3). Jest to bez po œred ni za pis za nie - czy sz czeñ œro do wi ska zwi¹zany z bli skim s¹sie dztwem czyn ni ków antro poge - ni cz nych, opi sy wa ny przez wielu autorów (Kosiñski i in. 1994, Perkins i in.
2000, Shotyk i in. 2000, Nieminen i in. 2002).
Li te ra tu ra:
Aston M.A., Ma r tin M.H., Ja c kson A.W., 1998: The use of he a vy me tal soil ana ly sis for ar cheo lo gi cal su r ve y ing. „Che mo sp he re”, vol. 37, no 3: 465–477.
Bed na rek R., Chu dziak W., Ga c ko wski J., Kwia t ko wska A., Mar kie wicz M., No ry œ kie - wicz A.M., Pol cyn I., 2003: Prze kszta³ce nia œro do wi ska przy rod ni cze go pod wp³y - wem dzia³al no œci cz³owie ka w œwie t le inter dyscyp lina r nych ba dañ. FNP dla ar che o - lo gii. Pod su mo wa nie pro gra mów TRAKT i ARCHEO, Lu b lin: 9–16.
Bin t c liff J.L., Da vies B., Gaf f ney C., Sno d grass A., Wa ters A., 1992: Tra ce Me tals Ac cu - mu la tions in So ils on and Aro und An cient Set t le ment in Gre e ce. Geo pro spe c tion in the Ar cheo lo gi cal Lan d s ca pe. „Ox bow Mo no graphs”, 17: 9–24.
Brze zi ñ ski W., Du lincz M., Ko by li ñ ski Z., 1983: Za wa r toœæ fo s fo ru w gle bie jako wska Ÿ - nik da w nej dzia³al no œci lu dz kiej. „Kwa r ta l nik Hi sto rii Ku l tu ry Ma te ria l nej” 3:
277–297.
Ci sze wski D., 2001: Floo d- re la ted chan ges in he a vy me tal con cen tra tions wi t hin se di - ments of the Bia³a Prze msza Ri ver. „Geo morp ho lo gy” 40: 205–218.
Ca m p bell B. L., Lo u g hran R. J., El liot G. L., 1982: Ca e sium-137 as an in di ca tor of geo - mo r p hic pro ces ses in a dra i na ge sy stem. „Au stra lian Geo gra p hi cal Stu dies” 20:
49–64.
[mg/kg]
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200
[cm]
0–5 5–10 10–15 15–20 20–25 25–30 30–32 32–35 35–40 40–45 45–49
49–52 Pb/sm
[mg/kg]
0 1 2 3 4 5 6 7
[cm]
0–5 5–10 10–15 15–20 20–25 25–30 30–32 32–35 35–40 40–45 45–49
49–52 Cd/sm
Ryc. 3. Pio no we zró¿ ni co wa nie za wa r to œci ka d mu i o³owiu w pro fi lu gle by to r fo wej An to nin
Fig. 3. Ve r ti cal di stri bu tion of ca d mium and lead con tent in peat soil pro fi le in Antonin
Che³mi cki W., Œwiê cho wicz J., Mie te l ski W., Kli mek M., 1995: Na tu ra l ne czyn ni ki prze - mie sz cza nia izo to pu Cs-137 w gle bie na przyk³ad zie sto ku le œ ne go po³o¿o ne go na Po - gó rzu Ka r pa c kim. Ze szy ty Na uko we UJ MCLXII, „Pra ce Geo gra fi cz ne” z. 100:
25–141.
Espi E., Bo u tron C.F., Hong S., Po ur chet M., Fer ra ri C., Sho tyk W., Cha r let L., 1997:
Chan ging con cen tra tions of Cu, Zn, Cd and Pb in a high al ti tu de peat bog from Bo li - via du ring the past three cen tu ries. „Wa ter, Air, Soil Pol lu tion” 100: 289–296.
Fro e hlich W., Wal ling D.E, 1991: Ba da nia pro ce sów ero zji i se dy men ta cji przy u¿y ciu izo to pu cezu 137. In sti tu te of Ge o gra p hy and Spa tial Or ga ni za tion, Po lish Aca de my of Scien ces, Con fe ren ce Pa pers 14, Se sja Na uko wa IGiPZ PAN 1991: 23–34.
Fro e hlich W., Wal ling D.E., 1992: The use of fal lo ut ra dio nuc li des in in ve sti ga tions of ero sion and se di ment de li ve ry in the po lish flysh ca r pa t hians [w:] Ero sion, De bris Flows and En vi ron ment in Mo un ta ins Re gions (Pro ce e dings of the Chen g du Sym po - sium), July 1992. IAHS Publ. no 209: 61–76.
Gil lie son D.S., Wal l brink P.J., Mur ray A.S., Co chra ne J.A., 1996: Esti ma tes of Wind Ero - sion Risk and Ra tes using GIS Mo del ling and Ca e sium-137 on the Nul la bor Pla in karst, Au stra lia Z. Ge o morph. N.F. Suppl. Bd. 105: 75–90.
Ha r per R. J., Gi l kes R. J., 1995: Eva lu a tion of the 137Cs te ch ni que for esti ma ting wind ero - sion los ses for some san dy Wes tern Au stra lian so ils. „Au stra lian Jo u r nal of Soil Re - se arch” 32: 1369–1387.
Kli mek K., 1996: Alu wia Rudy jako wska Ÿ nik 1000-le t niej de gra da cji P³asko wy ¿u Ryb ni - c kie go [w:] A. Ko strze wski (red.) Ge ne za, li to lo gia i stra ty gra fia utwo rów czwar to - rzê do wych. t. 2. Po znañ: 155–166.
Kone cka- Bet ley K., Oko³owicz M., 1998: Pho sp ho rus – an in di ca tor of the man ac ti vi ty in Ple i sto ce ne. „Ro cz ni ki Gle boz na w cze”, XLIX, 1/2: 87–94.
Ko si ñ ski K., Li p ka K., Mo ¿ d¿eñ M., 1994: Con tents of the he a vy me tals in pe ats (in Po - lish). Zesz. Nauk. AR w Kra ko wie, 291, „In ¿y nie ria Œro do wi ska”, 15: 116–125.
La m bert J.B., 1998: Tra ces of the Past. Un ra ve ling the Se c rets of Ar che o lo gy thro ugh Che mi stry. Per se us Pu b li s hing, Ca m bri d ge.
Lo me nick T.F., Ta mu ra T., 1965: Na tu ral ly oc cur ring fi xa tion of 137Cs on se di ments of la - cu stri ne ori gin. „Soil Scien ce of Ame ri ca Pro ce e dings”, 29(4): 383–387.
Ma r ti nez Co r ti zas A.M., Gar cia- Ro de ja Ga y o so E., Pon te ve dra Po mbal X., No voa Mu - noz J.C., We iss D., Che bur kin A., 2002: At mo sp he ric Pb de po si tion du ring the last 4,600 ye ars re cor ded by two om bro tro p hic peat bogs and im p li ca tions for the use of peat as a ge o che mi cal ar chi ve. „Sci. To tal En vi ron.”, 292: 33–44.
Mie chów ka A., Nie my ska-£uka szuk J., G¹sio rek M., 2002: Con tent of Zn, Pb, Cd and Ni in pe a t - bog and fen so ils in the Ta tra Na tio nal Park. „Acta Agro p hy si ca”, 67:
163–172.
Nie mi nen T.M., Ukon ma a na ho L., Sho tyk W., 2002: En ri ch ment of Cu, Ni, Zn, Pb and As in an om bro tro p hic peat bog near a Cu - Ni Sme l ter in So u t hwest Fin land. „Sci. To tal En vi ron.”, 292: 81–89.
Per kins S.M., Fi lip pel li G.M., So uch C.J,. 2000: Air bo r ne tra ce me tal con ta mi na tion of we tland se di ments at In dia na Du nes Na tio nal La ke s ho re. „Wa ter, Air, Soil Pol lu - tion”, 122: 231–260.
Pru sin kie wicz Z., Bed na rek R., Ko œ ko A., Szmyt M., 1998: Paleo pedo lo gi cal stu dies of the age and pro per ties of il lu vial bands at an ar chae olo gi cal site. „Qua te r na ry In ter - na tio nal” 51/52: 195–201.
Ro gu sz czak D., 2003: Za pis dzia³al no œci cz³owie ka w che mi z mie osa dów wype³niaj¹cych pa leo me an der Wie przy [w:] J. M. Waga, K. Ko cel (red.), Cz³owiek w œro do wi sku przy rod ni czym – za pis dzia³al no œci. So s no wiec: 179–186.
Ro go wski A.S., Ta mu ra T., 1965: Mo ve ment of Ce sium-137 by ru noff, ero sion and in fi l - tra tion in the al lu vial ca p ti na silt loam. „He alth Phy sics”, 11: 1333–1340.
Schle zin ger D.R., 2000: Or ga nic pho sp ho rus and ele men tal ra tios as in di ca tors of pre hi - sto ric hu man oc cu pa tion. „Jo u r nal of Ar cheo lo gi cal Scien ce”, 27: 479–492.
Sho tyk W., 1996: Na tu ral and at hro po ge nic en ri ch ments of As, Cu, Pb, Sb, and Zn in om - bro tro p hic ve r sus mine ro tro p hic peat bog pro fi les, Jura Mo un ta ins, Swi t ze r land
„Wa ter, Air, Soil Pol lut.”, 90: 375–405.
Sho tyk W., 2002: The chro no lo gy of an thro po ge nic, at mo sp he ric Pb de po si tion re cords by peat co res in 3 mine ro tro ge nic peat de po sits from Swi t ze r land. „Sci. To tal En vi - ron.”, 292: 19–31.
Sho tyk W., Bla ser P., Grünig A., Che bur kin A.K., 2000: A new ap pro ach for qu an ti fy ing cu mu la ti ve, an tro po ge nic, at mo sp he ric lead de po si tion using peat co res from bogs:
Pb in eight Swiss peat bog pro fi les. „Sci. To tal En vi ron.”, 249: 281–295.
Smil V., 2000: Pho sp ho rus in the en vi ron ment: na tu ral flows and hu man in ter fe ren ces.
„Annu Rev. Ene r gy En vi ron.” 25: 53–88.
Stach A., 1991: Za sto so wa nie ce zu-137 do da to wa nia wspó³cze s nych osa dów sto ko wych – pod sta wy me to dy i wstê p ne wy ni ki z Po je zie rza Dra wskie go. Ge ne za, li to lo gia i stra ty gra fia utwo rów czwar to rzê do wych. „Ge o gra fia”, 50, Wy daw ni c two Na uko we UAM: 551–561.
Sy ste ma ty ka Gleb Pol ski, 1989: „Ro cz ni ki Gle boz na w cze”, XL, 3/4: 7–105.
Szwa r cze wski P., 1997: Me ta le ciê ¿ kie w ró¿ no wie ko wych alu wiach Wis³y oko lic To ru nia
„Przegl¹d Geo lo gi cz ny” 45, 12: 1286–1288.
Ta mu ra T., Ja cobs D.G., 1960: Stru c tu ral im p li ca tions in ca e sium so r p tion. „He alth Phy - sics”, 2: 391–398.
Wal ling D.E., He Q., 1997: Use of fal lo ut 137Cs in in ve sti ga tions of over bank se di ment de - po si tion on ri ver flo od p la ins. „Ca te na”, vol. 29, 3-4: 263–282.
Wise S.M., 1980: Ce sium-137 and le ad-210: a re view of the te ch ni qu es and some ap p li - ca tions in geo morp ho lo gy [w:] Cul lin g ford R.A., Da vi d son D.A. & Le vin J. (Eds.), Ti me s ca les in Geo morp ho lo gy: 110–127.
Zg³obi cki W., 2002a: Dy na mi ka wspó³cze s nych pro ce sów denu da cy j nych w pó³nocno - za - chod niej czê œci Wy ¿y ny Lu be l skiej. Wy daw ni c two UMCS, Lu b lin: 1–159.
Zg³obi cki W., 2002b: Zmien noœæ ska ¿e nia ce zem-137 œro do wi ska Pol ski po³udnio wo- ws - chod niej – ba da nia w ma³ej ska li. „Przegl¹d Geo lo gi cz ny” 2: 135–138.
Zg³obi cki W., Re sz ka M., 2003 (wyd. 2004): Pró ba za sto so wa nia 137Cs do oce ny na tê ¿e - nia wspó³cze s nej ero zji eo li cz nej na P³asko wy ¿u Ko l bu szo wskim [w:] Lach J. (red.), Dy na mi ka zmian œro do wi ska geo gra ficz ne go pod wp³ywem an tro po pre sji. NFOŒiGW, AP Kra ków: 284–290.
Zió³ek M., Me l ke J., 2005: He a vy me tals con tent in the so ils de ve lo ped from pe ats and ex - po sed to va rio us an thro po pres sure (Po le sie Wo³yñ skie) [w:] Zg³obi cki W., Re j - man J., (Eds.), Hu man Im pact on Sen si ti ve Ge o sy stems. UMCS, Lu b lin: 157–165.
