R O C Z N IK I G L E B O Z N A W C Z E T. X X X I I I , N R 1/2, W A R S Z A W A 1982
ANTONI FABER, JADW IGA NIEZGODA
ZANIECZYSZCZENIE GLEB I ROŚLIN UPRAWNYCH W POBLIŻU HUTY CYNKU I OŁOWIU
Cz. II. ROŚLINY
In sty tu t Uprawy Nawożenia i Gleboznawstwa w Puław ach
Rośliny uprawiane na glebach zanieczyszczonych pyłami hutniczym i mogą pobierać oraz gromadzić duże ilości m etali ciężkich.
Produkty rolne otrzym ywane w rejonie hut, użytkowane jako środki spożywcze lub pasze, nie w yw ołują natychm iastowych objawów choro bowych. Metale te gromadzą się jednak w tkankach (szczególnie w w ą trobie, nerkach oraz kościach) i mogą wpłynąć niekorzystnie na stan zdrowia ludzi i zwierząt.
METODYKA BADAŃ
Próbki roślinne z pól produkcyjnych pobierano w m iejscach, z któ rych wcześniej wzięte zostały do analiz próbki glebowe. Pozwoliło to uzyskać, przy wykorzystaniu istniejącego rozdrobnienia pól, dostateczną liczbę próbek podstawowych roślin uprawianych w tym rejonie, w czasie trwania jednego sezonu wegetacyjnego (1973 r.). Badane warzywa po chodziły z ogródków przydomowych leżących w promieniu 0,2-4,5 km od zakładu (1975 r.).
Zawartość m etali ciężkich w ziarnie owsa, żyta i słomie owsianej oznaczano przy użyciu spektrografu Q-24. Warzywa i bulw y ziemniaka myto w wodzie wodociągowej oraz dwukrotnie w wodzie destylowanej. Zawartość Zn, Pb i Cd oznaczano w nich metodą ASA.
W roku 1974 założono metodą bloków kompletnie zrandomizowanych pięć doświadczeń polowych zlokalizowanych w pobliżu zakładu. W trzech z nich, leżących na tym samym transekcie i odległych od emitora o około 1000, 1500 i 2500 m, uprawiano owies, a w pozostałych dwóch punktach ziemniaki (1000 i 2500 m).
W latach 1974— 1975 eksponowano na działanie zanieczyszczeń owies uprawiany w specjalnych pojemnikach [2]. W ypełniono je przemytym piaskiem, na którym umieszczono 20-centym etrową warstwę m ady (40
110 A. Faber, J. Niezgoda
kg gleby), pochodzącej spoza rejonu badań. Mada o pH w KCI 7,1 za wierała: 7°/o próchnicy, 37% frakcji spławialnych oraz 17% iłu koloidal nego. Nawozy stotowano w postaci wodnych roztworów NH4NO&, KH2PO4 i KCI w dawce N — 0,15, P2O5 — 0,10 i K 20 — 0,10 g/kg gleby. O wies zebrano w fazie wiechowania. W m ytym i nie m ytym materiale roślin nym oznaczano zawartość m etali ciężkich metodą ASA.
W punktach, w których prowadzono ekspozycję roślin na działanie ■zanieczyszczeń, pobierano do analiz wody opadowe w odstępach m ie sięcznych (1974 r.) lub dekadowych (1975 r.). Zbiornik gromadzący opad umieszczono 1 m nad powierzchnią gruntu [2]. Zawartość m etali cięż kich oznaczano metodą ASA po uprzednim odsączeniu nierozpuszczal nych zanieczyszczeń.
WYNIKI BADAŃ I DYSKUSJA
W badanych roślinach (tab. 1) oraz w próbkach warzyw (tab. 2) stwierdzono wyższe niż normalnie ilości Zn, Pb i Cd [1, 7]. Zawartości
T a b o 1 a ! Zawarto&S m o t a l i w r o ś l i n a c h p o ch o d zący ch z b a d an y ch p ó l p ro d u k c y jn y o h , ppm C o n te n t o f m e ta ls i n p l a n t s / р р а / ta k e n from th e p r o d u c tio n f i e l d s u n d e r s tu d y B o ś li n y - P l a n t s Zn Pb Cd Owies - a i a r n o 6 4 ,3 i 2 3 ,1 2 ,9 i 0 ,7 2 1 2 ,2 6 i 0 ,9 8 0 O a ts - g r a i n - 01 owa 2 7 7 ,7 i 1 2 2 ,4 1 1 ,2 £ 3 ,3 0 4 ,5 4 i 4 ,5 2 - s tra w Ży to - z ia r n o 6 3 ,2 i 1 2 ,7 1 ,3 7 i 0 ,4 4 9 0 ,7 0 t o ,5 0 2 By« - g r a i n Z ie m n ia k i - bulw y 7 6 ,4 i 3 0 ,7 6 ,5 - 3 ,5 9 0 ,7 4 * 0 ,3 1 3 P o ta to e s - t u b e r s
te były niższe od górnych wartości stężeń tolerowanych przez rośliny (500 ppm Zn, 300 ppm Pb i 30 ppm Cd) [7]. W ydaje się jednak, że ob serwowane na polach produkcyjnych objawy chlorozy u zbóż i ziemnia ka w e wczesnych fazach rozwoju w skazyw ały na okresowe przekrocze nie krytycznych stężeń tych metali. Objawy te zanikały u zbóż po ich przejściu z fazy krzewienia do bardziej zaawansowanych stadiów roz wojowych, co wynikało prawdopodobnie z „rozcieńczenia” stężenia tych m etali w okresie szybkiego przyrostu biomasy roślinnej [3]. Zasadność prezentowanej hipotezy wydają się potwierdzać w yniki otrzymane w doświadczeniach polowych (rys. 1). Z przedstawionych rysunków w yni ka, że zawartość Zn w owsie pochodzącym z pól doświadczalnych od ległych od zakładu o 1 i 1,5 km obniżyła się odpowiednio z 800 i 815 ppm w początkowej fazie strzelania w źdźbło do 369 i 281 ppm w fazie
Zanieczyszczenie gieb w pobliżu huty Zń i Pb 111
T a b e l a 2
•Zawartość m e t a l i w rsrr;yw *ch p o b ran y ch z ogródków jjfSÿdcao?rych, ppm C o n te n t o f m e ta le i n v e g e t a b ia e ta k e n trrs s . th e Ъу-hoæ s ea^ds*’- b llo tu ie n to
R o ś lin y - P l a n t s S a ł a t a - c s ^ ś ć nadziem na L e ttu c e - abo v eg ro u n d p a r t3 B u ra c z k i - c z$ ść nadziem na E d ib le b e e to - ab o 7 egrouud p c r t a P i e t r u s z k a - c z ę ś ć n a d a ia e r.a P a r s l e y - abov eg ro u n d pai-cu Koper * o z ę ś ó Пй4г1ош1в D i i i - ab o v eground p a r t a Rzodkiew ka - k o rz e n ie R ad leh - r o o t e Marchew C a r r o t - k o rz e n ie - r o o t e B u ra o z k l - k o rz e n ie B d ib le b e e t e - r o o t e 353 * 223 53 i 2 3 ,2 10 ,6 i 8 ,0 7 423 * 11 / 53 * 5 2 ,0 1 0 ,2 i 4 ,7 7 265 * 81 » 9 60 - 3 2 ,5 3 ,0 Î 1 ,4 3 279 * Ib5 5 I £ 1 0 ,2 8 , 2 t 4 ,8 0 403 t 216 53 i 2 0,3 3 ,0 Î 1 ,6 0 127 i 4 1 ,8 11 i 7 ,4 8 5 ,3 - 2 ,5 6 232 t 6 1 ,6 46 ± 2 3 ,6 3 ,8 ± 1,51
Rys.
1
. Zawartość m etali w różnych fazach rozwoju owsao d le g ło ś ć d o ś w ia d c z e n ia o d z a k ła d u : I — 1,0 k m , I I — 1,5 k m , III — 2,0 k m ; fa z y r o z w o ju : 1 — s t r z e la n i e w ź d ź b ło , 2 — k ło s z e n ie , 3 — s ło m a
Content of m etals in different grow th stages of oats
d is ta n c e fr o m th e s m e lt e r : I — l.o k m , II — 1.5 k m , III — 2.0 k m ; g r o w th s ta g e s : 1 —
s h o o t in g , 2 — e a r f o r m a t io n , 3 — s tr a w
wiechowania. Następujący ponownie wzrost zawartości Zn w słomie' owsianej (tab. 3) do wartości przekraczających tolerowane stężenia jest przypuszczalnie efektem narastania kontaminacji w okresie m inim alnego przyrostu biomasy roślinnej. Zawartości Pb i Cd w poszczególnych fa zach rozwoju owsa nie przekraczały stężeń tolerowanych przez rośliny,, były one jednak wielokrotnie wyższe od przeciętnych stężeń tych pier wiastków w m ateriale roślinnym.
Reakcja ziem niaków była odmienna od reakcji owsa. Stwierdzane w początkowych fazach rozwoju chlorozy liści przechodziły często w ne krozy, co powodowało zahamowanie wzrostu roślin. Krzaki
przybierały-T a b в 1 ы 3 Z aw artość m e t a l i w r o ś l i n a c h p o chodzących z d o św iad czeń polow ych, ppm
C o n ten t o f s e t e l s i n ppm i n p l a n t s ta k e n from e x p e r i æ n t a l f i e l d s O d le g ło ść od ć r ó d ła e m i s j i D is ta n c e from th e e m is sio n so u rce knr, Zn Pb Cd owio s -• o a t s z ie m n ia k bulwy p o t a t o t u b e r s
cw ies - o a t s zie m n iek
bulwy o w ies -- o a t s z ie m n ia kbulw ?
p o ta to tu b o x s z i a r n o
g r a i n słom as tra w z ia r n og r a i n słom as tra w p o ta tot u b e r s z i a r n og r a i n słom as tra w
1 ,0 194 ± 2 9 ,5 1094 ± 120 74 ± 15,8 1 3 ,0 ± 6 ,7 5 8 8 ,4 £ 2 4 ,9 9 ,6 - 5 ,3 7 3 ,6 i 0 ,1 9 1 7 ,5 - 2 ,2 7 1 ,0 £ 0 ,4 7 9 1 .5 152 ± 2 7 ,4 715 t 8 4 ,2 n .o * 7 ,8 i 3 ,0 0 6 6 ,7 - 16,0 n , o . 2 ,8 t 0 ,3 7 0 6 t 0 ± 1 ,4 2 n . o . •n. d. VI. d . v i d -2 ,0 132 ± 19,2 408 - 101 80 ± 14,1 9 ,1 ± 2 ,6 0 4 5 ,0 t 2 5 ,0 5 ,2 t 0 ,0 0
I
1 ,8 i 0 ,3 7 7 3,1 i 0 ,8 8 9 0 ,8 5 ± 0 ,3 5 3 À . F a b e r, J. N ie z g o d aZanieczyszczenie gleb w pobliżu huty Zn i Pb 113 pokrój łodygow aty i wyraźnie odróżniały się od normalnie rozwiniętych roślin, które sporadycznie w ystępow ały na polach. Zawartość badanych m etali w częściach nadziemnych rosła wraz z w iekiem roślin, osiągając w fazie zasychania łętów poziom: 3000-4937 ppm Zn, 416-671 ppm Pb oraz 34-44 ppm Cd.
Opisane różnice w reakcji owsa i ziemniaków potwierdziły doświad czenia polowe. Uzyskane w nich plony owsa były niższe jedynie w od ległości 1 km od zakładu od średniego ważonego plonu 4 zbóż w naj bliższej okolicy obszaru badań. Obserwowane na tym polu kilkakrotnie w okresie wegetacji oparzenia liści wskazują, że spadek plonu spowodo w any został działaniem gazowych związków siarki (S 0 2). Plony ziarna zebrane z doświadczeń położonych w odległości 1500 i 2000 m od za kładu b yły wyższe średnio o 1,5-3,0 q od uzyskiwanych w warunkach produkcyjnych. W doświadczeniach z ziemniakami, zlokalizowanych w odległości 1 i 2 km od zakładu, otrzymano średnie plony bulw 42,8 i 21,4 q, co stanowi 12,3-24,6% średnich ważonych plonów uzyskiwanych w najbliższej okolicy obszaru badań. Na podstawie w yników analiz che m icznych należy przypuszczać, że straty w plonach bulw ziemniaka pow stały wskutek nadmiernej akumulacji Zn, Pb i Cd w nadziemnych częściach roślin.
Zawartość Zn, Pb i Cd wykazyw ała tendencję spadkową w miarę wzrostu odległości miejsca pobrania próbek od emitora. Podobne pra widłowości odnotowane były dla jedno- i w ieloletnich roślin leśnych, których próbki pobierano w rejonie badań i w jego sąsiedztwie [9]. O istnieniu tego typu zależności donosi się także w literaturze obcej [5]. Obliczone indeksy determinacji tłumaczą w większym stopniu zm ien ność zawartości Zn i Pb w słomie owsianej niż w ziarnie owsa, żyta, czy też bulwach zieemniaka (tab. 4). Oznacza to, że o zawartości tych
T a b e l a 4
In d e k sy k o r e l a c j i w ie lo r a łc io j / I / , d e t e r m i n a c j i / 1 2/ о г а в b łę d y stan d ard o w e oceny / 3 / o b lic z o n e n e to d ą k o le jn y c h p r z y b l i ż e ń In d io e e o f m u l t i p l e c o r r e l a t i o n / I / , d e te r m in a tio n / I 2/ and e s t i m a t i o n s ta n d a r d e r r o r s / 3 / , c a l c u l a t e d by th e m ethod o f s u b se q u e n t a p p ro x im a tio n s R o ślin y P l a n t s P lo r w ia s te k £ len ien t 3 C h a r a k t e r y s ty k i - C h a r a c t e r i s t i c s I I 2 S Owies z ia r n o Zn 0 ,5 0 3 0 ,2 5 3 1 5 ,6 O a ts g r a i n Pb 0 ,3 7 2 0 ,1 3 8 0 ,6 Owies słom a Zn 0,861 0 ,7 4 2 6 5 ,2 O ats s tra w Pb 0 ,8 7 7 0 ,7 7 0 1 .5 Żyto z i a r n o Zn 0 ,5 7 6 0 ,3 3 2 1 0 ,9 Rye g r a i n Pb 0,841 0 ,7 0 7 0 ,2
Z iem niak bulwy Zn 0 ,6 8 7 0 ,4 7 2 22,1
P o ta to e s t u b e r s Pb 0 ,4 8 6
0 ,2 3 6 3 ,2
Ï l 4 À. #aber, jr. Ńiezgodk
m etali w ziarnie i bulwach decydują, oprócz zmiennych uwzględnionych w regresji, także inne czynniki. Prawdopodobne wydaje się, że odnoto wane zróżnicowanie współczynników determinacji wynika z różnego narażenia badanych części roślin na powierzchniowe zanieczyszczenie (różny czas ekspozycji ziarna i słomy, oplewienie ziarna owsa, brak kon taktu bulw ziemniaka z atmosferą).
Zawartość Zn i Pb w roślinach zależy przede wszystkim od odleg łości m iejsca pobrania próbek od źródła emisji. Zależność ta jest szcze gólnie wyraźna w przypadku słom y owsianej (rys. 2 i 3). O ile jednak zawartość Zn m aleje w słomie liniowo wraz ze spadkiem odległości i zawartości Zn w glebie, o tyle zależność ta dla ołowiu ma charakter
Rys. 2. Zawartość cynku w słomie owsianej w zależności od zawartości tego pierw iastka w glebie oraz odległości od zakładu
Zinc content in the oat straw depending on the content of the above elem ent in soil and the distance fram the sm elter
Rys. 3. Zawartość ołowiu w słomie owsianej w zależności od zawartości tego pierw iastka w glebie oraz odległości od zakładu
Lead content in the oat starw depending on the content of the above elem ent in soil and the distance from the sm elter
Zanieczyszczenie gleb w pobliżu huty Zn i Pb 115 krzywoliniow y. W ydaje się, że prawidłowość ta, stwierdzona również w przypadiku gleb, wynika z odmiennego rozprzestrzeniania się w atmo sferze pyłów Zn i Pb, co w konsekwencji prowadzi do zróżnicowania opadu pyłu.
Na podstawie uzyskanych w yników dopuszczalne wydaje się określa nie stopnia zanieczyszczenia roślin w uproszczonym układzie, uw zględ niającym jako zmienną niezależną jedynie odległość pobrania próbki od
zakładu. Obliczona w ten sposób korelacja i regresja będzie miała cha rakter pozorny, wzięta bowiem do obliczeń zmienna odzwierciedla przede wszystkim w pływ na skład chemiczny roślin aktualnie występującego opadu pyłu, a w m niejszym stopniu także zanieczyszczenia gleb. Zależ ność m iędzy opadem pyłu a zawartością cynku i ołowiu w nadziem nych częściach roślin oraz korzeniach udokumentowana została na ba danym obszarze przez innych autorów [8].
Uzyskane w analizach regresji w yniki wskazyw ały, że p yły osia dające na nadziemnych częściach roślin mają silny w pływ na ich skład chemiczny. Potwierdzenie tego otrzymano w doświadczeniach, w których eksponowano na działanie zanieczyszczeń owies uprawiany w pojemni kach na nie zanieczyszczonej glebie pochodzącej spoza rejonu badań (tab. 5). Zawartość Zn, Pb i Cd w owsie eksponowanym na działanie zanieczyszczeń była od kilka do kilkunastokrotnie wyższa w porówna niu z materiałem pochodzącym ze stanowiska kontrolnego,
zlokalizowa-T a b e l a 5
Z a w arto ść ne t a l i cigftlcich w r o ś l i n a c h eksponow anych na d z i a ł a n i a z a n ie c z y s z c z e ń « p o b liż u z a k ła d u o ra z w m a t e r i a l « pochodzącym во e ta n o w i«ка k o n tr o l n e g o , ppo C o n te n t o f heaYy na t a l a i n p l a n t s ex p o sed t o th e a c t i o n o f o o n te m in a n ts In th e v i o i n i t y o f th e n e l t e r and l a th e m a t e r i a l o r i g i n a t i n g from th<* c o n t r o l s t a n d , ppm R o ś li n a P l a n t Rok Year S tadium rozwojowe D evelopm ent 1 ku od z a k ła d u w k i e ru n k u 3X 1 km from th e w orks i n th e d i r e c t i o n o f Sx 1 km od z a k ła d u w k i o - r un Ira NB1* 1 к» f r од th e w orks i n th e d i r e c t i o n o f US** P u n k t k o n tr o ln y C o n tro l s ta n d Zn Pb Cd Zn РЪ Cd Zn РЪ 04 a 405 90 7*0 115 95 1 .5 55 2 ,3 0 , 3 Owies -O ats b 1974 w ieohow anle p a n io le fo rm a tio n 605 190 9 ,6 220 35 2 ,2 55 2 ,0 0 , 3 a 750 72 5 ,8 96 7 ,6 0 ,6 63 2 ,8 0 . 4 Owiefl o a t s b 1975 w iechow anie p a n io le fo rm a tio n 1010 150 1 1 .5 144 1 6 ,0 1 .2 83 1 .0 0 ,3 a - m a t e r i a ł myty - washed m a t e r i a l b - m a t e r i a ł n ie m y ty - unw ashed m a t e r i a l
z - w y n ie s ie n ie teren o w e na o t w a r t e j p r z e s t r z e n i - a r e a « l e g a t i o n on th e open spaoe г г - t e r e n zabudowany i o s ł o n i ę t y d rz e w a* ! - a r e с u n d o r b u i l d i n g s and w ith t r e e a h e l t e r b e l t s
116 A. Faber, J. Niezgoda
nego na obszarze słabo uprzemysłowionym . Część pyłu zatrzymywanego na powierzchni roślin można było usunąć przez m ycie roślin. Zawartość m etali w nadziemnych częściach owsa zmniejszyła się wskutek tego za biegu o: 26-48% Zn, 0-52% Pb i 27-50% Cd. Otrzymane w yniki są zbliżone do podanych przez innych autorów (za [6]). Godny podkreślenia wydaje się fakt, że nie m yte rośliny pochodzące ze stanowiska położo nego w kierunku NE od zakładu zawierały mniej o 64-86% Zn, 57-89% Pb i 77-90% Cd w porównaniu z materiałem ze stanowiska położonego w kierunku S od zakładu. Opad pyłu m ierzony na otwartej przestrzeni w obu tych punktach wynosił średnio 11,5 i 12,3 g m“ 2 miesiąc. Należy więc przypuszczać, że spadek zawartości tych m etali w owsie pocho dzącym ze stanowiska położonego w kierunku NE od zakładu wynika z umieszczenia pojemników ekspozycyjnych w strefie osłoniętej drze wami i niskimi zabudowaniami.
Zawartość m etali ciężkich bardzo wyraźnie różniła się w próbkach roślinnych, które pobrano z pól produkcyjnych w 1973 r. oraz z pól doświadczalnych w 1974 r. (tab. 1 i 3). Słoma owsiana pobrana z doś wiadczeń zawierała: 2,2-3,7 raza więcej Zn, 3,1-8,0 razy więcej Pb oraz od 1,3 do ponad 2,4 raza więcej Cd. Wzrost koncentracji tych m etali w ziarnie owsa w analogicznym okresie był: 1,8-2,4-krotny dla Zn, 2,5-6,7-krotny dla Pb oraz 0,7-1,5-Jkrotny dla Cd. Stężenia omawianych m etali w bulwach ziemniaka ulegały w badanych okresach m niejszym wahaniom o rozbieżnych tendencjach. Wzrost lub spadek zawartości no towanych w tych organach w 1974 r. zawierały się w przedziałach liczb: 0,7-1,2 dla Zn, 1,2-1,4 dla Pb oraz 0,6-2,1 dla Cd.
Wzrost stężenia m etali w częściach nadziemnych roślin stwierdzony w 1974 r. nie wynikał z wyższej w tym okresie em isji pyłów hutniczych. Mało prawdopodobne wydaje się również, aby wzrost ten spowodowany był wyłącznie zróżnicowaniem wielkości opadu pyłu w obu porówny wanych okresach. W takim przypadku m aksym alny wzrost zawartości badanych m etali w nadziemnych częściach roślin m ógłby wynosić mak sym alnie około 147% dla Zn oraz 115% dla Pb. Podane wartości to maksymalne współczynniki zmienności opadu tych m etali w rejonie hu ty. Jedynym czynnikiem, który mógł przyczynić się do wystąpienia wzrostu zawartości tych m etali w nadziemnych częściach roślin było zróżnicowanie ilości opadów atmosferycznych.
Na podstawie posiadanych danych trudno jest określić, jaki jest m e chanizm silnego w pływ u opadów na skład chemicznych roślin. Wydaje się, że proces ten nie jest związany wyłącznie z pobieraniem przez roś liny m etali z wód opadowych, jako że stężenia Zn, Pb i Cd w wodach deszczowych obniżają się w miarę wzrostu sum y opadów (tab. 6). Pra widłowość ta jest jeszcze bardziej widoczna po przeliczeniu stężeń m etali w wodzie deszczowej na ich ilość spadającą na jednostkę powierzchni. W roku 1974, przy średnim opadzie wynoszącym w punktach I i II
Zanieczyszczenie gleb w pobliżu huty Zn i Pb 111
T a b e l a 6
Z a w a rto ść ms t a l i c i ę ż k i c h w wodach opadowych - frak o w a ro z p u s z c z a l n a C o n te n t c f hoavy m e ta ls t n r a i n f a l l w a te r - s o l u b l e f r a c t i o n M i e l c e po b r a n i a p ró b e k SampU-ng plac© Bok Y ear n ppb Zn Pb Cd X Mo V* X X Me Vx I 1974 5 5 0 9 ,6 4 7 0 ,0 1 3 4 ,6 7 0 .4 2 5 ,0 159,1 4 .5 5 ,9 131,1 1975 10 2 6 6 2 ,2 2 5 3 1 ,0 11 2 ,0 134* 6 1 0 0 ,0 1 3 6 ,5 3 9 ,9 4 4 ,1 1 1 0 ,5 I I 1974 5 7 3 6 ,0 11 1 2 ,0 1 5 0 ,0 119,3 4 5 ,0 17 3 ,5 1*1,8 1 2 ,0 1 1 8 ,2 1975 10 27 7 2 ,5 2 7 7 7 ,0 1 i4 ,3 7 7 ,9 4 7 ,0 135,1 3 1 ,2 1 8 ,0 1 3 3 ,7
I - 1 km od s a k ła d u w k ie ru n k u S - 1 îcû from th e w orka i n th e d i r e c t i o n o f S I I - 1 taa od z a k ła d u w k ie ru n k u КЗ - 1 km from th e w orks i n th o d i r e c t i o n o f NE x - ś r e d n i a - mean
lie - m odiana - m edian
Vx - w e p ć łc z y n n ik z m io iu io ści vr fS /V = —ti3L e 1СС/ - v a r i a b i l i t y c o e f f i c i e n t i n % x
n - I l o ś ć zb ad an y ch p ró b e k - number o f th e e s a p l e s exam ined ppb - j i z / 1
512,5 mm, na 1 m2 opadło 319 mg Zn, 48,6 Pb oraz 5,0 Cd rozpuszczal nych w wodzie deszczowej. W rok później przy opadzie 233,3 mm ana logiczne wartości wynosiły: 624 mg Zn, 27,1 mg Pb i 7,2 mg Cd. Porównując wielkość opadów w sezonach w egetacyjnych lat 1973-1975 oraz ekstrapolując na ten okres zaobserwowaną tendencję można dojść do wniosku, że najbardziej zanieczyszczone pow inny być opady w 1973 г., a najmniej — w 1974 r. Można więc przypuszczać, że zawar tość m etali w nadziemnych częściach roślin wzrosła w 1974 r. w porów naniu z rokiem 1973 raczej wskutek wzrostu sum y opadów niż ilości zawartych w nich zanieczyszczeń. Wzrost ilości opadów w płynął przy puszczalnie na zwiększenie pobierania m etali z pyłów znajdujących się na nadziemnych częściach roślin oraz z gleby.
Zawartość m etali w produktach spożywczych i paszach jest jednym z istotnych źródeł tych składników dla ludzi oraz zwierząt. Obecnie uważa się, że zawartość om awianych pierwiastków w paszach nie po winna przekraczać 60-100 ppm Zn, 30 ppm Pb oraz 4-10 ppm Cd [7]. Światowa Organizacja Zdrowia (WHO) stoi na stanowisku, że tolero wane pobieranie badanych m etali z żywności i innych źródeł przez zdro wego człowieka o ciężarze 60 kg w ynosi obecnie: 300 \ig ołowiu oraz 400-500 jig kadmu na tydzień [4]. Wartości te mogą ulec zmianie z chwilą wzrostu obciążenia organizmów pierwiastkam i śladowym i.
Biorąc pod uwagę przytoczone dane stwierdzić należy, że stężenia cynku, ołowiu i kadmu w paszach otrzym ywanych w rejonie huty są wysokie. Koncentracje cynku przekraczające dopuszczalne stężenia w y stąpiły w: 100% ogółu przebadanych próbek słom y owsianej, 98%
И8 A. Faber, J. Niezgoda
próbek ziarna owsa, 58% próbek ziarna żyta oraz 81% próbek ziem nia ków. Słoma owsiana, jeszcze w odległości 3 km od zakładu, zawierała 2-krotnie więcej cynku od ilości, którą można dopuścić przy jej użyt kowaniu paszowym. Dopuszczalne zawartości kadmu przekroczone zo stały w 38% ogółu przebadanych próbek słom y owsianej oraz w 7% próbek ziarna owsa. N ależy podkreślić, że koncentracja cynku w częś ciach nadziemnych roślin dochodziła do poziomu toksycznego dla zw ie rząt [10].
Człowiek, który jest ostatnim ogniwem łańcucha troficznego, pobiera omawiane m etale zarówno w produktach spożywczych pochodzenia roś linnego, jak również zwierzęcego. W związku z tym jest on szczególnie narażony na akumulację tych m etali.
Na podstawie przeprowadzonych badań trudno jest dokonać oceny zagrożeń związanych ze spożywaniem przez m iejscową ludność płodów rolnych wyprodukowanych w tym rejonie. Uzyskane w yniki upoważ niają jednak do stwierdzenia, że spożywanie wyłącznie ziemniaków oraz
T a b e l e ^
O rie n ta o y jn e daw ki m e t a l i w r a c j a c h pokarmowych u w z g lę d n ia ją c y c h s io m n ia k i* i warzywa33 z eb ran a w p o b liż u h u ty
E s tim a te d d o s e в o f m e ta la i n fo o d r a t i o n s w ith p o t a t o e s * and v e g e t a b l e 8х* • h a r v e s t e d i n th e v i c i a i t y o f th o s m e l te r
Z n Pb Cd
P ro d u k t - P ro d u c t s p o ż y c ie w u g
c o n eu æ p tlo n i n j x g c o n su m p tio n i n ja gs p o ż y c io w jag eon su m p tio n i n jogs p o ż y c ie w jug
Z ie m n ia k i o b ran e i myte а 4168 4 5 8 ,0 8 1 ,2 P o t a t o e s p e e le d and washed Ъ 2094 1 6 2 ,5 5 0 ,0 S a ł a t a m yta а 8856 1 56 1 ,5 3 1 7 ,2 L e ttu c e w ashed Ъ 4792 1 0 0 5 ,8 1 1 7 ,0 Marchew m yta п 10314 1 2 8 2 ,5 8 3 ,2 C a r r ó t washed ъ 4538 1 0 7 ,5 3 9 .2 B u ra k i - k o rz e n ie r * y t a с. T-:17 to;. 5 , о 103,5 E d ib le b e e t s - w ashed r o o t s ъ 4437 7 1 5 ,5 5 1 ,8 P o b ra n ie * ży w n o ści v t r ó j a c h uprzem yuło>ic?łych . 2 0 0 - 3 0 0 50 - 150 T a k in g frerc fo o d 5л i n d u s t r i a l i z e à c o u n ti'ie e а - s t r e f a o c h ro n n a - p r o t e c t i o n so ae b - p o sa s t r e f ą o ch ro n n ą - o u t s i d e th e p r o t e c t i o n zone
- r a e j û pokarmowa ziem niaków 250 g / 6 2 ,5 g ß .iп . / - fo o d r a t i o n p o t a t o e s o f 250 g / б 2 , 5 g o f d*m' ** - r a c j a pokarsiowq y&rryw 150 g / 2 2 , 5 g o«m»/ - food r a t i o n of v e g o ta b lo o o f 150 g / 2 2 .5 g o f doiaj
warzyw może powodować przekroczenie dopuszczalnego tygodniowego pobrania Pb i Cd (tab. 7). Pewna ilość tych pierwiastków pobierana jest także z innymi produktami spożywczym i m iejscowego pochodzenia. Za nieczyszczenie produktów rolnych stanowi więc poważne zagrożenie dla zdrowia m iejscowej ludności,
Zanieczyszczenie gleb w pobliżu huty Zn i Pb 119
WNIOSKI
1. Rośliny uprawiane w pobliżu zakładu pobierają Zn, Pb i Cd z za nieczyszczonej atmosfery i gleby. Zanieczyszczenie nadziemnych części roślin pyłami jest w tym rejonie na tyle znaczne, że nawet całkowite wyelim inowanie pobierania tych pierwiastków z gleby nie gwarantuje uzyskania siana i zielonek nadających się do skarmiania.
2. Zawartość Zn, Pb i Cd w nadziemnych częściach roślin wzrosła bardzo wyraźnie w roku przekropnym. Wzorst ilości opadów powoduje prawdopodobnie zwiększenie przyswajania tych m etali z pyłów znajdu jących się na powierzchni roślin.
3. Pobieranie Zn, Pb i Cd przez ziemniaki było bardzo duże, co po wodowało wystąpienie takich objawów toksyczności, jak chlorozy, ne krozy liści i zahamowanie wzorstu roślin. Efektem tego był bardzo silny spadek plonu bulw.
4. Produkty rolne uzyskiwane w promieniu do 3 km od zakładu mają ograniczoną przydatność konsumpcyjną. Spożywanie ziemniaków i w a rzyw wyprodukowanych w pobliżu zakładu może narażać miejscową ludność na przekroczenie dopuszczalnego tygodniowego pobrania Cd i Pb.
LITERATURA
[1] B a k e r D. E., C h e s n i n L.: Chemical m onitoring of soils for envirom ental quality and anim al and hum an health. Adv. Agron. 27, 1975, 305.
[2] C h o j n a c k i A.: Portable lysim eter w ith an autom atic regulatioin od w ater level. Polsh J. Soil Sei. 8, 1974, 91.
[3] F a b e r A., N i e z g o d a J.: R eakcja roślin na zanieczyszczenie gleb pyłam i pochodzącymi z huty cynku i ołowiu. Pam. puł. 73, 1980, 183.
[4] FAO/WHO: FAO N utrition Meetings R aport Series, 1972, No. 51a; Wid H lth Org. techn. Rep. Ser., 1972, No. 505.
te] G a r b e r K.: Schw erm etalle als Luftverunreinigungen — Blei-, Zinc-, Cad m ium -Beeinflussung der Vegetation. Staub-R eihalt. Luft 34, 1974, 1.
[6] H a r m s e n K.: Behaviour of heavy m etals in soil. Centre for A gricultural Publishing and D ocum entation Wageningen, 1977.
[7] K a b a t a-P e n d i a s A., P e n d i a s H.: Pierw iastki śladowe w środowisku biologicznym. Wyd. Geol., W arszawa 1979.
[8] K a z i m i e r c z a k o w a R.: Correlation betw een the am ount of industrial dust fall nad the lead and zinc accum ulation in some plant species. Bull. Academie Polonaise Sei. 23, 1975, 611.
[9] K a z i m i e r c z a k o w a R., R a m s B.: W pływ przemysłowych zanieczyszczeń powietrza na zawartość ołowiu i cynku w w ybranych roślinach leczniczych w rejonie olkuskim. Herba Polonica 20, 1974, 373.
[10] U n d e r w o o d E. J.: Trace elem ents in hum an and anim al nutrition. Aca demic Press Inc., N. York and London 1962.
A utorzy wyrażają podziękowania Pani Prof. dr A . Kabacie-Pendias i jej Ze społowi oraz Panu drovoi S r Baranowi za pomoc okazaną w trakcie realizacji
120 A. Faber, J. Niezgoda А . Ф А Б Е Р , Я . Н Е ЗГ О Д А ЗАГРЯЗНЕНИЕ ПОЧВ И КУЛЬТУРНЫ Х РАСТЕНИЙ ВБЛИЗИ ЦИНКОПЛАВИЛЬНОГО И СВИНЦОВОПЛАВИЛЬНУГО ЗАВОДА. ЧАСТЬ 2-я. РАСТЕНИЯ. Институт агротехники, удобрения и почвоведения в Пулавах. Р е з ю м е Растения возделываемые вблизи цинкоплавильного завода (овёс, рож, к ар тофель и овощи) содержали многократно больше Zn, Pb и Cd по сравнению с растениями с територий относительно слабо загрязнённых. Рост содержания этих химических элементов в растительном веществе связан был с контами нацией (соприкосновением) надземной части растений и с загрязнением почв эмиттированной заводской пылью. Употребление в пишу растений выращ ивае мых влизи завода создаёт реальную угрозу наруш ения допустимых норм по требления металлов людьми и животными. A . F A B E R , J. N IE Z G O D A
CONTAMINATION OF SOILS AND PLANTS IN THE VICINITY OF THE ZINC AND LEAD SMELTER
PART II. PLANTS
In stitu te of Soil Science and Cultivation of P lants at Puław y
S u m m a r y
P lanst cultivated in the vicinity of the zinc and lead sm elter (oats, rye,
potatoes, vegetables) contained much higher am ounts of Zn, Pb and Cd th an the plants on the areas contam inated to a relatively lower degree. The increm ent of the content of the above elem ents in the p lant m aterial was cennected w ith the contam ination of the aboveground parts of plants and of soil with m étallurgie dusts. The utilization of agricultural products from the areas situated near the sm elter would create a real th re a t of excess of admissible intake of m etals by men and animals.
Dr hab. A n to n i Faber Osada Pałacow a — IXJNG 24-100 P u ła w y
