SAMIR SHAMSHAM
ROZM IESZCZENIE W YBRANYCH METALI W PROFILACH GLEB UPRAW NYCH NA TERENACH ZAN IECZY SZCZO N YCH PRZEZ PRZEM Y SŁ M IEDZIOW Y
CZĘŚĆ II. ZAW ARTOŚĆ CAŁKOW ITA METALI Katedra Chemii Rolniczej Akademii Rolniczej we W rocławiu
Przeprowadzone dotychczas badania nad całkowitą zawartością niektórych metali ciężkich w całych profilach gleb z różnych regionów Polski dotyczyły terenów bez zanieczyszczeń przemysłowych [1,2, 4, 5, 7, 10, 11]. W nielicz nych tylko przypadkach badano rozmieszczenie tych metali w profilach gleb położonych w pobliżu zakładów przemysłowych, gdzie występowały znaczne emisje zanieczyszczeń [3, 6].
MATERIAŁ I METODY
W próbkach glebowych pobranych z poszczególnych poziomów genetycz nych 14 profilów gleb z pobliża obiektów “Legnica” i “Głogów” [9] ozna czono całkowitą zawartość miedzi, ołowiu, cynku i manganu po mineralizacji próbek metodą zaproponowaną przez Polskie Towarzystwo Gleboznawcze [8], przy zastosowaniu spektrofotometrii atomowo-absorpcyjnej.
WYNIKI BA D A Ń
Zawartość miedzi (tab. 1) w poziomach ornych i pośrednich oraz w skale macierzystej układała się w glebach obu badanych obiektów podobnie. Naj więcej tego pierwiastka stwierdzano zawsze w poziomie próchnicznym. Zde cydowanie uboższe były poziomy pośrednie i skała macierzysta.
66 A. S hams h am
Tabela 1 Całkowita zawartość niektórych metali ciężkich w profilach glebowych (wartości średnie i wahania), mg/kg
Total content of some heavy metals in the soil profiles under investigation (mean values and fluctuations), mg/kg
Warstwy profilowe Profile layers
Cu Pb Zn Mn
Gleby z pobliża I luty “Głogów •- Soils in the vicinity of ’’Głogów" smelter
Warstwa orna 59 29 47 461 Arable layer 19-137 13-55 21-92 100-800 Warstwy pośrednie 22 8 43 385 Intermediate layers 8-50 3-22 13-92 45-2000 Skała macierzysta 21 7 47 588 Parent rock 13-38 4-15 11-140 13-3800
Gleby z pobliża Huty “Legnica” - Soils in the vicinity of “Legnica” smelter
Warstwa orna 60 37 62 624 Arable layer 27-125 22-60 46-73 463-698 Warstwy pośrednie 34 15 50 424 Intermediate layers 23-88 8-44 38-73 119-728 Skała macierzysta 28 11 56 295 Parent rock 22-35 7-17 46-68 138-394
Rozmieszczenie w profilach glebowych ołowiu było podobne - największe jego koncentracje występowały w poziomie ornym, natomiast poziomy głęb sze były średnio 2-3-krotnie uboższe w ten składnik. Uwagę zwraca większa zawartość ołowiu we wszystkich poziomach profilc3w z pobliża obiektu "Leg nicy"’ niż “Głogów”.
Średnie zawartości cynku w poszczególnych poziomach były podobne w glebach z pobliża obu obiektów (tab. 1). Jednak nieco więcej tego składnika zawierał poziom orny w porównaniu z głębszymi poziomami gleb z okolic Huty “Legnica”.
Średnie zawartości manganu układały się niezależnie od głębokości, z których pobrano próbki. W glebach z pobliża obiektu “Głogów” najwięcej manganu występowało w skale macierzystej, natomiast z pobliża Huty "Leg nica” średnio najbogatsze w ten składnik były poziomy próchniczne.
O stopniu zanieczyszczenia gleb metalami najlepiej świadczy ich nagroma dzenie w poziomie próchnicznym. Przebieg krzywych koncentracji badanych składników w próbkach pobranych w różnych odległościach od emitorów (rys.
1) świadczy niezbicie o zależności między występowaniem miedzi i ołowiu w poziomach wierzchnich gleb a odległością od huty. Uzyskane wyniki
R y s . 1. Z a w a r t o ś ć c a łk o w ita m e ta li c ię ż k ic h w w a r s tw ie o rn e j g le b w ró ż n y c h k ie r u n k a c h i o d le g ło ś c ia c h o d h u t “ G ło g ó w " i “ L e g n ic a ”
F ig . 1. T o ta l c o n t e n t o f h e a v y m e ta ls in th e a r a b le s o il la y e r in d if f e re n t d ir e c ti o n s a n d d is ta n c e f r o m th e s m e l te r a t “ G ł o g ó w ” a n d “ L e g n ic a ”
wskazują też na zróżnicowaną imisję obu metali zależnie od kierunku geogra ficznego.
N ie ujawniła się natomiast zależność między koncentracją cynku i manganu w glebach a odległością od emiterów (rys. 1). Przyczyną tego była daleko mniejsza emisja tych metali w porównaniu z emisją miedzi i ołowiu.
68 A. Shamsham
Rozmieszczenie miedzi, ołowiu i cynku w badanych glebach było zbliżone, co ilustruje przebieg krzywych przedstawiony w wybranych profilach (rys. 2). Z uzyskanych danych analitycznych nie wynika jednoznacznie, aby metale te ulegały przemieszczaniu z poziomu ornego do poziomów głębiej położonych.
Współczynniki nagromadzania (akumulacji) analizowanych metali wska zują w większości przypadków na ich wyraźnie większą kumulację w pozio mach ornych w stosunku do skały macierzystej, szczególnie miedzi i ołowiu, co nie ujawniło się w odniesieniu do cynku i manganu. Jak wynika z przyto czonych danych (tab. 2), największe współczynniki koncentracji dla miedzi stwierdzono w kierunku zachodnim i południowym od Huty “Głogów”, a w przypadku ołowiu w kierunku zachodnim od Huty “Głogów” i południowym od Huty “ Legnica”.
Cynk i mangan w badanych profilach nie ulegały koncentracji wskazującej w wyraźny sposób na ich pochodzenie przemysłowe.
Tabela 2 Współczyniki koncentracji metali ciężkich w profilach badanych gleb
Coefficients of the heavy metals concentration in the soil profiles under investigation
Nr profilu No of profile
Odległość w km i kierunek Distance in km and direction
Cu Pb Zn Mn 1 12 - S 0,8 2,0 0,8 1,1 2 6 2,3 2,6 1,0 1,6 3 3 5,8 4.9 1,4 2,5 4 12 - W 1,5 6,7 1,6 6,7 5 6 1,7 4,9 0,6 2,3 6 3 7,2 13,7 1,8 2,6 7 12-N 1,5 2,2 0,8 1.4 8 6 2,4 8.7 4,9 33,7 9 3 2,8 3,1 0,7 0,2 10 12 -S 0.8 2,0 1,1 1,7 11 6 2,0 3,1 1,1 2,3 12 3 2,2 6,7 - 1,5 1,8 13 6 - NE 1,5 2,7 1,0 1,7 14 3 4,5 3,5 1,0 5,0
— Cu Pb Zn
R y s . 2 . R o z m ie s z c z e n ie m e ta li w p r o f ila c h c z te r e c h w y b r a n y c h g le b F ig . 2 . P r o f ile d is tr i b u tio n o f m a ta is in f o u r s e le c te d s o ils
70 A. SHamsham
PO D SU M O W A N IE
Koncentracja metali oznaczanych w skale macierzystej i w poziomach pośrednich badanych profilów glebowych układała się się w następującym szeregu:
Mn> Zn>Cu>Pb, co jest zgodne zdanym i cytowanymi w literaturze [4, 5,10]. W poziomie wierzchnim natomiast szereg ten układał się następująco:
Mn>Cu>Zn>Pb.
Konfrontując uzyskane wyniki zdanym i z literatury [1, 4], stwierdzono, że zawartość omawianych metali w poziomach genetycznych poniżej poziomu ornego nie odbiegała od ogólnie spotykanych. W poziomach próchnicznych analizowanych profilów przy obu hutach nawet w odległości 12 km stwier dzono większą na ogół od spotykanych w glebach uprawnych zawartość miedzi, a w odległości 6 km - ołowiu. Gdyby przyjąć koncentrację po 50 mg/kg miedzi i ołowiu w glebie za dopuszczalną, wówczas należałoby dużą część badanych terenów uznać za wyraźnie zagrożone pod względem ekologicz nym. W niektórych przypadkach nawet w glebach z odległości 3 km przekro czone zostały ustawowo dopuszczalne [12] zawartości przede wszystkim miedzi, a niekiedy ołowiu.
Mimo nagromadzenia znacznych ilości Cu i Pb w poziomach ornych profilów, nie stwierdzono jeszcze widocznych tendencji do przemieszczania tych metali do poziomów głębiej położonych.
Rozmieszczenie w analizowanych profilach cynku i manganu nie odbiega ło od spotykanych w glebach naturalnych.
W N IOSK I
W warunkach przeprowadzonych badań stwierdzono co następuje:
1. Przy obu hutach ("Legnica” i "Głogów'') całkowita zawartość miedzi i ołowiu w poziomach wierzchnich badanych gleb była wyraźnie większa od ich zawartości w poziomach głębszych profilu, czego nie stwierdzono w przypad ku cynku i miedzi.
2. Odnotowano zależność między zawartością miedzi i ołowiu w pozio mach wierzchnich gleb a odległością od hut. W odległości 12 km od obu hut stwierdzono większą od średnio spotykanej w glebach uprawnych zawartość miedzi, a w odległości 6 km - ołowiu.
LIT ER A TU R A
[ 1 ] Czarnowska K., 1972: Badania nad rozmieszczeniem Mn, Zn, Cu, Mo w glebach wytworzonych z glin zwałowych. Rocz. Glebozn. 23, 2, 25.
[2] Czarnowska K., Gworek B., 1987: Metale ciężkie w niektórych glebach środkowej i północnej Polski. Rocz. Glebozn. 38, 3 ,4 1 .
3] G ajewski K., G reinert H., Lenartowski M., 1978: W pływ zanieczyszczenia metalami ciężkimi i siarką na gleby i rośliny w rejonie huty miedzi. I Kraj. Konf. Wpływ zanieczyszczenia pierwiastkami śladowymi na przyrodnicze warunki rolnictwa. Cz.I, 163.
4] G w orek B., 1985: Pierwiastki śladowe w glebach uprawnych wytworzonych z glin zwałowych i utworów pyłowych północno-wschodniego regionu Polski. Cz. II. Rocz. Glebozn. 3 6 ,2 ,4 3 . 5] Kabata-Pendias A., 1965: Badania geochem iczno-m ineralogicznegleb wytworzonych z grani
tów i bazaltów Dolnego Śląska. Rocz. Nauk Roi. 90-A-!, 1.
6]Kowaliński S., Bogda A., Borkowski J., Chodak T., Drozd J.,Licznar M., Roszyk E., 1972: W stępne badania nad wpływem zanieczyszczeń przemysłowych huty miedzi “ Legnica” na zm iany niektórych właściwości gleb. Mat. XIX Zjazdu PTG, 296.
7] Laskowski S., Szerszeń L., Roszyk E., 1983: Mikroelementy w różnych rodzajach i kategoriach brunatnych gleb wietrzeniowych Sudetów. Zesz. Probl. Post. Nauk Roi. 242,43.
8] Sapek A., 1976: Trawienie kwasem nadchlorowym próbek gleb mineralnych. Kom. Chemii Gleb PTG, 11/4.
9] Shamshani S., 1992: Rozmieszczenie wybranych metali w profilach gleb uprawnych na terenach zanieczyszczonych przez przemysł miedziowy. Cz. I. Charakterystyka gleb. Rocz. Glebozn. 43, 3/4: 125-131.
10] Szczubiałka Z., 1978: Badania nad rozmieszczeniem Al, Fe, Mn, Zn i Cu w glebach leśnych pod drzewostanami sosnowymi. Rocz. Glebozn. 2 9,3: 79.
11] Szerszeń L., Laskowski S., RoszykowaS., 1983: Oddziaływanie procesów typologicznych na zaw artość mikroelementów w glebach wytworzonych z utworów polodowcowych Dolnego Śląska. Zesz. Probl. Post. Nauk Roi. 242,31.
12] M onitor Polski Nr 23, poz. 170, 1986 07 31.
S. SHAMSHAM
D IS T R IB U T IO N OF SO M E M E TA L S IN A R A B L E SO IL PRO FILES IN T H E R E G IO N C O N T A M IN A T E D B Y THE COPPER IN D U S T R Y . PAR T II. T O T A L C O N
T EN T OF M ETA LS
Department of Agricultural Chemistry, Agricultural University of W rocław
Summary
The total content o f copper, lead, zinc and m anganese in soil in the vicin ity o f tw o “ G ło g ó w ” and ’’Legnica" plants w as determ ined. It w as noted, first o f all, in hum us horizon, w ith in differentiated accum ulation o f copper and lead depending on distance from em iters. It w as indétectable at univocal soil contam ination w ith zinc and m anganese at the distance up to 3 km.
Pracę złożono w redakcji w czerwcu 1991 r. D r S. Shamsham
Katedra Chemii Rolniczej Akademia Rolnicza we Wrocławiu 50-857 Wrocław, Grunwaldzka 53
