Wykorzystanie podatności magnetycznej gleb w identyfikacji potencjalnych źródeł wtórnej emisji na terenach parków miejskich

Vol. 63 No 4/2012: 34–40

WSTÊP

Gleby obszarów miejskich powinny spe³niaæ sw¹ ekologiczn¹ funkcjê m.in. poprzez zdolnoœæ do za-trzymywania i dekompozycjê materii organicznej oraz poprzez zdolnoœæ do zatrzymywania zanieczyszczeñ i ograniczenie ich migracji do wód gruntowych oraz powietrza [Dobrovolsky 1997]. Na rozwój gleb i ich w³aœciwoœci fizykochemiczne wp³ywaj¹ zarówno czynniki naturalne, jak i antropogeniczne, w tym tech-nogeniczne zwi¹zane z depozycj¹ py³ów przemys³o-wych. Obszary parków miejskich wraz z pokrywa-j¹c¹ je szat¹ roœlinn¹ (drzewa, krzewy), oprócz pe³-nienia funkcji rekreacyjnej, stanowi¹ swoisty filtr wychwytuj¹cy zanieczyszczenia powietrza. Drzewa poprzez swe korony zatrzymuj¹ znaczne iloœci zanie-czyszczeñ py³owych. Przyk³adowo 1 ha lasu œwier-kowego mo¿e zatrzymaæ oko³o 32 tony py³u rocznie, 1 ha lasu sosnowego – 36 ton, a 1 ha lasu bukowego a¿ 68 ton py³u rocznie [Jacniacki 1989]. W zwi¹zku z faktem, ¿e roœlinnoœæ jest tylko tymczasowym re-zerwuarem dla wielu cz¹stek atmosferycznych

[No-wak i in. 2006], mog¹ byæ one deponowane na po-wierzchni gleby wraz z opadem materii organicznej i w wyniku opadów podkoronowych oraz sp³ywu po pniach. Pewna czêœæ cz¹stek py³u pozostaj¹ca w ko-ronach drzew, w sprzyjaj¹cych warunkach atmosfe-rycznych, mo¿e jednak ponownie zostaæ uwolniona do atmosfery w postaci tzw. wtórnej emisji. Inten-sywnoœæ zjawiska w znacznym stopniu uzale¿niona jest od poziomu emisji i imisji przemys³owych.

W przypadku zanieczyszczeñ py³owych, pomimo tendencji spadkowej w poziomie emisji przemys³o-wych, obserwowanej w ci¹gu ostatnich 40 lat (tab. 1), efekt ich depozycji jest trwa³y, a py³y zdepono-wane na powierzchni gleby (imisja) stopniowo prze-nikaj¹ do jej g³êbszych poziomów. Zjawisko to uwi-dacznia siê intensywnie w zadrzewionych terenach obszarów uprzemys³owionych. G³ównymi Ÿród³ami emisji py³ów s¹: energetyka, metalurgia, przemys³ ce-mentowo-wapienniczy i ceramiczny, koksowniczy, transport samochodowy oraz paleniska domowe. Py³y przemys³owe oraz miejskie s¹ bogate w ferro- i ferri-magnetyki, powstaj¹ce w wysokotemperaturowych ADAM £UKASIK, MARZENA RACHWA£, ZYGMUNT STRZYSZCZ

Instytut Podstaw In¿ynierii Œrodowiska PAN

WYKORZYSTANIE PODATNOŒCI MAGNETYCZNEJ GLEB

W IDENTYFIKACJI POTENCJALNYCH RÓDE£

WTÓRNEJ EMISJI NA TERENACH PARKÓW MIEJSKICH

APPLICATION OF MAGNETIC SUSCEPTIBILITY OF SOILS

FOR IDENTIFICATION OF POTENTIAL SOURCES

OF SECONDARY DUST EMMISION IN URBAN PARKS

Abstract: Urban forests and parks, besides a recreation function, play significant role in pollution removal by tree canopies. Main

sources of dust emissions in cities are industry (steelworks, power plants, coking plants, cement plants) and traffic. The most of dusts, stored in tree crowns, are deposited on soil surface as litterfall (leaves, needles) or are washed into soil by stemflow and throughfall. However, certain amount of dusts can be released into atmosphere as secondary dust emission. The presented studies were conducted on areas of four urban parks and both magnetic and chemical analyses of topsoil were employed. Results show topsoil contamination by heavy metals in urban parks and cumulative role of vegetations (trees) in processes of distribution of air pollution into soil surface. Magnetic susceptibility measurements allow for discrimination of areas for being the potential sources of secondary dust emission in urban parks.

S³owa kluczowe: podatnoœæ magnetyczna, wtórna emisja, parki miejskie Key words: magnetic susceptibility, secondary dust emission, urban parks

procesach spalania. Czêsto towarzysz¹ im metale ciê¿-kie, takie jak: Zn, Pb, Cd, Cu, Mn, co potwierdzaj¹ wysokie zale¿noœci korelacyjne pomiêdzy podatno-œci¹ magnetyczn¹ a zawartopodatno-œci¹ metali ciê¿kich, stwierdzone w glebach i opisane przez wielu auto-rów [Strzyszcz, Magiera 2004; Kusza, Strzyszcz 2005; Strzyszcz i in. 2006; Strzyszcz, Rachwa³ 2010]. Obecnoœæ ferro- i ferrimagnetyków w œrodowisku mo¿na stwierdziæ przez pomiar podatnoœci magne-tycznej, która okreœla zdolnoœæ danej substancji do zmian namagnesowania pod wp³ywem zewnêtrzne-go pola magnetycznezewnêtrzne-go. Ocena stopnia zanieczysz-czenia gleb na skutek depozycji py³ów przemys³o-wych bogatych w metale ciê¿kie i ferromagnetyki obejmuje wierzchnie poziomy genetyczne, w których mo¿liwa jest analiza rozk³adu technogenicznej po-datnoœci magnetycznej. Badania prowadzone przez ró¿nych autorów w rejonach bêd¹cych pod wp³ywem emisji przemys³owych [Strzyszcz i in. 2006; Magiera i in. 2007; Fürst i in. 2009; Matysek i in. 2008] wska-zuj¹, ¿e technogeniczny charakter podatnoœci magne-tycznej w wierzchnich poziomach gleb uwidacznia siê przy wartoœciach wiêkszych od 30×10–8_·m3_·kg–1_,

po-woduj¹c wystêpowanie anomalii magnetycznych. Wyniki badañ przedstawione w niniejszym arty-kule wskazuj¹ na wystêpowanie anomalii magnetycz-nych, którym towarzysz¹ anomalie geochemiczne w glebach zadrzewionych czêœci parków miejskich. Obszary te stanowiæ mog¹ potencjalne Ÿród³a wtór-nej emisji zanieczyszczeñ py³owych pochodz¹cych zarówno z koron drzew, jak i powierzchni gleby.

MATERIA£ I METODY

Badania przeprowadzono na terenie dwóch par-ków miejskich aglomeracji górnoœl¹skiej w okresie od kwietnia do czerwca 2011 roku. Park im. Pole-g³ych Bohaterów w Zabrzu zlokalizowany jest w cen-trum miasta i zajmuje powierzchniê 13,45 ha. G³ów-ne Ÿród³a imisji przemys³owych, znajduj¹ce siê w pro-mieniu 3 km, zwi¹zane s¹ z dzia³alnoœci¹ Huty Za-brze, Koksowni Jadwiga i Elektrociep³owni Zabrze. Park im. Tadeusza Koœciuszki w Katowicach zloka-lizowany jest w centrum miasta i zajmuje powierzch-niê 72 ha. Od strony pó³nocnej graniczy z autostrad¹ A4, a od strony wschodniej i zachodniej z ulicami Koœciuszki oraz Miko³owsk¹ (trasa S81). G³ówne Ÿród³a imisji przemys³owych znajduj¹ce siê w pro-mieniu 5 km zwi¹zane s¹ z dzia³alnoœci¹ Huty Bail-don, Huty Ferrum, KWK Wujek, KWK Kleofas oraz Huty Batory. Poziom imisji przemys³owych w rejo-nie badanych obiektów by³ bardzo wysoki w ostat-nim dwudziestoleciu ubieg³ego wieku (tab. 1). Bada-nia objê³y wierzchnie poziomy glebowe A gleb

urbi-ziemnych (AV) podtypu gleby urbiziemne przekszta³-cone chemicznie (AVch) [Marcinek, Komisarek 2011].

Prace terenowe

Pomiarów powierzchniowej podatnoœci magne-tycznej (k) w poszczególnych parkach dokonano w siatkach pomiarowych 50×50 m (Zabrze) oraz 150×150 m (Katowice). Gêstoœæ siatki pomiarowej uzale¿niona by³a od powierzchni oraz architektury (iloœæ i wielkoœæ otwartych przestrzeni, sk³ad gatun-kowy drzew, obecnoœæ infrastruktury) parków. W pra-cach terenowych do pomiaru wartoœci k wykorzysta-no czujnik MS2D Bartington (g³êbokoœæ penetracji 10 cm). W zwi¹zku z corocznym usuwaniem przez s³u¿by komunalne opadaj¹cego listowia, pomiarów dokonywano w poziomie próchniczno-mineralnym (A). W ka¿dym punkcie siatki dokonano 11 pomia-rów wartoœci k na powierzchni 4 m2_{, a na ich}

podsta-wie dla ka¿dego punktu siatki oraz dla terenów otwar-tych i pod okapem koron drzew wyliczono podsta-wowe parametry statystyczne, takie jak: œrednia aryt-metyczna, mediana, odchylenie standardowe od war-toœci œredniej oraz wspó³czynnik zmiennoœci. W miej-scach pod drzewami pomiarów dokonywano równo-miernie pod okapem koron. W wybranych miejscach z poziomów próchniczno-mineralnych (A), z g³êbo-koœci 0–6 cm pobrano próbki glebowe w iloœci oko³o 100 g do analiz na zawartoœæ metali ciê¿kich oraz do okreœlenia masowej podatnoœci magnetycznej c. W parku w Zabrzu pobrano po 4 próbki glebowe z tere-nów otwartych (³¹ka, trawnik) i spod okapu koron drzew, natomiast w parku w Katowicach pobrano 3 próbki glebowe z terenów otwartych oraz 6 próbek glebowych z obszaru pod okapem koron drzew. O iloœci pobranych próbek glebowych z poszczególnych obszarów decydowa³y obszar i architektura prze-strzenna poszczególnych parków.

n o j e R a e r A YLeaatars 2 7 9 1 1977 1982 1990 2001 e z r b a Z 520 442 348 131 29 e ci w o t a K 260 207 222 102 60

TABELA 1. Opad py³u na terenie badanych parków miejskich [g×(m2_×rok)–1_]*

TABLE 1. Total dust fall in studied urban parks [g×(m2_×year)–1_]*

* Dane Wojewódzkiej Stacji Sanitarno-Epidemiologicznej w Katowi-cach [Zanieczyszczenie... 1972, 1977, 1982, 1990, 2001].

* Data from the Regional Sanitary and Epidemiological Station in Kato-wice.

Prace laboratoryjne

Na podstawie median wartoœci k z ka¿dego punk-tu pomiarowego oraz zanotowanych wspó³rzêdnych geograficznych (GPS), sporz¹dzono mapy rozk³adu podatnoœci magnetycznej dla ka¿dego parku w pro-gramie Surfer 8. Próbki glebowe z poziomu (A), przed dokonaniem pomiaru doprowadzono do stanu po-wietrznie suchego, a nastêpnie przesiano przez sito o œrednicy oczek 2 mm. Odczyn oznaczono potencjo-metrycznie, natomiast zawartoœæ metali ciê¿kich (Fe, Mn, Zn, Pb, Cd, Cu) rozpuszczalnych w wodzie kró-lewskiej, oznaczono technik¹ p³omieniowej atomo-wej spektroskopii absorpcyjnej. W pobranych prób-kach glebowych, za pomoc¹ aparatury pomiarowej MS2B Bartington, pomierzono objêtoœciow¹ podat-noœæ magnetyczn¹ k, wyra¿an¹ w jednostkach bez-wymiarowych w uk³adzie SI [×10–5_{], a nastêpnie na}

jej podstawie wyliczono wartoœæ masowej podatno-œci magnetycznej c wyra¿anej w m3_·kg–1_{. W}

oblicze-niach wykorzystano zale¿noœæ:

gdzie: k – objêtoœciowa podatnoœæ magnetyczna mierzona w polu magnetycznym o nis-kim natê¿eniu (~1 mT)

r – gêstoœæ w³aœciwa fazy sta³ej gleby w badanej wpróbce.

Zale¿noœæ miêdzy podatnoœci¹ magnetyczn¹ a za-wartoœci¹ metali ciê¿kich w glebach badanych parków okreœlono za pomoc¹ analizy korelacji z zastosowa-niem wspó³czynnika korelacji liniowej r Pearsona.

WYNIKI

Park im. Poleg³ych Bohaterów w Zabrzu

Przestrzenny rozk³ad wartoœci k przedstawia mapa (rys. 1). Najwy¿sze wartoœci podatnoœci magnetycz-nej odnotowano w punktach 131, 207 znajduj¹cych siê pod okapem koron drzew (rys. 1) o medianach odpowiednio: 320 i 324×10–5 _{SI. Tak wysokie}

war-toœci zwi¹zane s¹ z anomaliami magnetycznymi spo-wodowanymi wystêpowaniem materia³u antropoge-nicznego w wierzchnich warstwach gleby oraz za-gêszczaniem zanieczyszczeñ atmosferycznych przez korony drzew. Najni¿sze wartoœci k zanotowano w punktach zlokalizowanych w terenie otwartym (me-diany w punktach 121, 123, 120 wynosi³y odpowied-nio 33, 43, 47×10–5 _{SI). Mediana ze wszystkich}

war-toœci k uzyskanych pod okapem drzew (172×10–5 _SI)

jest blisko trzykrotnie wy¿sza od mediany dla terenu otwartego (67×10–5 _{SI) (tab. 2).}

Zawartoœci metali ciê¿kich s¹ zró¿nicowane i tyl-ko w dwóch próbkach gleb pobranych pod okapem koron drzew zosta³y przekroczone wartoœci granicz-ne dla cynku, w trzech dla o³owiu i w jedgranicz-nej dla kad-mu (tab. 3). W pozosta³ych próbkach zawartosci me-tali s¹ wy¿sze od przeciêtnej zawartoœci meme-tali ciê¿-kich w glebach Polski podanej przez innych autorów [Kabata-Pendias, Pendias 1999; Gworek, Misiak 2003]. Niska zawartoœæ Fe w punkcie 205 w porów-naniu z pozosta³ymi punktami w parku sugeruje, ¿e w miejscu tym móg³ wystêpowaæ materia³ glebowy obcego pochodzenia. Sytuacja taka wystêpuje czêsto w parkach miejskich w zwi¹zku ze sposobem zago-spodarowania tego typu obiektów (wykorzystywanie

o t s ai M y ti C SMtieeisjcepomairu Lpocimzbaiaropwunykcthów f o r e b m u N st n e m e r u s a e m a n ai d e M n ai d e M ŒMreeadnnai Ostadncdhayreldnoweie D S k i n n y z c ³ ó p s W i c œ o n n ei m z V ) % ( e z r b a Z Okapkorondrzew a e r a y p o n a c r e d n U 67 172,0 177,2 60,2 34 y tr a w t o n e r e T a e r a n e p O 13 67,0 91,3 71,7 78 m e z a R l a t o T 80 162,0 163,2 69,5 43 e ci w o t a K Okapkorondrzew y p o n a c r e d n U 44 158,0 166,0 62,7 38 y tr a w t o n e r e T a e r a n e p O 11 68,0 87,1 40,5 46 m e z a R l a t o T 55 151,0 161,6 69,0 43

TABELA 2. Wartoœci podatnoœci magnetycznej k [×10–5 _{SI] w poszczególnych parkach miejskich} TABLE 2. Values of magnetic susceptibility k [×10–5 _{SI] measured in urban parks}

U N F

RYSUNEK 1. Przestrzenny rozk³ad wartoœci k (podatnoœæ magnetyczna) na podstawie pomiarów powierzchniowych w Zabrzu FIGURE 1. Spatial distribution of k values (magnetic susceptibility) on the basis of field measurements in Zabrze

t k n u P u r ai m o p g n il p m a S t n i o p k u t k n u p a n ai d e M u r ai m o p g n il p m a S n ai d e m t n i o p 0 1 [ –5_SI] c A u m o i z o p n o zi r o h A r o f 0 1 · x [ –8_m3_·kg–1_] ei k ¿ êi c el a t e M sl a t e m y v a e H g k · g m [ –1_] H p e F Mn Zn Pb Cd Cu [H2O] [1MKC]l 3 2 1 O 4 2 1 O 5 4 1 O 7 4 1 O 4 9 1 Z 6 9 1 Z 5 0 2 Z 3 3 1 Z 0 4 7 7 8 4 5 6 1 7 2 8 2 2 3 4 1 8 7 1 8 , 8 6 8 , 9 6 8 , 9 7 6 , 5 0 1 1 , 3 1 1 1 , 3 1 2 1 , 7 9 1 4 , 9 3 3 0 5 1 7 0 0 5 8 0 5 7 8 0 5 3 0 1 0 0 5 2 1 0 5 4 8 1 0 0 7 1 0 0 4 9 1 1 5 1 5 0 3 4 4 2 3 5 3 7 7 3 7 5 4 1 4 7 9 0 5 4 4 1 0 4 2 0 8 1 0 4 2 0 6 2 0 6 2 0 8 3 0 5 5 7 2 2 5 2 5 1 6 4 7 2 0 1 5 2 1 8 7 1 9 , 0 3 , 1 1 , 1 6 , 1 8 , 1 0 , 2 1 , 2 6 , 4 8 9 2 1 5 1 8 1 4 2 3 2 6 3 4 7 , 5 2 1 , 6 4 7 , 5 5 6 , 5 1 7 , 5 6 9 , 5 0 4 , 6 6 2 , 6 8 0 , 5 6 4 , 5 5 1 , 5 5 0 , 5 0 3 , 5 3 3 , 5 6 7 , 5 8 7 , 5 * e n z ci n a r g i c œ o tr a W * s e u l a v d l o h s e r h T – – 300 100 4.0 150 – – ( r c/metalcêi¿k)i ( r c/heavymeta)l 0,58 0,68 0,92 0,97 0,94 0,98 – – ( r k/metalcêi¿k)i ( r k/heavymeta)l 0,54 0,50 0,44 0,54 0,47 0,62 – –

TABELA 3. Zawartoœæ metali ciê¿kich, wspó³czynniki korelacji (Pearson) pomiêdzy podatnoœci¹ magnetyczn¹ objêtoœciow¹ (k) i masow¹ (c) a zawartoœci¹ poszczególnych metali ciê¿kich w poziomie A gleb parku w Zabrzu

TABLE 3. Heavy metals content, correlation coefficients (Pearson) between volume (k) and mass (c) magnetic susceptibility and heavy metal contents in A horizons for park in Zabrze

Objaœnienia - Explanations: O – teren otwarty, Z – teren pod okapem koron drzew; O – open area, Z – area under tree canopies.

* Wartoœci graniczne wg Rozporz¹dzenia Ministra Œrodowiska z dnia 9 wrzeœnia 2002 r. w sprawie standardów jakoœci gleby oraz standardów jakoœci ziemi. Dz.U. Nr 165, poz. 1359 z dnia 4 paŸdziernika 2002. * Threshold values according to the Regulation of the Ministry of the Environ-ment from 9 September 2002 (Dz.U. Nr 165, poz. 1359 from 4 October 2002).

nieznanego pochodzenia substratu glebowego do prac niwelacyjnych i pielêgnacyjnych). Wysokie wspó³-czynniki korelacji Pearsona (powy¿ej 0,9) zanotowa-no pomiêdzy masow¹ podatzanotowa-noœci¹ magnetyczn¹ c a zawartoœci¹ cynku, o³owiu, kadmu i miedzi, co suge-ruje technogeniczne pochodzenie zanieczyszczeñ gleb Parku im. Poleg³ych Bohaterów w Zabrzu.

Park im. Tadeusza Koœciuszki w Katowicach

Przestrzenny rozk³ad wartoœci k na terenie parku w Katowicach jest silnie modyfikowany przez wp³yw szlaków komunikacyjnych. Najwy¿sz¹ medianê po-datnoœci magnetycznej k (339×10–5 _{SI) zanotowano}

w punkcie 105 pod okapem korony brzozy, natomiast

t k n u P u r ai m o p g n il p m a S t n i o p k u t k n u p a n ai d e M u r ai m o p g n il p m a S n ai d e m t n i o p 0 1 [ –5_SI] c A u m o i z o p n o zi r o h A r o f 0 1 · x [ –8_m3_·kg–1_] ei k ¿ êi c el a t e M l a t e m y v a e H g k · g m [ –1_] H p e F Mn Zn Pb Cd Cu [H2O] [1MKC]l 7 0 1 O 8 0 1 O 3 1 1 O 9 1 1 Z 6 2 1 Z 8 2 1 Z 9 2 1 Z 5 3 1 Z 5 , 9 5 5 , 8 0 2 5 , 1 6 1 5 , 5 5 1 6 , 4 8 1 1 , 4 3 2 6 , 2 6 2 6 , 7 3 2 8 , 3 7 3 , 9 2 2 7 , 1 3 4 9 , 4 7 3 7 , 5 6 4 8 , 0 5 8 7 , 1 1 5 9 , 0 9 5 0 0 3 8 1 0 5 8 4 1 0 0 2 5 2 0 0 7 6 1 0 5 0 1 2 0 0 7 0 2 0 0 1 2 2 0 0 1 3 2 6 1 4 1 8 2 9 7 4 5 5 7 0 8 2 1 2 1 9 1 8 6 0 6 0 1 0 6 4 0 6 8 0 6 0 2 0 8 6 0 4 6 0 6 6 0 2 8 0 5 5 8 9 0 6 2 0 9 4 0 6 2 0 6 3 0 8 3 0 0 5 0 5 4 6 , 1 9 , 3 5 , 1 1 0 , 8 5 , 7 3 , 4 1 1 , 7 6 , 8 8 2 5 2 1 5 0 3 7 3 6 3 5 4 9 4 6 2 , 6 9 3 , 6 1 1 , 6 0 4 , 5 6 0 , 5 1 6 , 4 4 4 , 4 1 0 , 6 7 4 , 5 3 6 , 5 4 2 , 5 0 6 , 4 1 3 , 4 5 9 , 3 1 9 , 3 3 2 , 4 * e n z ci n a r g i c œ o tr a W * s e u l a v d l o h s e r h T – – 300 100 4.0 150 – – ( r c/metalcêi¿k)i ( r c/heavymeta)l 0,66 0,69 0,24 0,20 0,92 0,67 – – ( r c/metalcêi¿k)i ( r c/heavymeta)l 0,62 0,53 0,27 0,16 0,66 0,67 – –

Objaœnienia - Explanations: O – teren otwarty, Z – teren pod okapem koron drzew; O – open area, Z – area under tree canopies.

* Wartoœci graniczne wg Rozporz¹dzenia Ministra Œrodowiska z dnia 9 wrzeœnia 2002 r. w sprawie standardów jakoœci gleby oraz standardów jakoœci ziemi. Dz.U. Nr 165, poz. 1359 z dnia 4 paŸdziernika 2002.

* Threshold values according to the Regulation of the Ministry of the Environment from 9 September 2002 (Dz.U. Nr 165, poz. 1359 from 4 October 2002. TABELA 4. Zawartoœæ metali ciê¿kich, wspó³czynniki korelacji (Pearsona) pomiêdzy podatnoœci¹ magnetyczn¹ objêtoœciow¹ (k) i masow¹ (c) a zawartoœci¹ poszczególnych metali ciê¿kich w poziomie A dla parku w Katowicach

TABLE 4. Heavy metals content, correlation coefficients (Pearson) between volume (k) and mass (c) magnetic susceptibility and heavy metal contents in A horizons for park in Katowice

RYSUNEK 2. Przestrzenny rozk³ad wartoœci k (podatnoœæ magnetyczna) na podstawie pomiarów powierzchniowych w Parku w Katowicach FIGURE 2. Spatial distribution of k values (magnetic susceptibility) on the basis of field measurements in Katowice

najni¿sz¹ (45×10–5 _{SI) w terenie otwartym w}

punk-cie 118 (rys. 2).

Mediana z wartoœci k, uzyskanych pod okapem koron drzew, podobnie jak w parku w Zabrzu jest ponad dwukrotnie wy¿sza od mediany dla terenów otwartych (tab. 2).

Analizy próbek glebowych na zawartoœæ metali ciê¿kich w poziomach A wskazuj¹ na znaczny sto-pieñ zanieczyszczenia gleb badanego obiektu. Do-puszczalne zawartoœci Zn s¹ przekroczone we wszyst-kich badanych próbkach glebowych, zawartoœci Cd – w 75% badanych próbek, a w przypadku Pb tylko jedna próbka wykazuje wartoœæ minimalnie poni¿ej dopuszczalnej normy (tab. 4). Dopuszczalna zawar-toœæ miedzi nie zosta³a przekroczona w ¿adnej prób-ce ani z Zabrza, ani z Katowic.

W porównaniu z parkiem w Zabrzu zanotowano niskie wspó³czynniki korelacji pomiêdzy wartoœcia-mi podatnoœci magnetycznej k i c a zawartoœci¹ me-tali ciê¿kich. Wyj¹tek stanowi³ jedynie Cd, który sil-nie korelowa³ z c (r=0,92). Dla Fe, Mn, Zn i Cu si³a korelacji z podatnoœci¹ magnetyczn¹ jest œrednia.

Odczyn gleb w obu parkach jest w wiêkszoœci pró-bek lekko kwaœny i kwaœny. Jedynie punkty 126, 128 i 129 charakteryzuj¹ siê bardzo kwaœnym odczynem, co nie jest korzystne dla rosn¹cych tam drzewosta-nów, gdy¿ sprzyja rozpuszczalnoœci i pobieraniu nad-miernych iloœci metali ciê¿kich.

DYSKUSJA

Przestrzenny rozk³ad podatnoœci magnetycznej w obydwu parkach cechuje siê du¿¹ zmiennoœci¹ wyni-kaj¹c¹ z wielu czynników, takich jak: kierunek na-p³ywu zanieczyszczeñ, ukszta³towanie terenu, rodzaj powierzchni (teren otwarty, okap koron drzew), sk³ad gatunkowy drzewostanu. Dla obu parków miejskich, przy uwzglêdnieniu wszystkich pomiarów (teren otwarty i okap koron drzew), stopieñ zró¿nicowania wartoœci podatnoœci magnetycznej k wyra¿any wspó³-czynnikiem zmiennoœci i odchyleniem standardowym (SD, V), przyjmuje niemal te same wartoœci. Wysoki wspó³czynnik zmiennoœci dla terenu otwartego w Parku Poleg³ych Bohaterów wynika ze znacznego stopnia zanieczyszczenia jego wschodniej czêœci. Wspó³czynniki korelacji Pearsona pomiêdzy zawar-toœci¹ metali ciê¿kich a podatnoœci¹ magnetyczn¹ s¹ wy¿sze dla wartoœci c ni¿ dla wartoœci k. Wynika to z faktu, ¿e analizy chemiczne i pomiar podatnoœci c prowadzone by³y na tym samym materiale glebowym, podczas gdy wartoœci k s¹ medianami z pomiarów uzyskanych na powierzchni oko³o 4 m2_{. Wysokie}

wspó³czynniki korelacji pomiêdzy podatnoœci¹

ma-gnetyczn¹ wierzchnich poziomów gleb i zawartoœci¹ w nich metali ciê¿kich, notowane s¹ na obszarach o wyraŸnej dominacji imisji z technogenicznych Ÿróde³ (przemys³ ciê¿ki, energetyka, metalurgia) [Schmidt i in. 2005; Spiteri i in. 2005; Strzyszcz i in. 2006]. Ni¿-sze wspó³czynniki korelacji uzyskane pomiêdzy po-datnoœci¹ magnetyczn¹ a zawartoœci¹ metali ciê¿kich w parku w Katowicach w porównaniu z parkiem w Zabrzu sugeruj¹, i¿ g³ównym Ÿród³em metali ciê¿-kich w glebach parku katowickiego mo¿e byæ trans-port samochodowy, który w porównaniu z przemy-s³em ciê¿kim (metalurgia, energetyka) emituje mniej ferromagnetyków. Ponadto, poziom imisji na terenie parku katowickiego by³ zdecydowanie ni¿szy w po-równaniu z parkiem w Zabrzu (tab. 1). Nale¿y pa-miêtaæ, i¿ dane dotycz¹ce wielkoœci imisji w minio-nych dziesiêcioleciach uwzglêdnia³y g³ównie grub-sze frakcje py³owe, których udzia³ w nietechnoge-nicznych Ÿród³ach, takich jak niska emisja lub trans-port samochodowy jest nieporównywalnie mniejszy. Mapy przestrzennego rozk³adu podatnoœci magne-tycznej wierzchnich poziomów glebowych odzwier-ciedlaj¹ wielkoœæ i dystrybucjê zanieczyszczeñ w badanych obiektach.

WNIOSKI

1. Wy¿sze wartoœci podatnoœci magnetycznej noto-wane w glebach pod okapem koron drzew, w po-równaniu z glebami terenów otwartych, potwier-dzaj¹ emisjoch³onn¹ rolê obszarów zadrzewio-nych. Stwierdzonym w glebach lokalnym anoma-liom magnetycznym wystêpuj¹cym na terenie ba-danych obiektów towarzysz¹ anomalie geoche-miczne, co odzwierciedlaj¹ podwy¿szone warto-œci podatnowarto-œci magnetycznej i zwiêkszone koncen-tracje metali ciê¿kich.

2. W przypadku kilku Ÿróde³ imisji, zale¿noœæ wspó³-wystêpowania ferromagnetyków i metali ciê¿kich w glebach objêtych tymi imisjami, mo¿e nie byæ jednoznaczna.

3. W przypadku obiektów takich jak parki miejskie, których g³ównym zadaniem jest pe³nienie funkcji rekreacyjno-ochronnych, istotne jest wskazywanie miejsc/obszarów zanieczyszczonych. Ma to szcze-gólne znaczenie zarówno z punktu widzenia spo-sobu zagospodarowania tych miejsc (ewentualna rekultywacja, modyfikacja architektury i sk³adu ga-tunkowego drzew), jak i z punktu widzenia korzy-œci zdrowotnych wynikaj¹cych z odwiedzania tego typu obiektów.

4. Wyznaczone miejsca lokalnych anomalii magne-tycznych, w przypadku gdy s¹ zadrzewione mog¹

stanowiæ Ÿród³a wtórnej emisji py³ów, zawieraj¹-cych oprócz ferromagnetyków metale ciê¿kie, po-woduj¹c tym samym okresowe zagro¿enie dla lud-noœci odwiedzaj¹cej parki miejskie.

LITERATURA

DOBROVOLSKY G.V. 1997. Soil, City and Ecology. Moscow. ss. 332.

FÜRST C., LORZ C., MAKESHIN F. 2009. Testing a soil magne-tometry technique in a highly polluted industrial region in North-Eastern Germany. Water air Soil Pollution 202: 33–43. GUS 1972, 1977, 1982, 1990, 2001: Ochrona œrodowiska,

Emi-sja zanieczyszczeñ py³owych. Warszawa.

GWOREK B., MISIAK J. 2003. Obieg pierwiastków w przyro-dzie. Monografia tom II. Instytut Ochrony Œrodowiska, War-szawa.

JACNIACKI K. 1989. Œrodowisko przyrodnicze i jego ochrona. WSW, Warszawa: ss. 265.

KABATA-PENDIAS A., PENDIAS H. 1999. Biogeochemia pier-wiastków œladowych. PWN, Warszawa: ss. 400.

KUSZA G., STRZYSZCZ Z. 2005. Rezerwaty Leœne Opolsz-czyzny. Stan i technogenne zagro¿enia. Prace i Studia, 63, IPIŒ PAN, Zabrze: ss. 156.

MAGIERA T., STRZYSZCZ Z., RACHWA£ M. 2007. Mapping particulate pollution loads using soil magnetometry in urban forests in the Upper Silesia Industrial Region, Poland. Forest

ecology and management 248: 36–42.

MARCINEK J., KOMISAREK J. (red.) 2011. Systematyka gleb Polski. Rocz. Glebozn. 62, 3: ss. 193.

MATYSEK D., RACLAVSKA H., RACLAVSKY K. 2008. Cor-relation between magnetic susceptibility and heavy metal con-centrations in forest soils of the Eastern Czech Republic.

Jo-urnal of Environ. and Engineering Geoph. 13, 1: 13–26.

NOWAK D.J., CRANE D.E., STEVENS J.C. 2006. Air pollu-tion removal by urban trees and shrubs in the United States.

Urban Forestry and Urban Greening 4, 3–4: 115–123.

SCHMIDT A., YARNOLD R., HILL M., ASHMORE M. 2005. Magnetic susceptibility as proxy for heavy metal pollution: a site study. Journal of Geochemical Exploration 85: 109–117. SPITERI C., KALINSKI V., RÖSLER W., HOFFMANN V., APPEL E., MAGPROX TEAM 2005. Magnetic screening of a pollution hotspot in the Lausitz area, Eastern Germany: cor-relation analysis between magnetic proxies and heavy metal contamination in soils. Environ. Geol. 49: 1–9.

STRZYSZCZ Z., MAGIERA T. 2004. Magnetic susceptibility of forest soil in Poland-Germany border area. Mitt. Deut.

Bo-den. Ges. 103: 109–110.

STRZYSZCZ Z., MAGIERA T., RACHWA£ M. 2006. Applica-tion of soil magnetometry for identificaApplica-tion of technogenic anomalies in trace metal and iron contents: a case study in the Katowice Forest District. polish J. Environn Stud. 15, 2a: 176– 184.

STRZYSZCZ Z., RACHWA£ M. 2010. Zastosowanie magneto-metrii do monitoringu i oceny ekologicznej technogennych py³ów oraz gleb na obszarach objêtych wp³ywem emisji prze-mys³owych, Prace i Studia, 78, IPIŒ PAN, Zabrze.

ZANIECZYSZCZENIE ATMOSFERY W WOJEWÓDZTWIE KATOWICKIM: 1972, 1977, 1982, 1990, 2001. Wojewódz-ka stacja sanitarno-epidemiologiczna, Katowice.

mgr in¿. Adam £ukasik

Instytut Podstaw In¿ynierii Œrodowiska PAN Zak³ad Rekultywacji Terenów Poprzemys³owych ul. M. Curie-Sk³odowskiej 34

41-819 Zabrze