Wpływ zanieczyszczenia gleb wybranymi WWA na skład frakcyjny materii organicznej

ROCZNIKI GLEBOZNAWCZE Vol. LXIII No 1/2012: 13–17 DOI: 10.2478/v10239-012-0004-5

WSTÊP

W ostatnich latach mo¿na zauwa¿yæ wzrost po-ziomu zanieczyszczeñ œrodowiska przez zwi¹zki z grupy trwa³ych zanieczyszczeñ organicznych. Cha-rakterystyczn¹ cech¹ tych zwi¹zków jest du¿a tok-sycznoœæ, trwa³oœæ i zdolnoœæ do bioakumulacji. W grupie organicznych zanieczyszczeñ znajduj¹ siê m.in.: dioksyny, pestycydy oraz wielopierœcieniowe wêglowodory aromatyczne. Koncentracja tych zwi¹zków w glebie zale¿y od w³aœciwoœci gleb, a zw³aszcza od zawartoœci materii organicznej [Mali-szewska-Kordybach 1993]. W komunikacie Komi-sji Europejskiej do Rady Europejskiej, Parlamentu Europejskiego, Komitetu Ekonomiczno-Spo³eczne-go oraz Komitetu Regionów [COM 2002] sformu-³owano osiem g³ównych zagro¿eñ dla gleb na tere-nie Unii Europejskiej, wœród nich spadek zawarto-œci materii organicznej i ska¿enie gleby. Zwrócono szczególn¹ uwagê na rolê materii organicznej w podtrzymaniu kluczowych funkcji gleby oraz zawar-toœæ wêgla, jako g³ównego sk³adnika materii orga-nicznej. Stwierdzono równie¿, ¿e wystêpowanie w glebie zwi¹zków organicznych, w tym WWA, o

stê-¿eniu przekraczaj¹cym pewne poziomy, mo¿e przy-czyniaæ siê do degradacji gleby.

Trwa³e zanieczyszczenia organiczne, do których zalicza siê tak¿e WWA, mog¹ ulegaæ w glebie ró¿-nym przemianom. Do przemian tych zalicza siê pro-cesy sprzyjaj¹ce ich kumulacji, polegaj¹ce na wi¹za-niu przez materiê organiczn¹ na drodze sorpcji oraz wbudowywanie w struktury materii organicznej, a tak¿e procesy rozk³adu do form poœrednich, które mog¹ byæ zwi¹zane przez materiê organiczn¹ [Olesz-czuk 2004]. Bardzo wa¿nym czynnikiem w procesach sorpcji WWA przez substancjê organiczn¹, oprócz ogólnej zawartoœci materii organicznej, jest jej sk³ad jakoœciowy [Weissenfelts i in. 1992; Baranèikovã, Gergelova 1995; Maliszewska-Kordybach 1995; Chiou 1989].

WWA, jako zwi¹zki niepolarne i hydrofobowe, adsorbowane s¹ w ró¿nym stopniu na huminach oraz kwasach huminowych i kwasach fulwowych [Mali-szewska-Kordybach 1993; £ebkowska 1996; Kosin-kiewicz, Mokrzycka 1988; Yang i in. 2010]. Kwasy huminowe hamuj¹ przemieszczanie siê WWA, nato-miast kwasy fulwowe przyspieszaj¹ ten proces [Pe-truzelli i in. 2002]. Dodatkowo, na sorpcjê tych zwi¹z-BO¯ENA DÊBSKA, MAGDALENA BANACH-SZOTT, EWA ROSA, JAROS£AW PAKU£A

Katedra Chemii Œrodowiska, Uniwersytet Technologiczno-Przyrodniczy w Bydgoszczy

WP£YW ZANIECZYSZCZENIA GLEB WYBRANYMI WWA

NA SK£AD FRAKCYJNY MATERII ORGANICZNEJ

THE EFFECT OF SOIL POLLUTION BY SELECTED PAHs

ON THE FRACTIONAL COMPOSITION OF ORGANIC MATTER

Abstract: The aim of the paper was to determine the effect of soil pollution by polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) on the content and share of carbon from humic acids, fulvic aids and humin. The study was carried out on soil samples (Luvisols, Pha-eozems, Haplic Arenosols, Fluvisols) representative of the Kujawsko-Pomorskie Region, collected from areas exposed to, as well as protected from, direct contamination by PAHs. Soil samples were polluted by selected PAHs (fluorene, anthracene, pyrene and chrysene) at an amount corresponding to 10 mg PAHs/kg. PAH-polluted soil samples were incubated for 120, 180 and 360 days at a temperature of 20–25o_{C and fixed moisture (50% field water capacity). The content and share of carbon from humic acids, fulvic}

acids and humin were determined in the soil samples prior to and after incubation. The research demonstrated that the fractional composition is soil-type-specific, and can be modified by introducing selected PAHs.

S³owa kluczowe: gleby, WWA, sk³ad frakcyjny próchniczy Key words: soils, PAHs, fractional composition of humus

ków przez glebow¹ substancjê organiczn¹, mo¿e wp³ywaæ stopieñ aromatycznoœci kwasów humino-wych [Baranèikovã, Gergelova 1995]. Gleby zasob-ne w substancjê organiczn¹ odznaczaj¹ siê wy¿sz¹ zawartoœci¹ WWA [Jones i in. 1989; Maliszewska-Kordybach 1998]. Sorpcja hydrofobowych zanie-czyszczeñ, przez substancjê organiczn¹ gleby, istot-nie wp³ywa na ich rolê i przemieszczaistot-nie w œrodowi-sku glebowym [Pignatello, Xing 1996].

Celem niniejszej pracy by³o okreœlenie wp³ywu zanieczyszczeñ gleb wybranymi WWA na zawartoœæ i udzia³ wêgla kwasów huminowych, kwasów fulwo-wych oraz humin.

MATERIA£ I METODY BADAÑ

Badania zrealizowano w oparciu o próbki z po-ziomów próchnicznych gleb, reprezentatywnych dla Regionu Kujawsko-Pomorskiego, pobrane z terenów nara¿onych i nienara¿onych na bezpoœrednie zanie-czyszczenia WWA. Wykaz próbek gleb i ich podsta-wowe w³aœciwoœci przedstawiono w tabeli 1.

Próbki gleb o masie 0,5 kg zanieczyszczono roz-tworem zawieraj¹cym fluoren, antracen, piren i chryzen w iloœci odpowiadaj¹cej 10 mg WWA×kg–1_.

Jako rozpuszczalnik wymienionych WWA zasto-sowano dichlorometan. Zanieczyszczone WWA próbki gleb inkubowano 120, 180 i 360 dni w tem-peraturze 20–25°C i w sta³ej wilgotnoœci – 50% PPW. Po up³ywie okreœlonego czasu inkubacji likwidowa-no ca³e próby. Inkubacjê prowadzolikwidowa-no w 3 powtórze-niach dla ka¿dego terminu poboru próbek do badañ. W próbkach gleb niezanieczyszczonych dodatko-wo WWA (próbki oznaczone symbolem W) oraz za-nieczyszczonych, po 120, 180 i 360 dniach inkubacji oznaczono:

– zawartoœæ wêgla zwi¹zków organicznych (Corg), analizatorem Vario Max CNS firmy Elementar (Niemcy);

– sk³ad frakcyjny metod¹ Schnitzera wyodrêbniaj¹c frakcje wêgla:

C_deka – wêgiel w roztworach po dekalcytacji, C_kh+kf– wêgiel w roztworach zawieraj¹cych

sy huminowe i fulwowe,

C_kf – wêgiel kwasów fulwowych w roztworach, po wytr¹ceniu kwasów huminowych. Zawartoœæ wêgla organicznego w poszczególnych frakcjach oznaczano analizatorem TOCN Formacs firmy Skalar (Breda, Holandia).

C_kh – wêgiel kwasów huminowych obliczono z ró¿nicy:

C_kh = C_kh+kf – C_kf

Sk³ad frakcyjny wyra¿ono w mg×kg–1 _{s.m. próbki}

gleby i jako procentowy udzia³ poszczególnych frak-cji w puli Corg.

Udzia³ wêgla frakcji humin –C_humin obliczono, odejmuj¹c od 100% sumê udzia³ów oznaczonych frakcji.

W tabeli 2 przedstawiono wartoœci œrednie z po-wtórzeñ. Istotnoœæ ró¿nic oznaczanych parametrów w czasie inkubacji wyznaczono testem Duncana, przy u¿yciu programu statystycznego Statistica MS.

WYNIKI I DYSKUSJA

Zawartoœæ Corg, w próbkach gleb niezanieczysz-czonych dodatkowo WWA, wynosi³a od 5,72 (gleba rdzawa – 8W) do 25,37 g×kg–1 _{– czarna ziemia (2W,}

tab. 2). Zanieczyszczenie gleb fluorenem, chryzenem, antracenem i pirenem na ogó³ nie spowodowa³o istot-nych zmian zawartoœci Corg w analizowaistot-nych prób-kach gleb (tab. 2).

TABELA 1. Typy gleby i miejsce pobrania próbek, wartoœci pH oraz sk³ad granulometryczny badanych gleb TABLE 1. Soil types and sampling localities, values of pH and grain size composition of the soils

Objaœnienia – Explanations: * gleba nara¿ona na bezpoœrednie dzia³anie WWA – soil exposed to the threat of PAHs pollution, ** gleba nienara¿ona na bezpoœrednie dzia³anie WWA – soil not exposed to the threat of PAHs pollution.

y b ó r p r N el p m a S GSoelliba LMoceiasjlctiyowoœæ ppHHwinHH22OO ij c k a rf h c y n l ó g e z c z s o p ³ ai z d u y w o t n e c o r P s n o it c a rf e v it c e p s e r f o e r a h s e g a t n e c r e P ] m m [ 5 0 , 0 – 2 0,05–0,002 >0,002 * W 1 * W 2 * W 3 * * W 4 * * W 5 * * W 6 * W 7 * * W 8 * * W 9 s m e z o e a h P ai m ei z a n r a z C s m e z o e a h P ai m ei z a n r a z C sl o si v u L a w o ³ p a b el G sl o si v u L a w o ³ p a b el G sl o si v u L a w o ³ p a b el G s m e z o e a h P ai m ei z a n r a z C sl o si v u L a w o ³ p a b el G sl o s o n e r A ci n u r B ci l p a H a w a z d r a b el G sl o si v u l F a k k el a d a M c ei w il œ u r K c ei w il œ u r K y w al ei B y w al ei B k e n il r O k e n il r O n i s el Œ n o d r o F i k t u R 1 , 6 9 , 5 1 , 7 7 , 6 9 , 5 3 , 6 3 , 6 4 , 6 3 , 6 9 6 7 6 2 8 4 8 5 7 3 7 4 6 3 9 2 8 0 2 0 2 8 1 1 1 9 1 6 1 6 2 4 2 1 1 1 3 1 0 5 6 1 1 0 1 3 6

TABELA 2. Zawartoœæ i udzia³ poszczególnych frakcji wêgla organicznego w próbkach gleb niezanieczyszczonych i zanieczyszczo-nych WWA

TABLE 2. Content and share of specific fraction of organic carbon in the samples of soil non-polluted and polluted with PAHs

Objaœnienia – Explanations: * nr próbki z liter¹ W oznacza glebê niezanieczyszczon¹ dodatkowo WWA, ** 120, 180, 360 – liczba dni inkubacji próbek gleb zanieczyszczonych dodatkowo WWA; * no. samples with letter W means soil non-polluted additionally with PAHs , ** 120, 180, 360 – the numbers days of incubation in the samples of soil polluted additionally with PAHs, ***a, b, c – ró¿nica istotna przy a = 0,05; values significantly different at the 5% level.

y b ó r p r N el p m a S Cg× gokrg–1 Cdeka Ckh Ckf Ckh:Ckf Cdeka Ckh Ckf Chumin g m × gk –1 _%Corg ) c ei w il œ u r K ( s m e z o e a h P ai m ei z a n r a z C * W 1 * * 0 2 1 – 1 0 8 1 – 1 0 6 3 – 1 b a 7 3 , 6 1 b a 9 8 , 6 1 c 8 1 , 8 1 c b 4 2 , 7 1 0 7 4 1 0 9 1 1 0 5 3 1 0 9 2 1 8 0 1 5 3 1 3 3 8 2 8 3 5 9 1 4 2 6 5 2 4 3 8 2 2 5 9 2 5 8 7 2 d 9 9 , 1 a 7 1 , 1 b 0 3 , 1 c 1 5 , 1 b 0 , 9 a 0 , 7 a 4 , 7 a 5 , 7 c 0 2 , 1 3 a 2 6 , 9 1 b a 6 0 , 1 2 b 3 3 , 4 2 a 5 6 , 5 1 b 8 7 , 6 1 b a 4 2 , 6 1 b a 5 1 , 6 1 a 7 1 , 4 4 c 6 5 , 6 5 c 8 2 , 5 5 b 3 0 , 2 5 ) c ei w il œ u r K ( s m e z o e a h P ai m ei z a n r a z C W 2 0 2 1 – 2 0 8 1 – 2 0 6 3 – 2 a 7 3 , 5 2 a 2 0 , 5 2 a 4 9 , 3 2 a 6 4 , 5 2 1 6 0 1 0 9 3 1 0 5 4 1 0 0 6 1 3 2 5 7 8 8 3 6 4 9 2 6 1 9 8 5 7 7 9 3 2 3 9 3 6 7 6 3 9 9 9 3 c 9 8 , 1 b a 2 6 , 1 b 1 7 , 1 a 7 4 , 1 a 2 , 4 b 6 , 5 b 1 , 6 b 3 , 6 c 5 6 , 9 2 b 3 5 , 5 2 b 9 2 , 6 2 a 4 1 , 3 2 a 8 6 , 5 1 a 2 7 , 5 1 a 6 3 , 5 1 a 1 7 , 5 1 a 9 4 , 0 5 b 0 2 , 3 5 b 0 3 , 2 5 b 7 8 , 4 5 ) y w al ei B ( sl o si v u L a w o ³ p a b el G W 3 0 2 1 – 3 0 8 1 – 3 0 6 3 – 3 c 0 8 , 2 1 b a 0 7 , 0 1 c b 0 9 , 1 1 b a 0 7 , 0 1 4 5 2 1 0 7 0 1 5 8 0 1 6 0 1 1 6 0 9 3 0 0 5 2 7 6 0 3 8 9 9 2 4 9 0 2 7 1 9 1 3 8 8 1 2 7 9 1 c 6 8 , 1 a 0 3 , 1 b 3 6 , 1 b 2 5 , 1 a 8 , 9 a 0 , 0 1 a 1 , 9 a 3 , 0 1 c 1 5 , 0 3 a 6 3 , 3 2 a 8 7 , 5 2 b a 2 0 , 8 2 a 6 3 , 6 1 b 2 9 , 7 1 a 2 8 , 5 1 b 3 4 , 8 1 a 3 3 , 3 4 b 2 7 , 8 4 b 9 2 , 9 4 a 1 2 , 3 4 ) y w al ei B ( sl o si v u L a w o ³ p a b el G W 4 0 2 1 – 4 0 8 1 – 4 0 6 3 – 4 a 3 6 , 6 a 0 2 , 7 a 2 5 , 6 a 0 3 , 7 0 , 0 5 6 0 , 9 4 6 0 , 7 5 6 0 , 1 7 6 3 4 5 2 0 3 5 2 7 0 3 2 0 8 4 2 7 5 6 1 0 6 8 1 3 9 6 1 0 6 8 1 b 4 5 , 1 a 6 3 , 1 a 6 3 , 1 a 3 3 , 1 b a 8 , 9 a 0 , 9 b 1 , 0 1 b a 2 , 9 b 6 3 , 8 3 a 3 1 , 5 3 a 8 3 , 5 3 a 7 9 , 3 3 a 9 9 , 4 2 a 4 8 , 5 2 a 7 9 , 5 2 a 8 4 , 5 2 a 5 8 , 6 2 b 1 0 , 0 3 b a 7 5 , 8 2 b 6 3 , 1 3 ) k e n il r O ( sl o si v u L a w o ³ p a b el G W 5 0 2 1 – 5 0 8 1 – 5 0 6 3 – 5 a 4 7 , 1 1 a 5 5 , 1 1 a 5 6 , 1 1 a 9 1 , 1 1 2 2 0 1 7 0 0 1 8 5 0 1 0 0 1 1 4 2 4 3 2 1 3 3 2 7 5 3 4 0 7 3 6 0 9 2 2 5 9 2 8 0 0 3 6 9 8 2 a 8 1 , 1 a 2 1 , 1 b a 9 1 , 1 b 8 2 , 1 a 7 , 8 a 7 , 8 b a 1 , 9 b 8 , 9 b a 6 1 , 9 2 a 7 6 , 8 2 b 6 6 , 0 3 c 0 1 , 3 3 a 6 7 , 4 2 a 6 5 , 5 2 a 2 8 , 5 2 a 8 8 , 5 2 c 8 3 , 7 3 c 5 0 , 7 3 b 4 4 , 4 3 a 9 1 , 1 3 ) k e n il r O ( s m e z o e a h P ai m ei z a n r a z C W 6 0 2 1 – 6 0 8 1 – 6 0 6 3 – 6 a 3 2 , 1 2 a 6 0 , 1 2 a 9 1 , 0 2 a 9 2 , 2 2 5 7 6 1 6 5 4 1 0 6 4 1 5 5 4 1 7 9 9 6 4 6 0 7 2 2 3 6 7 5 2 7 3 7 6 4 6 3 3 4 8 9 9 3 3 7 2 4 a 0 5 , 1 a 3 6 , 1 a 8 5 , 1 a 0 7 , 1 b 9 , 7 a 9 , 6 b a 2 , 7 a 5 , 6 a 6 9 , 2 3 a 4 5 , 3 3 a 1 3 , 1 3 a 6 5 , 2 3 a 1 0 , 2 2 a 9 5 , 0 2 a 0 8 , 9 1 a 7 1 , 9 1 a 4 1 , 7 3 a 6 9 , 8 3 b 5 6 , 1 4 b 5 7 , 1 4 ) n i s el Œ ( sl o si v u L a w o ³ p a b el G W 7 0 2 1 – 7 0 8 1 – 7 0 6 3 – 7 a 7 7 , 3 1 a 5 1 , 3 1 a 7 0 , 3 1 a 2 0 , 3 1 7 , 7 0 8 0 , 7 8 8 0 , 5 0 8 0 , 7 2 8 5 3 8 4 5 9 7 4 4 7 0 5 4 8 5 5 5 4 6 2 5 5 4 2 1 7 2 2 3 0 3 2 a 3 8 , 1 a 5 9 , 1 b 3 2 , 2 b 3 4 , 2 a 9 , 5 a 7 , 6 a 2 , 6 a 4 , 6 a 2 1 , 5 3 b a 6 4 , 6 3 b 2 8 , 8 3 c 9 8 , 2 4 a 1 2 , 9 1 a 7 6 , 8 1 a 8 3 , 7 1 a 9 6 , 7 1 b 1 8 , 9 3 b 2 1 , 8 3 b 4 6 , 7 3 a 7 0 , 3 3 ) n o d r o F ( sl o s o n e r A ci l p a H a w a z d r a b el G W 8 0 2 1 – 8 0 8 1 – 8 0 6 3 – 8 a 2 7 , 5 a 5 4 , 5 a 4 0 , 6 a 0 9 , 5 0 , 0 5 3 0 , 5 7 3 0 , 2 1 4 0 , 8 8 3 3 5 7 1 0 7 8 1 6 7 9 1 1 7 8 1 7 3 5 1 0 7 4 1 2 7 6 1 1 5 6 1 a 4 1 , 1 b 7 2 , 1 a 8 1 , 1 a 3 1 , 1 a 1 , 6 a 9 , 6 a 8 , 6 a 6 , 6 a 4 6 , 0 3 b 0 3 , 4 3 b a 1 7 , 2 3 a 1 7 , 1 3 a 8 8 , 6 2 a 8 9 , 6 2 a 8 6 , 7 2 a 8 9 , 7 2 b 6 3 , 6 3 a 3 8 , 1 3 a 8 7 , 2 3 a 3 7 , 3 3 )i k t u R ( sl o si v u l F a k k el a d a M W 9 0 2 1 – 9 0 8 1 – 9 0 6 3 – 9 a 7 1 , 8 a 5 5 , 7 a 0 0 , 8 a 4 4 , 8 0 6 3 1 0 , 0 4 9 0 , 7 8 9 7 5 0 1 5 9 8 1 2 1 8 1 5 6 1 2 9 0 0 2 5 0 0 2 8 3 9 1 5 0 0 2 3 8 0 2 a 4 9 , 0 a 3 9 , 0 a 8 0 , 1 a 6 9 , 0 b 6 , 6 1 a 5 , 2 1 a 3 , 2 1 a 5 , 2 1 A 9 1 , 3 2 A 0 0 , 4 2 B 6 0 , 7 2 A 0 8 , 3 2 a 4 5 , 4 2 a 7 6 , 5 2 a 7 0 , 5 2 a 8 6 , 4 2 b a 2 6 , 5 3 b a 8 8 , 7 3 a 4 5 , 5 3 b 9 9 , 8 3

Jednym z mo¿liwych sposobów oceny jakoœci humusu (próchnicy) w glebach s¹ badania jego sk³a-du frakcyjnego [Gonet 1989]. Udzia³ frakcji kwasów humusowych charakteryzuje jakoœæ materii organicz-nej. Z badañ Maliszewskiej-Kordybach [1993], Chiou [1989], Yang i in. [2010] wynika, ¿e sk³ad jakoœcio-wy próchnicy jest bardzo wa¿nym wskaŸnikiem zdol-noœci detoksykacyjnych gleb wzglêdem WWA. Naj-wiêksz¹ zdolnoœci¹ sorpcyjn¹ w stosunku do WWA charakteryzuj¹ siê huminy, znacznie mniejsz¹ kwasy huminowe, a najs³absz¹ kwasy fulwowe.

Zawartoœæ wêgla w roztworach po dekalcytacji determinowana by³a przede wszystkim typem gleby. Najwiêcej C_deka zawiera³y ekstrakty otrzymane z pró-bek czarnej ziemi pobranych w miejscowoœci Orlinek (próbka nr 6), najmniejsz¹ iloœci¹ C_deka cechowa³y siê próbki gleby rdzawej (nr 8). Nale¿y jednak podkre-œliæ, ¿e zawartoœæ frakcji C_deka nie jest skorelowana z jej udzia³em. Najwiêkszym udzia³em frakcji wêgla w roztworach po dekalcytacji charakteryzowa³y siê prób-ki mady lekprób-kiej, a najmniejszym – czarnej ziemi po-branej w miejscowoœci Kruœliwiec (nr 2). Jak wynika z danych przedstawionych w tabeli 2, udzia³ frakcji wêgla w roztworach po dekalcytacji, w pewnym kresie mo¿e byæ modyfikowany w konsekwencji za-nieczyszczenia gleb wielopierœcieniowymi wêglowo-dorami aromatycznymi (WWA). W próbkach oznaczo-nych numerami 1, 6 i 9 stwierdzono spadek udzia³u C_deka po wprowadzeniu do gleb WWA, w próbkach gleby p³owej pobranej w miejscowoœciach Bielawy i Œlesin (nr: 3, 4, 7) oraz w glebie rdzawej (nr 8) nie odnotowano istotnych zmian C_deka w czasie inkubacji, a w pozosta³ych wariantach (nr próbek 2, 5) wyst¹pi³ nieznaczny wzrost udzia³u tej frakcji wêgla.

Zawartoœæ frakcji wêgla kwasów huminowych (C_kh) w próbkach gleb wyjœciowych – niezanieczysz-czonych dodatkowo WWA – by³a najwy¿sza w prób-kach czarnej ziemi (wariant 2W) i wynosi³a 7523 mg×kg–1_{, a najni¿sza w próbkach gleby rdzawej – 1753}

mg×kg–1_{. Udzia³ frakcji wêgla kwasów huminowych}

– analogicznie jak dla frakcji C_deka – nie by³ skorelo-wany z jego zawartoœci¹. Najwy¿szym udzia³em tej frakcji wêgla charakteryzowa³a siê gleba p³owa po-brana w miejscowoœci Œlesin (œredni udzia³ C_kh dla próbek zanieczyszczonych i niezanieczyszczonych wynosi³ 38,32%; próbka nr 7), a najni¿szym czarna ziemia (œrednio 24,05%; próbka nr 1). Wprowadze-nie WWA do gleb spowodowa³o istotny spadek udzia-³u C_kh w próbkach nr 1 i 2 (czarna ziemia) oraz 3 i 4 (gleba p³owa). Istotnie wy¿szym udzia³em omawia-nej frakcji wêgla w porównaniu do próbek gleb nie-zanieczyszczonych cechowa³y siê gleby p³owe po-brane w miejscowoœci Orlinek – po 360 dniach inku-bacji (5–360, tab. 2) oraz w miejscowoœci Œlesin po

180 i 360 dniach inkubacji (7–180 i 7–360, tab. 2). Dla pozosta³ych gleb nie stwierdzono istotnych ró¿-nic udzia³u wêgla we frakcji kwasów huminowych pomiêdzy glebami niezanieczyszczonymi dodatkowo WWA i zanieczyszczonymi WWA.

Zawartoœæ wêgla frakcji kwasów fulwowych (C_kf) w analizowanych próbkach gleb mieœci³a siê w za-kresie od 1582,5 mg×kg–1 _{(œrednia dla próbek}

nieza-nieczyszczonych i zanieza-nieczyszczonych dodatkowo WWA gleby rdzawej pobranych w miejscowoœci For-don) do 4320 mg×kg–1 _{(czarna ziemia, Orlinek).}

Na-tomiast, najwy¿szym udzia³em tej frakcji wêgla, cha-rakteryzowa³y siê próbki gleby rdzawej, a najni¿szym czarnej ziemi pobranej w miejscowoœci Kruœliwiec (nr 1 i 2, tab. 2). Nale¿y podkreœliæ, ¿e niezale¿nie od typu gleby, udzia³ wêgla frakcji kwasów fulwowych po zanieczyszczeniu gleb WWA nie uleg³ istotnym zmianom. Odnotowano wprawdzie nieznaczne zmia-ny zawartoœci i udzia³u frakcji C_kf, ale otrzymane ró¿-nice na ogó³ nie by³y istotne statystycznie.

Na podstawie udzia³u wêgla w roztworach po de-kalcytacji oraz w roztworach zawieraj¹cych kwasy huminowe i fulwowe, obliczono udzia³ wêgla stano-wi¹cego frakcjê humin. Najwy¿szym, wynosz¹cym ponad 50% udzia³em C_humin, charakteryzowa³y siê próbki czarnej ziemi pobrane w miejscowoœci Kru-œliwiec (tab. 2). Udzia³ tej frakcji wêgla w próbkach pozosta³ych gleb mieœci³ siê w zakresie œrednio od 29,20 (gleba p³owa, próbka nr 4) do 46,14% (gleba p³owa, próbka nr 3). Uwa¿a siê, ¿e huminy cechuj¹ siê wiêksz¹ zdolnoœci¹ sorpcyjn¹ w stosunku do nie-polarnych zwi¹zków organicznych ni¿ kwasy fulwo-we, czy te¿ kwasy huminowe [Maliszewska-Kordy-bach 1993, 1998; Yang i in. 2010]. Nale¿y podkre-œliæ, ¿e wœród badanych próbek gleb w wielu przy-padkach obserwowano przyrost frakcji wêgla humin, natomiast istotny spadek zanotowano jedynie w prób-kach gleby rdzawej (nr 8) oraz gleb p³owych, pobra-nych w miejscowoœci Orlinek i Œlesin.

Jednym z najwa¿niejszych parametrów, bêd¹cych wskaŸnikiem „jakoœci humusu”, jest stosunek zawar-toœci wêgla kwasów huminowych do wêgla kwasów fulwowych (C_kh:C_kf). Powszechnie przyjmuje siê, ¿e wiêksze wartoœci tego stosunku s¹ charakterystyczne dla gleb ¿yŸniejszych [Gonet 1989]. Gleby, które pobrano do badañ, charakteryzowa³y siê na ogó³ prze-wag¹ frakcji wêgla kwasów huminowych nad fulwo-wymi. Wartoœci stosunku C_kh:C_kf dla wiêkszoœci gleb mieœci³y siê wiêc w zakresie 1,12–2,43 (tab. 2), jedy-nie dla mady lekkiej (próbki oznaczone symbolem 9, tab. 2) otrzymano wartoœci C_kh:C_kf, na ogó³ ni¿sze od jednoœci. Zanieczyszczenie gleb wybranymi WWA w próbkach gleby rdzawej i mady lekkiej nie spowodo-wa³o istotnych zmian wartoœci stosunku C_kh:C_kf. Dla

czarnej ziemi pobranej w miejscowoœci Kruœliwiec oraz gleby p³owej pobranej w miejscowoœci Biela-wy, odnotowano spadek wartoœci omawianego sto-sunku po wprowadzeniu WWA do próbek tych gleb. Istotnie wy¿sze wartoœci parametru C_kh:C_kf odnoto-wano dla próbek gleby p³owej pobranych w miejsco-woœci Orlinek po 360 dniach inkubacji i miejscowo-œci Œlesin po 180 i 360 dniach inkubacji.

Jak wynika z doniesieñ literaturowych [Licznar i in. 2000] obni¿anie wartoœci stosunku C_kh:C_kf mo¿e œwiadczyæ o wzrastaj¹cym stopniu degradacji gleb. Procesy degradacji nie sprzyjaj¹ procesom humifika-cji materii organicznej i jej transformahumifika-cji w wysoko-cz¹steczkowe substancje humusowe. Na podstawie przedstawionych w niniejszej pracy wyników sk³adu frakcyjnego, w tym wartoœci stosunku C_kh:C_kf, nie mo¿na w sposób jednoznaczny stwierdziæ, ¿e dop³yw WWA do gleby mo¿e prowadziæ do znacznych zmian jakoœciowych materii organicznych, a w konsekwen-cji do ich degradakonsekwen-cji. W omawianym doœwiadczeniu, gleby zanieczyszczono WWA w iloœci 10 mg×kg–1_{, taka}

zawartoœæ WWA klasyfikuje je do gleb silnie zanie-czyszczonych i odpowiada zawartoœci tych zwi¹zków, notowanej w glebach z terenów rolniczych po³o¿onych na obszarach zanieczyszczonych, nara¿onych na bez-poœrednie oddzia³ywanie WWA. Jednak trzeba mieæ na uwadze fakt, ¿e w przeprowadzonych badaniach zanieczyszczenie gleb tak du¿¹ dawk¹ WWA mia³o charakter jednorazowy. St¹d nale¿y przypuszczaæ, ¿e sta³e, d³ugotrwa³e oddzia³ywanie WWA w du¿ych daw-kach, mo¿e doprowadziæ do znacz¹cych zmian sk³adu jakoœciowego materii organicznej gleb.

WNIOSKI

1. Sk³ad frakcyjny materii organicznej jest cech¹ cha-rakterystyczn¹ dla danego typu gleby. Najwy¿szym udzia³em frakcji humin i najni¿szym frakcji kwa-sów fulwowych charakteryzowa³a siê czarna zie-mia pobrana w miejscowoœci Kruœliwiec. Najwiêk-szym udzia³em wêgla frakcji kwasów huminowych – niezale¿nie od stopnia zanieczyszczenia – zawie-ra³a gleba p³owa pobrana w miejscowoœci Œlesin. 2. Zanieczyszczenia gleb WWA (antracen, piren, chry-zen, fluoren) w dawce 10 mg×kg–1 _mog¹

przyczy-niaæ siê do zmian sk³adu iloœciowego materii orga-nicznej. Jednak intensywnoœæ i kierunek zmian w znacznym stopniu s¹ determinowane typem gleby. 3. W niniejszym doœwiadczeniu obserwowano zjawi-ska niekorzystne, prowadz¹ce do obni¿enia „jako-œci gleb”, m.in.: zmniejszenie udzia³u wêgla w roz-tworach po dekalcytacji i wêgla frakcji kwasów huminowych oraz spadek wartoœci stosunku C_kh:C_kf.

Praca zosta³a wykonana w ramach projektu ba-dawczego N N310 3123 34, finansowanego przez Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wy¿szego

LITERATURA

BARANÈIKOWà C., GERGELOWA Z. 1995. Soil parameters influencing of PCBs sorption. [In:] Cantaminated Soil’95. W.J. den Brink, R. Bosman, F. Arendt (eds.). Kluwer Academic Publishers, Dordrecht/Boston/London: 357–358.

CHIOU C.T. 1989. Theoretical considerations of the partition uptake of nonionic organic compounds by soil organic mat-ter. [In:] Reactions and movement of organic chemicals in soils. B.L. Sawhney, K. Brown (eds.). SSA Special Publica-tion 22, Madison: 1–29.

COM 2002. 179. Komunikat Komisji Europejskiej do Rady Eu-ropejskiej, Parlamentu Europejskiego, Komitetu Ekonomicz-no-Spo³ecznego oraz Komitetu Regionów – w Kierunku Stra-tegii Ochrony Gleby, wersja koñcowa, Bruksela.

GONET S.S. 1989. W³aœciwoœci kwasów huminowych gleb o zró¿nicowanym nawo¿eniu. Rozprawa Nr 33, ATR Bydgoszcz. ss. 50.

JONES K.C., STRATFORD J.A., WATERHOUSE K.S., VOGT N.B. 1989. Organic contaminants in Welsh soils: polynuclear aromatic hydrocarbons. Environ. Sci. Technol. 23, 5: 540–550. KOSINKIEWICZ B., MOKRZYCKA M. 1988. Transformacja i wykorzystanie antracenu przez mikroorganizmy glebowe. Arch. Ochr. Œrod. 12: 77–88.

LICZNAR S.E., £ABAZ B., LICZNAR M. 2000. W³aœciwoœci fizykochemiczne i sk³ad frakcyjny zwi¹zków próchnicznych w ró¿nie degradowanych ekosystemach kosodrzewiny Pinus mugo. Opera Corcontica 37: 486–491.

£EBKOWSKA M. 1996. Wykorzystanie mikroorganizmów do biodegradacji produktów naftowych w œrodowisku glebowym. Gaz, Woda i Technika Sanitarna. 3: 117–118.

MALISZEWSKA-KORDYBACH B. 1993. Trwa³oœæ wielopier-œcieniowych wêglowodorów aromatycznych w glebie. Roz-prawa habilitacyjna. Wydawnictwo IUNG, Pu³awy. ss. 80 MALISZEWSKA-KORDYBACH B. 1995. The persistence of

carcinogenic micropollutant – pyrene – in soils of different organic matter content. Arch. Ochr. Œrod. 2: 183–190. MALISZEWSKA-KORDYBACH B. 1998. Zale¿noœæ miêdzy

w³aœciwoœciami gleb i zawartoœci¹ w nich WWA, na przyk³a-dzie gleb z terenu u¿ytków rolnych w województwie lubel-skim. Arch. Ochr. Œrod. 24, 3: 79–91.

OLESZCZUK P. 2004. Pozosta³oœæ zwi¹zana (PZ) tworzona w glebach przez trwa³e zanieczyszczenia organiczne. Post. Mi-krobiol. 43, 2: 189–204.

PETRUZZELLI L., CELI L., CIGNETTI A., MARSAN F.A. 2002. Influence of soil organic matter on the leaching of po-lycyclic aromatic hydrocarbons in soil. J. Environ. Sci. He-alth B 37, 3: 187–199.

PIGNATELLO J.J., XING B. 1996. Mechanisms of slow sorp-tion of organic chemicals to natural particles. Environ. Sci. Technol. 30, 1: 1–11.

WEISSENFELTS W.D., KLEWER H.J., LANGHOFF J. 1992. Adsorption of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) by soil particles: influence on biodegrability and biotoxicity. Appl. Microb. Biotechn. 36, 5: 689–696.

YANG Y., ZHANG N., XUE M. AND TAO S. 2010: Impact of soil organic matter on the distribution of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in soils. Environ. Pollution 158, 2170– 2174.

Prof. dr hab. in¿. Bo¿ena Dêbska Katedra Chemii Œrodowiska,

Uniwersytet Technologiczno-Przyrodniczy ul. Bernardyñska 6, 85-029 Bydgoszcz e-mail: debska@utp.edu.pl