ROCZNIKI GLEBOZNAWCZE T. XLVIII NR 1/2 WARSZAWA 1997: 95-110
BARBARA MALISZEWSKA-KORDYBACH, BOŻENA SMRECZAK
ZAWARTOŚĆ WIELOPIERŚCIENIOWYCH
WĘGLOWODORÓW AROMATYCZNYCH
W GLEBACH UŻYTKOWANYCH ROLNICZO
NA TERENIE WOJ. LUBELSKIEGO*
Zakład Gleboznawstwa i Ochrony Gruntów Instytut Uprawy, Nawożenia i Gleboznawstwa w Puławach
WSTĘP
W okresie ostatnich kilku lat wzrosło znacznie zainteresowanie problematyką zanieczyszczenia środowiska naturalnego związkami organicznymi, między in nymi wielopierścieniowymi węglowodorami aromatycznymi (WWA). Jest to grupa węglowodorów wysoce niebezpiecznych dla zdrowia ludzi ze względu na swe silne właściwości rakotwórcze i mutagenne [Biziuk i in. 1993; Maliszewska- Kordybach, Mardarowicz 1994; Soil background... 1995; Soil quality criteria... 1995]. W przyrodzie mogą występować setki - lub nawet tysiące - tego rodzaju związków, ale w praktyce określa się 6+16 podstawowych WWA, zawierających od 2 do 6 pierścieni aromatycznych w cząsteczce i charakteryzujących się zróż nicowanymi właściwościami fizykochemicznymi. Ogólnie WWA zaliczane są do tzw. "trwałych zanieczyszczeń organicznych" słabo rozpuszczalnych w wodzie, 0 silnych właściwościach sorpcyjnych w stosunku do glebowych substancji orga nicznych, mało podatnych na biodegradację i stosunkowo łatwo ulegających bioakumulacji [Fries 1995; Jones i in. 1989; Maliszewska-Kordybach 1993].
Związki te powstają w procesach niepełnego spalania substancji organicznych; mogą więc pochodzić zarówno ze źródeł naturalnych (pożary, działalność wulka niczna), jak i - w większości - ze źródeł antropogennych (przemysł, komunikacja, opalanie pomieszczeń itd.) [Jones i in. 1989; Maliszewska-Kordybach 1993; Vogt 1 in. 1987]. Większość WWA emitowanych do atmosfery sorbuje się na cząstkach pyłowych i wraz z nimi może być przenoszona na odległość nawet setek kilome trów [Bradley i in. 1994; Fries 1995; Jones i in. 1989; Vogt i in. 1987]. WWA występują we wszystkich elementach środowiska naturalnego, ale przeważająca ich ilość (około 90%) gromadzi się w ostatecznej kolejności w glebie, stanowiąc
*Praca była wykonana i finansowana w ramach projektu badawczego KBN Nr 5 S302 055 05. - The work was sponsored by the Polish State Committee for the Scientific Research (Project No 5 S303 055 05).
96 ff. Maliszewska-Kordybach, B. Smreczak
aktualne lub potencjalne zagrożenie nie tylko dla ekosystemów glebowych, ale również dla zdrowia człowieka [Fries 1995; Vaessen i in. 1984].
Znaczna część informacji dostępnych w literaturze odnosi się do zawartości W W A w glebach terenów uprzemysłowionych, bardzo zanieczyszczonych. Dane dotyczące terenów rolniczych, zarówno w Polsce jak i za granicą [Biziuk i in. 1993; Jones i in. 1989; Maliszewska-Kordybach 1993, 1994, 1996; Soil backgro und... 1995; Soil quality... 1995; Stuczyński i in. 1992; Tebaay i in. 1992; Terelak i in. 1995; Witek i in. 1992; Vogt i in. 1987], są ograniczone, pomimo że 90% narażenia człowieka na działanie tych związków związane jest z pobieraniem żywności [Fries 1995; Vaessen i in. 1984]. Brak jest także do chwili obecnej jednoznacznych kryteriów oceny gleb rolniczych pod względem zanieczyszczenia tymi związkami, biorąc pod uwagę zarówno ochronę całego ekosystemu glebo wego, jak i zdrowie człowieka.
Celem niniejszej pracy było określenie zawartości WWA w glebach użytko wanych rolniczo na uprzemysłowionych i rolniczych terenach woj. lubelskiego w zależności od sposobu użytkowania oraz pory roku.
METODYKA BADAŃ I OPIS TERENU
Badaniami objęto tereny użytkowane rolniczo położone na dwóch wydzielo nych obszarach woj. lubelskiego: obszar P - część gminy Puławy, gminy Żyrzyn i gminy Końskowola oraz obszar W - gmina Wilków (rys. 1).
Tereny te, należące do lubartowsko-kockiego (obszar P) i lubelsko-bycha- wskiego (obszar W) regionu glebowo-rolniczego, charakteryzują się średnimi warunkami agroekologicznymi (66±83 pkt) i średnią przydatnością rolniczą gleb (49±65 pkt) oraz korzystnymi lub średnio korzystnymi warunkami agroklimatycz- nymi (10,4±11,8 pkt) [Warunki przyrodnicze... 1991].
Znaczna część obszaru P o powierzchni użytków rolnych ok. 25 000 ha położona jest w strefie oddziaływania Zakładów Azotowych w Puławach (odle głość od kilku do kilkunastu kilometrów zgodnie z kierunkiem przeważających wiatrów południowo-zachodnich) oraz miasta Puławy. Przez tereny te przebiegają dwie ruchliwe trasy komunikacyjne oraz linia kolejowa i kilka dróg lokalnych. Z obszaru tego pobrano 80 prób glebowych.
Obszar W o powierzchni użytków rolnych ok. 5800 ha [Warunki przyrodni cze... 1991] jest terenem typowo rolniczym, nie uprzemysłowionym, oddalonym od aglomeracji miejskich (odległość od najbliższego zakładu przemysłowego - Zakłady Azotowe w Puławach - wynosi 30-40 km w stronę przeciwną do przeważającego kierunku wiatrów); sieć komunikacyjną stanowią wyłącznie dro gi lokalne. Z obszaru tego pobrano 56 prób glebowych.
Próby gleb pobierano w dwóch terminach: I - jesień (wrzesień 1993 r.) i II - wiosna (kwiecień 1994 r.).
W przypadku gleb pochodzących z terenu użytkowanego rolniczo (około 70% - uprawa zbóż, pozostałe - ziemniaki) i plantacji (głównie chmielu) próby pobie rano - zgodnie z aktualnymi zaleceniami [Jones i in. 1989; Soil background... 1995] z warstwy 0-20 cm, natomiast na terenach użytków zielonych i nieużytków z warstwy 0-1 0 cm.
Pobrane próby glebowe przechowywano w temperaturze -4°C, następnie suszono w temperaturze pokojowej, przesiewano przez sito o średnicy oczek
Wielopierścieniowy węglowodory aromatyczny w glebach...______ 97
<1 mm i oznaczano w nich zawartość WWA zgodnie z metodyką opracowaną w IUNG w Puławach [Maliszewska-Kordybach, Oleszek 1994]; ekstrakcja chlor kiem metylenu w aparacie Soxhleta, oczyszczanie metodą SPE na Florisilu i analiza techniką HPLC (aparat firmy Knauer z detektorem UV). Określano zawartość 13 węglowodorów z listy 16 WWA zalecanych przez Amerykańską Agencję Ochrony Środowiska (US EPA): fluoren, antracen, fenantren, piren, benzo(a)antracen, chryzen, benzo(b)fluoranten, benzo(k)fluoranten, benzo(a)pi- ren, dibenzo(a,h)antracen, benzo(g,h,i)perylen i indeno( 1,2,3-cd)piren. Pominięto trzy mało trwałe, nietoksyczne WWA (naftalen, acenaften i acenaftylen), które w glebach terenów rolniczych nie występują w znaczących ilościach [Jones i in. 1989; Maliszewska-Kordybach 1994; Nemećek i in. 1994; Terelak i in. 1995; W itek i in. 1992].
Poziom zanieczyszczenia gleb przez WWA oceniano na podstawie sumy zawartości 13 oznaczanych związków (WWAs).
OMÓWIENIE WYNIKÓW I DYSKUSJA
Charakterystyka gleb
Podstawowe właściwości (zawartość próchnicy - Corg x 1,72, pHKC1, zawartość części spławialnych) badanych gleb z obszarów P i W oraz sposób ich użytkowa nia przedstawiono na rysunkach 2-5.
98 B. Maliszewska-Kordybach, В. Smreczak
Obszar W; W Area Obszar P; P Area
< 10% [ Ж ! 11-20% ggg} 21-35% g§§§ >35%
R Y SU N E K 2. Zawartość części spławialnych (ф < 0,02 mm) w badanych glebach FIGURE 2. The content o f the fraction in dia < 0,02 mm in the soils under investigation
Obszar W; W Area Obszar P; P Area
(-:>>>! <2% I
^ 2-3% И 3-10% > 10%R Y SU N E K 3. Zawartość próchnicy w badanych glebach - FIGURE 3. The content o f the orga nie matter in the soils under investigation
Wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne w glebach...______ 99
Na obszarze P przeważały lekkie gleby mineralne (64% prób glebowych o zawartości frakcji spławialnych <20% -ry s . 2 i 71% prób o zawartości próchnicy <3% - rys. 3), o odczynie kwaśnym lub bardzo kwaśnym (74% prób o wartości pH < 5,5 - rys. 4). Przeważającą część (59%) prób pobrano z terenów użytkowa nych rolniczo, a pozostałość z terenów użytków zielonych (36%), plantacji (3%) i nieużytków (2%) - rys. 5.
Większość badanych gleb z obszaru W zaliczono do gleb ciężkich (80% prób o zawartości części spławialnych >20% - rys. 2), o odczynie słabo kwaśnym i obojętnym (75% prób o pH >5,5 - rys. 4). W tym przypadku tylko połowę badanych gleb stanowiły gleby o zawartości próchnicy < 3%, 43% prób pobrano z gruntów ornych, 43% z użytków zielonych, 11 % z plantacji i 3% z nieużytków (rys. 5).
Podział gleb na grupy w zależności od zawartości W W A
W tabeli 1 podano ocenę statystyczną zawartości WWAs w próbach gleb pobranych w terminie I i II z obszaru P i W oraz średnie wyniki dla obu terminów. W e wszystkich przypadkach rozkład wyników był log-normalny, co wskazuje, iż średnia geometryczna, zbliżona do wartości mediany, jest bardziej odpowiednia od opisu tych danych niż średnia arytmetyczna.
Procentowe udziały prób glebowych o określonej zawartości WWA dla obu badanych obszarów i terminów pobrania prób przedstawiono w tabeli 2.
Tabela 1. Zawartość W W A w glebach [|j.g/kg]; ocena statystyczna Table 1. PAH s content in soils [fig/kg] ; statistic assessm ent
Parametr Parameter I termin pobrania prób I sampling period II termin pobrania prób II sampling period Średnio Average obszar - ■ area P w P w P w Śred. arytm Average 287 226 254 206 270 216 Mediana Median 186 176 202 177 200 180 Średn. geom. Geom. mean 207 196 211 179 217 191 Minimum Minimum 12 82 76 60 70 81 Maksimum Maximum 4023 721 1552 778 2728 645 Dolny kwartyl Lower quartile 154 139 137 127 155 131 Górny kwartyl Upper quartile 283 261 267 245 265 259 90% zakres 90 percentile 459 433 444 355 434 379
100 В. Maliszewska-Kordybach, В. Smreczak 100 sa|d me s ||o s% i-q a|6 q çj d % о
Ш
< 4,5 ^ 4,6-5,5Ш
5,6-6,5 6 ,6-7,2R Y SU N E K 4. р Н н а badanych gleb - FIGURE 4. р Н н а o f the soils under investigation
gr.orne plantacje uż.zięl. . odłogi
arable so ils plantation g ra ssla n d s fallow
R Y SU N E K 5 .Sposób użytkowania gleb - FIGURE 5. Land use
sa [d iu es |;o s jo % l*q d|6 qą id %
Wielopierścieniowe węghwodory aromatyczne w glebach..._____ 707
T A B E LA 2. Procentowy udział prób glebow ych o różnym stopniu zanieczyszczenia przez W W A
TA BLE 2. The percentage o f soil sam ples o f different level o f contamination with PAH Zawartość
WWA PAH content [|ig/kg]
Obszar P - P area Obszar W - W area
I okres I period II okres II period średnio average I okres I period II okres II period średnio average < 2 0 0 55,0 50,0 50,0 60,7 57,1 60,8 200-600 38,8 45,0 45,0 37,5 41,1 37,4 600-1000 3,7 3,7 3,7 1,8 1,8 1,8 >1000 2,5 1,3 1,3 — —
Przy ocenie poziomu zanieczyszczenia gleb przez WWA zaproponowano i przyjęto następującą klasyfikację:
Z aw artość W W A < 2 0 0 pg/k g: gleb y nie z a n iecz y szczo n e, naturalna zaw artość W W A . Z aw artość W W A 2 0 0 6 0 0 pg/kg: gleb y nie za n iecz y szczo n e, zaw artość W W A
p o d w y ższo n a w stosunku do naturalnej zaw artości tych zw ią zk ó w na terenach roln iczych oddalonych od źródeł em isji W W A .
Z aw artość W W A 6 0 0 -И 0 0 0 pg/kg: gleb y za n ie c z y sz c z o n e w n iew ielk im stopniu. Z aw artość W W A 1000 -^5000 pg/kg: gleb y za n iecz y szczo n e.
Z aw artość W W A 5 0 0 0 -s-10 0 0 0 pg/kg: gleb y siln ie za n iecz y szczo n e.
Z aw artość W W A > 10 0 0 0 pg/kg: gleb y bardzo siln ie z a n iecz y szczo n e, w ym agające rekultyw acji.
Zastosowany w tej pracy podział gleb użytkowanych rolniczo na grupy w zależności od zawartości WWA oparto na dotychczasowych wynikach oznaczeń zawartości tych związków w glebach Polski [Biziuk i in. 1993; Dziewięcka i in. 1993; Maliszewska-Kordybach 1993, 1994, 1996; Masłowski 1981; Mikołajek i in. 1982/1983, 1985; Stuczyński i in. 1992; Terelak i in. 1995; Witek i in. 1992; Zerbe i in. 1995] i innych krajów europejskich [Jones i in. 1989; Nemećek i in. 1994; Soil quality... 1995, Tebaay i in. 1992; Vogt i in. 1987] oraz na zaleceniach innych krajów dotyczących oceny poziomu zanieczyszczenia gleb przez WWA [Bradley i in. 1994; Soil background... 1995; Soil quality... 1995]. Nie jest on oparty na kryteriach ekotoksykologicznych. Na podstawie dotychczasowych ba dań w tym zakresie [Fries 1995; Soil background... 1995; Soil quality... 1995; Vaessen i in. 1984] można jednak przypuszczać, że w przypadku gleb z trzech ostatnich grup (zawartość WWA > 1000 (ig/kg) istnieje nie tylko możliwość ekotoksykologicznego oddziaływania WWA na środowisko glebowe, ale również niebezpieczeństwo przechodzenia tych związków do roślin oraz pobierania ich przez zwierzęta podczas wypasu, a więc przedostawania się do łańcucha żywie niowego człowieka [Bradley i in. 1994; Fries 1995; Jones i in. 1989; Soil quality...
1995]. W przypadku gleb o niższej zawartości tych związków dane z literatury [Soil quality... 1995] nie wskazują na ekotoksykologiczne oddziaływanie WWA; brak jest jednak również informacji wykluczających możliwość takiego działania [Soil quality... 1995].
102 В. Maliszewska-Kordybach, В. Smreczak
W zaproponowanym systemie klasyfikacji gleb za kryterium podziału przyjęto sumę zawartości WWA w glebie, gdyż związki te nie występują prawie nigdy w środowisku jako indywidualne węglowodory. Należy jednak pamiętać, że kryte rium to pozwala wyłącznie na określenie stopnia zanieczyszczenia gleb, a nie na szerszą ocenę zagrożenia środowiska glebowego lub zdrowia ludzkiego (przez produkcję żywności na danym terenie). Przy ocenianiu niebezpieczeństwa zwią zanego z występowaniem WWA w agroekosystemie rolniczym należy uwzględ niać także właściwości gleby, które decydują w dużym stopniu o losach i od działywaniu zanieczyszczeń organicznych na wszystkie elementy ekosystemu glebowego [Jones i in. 1989; Maliszewska-Kordybach 1993,1996; Soil backgro und... 1995]. Zagadnienia te były omawiane w innych pracach [Jones i in. 1989; Maliszewska-Kordybach 1993; Soil background... 1995; Soil quality... 1995], a sposób oceny poziomu zanieczyszczenia przez WWA gleb użytkowanych rolni czo z uwzględnieniem niektórych właściwości tych gleb (zawartość substancji organicznych) zaproponowano w odrębnym opracowaniu [Kabata-Pendias i in.
1995].
Zaw artość W W A w glebach na terenach o różnym sposobie zagospodarow ania
Jak wynika z danych przedstawionych w tabeli 1, średnia zawartość WWA w glebach z obszaru P była o 13% wyższa niż w glebach z typowo rolniczego obszaru W (odpowiednio 217 pg/kg i 191 pg/kg). Większa zawartość WWA w glebach na obszarze P zaznaczała się wyraźniej w II okresie badawczym, tj. wiosennym (średnia WWAs na obszarze P większa o 18% od średniej zawartości tych związków na obszarze W) niż na jesieni (różnica 5%). Do grupy gleb zanieczysz czonych (WWAs > 600 pg/kg) można zaliczyć 5% gleb z obszaru P i 2% z obszaru W, natomiast do grupy gleb nie zanieczyszczonych ("naturalna zawartość") nale żało 50% prób glebowych z obszaru P i 61% prób z obszaru W (tab. 2). Oddzia ływanie dużego zakładu przemysłowego (Zakłady Azotowe) i miasta Puławy oraz gęstsza sieć komunikacyjna w pełni tłumaczą wyższą zawartość WWA w glebach obszaru P. Na zależność zawartości WWA w glebach od stopnia uprzemysłowie nia i zurbanizowania terenu oraz od odległości od szlaków komunikacyjnych (emisja WWA wraz ze spalinami samochodowymi) wskazywano także w innych pracach [Bradley i in. 1994; Mikołajek i in. 1985; Terelak i in. 1985; Wodecki i in. 1994; Zerbe i in. 1995]. Jednakże chociaż zawartość WWA w glebach z obszaru P nie była dużo wyższa niż na obszarze W, to należy pamiętać, że inne właściwości gleb obu badanych terenów (na obszarze P przeważały gleby lżejsze, o mniejszej zawartości próchnicy) mogą powodować, iż różnice w ekotoksykologicznym oddziaływaniu WWA będą większe, niż wynikałoby z różnicy w zawartości tych związków [Soil quality... 1995].
Przestrzenny rozkład gleb o określonej zawartości WWA (wartości średnie dla I i II okresu; izolinie na poziomie 200 pg/kg, 300 pg/kg, 600 pg/kg i 1000 pg/kg) na obszarze P oraz na obszarze W przedstawiono na rysunkach 6a i 6b.
Zależność zaw artości W W A w glebach od sposobu ich użytkow ania Średnia zawartość WWA w próbach gleb pobranych z gruntów ornych była - niezależnie od terminu pobrania prób i od badanego obszaru - zawsze niższa niż
Wielopierścieniowe węglowodory aromatyczna w glebach..._____ 1_03
w próbach z użytków zielonych (rys. 7), aczkolwiek - jak wykazała analiza statystyczna (jednoczynnikowa analiza wariancji) - różnice te nie były istotne na poziomie a = 0,05. Były one natomiast nieco wyraźniejsze na obszarze P, gdzie przeważały gleby lekkie (zawartość WWA w glebach użytków zielonych była na obszarze P 1,4+ 2,0 razy wyższa niż w glebach ornych; dla obszaru W odpowiednia wartość wynosiła 1,1+ 1,2). Dostępne w literaturze dane z raportu LABO [Soil background... 1995], w którym zebrano informacje dotyczące oznaczeń natural nych zawartości niektórych zanieczyszczeń w glebach Niemiec, wskazują także na większą zawartość WWA w glebach użytków zielonych niż w glebach ornych (np. w próbach gleb z terenów rolniczych Baden-Wirtembergii odpowiednio 193 (ig/kg i 255 pg/kg). Większy dostęp tlenu w warstwie ornej gleby sprzyja proce som biodegradacji WWA, będących główną przyczyną strat tych związków w glebach biologicznie aktywnych [Jones i in. 1989; Maliszewska-Kordybach 1993], a częstsze mieszanie gleby w warstwie o miąższości 20 cm (większej niż w przypadku prób z terenu użytków zielonych) prowadzi do swoistego "rozcień czenia" WWA w glebie i ułatwia ulatnianie się bardziej lotnych 2- i 3-pierścienio- wych związków z tej grupy [Maliszewska-Kordybach 1993]. Większy dostęp światła może też w pewnym zakresie przyspieszać fotodegradację WWA, aczkol wiek w środowisku glebowym procesy te mają niewielkie znaczenie i zachodzą wyłącznie w zewnętrznej warstwie kilku milimetrów [Soil quality... 1995]. Z przedstawionych danych wynika, że w ocenie stanu zanieczyszczenia gleb rolni czych należy uwzględniać różne sposoby ich użytkowania. Na wyższą zawartość WW A w glebach łąk i pastwisk należy zwracać szczególną uwagę, ponieważ podczas wypasu bydła WWA przedostają się do organizmu tych zwierząt i tą drogą mogą przechodzić do łańcucha żywieniowego człowieka [Fries 1995; Soil quali ty... 1995].
W pływ pory roku na zaw artość W W A w glebach
Przeprowadzona analiza statystyczna (analiza wariancji) nie wykazała istotne go wpływu pory roku (terminu pobrania prób) na zawartość WWA w badanych glebach, aczkolwiek średnia zawartość większości indywidualnych węglowodo rów (fluorenu, fluorantenu, benzo(a)antracenu, chryzenu, benzo(b)fluorantenu, benzo(a)pirenu, benzo(ghi)perylenu i indeno(l,2,3-cd)pirenu) w próbach gleb pobranych w okresie jesiennym była nieco wyższa niż w próbach pobranych wiosną (rys. 8). Informacje na temat sezonowych zmian zawartości WWA w glebach są bardzo nieliczne. Jednoroczne badania Masłowskiego [1981] wskazy wały na większą zawartość benzo(a)pirenu w glebie w okresie wiosennym i jesiennym w stosunku do miesięcy zimowych i letnich. Fritz [1983] stwierdził, że zawartość WWA w glebach jest najwyższa zimą, co uzasadniano zwiększoną zawartością tych związków w pyle atmosferycznym (okres grzewczy). W podo bny sposób tłumaczono zaobserwowaną przez Mikołajka i in. [1982/1983] wyższą zawartość WWA w glebach w marcu niż w maju tego samego roku. Stwierdzony w naszych badaniach (rys. 8) niewielki spadek zawartości WWA w glebach z terenów rolniczych w okresie wiosennym w stosunku do jesieni może być zwią zany ze zwiększonym wymywaniem tych związków do głębszych warstw gleby w czasie topnienia pokrywy śnieżnej. Pomimo iż WWA charakteryzują się silnym powinowactwem sorpcyjnym w stosunku do gleby (przede wszystkim do jej
RYSUNEK 6a. Przestrzenne rozmieszczenie gleb na obszarze P w zależności od zawartości WWA - FIGURE 6a. Distribution of soils in P area in relation to PAH content
1 0 4 B . M a lis ze w sk a -K o rd y b a c h , B . S m re c za k
W ie lo p ie rś ci e n io w e wę glo wo do ry aro m atyczne w g le b a c h ...
RYSUNEK 6b. Przestrzenne rozmieszczenie gleb na obszarze W w zależności od zawartości WWA - FIGURE 6b. Distribution of soils in W area in relation to PAH content
106 B. Maliszewska-Kordybach, В. Smreczak
R Y SU N E K 7. Zawartość W W A w glebach w zależności do sposobu ich użytkowania FIGURE 7. The content o f PAH in soils in relation to land use
frakcji organicznej) [Bradley i in. 1994; Jones i in. 1989; Maliszewska-Kordybach 1993,1994; Mikołajek i in. 1982/1983; Soil quality... 1995], jednak część ich może być transportowana w głąb profilu glebowego wraz z wodą, np. w formie zasor- bowanej na cząstkach glebowych [Maliszewska-Kordybach, Mardarowicz 1994].
O cena ogólna zawartości W W A w glebach z terenów rolniczych Średnia zawartość WWA w glebach z badanych obszarów (średnia arytme tyczna 216-^270 |iLg/kg, średnia geometryczna 191-ь 217 |Ltg/kg, mediana 180— 200 |n g /k g , 90% zakres dla zbioru 379-^ 343 |LLg/kg) była niska i odpowiadała zawartościom tych związków na terenach nie uprzemysłowionych wykorzysty wanych rolniczo w innych rejonach naszego kraju lub krajów sąsiednich. I tak np. nasze wcześniejsze badania [Stuczyński i in. 1992] wykazały, że średnia (mediana, n - 26) zawartość WWA w glebach gminy Łódź wynosiła 166 |Lig/kg, a wcześniej sze jednorazowe oznaczenia Mikołajka i in. [1982/1983] wskazują na zawartość 6 WWA w glebach z okolic Szczawnicy (woj. nowosądeckie) rzędu 60 |Lig/kg. Natomiast według Biziuka i in. [ 1993] średnia (mediana, n - 5) zawartość 10 WWA w glebach gminy Krokowa (woj. gdańskie) wynosi 626 |Ug/kg. Z danych Jonesa i in. [1989] wynika, że średnia (mediana, n=49] zawartość 13 WWA w glebach Walii (Wielka Brytania) wynosi 213-300 |lg/kg, aczkolwiek znaczna część bada nych prób zawierała większe ilości tych związków (średnia arytmetyczna 720 |Lig/kg). Nemećek i in. [1994] podawali, że średnia (mediana) zawartość WWA w pięciu rejonach na północy Czech jest w granicach 130-s- 263 |ng/kg. Według
Wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne w glebach... 107
Obszar P ; P Area
I ser.; autumn Ÿ/Л 11 s e r ‘> spring
Obszar W ; W Area
10 20 30 40
śr. geom.; geom. mean (iig/kg)
R Y SU N E K 8. Zależność zawartości W W A w glebach od terminu (jesień/w iosna) pobranych prób
FIGURE 8. The content o f PAH in soil in relation to sampling date (autumn/spring)
Vogta i in. [1987], średnia zawartość 9 WWA w glebach mineralnych z terenów rolniczych w Norwegii wynosi 188 ^ig/kg. W ostatnim raporcie LABO [Soil quality... 1995] podano, że średnia (mediana) zawartość WWA w glebach na terenach rolniczych Baden-Wirtembergii wynosi 193 (ag/kg dla gleb ornych (n=58) i 255 l^ig/kg dla użytków zielonych {n -65).
108 В. Maliszewska-Kordybach, В. Smreczak
Wyższe zawartości WWA w glebach notowano na terenach wykorzystywa nych rolniczo w rejonach uprzemysłowionych lub wysoce zurbanizowanych. Z naszych wcześniejszych badań [Maliszewska-Kordybach 1993; Terelak i in. 1995] wynika, że średnia (mediana, n=65) zawartość WWA w glebach gminy Tarnowskie Góry wynosi 713 |ag/kg [Maliszewska-Kordybach 1993], a w glebach gminy Częstochowa [Terelak i in. 1995] 800 |ag/kg (n=10). Zerbe i in. [1995] podają, że średnia zawartość 6 WWA w glebach ogródków działkowych na terenie Poznania jest w granicach 184^-496 M-g/kg, a podobne badania na terenie ogródków działkowych Krakowa [Mikołajek i in. 1985] wykazały, że średnia zawartość 6 WWA wynosi tam 930 (J-g/kg. Według Wodeckiego i in. [1994] gleby uprawne w pobliżu autostrad z okolic Gdańska zawierają WWA w ilościach rzędu 1000 (J-g/kg, a badania Dziewięckiej i in. [1993] wskazują, że zawartość WWA w glebach wykorzystywanych rolniczo na terenie miasta Zabrze (woj. katowickie) wynosi średnio około 7000 (ag/kg.
PODSUMOWANIE
Przeprowadzone badania wykazały, że zawartość wielopierścieniowych wę glowodorów aromatycznych w glebach użytkowanych rolniczo w zachodniej części woj. lubelskiego (teren gmin Puławy, Końskowola, Żyrzyn i Wilków) jest niska, średnio około 200 |ag/kg, i nie więcej niż 5% tych gleb można zaliczyć - zgodnie z zaproponowanymi i przyjętymi w tej pracy kryteriami - do grupy gleb zanieczyszczonych przez WWA.
Zawartości WWA oznaczone dla gleb z terenu gminy Wilków - położonej z dala od źródeł emisji WWA - mogą być uznane za zawartości naturalne, które mogą stanowić podstawę do wyznaczenia wartości "tła naturalnego" (background values) dla gleb o zbliżonych właściwościach fizykochemicznych i sposobie użytkowania na terenach rolniczych zarówno w tym rejonie kraju, jak i w innych rejonach o podobnej charakterystyce.
Zaobserwowane różnice w zawartości WWA w glebach użytków zielonych i gruntów ornych wskazują na konieczność odnoszenia wyznaczonych wartości "tła naturalnego" do sposobu użytkowania. Znajomość wartości "tła naturalnego" jest niezbędna w każdej działalności związanej z ochroną gruntów i ekosystemów, poczynając od opracowań ściśle naukowych i prac monitoringowych, a kończąc na klasyfikacji gleb i ocenach możliwości wykorzystania terenów.
LITERATURA
B R A D L E Y L. J., M AGEE В. H., ALLEN S. L. 1994: Background levels o f p olycyclic aromatic hydrocarbons (PAH) and selected metals in N ew England urban soils. J. Soil Contamin. 3: 3 4 9 -3 6 1 .
BIZIUK M., JANICKI W., PERTKIEWICZ-PISZCZ M., ŚLEBIODA M., Z A SL A W SK A L. 1993: Badanie organicznych oraz nieorganicznych zanieczyszczeń gleb i powietrza w gm inie Krokowa. Mat. Konf. Nauk.-Tech. Ekologia rolnicza, Opole.
DZIEW IĘCKA B., ŁUKASIK K., WCISŁO E. 1993: Kumulacja w ielopierścieniow ych w ęg lo w odorów arom atycznych w glebach w terenie uprzem ysłow ionym . Mat. Zjazdu Nauk. PTChem. i SITPChem., Toruń.
Wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne w glebach... 109
FRIES G. 1995: Transport o f organie environmental contaminants to animal products. Rev. Environ. Contam. Toxicol. 141: 7 1 -1 0 9 .
FRITZ W. 1983: Investigations on the behavior o f B A P in soil and migration from soil into crops. Zentrabl. M icrobiol. 138: 6 0 5 -6 1 6 .
JONES K. C., STRATFO RD J. A., W A TERHOUSE K. S., VOGT N. B. 1989: Organic contam i nants in W elsh soils: polynuclear aromatic hydrocarbons. Environ. Sei. Technol. 23; 5 4 0 -5 5 0 . К AB A T A -PEN D I AS A ., PIOTROW SKA М., MOT O WIC KA-TEREL А К T., M A LISZEW SK A -
K O R D Y BA C H B ., FILIPIAK K., KRAKOW IAK A., PIETRUCH Cz., 1995: Podstaw y oceny chem icznego zanieczyszczenia gleb; metale ciężkie, siarka, W W A. Bibl. Monitoringu Środo wiska, W arszawa ss. 41.
M A LISZEW SK A -K O R D Y BA C H B., 1993: Trwałość w ielopierścieniow ych w ęglow odorów aro matycznych w glebie. Wyd. IUNG, H(4), Puławy, ss. 81.
M A LISZEW SK A -K O R D Y BA C H B., 1994: Evaluation o f tfye level o f pollution o f soils in som e agricultural areas by polycyclic aromatic hydrocarbons. Trans. Third European Conf. on E cotoxicology, SECOTOX, Zürich.
M A LISZEW SK A -K O R D Y BA C H B., M ARDAROW ICZ M., 1994: Problemy zanieczyszczenia środowiska glebow ego w ielopierścieniow ym i w ęglowodoram i aromatycznymi oraz metody ich analizy. (W:) Związki organiczne w środowisku i metody ich oznaczania. Wyd. Bibl. M onitoringu Środowiska, Warszawa: 123-140.
M A LISZEW SK A -K O R D Y BA C H B., OLESZEK W., 1994: The use o f high performance liquid chromatography for determination o f p olycyclic aromatic hydrocarbons (PAH) in soil sam ples. A cta Chromat. 3: 8 4 -9 3 .
M A LISZEW SK A -K O R D Y BA C H В., 1996: P olycyclic aromatic hydrocarbons in agricultural soils in Poland - preliminary proposals for the criteria for the evaluation o f the level o f soils pollution. A p p lied G eochem istry 11: 121-127.
M A SŁO W SK I J., 1981 : Badanie dynamiki stężeń benzo(a)pirenu w glebie. IKŚ, K atowice, ss. 138 (praca doktorska).
MIKOŁAJEK A., B R A N D Y S J., LIPNIAK М., KWIEK J., 1982/1983: W stępne badanie zawar tości w ielopierścieniow ych w ęglow odorów aromatycznych (W W A) w glebie i pyle opadowym aglomeracji krakowskiej. Fol. Med. Crac. 24: 2 2 9 -2 4 1 .
MIKOŁAJEK A., B R A N D Y S J., LIPNIAK M, 1985: Zawartość w ielopierścieniow ych w ęg lo w o dorów aromatycznych (W W A) w glebie pracowniczych ogródków działkowych na terenie miasta Krakowa. R ocz. PZH 36, 2: 125-132.
NEM EĆEK J., PO D LESA K O V A E., FIRôŸT P., 1994: Kontaminace pôûdseverceskëho regionu organickÿmi xenobioticÿm i latkami. Rostlinnâ Vyroba. 40: 113-121.
SOIL BAC K G R O U N D and reference values in Germany. 1995: Bund-Länder Arbeitsgruppe Bodenschutz LABO, ss. 106.
SOIL Q UALITY criteria for selected organic compounds, 1995: Arbejdsrapport fra M iljostyrelsen Working. Report N o. 47, Danish Environmental Protection A gency, ss. 156.
STU C ZYŃ SK I T., M OTOW ICKA-TERELAK T., PIOTROW SKA M., M A LISZEW SK A -K O R D Y B A C H В., 1992: Stan chem izm u gleb w ojew ództw a łódzkiego z uw zględnieniem metali ciężkich, siarki i w ielopierścieniow ych w ęglow odorów aromatycznych. IUNG, Puławy (opra cow anie pow ielone).
T E B A A Y R. H., WELP G., BRÜM M ER G. W., 1992: Gehalte an polycyclischen aromatischen K ohlenwasserstoffen (PAK) und deren Verteilungsmuster in unterschiedlich belasteten Böden. Z. Pflanzenernähr. Bodenk. 165: 1-10.
TERELAK H., PIOTROW SKA M., MOTOW ICKA-TERELAK T., STUC ZYŃ SK I T., MALI- SZ EW SK A -K O R D Y BA C H В., B U D Z Y Ń SK A K., PIETRUCH Cz., 1995: Ocena stanu eko lo g iczn eg o rolniczej przestrzeni produkcyjnej w ojew ództw a częstoch ow sk iego. IU N G , Puławy, ss. 124. (opracowanie pow ielone).
V A E SSE N H., SCHULLER P., JEKEL A., W ILBERS A., 1984: P olycyclic aromatic hydrocarbons in selected foods: analysis and occurrence. Toxicol. Environ. Chem. 7: 2 9 7 -3 2 4 .
110 В. Maliszewska-Kordybach, В. Smreczak
V OG T N. В., BRA K STED F., THR AN E K., N O R D E N SO N S., K R A NE A ., A A M O T E., K O LSTEN K., E SBE N SEN K., STEINNES E., 1987: P olycyclic aromatic hydrocarbons in soil and air; statistical analysis and classification by the SIM CA method. Environ. Sei. TechnoL 21: 3 3 5 -3 4 4 .
W A R U N K I PRZYRODNICZE produkcji rolnej; woj lubelskie. Wyd. IUNG , Puławy 1991; ss. 94. WITEK T., PIOTROW SKA M., MOTOW ICKA-TELERAK T., M A LISZEW SK A -K O R D Y BA C H B., STRZELEC J., 1992: Stan ekologiczny gleb m. M ysłow ic. Zawartość metali ciężkich i substancji toksycznych w glebach. IUNG, Puławy (pracowanie pow ielone). W ODECKI Z., KOŁODZIEJCZYK A. M., ŚLEBIO DA M., 1994: W pływ transportu sam ochodo
w ego na zawartość w ielopierścieniow ych w ęglow odorów aromatycznych w glebie. Mat. Konf. Nauk. W ielopierścieniow e w ęglow odory aromatyczne w elem entach środowiska. Olsztyn. ZERBE J., SO B C Z Y Ń SK IT ., SIEPAK J., 1995: Z anieczyszczenie gleby w ogrodach działkowych
metalami ciężkim i i w ielopierścieniow ym i węglow odoram i aromatycznymi. P rzyroda i C zło wiek 5: 1 3 3-141.
B. Maliszewska-Kordybach, B. Smreczak
THE CONTENT OF POLYCYCLIC AROMATIC
HYDROCARBONS (PAH) IN AGRICULTURAL SOILS
IN LUBLIN DISTRICT
D epartm ent o f S o il S cien ce and Land Protection Institute o f S o il S cien ce and Plant C ultivation in Puław y
SUM M A RY
The content of 13 polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH) was determined in the soils from two agricultural areas (areas P and W) in the north-west part of Lublin district. 136 soil samples were taken in two sampling periods; I - autumn 1993 and II - spring 1994. The content of PAH in soil samples was evaluated according to the classification proposed by the authors and related to the settlement structure of the areas, to the land use and to the sampling period. The PAH content in soil samples was rather low (geometric mean 191-217 pg/kg, 90th percentile 380-434 pg/kg) with the higher values corresponding to the more industrialised area P. The soil samples from grasslands contained 1,2-2,0 times more PAH than the sample from arable land. Over half of the soil samples from both areas corresponded to "the uncontaminated group" (sum of PAH 200 pg/kg) and no more than 5% of these soils could be included in "the contaminated group" (sum of PAH 600 pg/kg).
P raca w płyn ęła do redakcji w lutym 1996 r.
D oc. d r hab. B arbara M aliszew ska-K ordybach Z ak ła d G lebozn aw stw a i O chrony G runtów Instytut U prawy, N aw ożen ia i G lebozn aw stw a 2 4 -1 0 0 Puławy, C zartoryskich 8
