Mirosław Kobierski, Halina Dąbkowska-Naskręt, Hanna Jaworska, Agata Bartkowiak, Piotr Malczyk, Szymon Różański, Jacek Długosz

(1)

OCENA CAŁKOWITEJ ZAWARTOŚCI RTĘCI W PROFILACH RÓŻNIE UŻYTKOWANYCH GLEB POMORZA I KUJAW

Mirosław Kobierski, Halina Dąbkowska-Naskręt, Hanna Jaworska, Agata Bartkowiak, Piotr Malczyk, Szymon Różański, Jacek Długosz

Uniwersytet Technologiczno-Przyrodniczy w Bydgoszczy

Streszczenie. Celem pracy była ocena całkowitej zawartości rtęci w profi lach gleb upraw- nych oraz leśnych Pomorza i Kujaw. Oznaczono podstawowe właściwości gleb oraz zawar- tość rtęci metodą atomowej spektrometrii absorpcyjnej (analizator AMA-254). Określono wartość tła geochemicznego, będącą średnią zawartością Hg w skale macierzystej gleb róż- nie użytkowanych. Ze względu na odmienną litogenezę oraz skład granulometryczny gleb wykorzystano – do obliczeń wskaźnika zanieczyszczenia – średnią zawartość Hg wynoszą- cą 17,6 ±8,5 μg·kg^–1 dla gleb uprawnych oraz 3,1 ±1,8 μg·kg^–1 dla gleb leśnych. Stwier- dzono istotnie dodatnią korelację między koncentracją rtęci a zawartością C_org. Zawartość Hg była istotnie dodatnio skorelowana z ilością frakcji iłowej w glebach uprawnych oraz madach czarnoziemnych typowych. Średnia wartość wskaźnika zanieczyszczenia wskazuje na znaczące nagromadzenie Hg w poziomach próchnicznym gleb leśnych oraz orno- próchnicznym gleb uprawnych. Całkowita koncentracja rtęci w glebach badanego regionu kształtowała się na poziomie zawartości naturalnej i wynosiła w poziomach organicznych od 216,9 do 549,3 μg·kg^–1 oraz od 0,9 do 305,6 μg·kg^–1 w poziomach mineralnych.

Słowa kluczowe: rtęć, gleby uprawne, gleby leśne

WSTĘP

Zanieczyszczenie gleb rtęcią stanowi potencjalne zagrożenie dla jakości pasz i żyw- ności, a w konsekwencji dla zdrowia zwierząt i ludzi. Nagromadzenie rtęci w glebach to głównie skutek emisji ze źródeł antropogenicznych. Według Weem [2011], zasadni- czym źródłem emisji rtęci w Europie są elektrownie i elektrociepłownie spalające węgiel, w którym zawartość Hg wynosi od 0,05 do 0,2 g⋅Mg^–1. Transport atmosferyczny na duże

nr 580, 2015, 43–51

Adres do korespondencji – Corresponding author: Mirosław Kobierski, Uniwersytet Technologiczno- -Przyrodniczy w Bydgoszczy, Katedra Gleboznawstwa i Ochrony Gleb, ul. Bernardyńska 6, 85-029 Bydgoszcz, e-mail: kobierski@utp.edu.pl

(2)

odległości oraz opad suchego lub mokrego pyłu sprzyjają nagromadzeniu tego metalu w glebach [Pacyna i in. 2010]. Ilość rtęci pochodzenia antropogenicznego w całkowitej emisji rtęci, a także jej udział w źródłach naturalnych są trudne do oszacowania [Fitzge- rald i Lamborg 2005, Baran i in. 2009]. Połowa wyprodukowanej na świecie rtęci trafia do środowiska w formie zanieczyszczeń związanych ze spalaniem paliw i odpadów prze- mysłowych oraz komunalnych [Kabata-Pendias i Pendias 2001]. Nawozy mineralne oraz stosowane – jeszcze w latach osiemdziesiątych XX wieku – środki ochrony roślin stanowią w agrocenozach dodatkowe źródło Hg [Dąbkowska-Naskręt i in. 1999, Kobierski 2006].

Zawartość Hg w poziomach powierzchniowych gleb waha się od 0,008 do 1,11 mg·kg^–1 [Kabata-Pendias i Pendias 2001].

Zawartość tła geochemicznego dla rtęci w glebach świata jest bardzo zróżnicowana.

Obszarami o naturalnie podwyższonej koncentracji rtęci są tereny pokładów rud tego metalu, źródła geotermalne, złoża węgla, łupków węglanowych i bitumicznych oraz miejsca deponowania popiołów i żużli wulkanicznych [Schlüter 2000, Rytuba 2003]. W glebach wytworzonych z glin lodowcowych na terenie USA zawartość Hg waha się od 0,02 do 0,36 mg·kg^–1 przy średniej zawartości 0,07 mg·kg^–1 [Kabata-Pendias i Pendias 2001]. Dla gleb aluwialnych Francji jej zawartość wynosi od 0,027 do 0,406 mg·kg^–1 [Rémy i in.

2003], a dla gleb Flandrii 0,30 mg·kg^–1 [Tack i in. 2005]. Według Kabaty-Pendias i Pen- dias [2001], średnia zawartość Hg w glebach aluwialnych Polski to 0,06 mg·kg^–1.

Zdecydowanie najważniejszą rolę w obiegu rtęci w środowisku glebowym pełni materia organiczna [Wallschläer 1998], a jej zawartość, skład frakcyjny oraz rozmieszczenie determinują niemal wszystkie procesy, jakim podlega Hg, zwłaszcza w warunkach kwa- śnego odczynu. Uważa się, że w glebach o odczynach obojętnym i lekko alkalicznym wzrasta rola minerałów ilastych oraz tlenków żelaza w procesie sorpcji Hg – dotyczy to głównie poziomu wzbogacania [Schlüter i in. 1995]. Sorpcja tego metalu w glebach o bardzo małej zawartości materii organicznej zależy głównie od składu mineralogicz- nego [Sarkar i in. 2000]. Celem pracy jest ocena całkowitej zawartości rtęci w profilach gleb uprawnych oraz leśnych Pomorza i Kujaw.

MATERIAŁ I METODY

Materiał badawczy stanowiły próbki pobrane z profili gleb uprawnych i leśnych, zlo- kalizowanych na terenie województwa kujawsko-pomorskiego, położonych na obszarach o nieznacznym stopniu bezpośredniego narażenia na oddziaływanie przemysłu. Prób- ki gleb uprawnych pobrano z 13 profili gleb płowych (podtypy: typowe, spiaszczone i próchniczne), 5 profili czarnych ziem (podtypy: typowe, glejowe), 3 profili gleb brunat- nych eutroficznych typowych wytworzonych z glin lodowcowych [Komisja V Genezy, Klasyfikacji… PTG 2011]. Do badań pobrano także próbki gleb z 4 profili użytkowanych rolniczo mad czarnoziemnych typowych, położonych na terenach zalewowych Wisły w obrębie Doliny Fordońskiej. Gleby leśne wytworzone z piasków sandrowych i flu- wioglacjalnych reprezentowane były przez 18 profili gleb rdzawych (podtypy: typowe oraz z cechami bielicowania) oraz 1 profil gleby brunatnej dystroficznej typowej. Wyniki badań części z opisywanych profili gleb zostały wcześniej opublikowane [Dąbkowska-

(3)

Naskręt i in. 1999, Kobierski 2006, Różański 2009]. Z profili glebowych pobrano próbki z poziomów i podpoziomów genetycznych. W laboratorium wysuszone próbki mineralne przesiano przez sito o średnicy oczek 2 mm, a ściółkę leśną zmielono w młynku la- boratoryjnym. W próbkach oznaczono: skład granulometryczny metodą areometryczną Casagrande’a w modyfikacji Prószyńskiego; pH metodą potencjometryczną pH-metrem w 1 M roztworze KCl przy zachowaniu stosunku gleba : roztwór 1 : 2,5 w próbkach mineralnych i 1 : 5 w próbkach organicznych; zawartość węgla organicznego w prób- kach mineralnych według metody Tiurina oraz w próbkach organicznych metodą Altena;

całkowitą zawartość rtęci metodą atomowej spektrometrii absorpcyjnej z wykorzysta- niem analizatora AMA-254. Wyniki zawartości Hg stanowią średnie arytmetyczne – wy- liczone z powtórzeń nieprzekraczających wartości 5% odchylenia standardowego (SD).

W celu sprawdzenia wiarygodności procedury analitycznej wykonano analizę materia- łów referencyjnych TILL-3 i SO-4. Do interpretacji wyników wykorzystano wskaźnik zanieczyszczenia (CF) wyznaczony jako stosunek całkowitej zawartości Hg w poziomie genetycznym do wartości tła geochemicznego [Håkanson 1980]. Klasy zanieczyszczenia oparte zostały na wartościach wskaźnika CF: < 1 – brak zanieczyszczenia; 1 ≤ CF < 3 – średnie zanieczyszczenie; 3 ≤ CF < 6 – znaczące zanieczyszczenie; CF ≥ 6 – bardzo wysokie zanieczyszczenie. Jako wartość tła geochemicznego rtęci przyjęto średnią cał- kowitą zawartość Hg w skale macierzystej gleb regionu. Ze względu na odmienną lito- genezę oraz skład granulometryczny badanych gleb do obliczeń wykorzystano średnią całkowitą zawartość Hg odrębną dla gleb uprawnych oraz gleb leśnych. Wskaźnik zanieczyszczenia rtęcią gleb aluwialnych wyznaczono na podstawie średniej zawartości Hg dla gleb aluwialnych Polski, tj. 0,06 mg·kg^–1. Obliczenia statystyczne przeprowa- dzono przy użyciu programu komputerowego Statistica 10.0 PL.

WYNIKI I DYSKUSJA

Gleby uprawne charakteryzowały się zróżnicowanymi właściwościami: odczynem od bardzo kwśnego do zasadowego (pH_KCl 4,10 do pH_KCl 8,05), a zawartość frakcji iłowej mieściła się w szerokich granicach od 2 do 71% (tab. 1). Średnia zawartość węgla organicznego w poziomie orno-próchnicznym wynosiła 15,6 g·kg^–1. Najmniej zróżnicowane właściwości odnotowano w poziomie wzbogacania gleb uprawnych, co potwierdzają najmniejsze wartości współczynnika zmienności CV. Średnia zawartość Hg w poziomie Ap wynosiła 37,8 μg·kg^–1, a w poziomie wzbogacania 30,0 μg·kg^–1. Całkowita zawartość rtęci w skale macierzystej wahała się od 1,6 do 44,6 μg·kg^–1 ze średnią 17,6

±8,5 μg·kg^–1, którą przyjęto jako wartość Hg tła geochemicznego dla gleb uprawnych regionu. Stwierdzone zawartości Hg były zbliżone do odnotowanych przez Dąbkow- ską-Naskręt i innych [2008] w glebach intensywnie użytkowanych rolniczo obszaru Pomorza i Kujaw. Najwyższe wartości wskaźnika zanieczyszczenia CF (od 0,7 do 5,1) odnotowano dla poziomu orno-próchnicznego, co wskazuje na wpływ czynników antropogenicznych.

(4)

Tabela 1. Wybrane właściwości gleb uprawnych Table 1. Selected properties of arable soils

Poziom Horizon

Właściwości Properties

Parametry statystyczne Statistic parameters średnia

mean min. max. SD CV [%]

Ap n = 21

Frakcja iłowa

Clay fraction [%] 12,8 4,0 40,0 8,7 68,0

C_org [g·kg^–1] 15,6 3,8 56,3 12,0 77,0

pH [1 M KCl] 6,24 4,10 7,27 1,0 16,0

Hg [μg·kg^–1] 37,8 11,5 90,1 18,7 49,5

(CF) Hg 2,2 0,7 5,1 1,1 50,0

Poziom wzbogacania Illuvial horizon

n = 26

Frakcja iłowa

Clay fraction [%] 19,6 9,0 26,0 4,3 22,0

Corg [g·kg^–1] 2,0 0,4 5,2 1,2 60,0

pH [1 M KCl] 5,85 4,76 7,16 0,8 13,7

Hg [μg·kg^–1] 30,0 12,0 44,0 8,0 26,7

(CF) Hg 1,7 0,7 2,5 0,4 23,6

Skała macierzysta Parent material

n = 42

Frakcja iłowa

Clay fraction [%] 22,3 2,0 71,0 16,6 74,5

C_org [g·kg^–1] 0,33 0,0 5,4 0,9 272,8

pH [1 M KCl] 7,12 4,26 8,05 0,7 9,9

Hg [μg·kg^–1] 17,6 1,6 44,6 8,5 48,3

C_org– węgiel organiczny/total organic carbon; SD – odchylenie standardowe/standard deviation; CV – współ- czynnik zmienności/coeffi cient of variation; (CF) – wskaźnik zanieczyszczenia/contamination factor.

Podobną prawidłowość stwierdzono w glebach uprawnych okolic zakładów cementowo- -wapienniczych [Jaworska i Dąbkowska-Naskręt 2011].

Gleby leśne charakteryzowały się odczynami bardzo kwaśnym i kwaśnym. Zawartość węgla organicznego wahała się od 216,9 do 549,3 g·kg^–1 w warstwie organicznej oraz od 5,2 do 23,2 g·kg^–1 w poziomie próchnicznym A i przejściowym AE (tab. 2). Gleby pod lasami w większości profili wykazywały uziarnienie piasków [Klasyfikacja uziarnienia gleb PTG, 2009]. Średnia zawartość Hg w podpoziomie Ol wynosiła 69,9 μg·kg^-1, Of – 172,1 μg·kg^–1, Oh – 183,6 μg·kg^–1, a w poziomie próchnicznym 11,8 μg·kg^-1 i poziomie wzbogacenia 9,8 μg·kg^–1. Pisarek i Głowacki [2011] w podpoziomie Oh gleb leśnych Opolszczyzny stwierdzili podobną zawartość rtęci. Średnia koncentracja Hg w skale macierzystej, wynosząca 3,1 ±1,8 μg·kg^–1, przyjęta została za zawartość tła geochemicznego dla gleb leśnych badanego regionu. Średnia wartość wskaźnika zanieczyszczenia w poziomie próchnicznym gleb leśnych (CF = 3,8) wskazuje na znaczące nagromadzenie rtęci w tych glebach.

Mady czarnoziemne typowe charakteryzowały się odczynami obojętnym i zasadowym oraz zawierały od 6 do 22% frakcji iłowej (tab. 3). Średnia zawartość węgla organicznego w poziomie Ap tych gleb wynosiła 17,9 g·kg^–1. W porównaniu z innymi glebami uprawny- mi zawierały istotnie więcej Hg, zwłaszcza w poziomie powierzchniowym. Bartkowiak i inni [2013] odnotowali podobne zależności w intensywnie użytkowanych rolniczo glebach aluwialnych Basenu Unisławskiego. Nagromadzenie metali w poziomie Ap mad terenów

(5)

Tabela 2. Wybrane właściwości gleb leśnych Table 2. Selected properties of forestry soils

Poziom Horizon

Ol n = 19

C_org [g·kg^–1] 440,7 388,5 549,3 41,7 9,5

pH [1 M KCl] 3,97 3,06 4,41 0,3 7,6

Hg [μg·kg^–1] 69,9 18,9 181,2 50,3 72,0

Of n = 19

C_org [g·kg^–1] 380,3 298,9 485,2 56,3 14,8

pH [1 M KCl] 3,72 2,82 4,14 0,4 10,8

Hg [μg·kg^–1] 172,1 82,7 300,5 61,5 35,8

Oh n = 14

C_org [g·kg^–1] 258,4 216,9 291,4 22,9 8,9

pH [1 M KCl] 3,70 3,50 3,88 0,1 2,7

Hg [μg·kg^–1] 183,6 65,6 322,0 89,8 49,0

A, AE n = 19

Frakcja iłowa

Clay fraction [%] 3,4 2,0 6,0 1,3 38,3

C_org [g·kg^–1] 12,6 5,2 23,2 4,0 31,8

pH [1 M KCl] 3,93 2,9 4,26 0,4 10,2

Hg [μg·kg^–1] 11,8 2,4 33,6 10,3 87,3

(CF) Hg 3,8 0,8 10,8 3,3 86,9

Poziom wzbogacania

Illuvial horizon n = 25

Frakcja iłowa

Clay fraction [%] 3,4 1,0 11,0 3,2 94,2

C_org [g·kg^–1] 2,9 0,6 9,5 1,9 65,6

pH [1 M KCl] 4,28 3,83 4,82 0,3 7,0

Hg [μg·kg^–1] 9,8 1,9 23,9 7,8 79,6

(CF) Hg 3,0 0,6 7,7 2,5 83,4

n = 20

Frakcja iłowa

Clay fraction [%] 1,4 0,0 5,0 1,9 135,8

C_org [g·kg^–1] 0,3 0,1 1,4 0,3 100,0

pH [1 M KCl] 4,93 4,08 5,51 0,4 8,2

Hg [μg·kg^–1] 3,1 0,9 6,9 1,8 58,1

C_org – węgiel organiczny/total organic carbon; SD – odchylenie standardowe/standard deviation; CV – współ- czynnik zmienności/coeffi cient of variation; (CF) – wskaźnik zanieczyszczenia/contamination factor.

zalewowych Wisły jest następstwem depozycji osadów fluwialnych w trakcie corocznych powodzi [Kobierski i Piotrowska 2010]. Wartości wskaźnika zanieczyszczenia wskazują na znaczące nagromadzenie rtęci w tych glebach. Jest to jednakże ilość nieprzekraczająca za- wartości dopuszczalnej – określonej w rozporządzeniu Ministra Środowiska z 2002 roku w sprawie standardów jakości gleb i standardów jakości ziemi [Rozporządzenie… 2002].

Stwierdzono statystycznie istotnie dodatnią korelację między zawartością węgla organicznego a koncentracją rtęci w badanych glebach (tab. 4). Współczynnik korelacji przyj- mował wartość dla gleb uprawnych r = 0,48; gleb leśnych r = 0,69 oraz gleb aluwialnych r = 0,75 (p < 0,05). Znaczące ilości rtęci zostały zakumulowane w warstwie organicznej badanych gleb leśnych (od 216,9 do 549,3 μg·kg^–1). Pisarek i Głowacki [2011] podają, że zróżnicowana koncentracja rtęci w glebach leśnych zależy od zawartości materii organicznej oraz możliwości wiązania Hg przez grupy sulfhydrylowe substancji humusowych.

(6)

Tabela 3. Wybrane właściwości gleb aluwialnych Table 3. Selected properties of Fluvisols

Poziom Horizon

Ap n = 4

Frakcja iłowa

Clay fraction [%] 16,7 7,0 22,0 6,6 39,6

C_org [g·kg^–1] 17,9 14,9 21,0 2,5 14,0

pH [1 M KCl] 7,04 6,70 7,24 0,2 2,9

Hg [μg·kg^–1] 228,4 142,9 305,6 73,6 32,3

(CF ) Hg 2,3 1,4 3,0 0,7 30,5

n = 14

Frakcja iłowa

Clay fraction [%] 14,9 6,0 22,0 4,6 30,9

C_org [g·kg^–1] 7,08 2,2 11,5 2,6 36,8

pH [1 M KCl] 7,36 7,20 7,65 0,1 1,4

Hg [μg·kg^–1] 101,4 71,9 136,0 16,8 16,6

C_org – węgiel organiczny/total organic carbon; SD – odchylenie standardowe/standard deviation; CV – współ- czynnik zmienności/coeffi cient of variation; (CF) – wskaźnik zanieczyszczenia, contamination factor.

Stopień humifikacji materii organicznej determinuje udział rtęci w połączeniach meta- lo-organicznych [Biester i in. 2007]. Materia organiczna stanowi swoisty filtr wiążący rtęć w glebie na tyle trwale, że w utworach torfowych oraz madach próchnicznych może pozostawać przez wiele lat [Schwesig i Krebs 2003]. Na podstawie analizy statystycznej wyników badań (tab. 4) stwierdzono istotnie dodatnią (niską) korelację pomiędzy kon- centracją Hg a kwasowością wymienną (r = 0,24) w glebach leśnych oraz zawartością frakcji iłowej w glebach uprawnych (r = 0,23). Zawartość rtęci w badanych madach czarnoziemnych była istotnie dodatnio skorelowana z ilością frakcji iłowej (r = 0,57).

Analiza statystyczna obejmuje również wyniki analiz przeprowadzonych na próbkach pobranych z poziomów eluwialnych oraz przejściowych. Dotyczy to zarówno gleb uprawnych, jak i leśnych.

Tabela 4. Istotne współczynniki korelacji Pearsona (p < 0,05) Table 4. Signifi cant correlation coeffi cient of Pearson (p < 0.05)

Gleby

Soils Metal C_org Frakcja iłowa

Clay fraction

pH (1 M KCl) Gleby leśne

Forestry soils (n = 133) Hg 0,69 – 0,24

Gleby uprawne

Arable soils (n = 102) Hg 0,48 0,23 –

Gleby aluwialne

Fluvisols (n = 18) Hg 0,75 0,57 –

C_org – węgiel organiczny/total organic carbon.

(7)

WNIOSKI

1. Średnia wartość wskaźnika zanieczyszczenia rtęcią wskazuje na znaczące antro- pogeniczne nagromadzenie Hg w poziomie próchnicznym gleb leśnych oraz orno-próch- nicznym gleb uprawnych Pomorza i Kujaw.

2. Ze względu na odmienną litogenezę – średnią zawartość Hg, wynoszącą 17,6 ±8,5 μg·kg^–1 dla gleb uprawnych oraz 3,1 ±1,8 μg·kg^–1 dla gleb leśnych – przyjęto za zawartość tła geochemicznego gleb regionu. Całkowita koncentracja rtęci w poziomach mineralnych badanych gleb kształtowała się na poziomie zawartości naturalnych i wahała się od 0,9 do 305,6 μg·kg^–1.

3. Analiza statystyczna wyników wykazała istotnie dodatnią korelację pomiędzy koncentracją rtęci a zawartością C_org. Zawartość Hg w badanych glebach uprawnych oraz madach czarnoziemnych typowych była istotnie dodatnio skorelowana z ilością frakcji iłowej.

LITERATURA

Baran S., Wójcikowska-Kapusta A., Żukowska G., 2009. Zawartość rtęci w glebach rekultywowa- nych osadem ściekowym i wełną mineralną Grodan. Zesz. Probl. Post. Nauk Roln. 535, 31–36.

Bartkowiak A., Jaworska H., Różański Sz., 2013. Ocena zawartości rtęci w poziomach powierzchniowych i podpowierzchniowych intensywnie użytkowanych rolniczo gleb aluwialnych.

Soil Sci. Annual. 64 (1/2), 49–53.

Biester H., Bindler R., Martineż-Cortizas A., Engstrom D.R., 2007. Modeling the past atmospheric deposition of mercury using natural archives. Environ. Sci. Technol. 41 (14), 4851–4860.

Dąbkowska-Naskręt H., Bartkowiak A., Różański Sz., 2008. Zawartość rtęci w glebach intensywnie użytkowanych rolniczo obszaru Pomorza i Kujaw. Ochr. Środow. i Zasob. Natur.

35/36, 153–156.

Dąbkowska-Naskręt H., Malczyk P., Kobierski M., 1999. Profile differentiation of total mercury content in selected arable and forest soils in Poland. Zesz. Nauk. 220, Rolnictwo 44, 47–52.

Fitzgerald W.F., Lamborg C.H., 2005. Geochemistry of mercury in the environment. Environ. Geo- chem. 9, 108–147.

Håkanson L., 1980. An ecological risk index for aquatic pollution control – a sedimentological approach. Water Research 14, 975–1101.

Jaworska H., Dąbkowska-Naskręt H., 2011. Total content of mercury in the soils of the surround- ings of Lafarge-Cement Plant in Malogoszcz. Ecol. Chem. Engineering A, 18/9–10, 1245–1250.

Kabata-Pendias A., Pandias H., 2001. Trace elements in soils and plants. Third Edition. CRC Press, Boca Raton, FL, USA.

Klasyfikacja uziarnienia gleb PTG, 2009. Klasyfikacja uziarnienia gleb i utworów mineralnych – PTG 2008. Roczn. Glebozn. 60 (2), 5–16.

Kobierski M., 2006. Long-term effect of intensive cultivation of orchards and arable soils in the Krajeńska Lake District on the total content of mercury. Polish J. Environ. Stud. 15 (2a), 351–355.

(8)

Kobierski M., Piotrowska A., 2010. Profile distribution of heavy metals and enzymatic activity in Fluvisols of the Vistula River Valley, Poland. Fres. Environ. Bulletin 19 (2b), 303–311.

Komisja V Genezy, Klasyfikacji i Kartografii Gleb 2011. Systematyka Gleb Polski. Wydanie V.

Rocz. Glebozn. 62 (3), 1–193.

Pacyna E.G., Pacyna J.M., Sundseth K., Munthe J., Kindbom K., Wilson S., Steenhuisen F., Max- son P., 2010. Global emission of mercury to the atmosphere from anthropogenic sources in 2005 and projections to 2020. Atmospheric Environ. 44 (20), 2487–2499.

Pisarek I., Głowacki M., 2011. Zróżnicowanie rtęci w glebach leśnych Opolszczyzny. Roczn. Gle- bozn. 62 (1), 128–135.

Rémy S., Prudent P., Hissler C., Probst J.L., Krempp G., 2003. Total mercury concentrations in an industrialized catchment, the Thur River basin (north-eastern France): geochemical background level and contamination factors. Chemosphere 52, 635–644.

Rozporządzenie 2002. Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 9 września 2002 r. w sprawie standardów jakości gleby oraz jakości ziemi Dz.U. z 2002 r. nr 165, poz. 1359.

Różański S., 2009. The content of mercury in arable soils considering pedogenic, lithogenic and anthropogenic factors. Fres. Environ. Bulletin 18 (7), 1161–1166.

Rytuba J.J., 2003. Mercury from mineral deposits and potential environmental impact. Environ.

Geol. 43, 326–338.

Sarkar D., Essington M.E., Misra K.C., 2000. Adsorption of mercury (II) by kaolinite. Soil Sci. Soc.

Am. J. 64, 1968–1975.

Schlüter K., 2000. Review: evaporation of mercury from soil. An integration and synthesis of cur- rent knowledge. Environ. Geol. 39, 249–271.

Schlüter K., Seip H.M., Alstad J., 1995. Mercury translocation in and evaporation from soil: II.

Evaporation of mercury from podzolised soil profiles treated with HgCl₂ and CH₃HgCl.

J. Soil Contam. 4, 269–299.

Schwesig D., Krebs O., 2003. The role of ground vegetation in the uptake of mercury in a forest ecosystem. Plant and Soil. 253, 445–455.

Tack F.M.G., Vanhaesebroeck T., Verloo M.G., Van Rompaey K., Van Ranst E., 2005. Mercury baseline levels in Flemish soil (Belgium). Environ. Pollut. 134, 173–179.

Wallschläger D., Desai M.V.M., Splenger M., Wilken R., 1998. How humic substances dominate mercury geochemistry in contaminated floodplain soils and sediments. J. Environ. Qual.

27, 1044–1054.

Weem A.P., 2011. Reduction of mercury emissions from coal fired power plants. Working Group of Strategies and Review. 48th. Session, Genova, Informal Document No 3, 1–13.

THE ASSESSMENT OF THE TOTAL MERCURY CONTENT IN SOIL PROFILES OF POMERANIA AND KUJAWY REGION UNDER THE DIFFERENT LAND USE

Summary. Determination of natural mercury content in soils is diffi cult to estimate due to the presence of anthropogenic contaminants. Moreover, concentration, its form and transformations depends on many factors such as the quantity and quality of soil colloids, surface area, pH, sorption capacity, redox conditions or microbial activity. The aim of the study was to characterize the total content of mercury in soils of arable and forest areas of the Pomerania and Kujawy region depending on the land use. Research material were taken from 13 profi les of Luvisols, 5 profi les of Phaeozems, 3 profi les of Cambisols, 4 profi les of Fluvisols. Forest soils were represented by 18 soil profi les of Arenosols and 1 profi le of Cambisol. The infl uence of selected soil properties on content and distribution of mercury

(9)

in soil profi les were also determined. The validation of the procedure was confi rmed with reference materials TILL-3 and SO-4. Research was also based on the contamination factor (CF). The statistical analyses were calculated using Statistica 10.0 computer program. The total content of mercury in the analyzed soils ranged 0.9–305.6 μg·kg^–1, and was at the natural level. According to Polish Minister of the Environment Regulation (September 9, 2002), concerning soil quality standards and earth quality standards the analyzed soils were clas- sifi ed as not contaminated with mercury. As the value of the geochemical background for analyzed soils, the mean total Hg content in parent material of soils was used, and because of different lithogenesis was 17.6 ±8.5 μg·kg^–1 for arable soils and 3.1 ±1.8 μg·kg^–1 for forest soils. The average value of contamination factor indicates signifi cant anthropogenic Hg accumulation in the humus horizon of forest soils and in the topsoil of arable soils, es- pecially in Fluvisols. The values of distribution indicator also revealed higher levels of the accumulation of mercury in topsoil of Fluvisols, which is effect of the origin of these soils (deposition of fl uvial sediments enriched in Hg on the fl oodplain area). A signifi cant infl u- ence of organic matter on the immobilization of mercury was noticed in surface horizons of forestry soils, confi rmed by the value of correlation coeffi cients. Also weak signifi cant correlation coeffi cient between Hg content and the amount of clay fraction in arable soils was determined, and moderate in alluvial soils.

Key words: mercury, arable soils, forestry soils