Anna Świercz Metale cięŻkie w wybranych profilach glebach

Anna Świercz
Metale cięŻkie w wybranych profilach
glebach brunatnych
Świętokrzyskiego Parku Narodowego
Badania właściwości fizykochemicznych gleb brunatnych przeprowadzono
w latach 1998−2000 na trzech powierzchniach znajdujących się w północnej części
Świętokrzyskiego Parku Narodowego. W próbach glebowych pobranych z poszczególnych poziomów genetycznych analizowanych profili oznaczono podstawowe właściwości fizykochemiczne (11 parametrów) wg metodyk powszechnie stosowanych
w gleboznawstwie oraz zawartości mikroelementów metodą atomowej spektrometrii
emisyjnej i absorpcyjnej. Określono także stopień skażenia gleb metalami ciężkimi
na terenach o niewielkim wpływie antropogenicznym, wykorzystując dla porównania
opracowania z tego zakresu (Kabata−Pendias, Pendias 1993; Adamczyk 1985; Grodzińska 1980; Cieśla i in. 1994; Malczyk, Kędzia 1996; Gworek, Degórski 2000; Kwasowski
i in. 2000; Migaszewski i in. 2001).
Badane gleby o budowie profilowej charakterystycznej dla gleb brunatnych
kwaśnych typowych oraz brunatnych kwaśnych oglejonych, wykształciły się na piaskowcach kwarcytycznych i kwarcytach dewonu dolnego oraz łupkach ilastych syluru.
Siedliskowym typem lasu towarzyszącym badanym glebom jest wyżynny las
świeży reprezentowany przez zespół buczyny Dentario−glandulosea Fagetum, las wilgotny
Luzulo−pilosae Fagetum oraz kontynentalny bór mieszany świeży Querco−roboris Pinetum.
Badane gleby brunatne odznaczają się „ciężkim” składem mechanicznym glin lekkich
do ciężkich, wzbogacone we frakcje ilaste szczególnie w poziomie skały macierzystej
Podstawowe właściwości chemiczne wskazują na silnie kwaśny charakter zwietrzelin z których powstały badane gleby. Kwasowość wymienna waha się od 2,97 do
4,66 pH w KCl, a zakwaszenie wzrasta w głąb profilu. Ściółka złożona z mieszaniny
liści bukowych oraz roślinności zielnej odznacza się niskimi i bardzo niskimi wartościami pH.
Kwasowość hydrolityczna jest wysoka we wszystkich poziomach glebowych
wahając się od 8,16 do 26,91 me/100g. Najwyższą wartość notowano zwykle w poziomach próchnicznych Ah oraz Ol. Wyraźne zakwaszenie gleb powodują jony glinu
wymiennego Al+3, które obecne są w kompleksach sorpcyjnych wszystkich badanych
gleb. Utrzymują się one na poziomie 4,7 me/100g gleby (od 3,65 do 6,11 me). Konsekwencją znacznego udziału w kompleksach sorpcyjnych gleb jonów o charakterze
246
Anna Świercz
kwaśnym, są niskie wartości sumy zasad wymiennych S, wynoszące od 1,80 do 16,13
me/100g. Powierzchniowe poziomy glebowe wysycone są kationami o charakterze
zasadowym − od 39,37 do 57,44%, zaś mineralne skał macierzystych – średnio około
20%. Zawartość węgla organicznego i azotu ogółem wykazuje typowe zróżnicowanie
dla gleb pod drzewostanami liściastymi.
Makro i mikroelementy glebowe takie jak Ca, Cd, Cu, Mn, Pb, Zn wykazują tendencje do koncentracji w powierzchniowych − organicznych i organiczno−mineralnych
poziomach glebowych. Zwykle wraz z głębokością ich zawartość w profilu glebowym
wyraźnie się obniża: od 2 (Mg) do 30−krotnie (Ca), zwykle zaś 4−krotnie.
Najwyższe koncentracje glinu i żelaza notuje się w poziomie skały macierzystej
– najniższe zaś w poziomie Ol. Procentowe zawartości Ca i Mg w analogicznych poziomach są kilka do kilkunastu razy niższe w porównaniu z koncentracjami Al i Fe, stąd
też kompleksy sorpcyjne omawianych gleb wysycają głównie kationy o charakterze
kwasowym.
Ołów i cynk należą do grupy pierwiastków o dużym potencjalnym zagrożeniu
dla środowiska. Zawartość ołowiu w badanych glebach różnicowała się od 10 do 147
mg/kg i była wyższa w porównaniu z glebami leśnymi, wolnymi od wpływu antropogenicznego. Koncentracje tego pierwiastka były szczególnie wysokie w poziomach
próchnicznych oraz fermentacyjno−humusowym przekraczając graniczną wartość
30mg/kg dla powierzchniowych poziomów glebowych wytworzonych z glin średnich
(II stopień zanieczyszczenia MC).
W analizowanych glebach zawartość kadmu wahała się od 2,8 do 0,3mg/kg.
Wyraźnie wyższe koncentracje tego pierwiastka stwierdzano w ściółkach (I stopień
zanieczyszczenia MC). Są to wartości wyższe niż podawane dla gleb z terenów innych
Parków. Zawartość cynku zawierała się w przedziale 34−286 mg/kg. Wysokie koncentracje tego pierwiastka 2−3−krotnie przewyższające zakres naturalnej zawartości,
charakterystyczne są dla poziomów organicznych (II stopień). Są to również wartości
wyższe niż naturalnie spotykane w glebach.
Koncentracja manganu była również wysoka (1128−3016 mg/kg) w poziomach
do głębokości 40 cm. Stwierdzone zawartości miedzi i chromu w badanych glebach
są naturalne dla gleb leśnych.
Porównując koncentrację metali ciężkich wg norm oceny chemicznego zanieczyszczenia gleb użytków rolnych podanych przez Kabatę−Pendias i wsp. 1995,
można uznać środowisko glebowe ŚPN za antropogenicznie zmienione i wzbogacone
w metale ciężkie.
Literatura
Adamczyk B., 1985, Soils, [w:] W. Grodziński., J. Weiner (red.), P.F. Forest ecosystems industrial
regions, Ecol. Stud. 49, Springer Verlag, 11−16.
Cieśla W., Dąbkowska−Naskręt H., Borowska K., Malczyk., Długosz J., Jaworska H., Kędzia
W., Zalewski W., 1994, Pierwiastki śladowe w glebach wybranych obszarów Pomorza i Kujaw,
Zesz. Probl. Post. Nauk Rol., 414, 63−70.
Metale ciężkie w wybranych profilach glebach brunatnych ...
247
Grodzińska K., 1980, Zanieczyszczenie polskich parków narodowych metalami ciężkimi, Ochrona
Przyrody, 43, 9−27.
Gworek B., Degórski M., 2000, Borówka (Vaccinium myrtillus) oraz igły sosny (Pinus sylvestris)
wskaźnikami zanieczyszczenia środowiska metalami ciężkimi w wybranych siedliskach borowych
na obszarze Polski, Rocz. Glebozn., 51, 1/2, 79−86.
Kabata−Pendias A., Pendias H., 1993, Biogeochemia pierwiastków śladowych, PWN, Warszawa,
ss. 363.
Kabata−Pendias A., Piotrowska M., Motowicka−Terelak T., Maliszewska−Kordybach B., Filipiak
K., Krakowiak A., Pietruch Cz., 1995, Podstawy oceny chemicznego zanieczyszczenia gleb.
Metale ciężkie, siarka i WWA, PIOŚ, Inst. Uprawy Nawoż. i Glebozn. w Puławach. Bibl.
Monitoringu Środow., Warszawa, 5−29.
Kwasowski W., Chojnacki J., Okołowicz M., Kozanecka T., 2000, Metale ciężkie w glebach powierzchni wzorcowych (GPW) w Puszczy Białej, Rocz. Glebozn., 51, 3/4, 85−95.
Malczyk P., Kędzia W., Nowak M., 1996, Metale ciężkie w glebach miasta Bydgoszczy, Rocz. Glebozn., 47, 3/4, 195−202.
Migaszewski M. Z., Gałuszka A., Świercz A., Kucharzyk J., 2001, Element concentrations in soils
and plant bioindicators in selected habitats of The Holy Cross Mts, Poland, Water, Air, and Soil
Pollution 129, Kluwer Academic Publishers. Printed in the Netherlands, 369−386.
dr Anna Świercz
Zakład Ochrony i Kształtowania Środowiska
Instytut Geografii,
Akademia Świętokrzyska
Kielce