WPŁYW PYŁÓW CEMENTOWYCH NA ZMIANY WŁAŚCIWOŚCI GLEB BIELICOZIEMNYCH

Transkrypt

1 ROCZNIKI GLEBOZNAWCZE TOM LIV NR 3 WARSZAWA 2003: ANNA ŚWIERCZ WPŁYW PYŁÓW CEMENTOWYCH NA ZMIANY WŁAŚCIWOŚCI GLEB BIELICOZIEMNYCH THE IM PACT OF CEM ENT DUSTS ON PODZOL SOILS PROPERTIES Zakład Ochrony i Kształtowania Środowiska, Instytut Geografii, Akademia Świętokrzyska, Kielce Abstract: The soil studies were carried out in the vicinity of Nowiny S.A. Cement Mill since They were aimed at grasping the dynamism of the physical properties and chemistry of soils according to the changes in the cement dust emission. Additionally they were to designate the rate of the properties changes in particular genetic horizons of podzolic soils. Following regularities due to decrease of the dust emission could be noted: the effects of the decreased dust emission are distinctly expressed in the Ah horizons, the Ofh and the 01 horizons show the fixed and rather high alkalization level, the H+ and Al+3 contents increase in the sorption complex of the soils, the carbonates contents in the Ofh, the В and the С horizons show the diminishing tendency, the Corg. and Nog. contents slightly fluctuate however they are generally maintained stable. Słowa kluczowe: gleby bielicoziemne, imisja alkaliczna. Key words: podzol soils, alkalic immission. WSTĘP Pod pojęciem alkalizacji gleby rozumie się zwykle zmianę jej pierwotnie kwaśnego odczynu na odczyn zasadowy w wyniku wymiany jonowej na poziomie kompleksu sorpcyjnego. Najczęściej proces ten zachodzi pod wpływem wapnowania, a więc świadomego nawożenia gleb, zasolenia lub też pod wpływem emisji pyłów węglanowych i tlenków pierwiastków alkalicznych pochodzenia antropogenicznego [m.in. Borowiec, Zabłocki 1983, Dobrzański in. 1970, Deromein. 1986, Jędrzejewski 1987, Lityński in. 1961, Siuta 1995]. Do największych źródeł emisji pyłów alkalicznych w województwie świętokrzyskim należącementownie w Nowinach, Małogoszczy, Ożarowie oraz Zakłady Przemysłu Wapienniczego Trzuskawica S.A. Począwszy od 1988 r. wielkość emisji zanieczyszczeń pyłowych i gazowych do atmosfery sukcesywnie obniża się (nawet 15-krotnie). Redukcja zanieczyszczeń jest wynikiem modernizacji linii technologicznych, instalacji bardziej wydajnych odpylaczy,

2 62 A. Świercz modernizacji stabilizatorów pieców obrotowych oraz zmniejszenia (jak np. w Lafarge Cement Polska S.A. w Małogoszczy) produkcji cementu [Praca zbiorowa - Raport 2001 ]. Począwszy od 1995 r. nie notuje się przekraczania norm dopuszczalnego opadu pyłów, tj. 200 g m-1 na rok. Obecnie średni maksymalny opad kształtuje się na poziomie 30-70% dopuszczalnej normy, przy czym wartości wyższe dotyczą gminy Sitkówka-Nowiny. Prezentowana praca zawiera wybrane wyniki badań laboratoryjnych prób glebowych pobranych w latach z czterech mikropowierzchni znajdujących się w otulinie cementowni Nowiny - łącznie z 16 profili gleb bielicoziemnych, wykształconych w zbiorowiskach borowych. Przeprowadzone badania mają na celu uchwycenie 11-letniej dynamiki zmienności właściwości fizykochemicznych gleb w zależności od wielkości emisji pyłów cementowych oraz określenie tempa tych przemian w poszczególnych poziomach genetycznych analizowanych gleb. MATERIAŁ I METODY Profile glebowe zostały zlokalizowane w strefie ochronnej Cementowni Nowiny S.A, na terenie nadleśnictwa Dyminy, w gminie Sitkówka-Nowiny w woj. świętokrzyskim (rys. 1). Powierzchnie badań znajdują się w zbiorowiskach leśnych (postacie degeneracyjne 60-letnich borów sosnowych ze związku Dicrano-Pinion).. Próby glebowe do analiz laboratoryjnych były pobierane w latach: w 1989 r. (profile 1A, 2A, ЗА, 4A), następnie w 1993 r. (profile IB, 2B, 3B, 4B), w 1997 r. (profile 1C, 2C, 3C, 4C) oraz w 2000 r. (profile ID,2D,3D, 4D). Za każdym razem po pobraniu prób, profile zasypywano. Profile zgrupowane na każdej z czterech mikropowierzchni, oddalone są od siebie o 2-4 m (rys. 1). Ich budowa profilowa jest podobna, a niewielkie zmiany w ich morfologii (tab. 1) wynikają z różnic położenia w reliefie. Odkrywki kopano do głębokości 200 cm, a z oznaczonych poziomów glebowych pobierano 5-9 prób do analiz laboratoryjnych. W powietrznie suchych próbach badano: - ph w H20 oraz w 1 mol KC1 dm-3 meto.dą potencjometryczną, - zawartość C ac 0 3 metodą objętościową Scheiblera, - zawartość węgla organicznego metodą Tiurina, - zawartość azotu ogólnego po mineralizacji metodą Kjeldahla przy użyciu autoanalizatora Kjeltec Auto 1030, - wymienny wodór i glin metodą Sokołowa, - kwasowość hydrolityczną metodą Kappena w 0,5 M roztw orze Ca(CH3COO)2, - sumę zasadowych kationów wymiennych na podstawie równania: Sl = Z(Ca2+, Mg2+, K+, Na+) w roztworze 1 M CH3COONH 4 (dla prób bezwęglanowych) oraz w roztworze 0,5 M NH4C1 o ph 8,2 (dla prób węglanowych) [Ostrowska in. 1991, Kowalkowski, Swałdek 1991]. - Na podstawie sumy kationów o charakterze zasadowym (SI) i kwasowości hydrolitycznej (Hh) obliczono pojemność sorpcyjną T i stopień wysycenia gleb zasadami.

3 W pływ pyłów cementowych na zmiany właściwości gleb biełicoziemnych 63 RYSUNEK 1. Lokalizacja profili glebowych w strefie ochronnej Cementowni Nowiny S.A.: 1 - numer profilu, 2 - obszar leśny FIGURE 1. Location of soil profiles in the cement plant Nowiny area: 1 - Profile number, 2 - Woodland area Wyniki oznaczeń analitycznych dla wyróżnionych jednostek typologicznych zestawiono w tabelach 3, 4, 5, 6. WYNIKI I DYSKUSJA Struktura pokrywy glebowej w strefie ochronnej Cementowni Nowiny S.A, jest mało urozmaicona [Świercz 1997]. Wyjściowym materiałem dla wykształconych tu gleb są głównie młode utwory czwartorzędowe, prawie bezszkieletowe piaski luźne i słabogliniaste akumulacji rzecznej i wodnolodowcowej (tab. 1). Gleby te od 1965 r., kiedy to rozpoczął działalność zakład Nowiny I, narażone są na stałą imisję pyłów alkalicznych. W cementowni podczas procesów technologicznych i produkcyjnych wytwarzane są pyły i gazy (również w wyniku spalania paliw: S 0 2, NOx, CO), które mimo stosowania zabezpieczeń zostają odprowadzone do środowiska [Jakubczak in. 1986, Jędrzejewski 1987, Przemeck 1970]. Na emisję pierwotną pyłów nakłada się również wtórna z dróg dojazdowych. Pyły emitowane przez Cementownię Nowiny, składają się głównie z CaO (49,5-66,6%), S i0 2 (14-15,4%), A120 3 (3,9-4,9%), K20 (3,8-4,1%) i in. [Świercz 1997]. W składzie granulometrycznym pyłów dominują (80%) frakcje bardzo drobne o średnicy cząstek <0,25 mm, w tym frakcja <0,05 mm stanowi 62%, co zwiększa zakres oddziaływania pyłów [Jakubczak in. 1986, Cieśliński in. 1982]. Począwszy od 1987 r. wielkość emisji zanieczyszczeń emitowanych przez Cementownię Nowiny S.A. sukcesywnie obniża się (tab. 2), choć zakład nadal pozostaje

4 64 A. Świercz TABELA 1. Budowa profilowa i klasyfikacja badanych gleb (wg Systematyki gleb Polski 1989 r.) TABLE 1. Soil profile and typological units of the investigated soils (acc. to the Systematic of Polish Soils 1989) Nr profilu No of profile 1A IB 1C ID 2A 2B 2C 2D ЗА 3B 3C 3D 4A 4B 4C 4D Poziomy genetyczne Genetic horizons Ol-Ofh-Ah-AhB v-bv-bvc-d 1 Ol-Ofh-Ah-AhB v-bv-bvc-d 1 Ol-Ofh-AhE-AhB V1-AhB v2-b V-C1-C2 Ol-Ofh-AhE-AhB v-bv-bvc-c Ol-Ofh-AhE-Ah 1-Ah2-AhBv- Bv-BvC-C OI-Ofh-AhE-Ah-BvAh-Bv- BvC-C Ol-Ofh-AhE-AhB v-bv-bvc-c Ol-Ofh-AhE-AhB v-bv-bvc-c Ol-Ofh-Ah 1-Ah2-Bv-BvC-C Ol-Ofh-Ah-Bv-BvC-C Ol-Ofh-Ah-Bv-C Ol-Ofh-Ah-Bv-BvC-C Ol-Ofh-Ah 1-Ah2-E-Bhfe-Bfe-D Ol-Ofh-Ah-E-Bhfe-D 1-D2 01-AhE-AhBv-Bv-Cl-C2 Ol-AhE-AhBv-B v-c 1-C2 Typ i podtyp gleby Type and subtype of soil Bielicowa właściwa Proper podzolic soil Bielicowo-rdzawa Podzolic-rusty soil Bielicowo-rdzawa Podzolic-rusty soil Rdzawa właściwa Proper rusty soil Bielicowa właściwa Proper podzolic soil Bielicowo-rdzawa Podzolic-rusty soil Rodzaj skały macierzystej Kind of parent rock Piaski deluwialne na głębokich piaskach wodnolodowcowych Deluvial sands covering deep fluvioglacial sands Piaski akumulacji wodnolodowcowej Sands of fluvioglacial accumulation Typ i podtyp próchnicy Type and subtype of humus layer mull-moder moder mull-moder moder moder moder na krajowej liście najbardziej uciążliwych dla środowiska. Widoczne obniżenie emisji pyłów przez cementownię wpłynęło także na zmianę właściwości fizykochemicznych gleb wykształconych w jej sąsiedztwie. Gleby bielicoziemne w naturalnych warunkach wykształcają się z ubogich w składniki pokarmowe, bezwęglanowych utworów piaszczystych. Charakteryzują się silnym zakwaszeniem, niską pojemnością sorpcyjną i niewielkimi zdolnościami buforowymi [m.in. Bednarek, Prusinkiewicz 1980, Prusinkiewicz i in. 1980, Uggla 1993, Degórski 1998]. Gleby bielicowe, rdzawe właściwe, bielicowo-rdzawe, które badano w 1989 r., zatraciły swoje pierwotne właściwości [Świercz 1997]. Były to już gleby silnie przekształcone przez imisje pyłów alkalicznych w wyniku 24-letniego okresu oddziaływania cementowni (tab. 3). Niezmieniona pozostała jedynie ich budowa profilowa oraz skład granulometryczny poziomów mineralnych. W następnych latach badań, tj. w roku 1993 (tab. 4), w 1997 r. (tab. 5) oraz 2000 r. (tab. 6) właściwości fizykochemiczne analizowanych gleb podlegały różnorodnym fluktuacjom i zmianom, spowodowanych ograniczeniem depozycji alkalicznej.

5 Wpływ pyłów cementowych na zmiany właściwości gleb biełicoziemnych 65 TABELA 2. Emisja zanieczyszczeń pyłowych i gazowych wytwarzanych przez cementownię Nowiny S.A (dane Laboratorium Cementowni Nowiny S.A.) TABLE 2. Dust emission from the cement plant Nowiny (data from Laboratory of Nowiny ) Lata Pyły - Dust S 0 2 NO2 СО C 0 2 Years w tonach - in tons * * wytłuszczonym drukiem zaznaczono lata badań gleboznawczych bold numbers denote the years of soil study. Cechami gleby, które najsilniej zareagowały na zmianę wielkości emisji pyłów cementowo-wapienniczych, są procentowa zawartość C ac 03, ph w H20 i ph w KC1 oraz pojemność sorpcyjna (tab. 3, 4, 5, 6). Zmianę naturalnej kwasowości gleb w kierunku ich alkalizacji spowodowała wieloletnia imisja pyłów cementowych. W badanych glebach najniższą kwasowością charakteryzują się poziomy mineralne, np. BvC, poziomy skały macierzystej C, D, zalegające poniżej 70 cm. W 1989 r. stwierdzono w tych poziomach kwasowość kształtującą się na poziomie ph w KC1 od 6,1 do 6,8. W 1993 r. zaobserwowano wzrost kwasowości w tych poziomach do wartości ph KC14,9-5,7. W 1997 r. i 2000 r. nastąpił dalszy, już niewielki wzrost kwasowości do wartości ph 4,3-5,9. Najmniej istotne zmiany w wartościach ph stwierdzono w ciągu 11 lat w poziomach organicznych Ol i Ofh. W 1989 r. ph w KC1 ściółek (Ol), wynosiło średnio 7,1, w 1993 r. - średnio 6,4, w 1997 r. ph w KC1 było najwyższe z wartością 7,3 mimo wyraźnego ograniczenia imisji pyłów do gleb, zaś w 2000 r. ph kształtowało się na poziomie 6,5. Poziomy butwinowe Ofh, które zwykle kumulują najwięcej węglanów, wykazywały następujące zmiany wartości ph: w 1989 r. średnie ph wynosiło 8,1, w 1993 r. - 7,7. W 1997 r. ph osiągnęło najniższą wartość 7,2, zaś w 2000 r. zaobserwowano wzrost omawianej wartości do 7,4. Generalnie więc kwasowość poziomów butwinowych utrzymuje się w zakresie odczynu alkalicznego, nienaturalnie wysokiego dla gleb bielicowych pod drzewostanami sosnowymi [Prusinkiewicz in. 1980]. W poziomach próchnicznych zmiany wartości ph wykazywały w okresie 11-letnich badań wyraźne tendencje malejące. Wartości ph w KC1 kształtowały się średnio od 8,0 (w 1989 r.) do 7,1 (w 1997 r.) i 7,2 (w 2000 r.). W 1989 r. stwierdzono obecność C ac 03 we wszystkich poziomach genetycznych

6 66 A. Świercz analizowanych gleb. Najniższe zawartości (średnio 0,4%) oznaczono w poziomach mineralnych С i D, najwyższe zaś w poziomach butwinowych - średnio 26,2%. W cztery lata później węglany stwierdzono do głębokości 50 cm (poziom В v, profil 3B). Poziomy Ofh zawierały w 1993 r. średnio 20,2% C ac 03, natomiast w 1997 r. zawartość węglanów obniżyła się w tym poziomie do średnio 16,6%, zaś w 2000 r. ich zawartość nieznacznie wzrosła i wynosiła średnio 17,0%. W poziomach ściółki iglastej zawartość węglanów wykazywała z biegiem lat i obniżaniem depozycji alkalicznej tendencje malejące i wynosiła odpowiednio: w 1989 r. - 6,9%, w 1993 r. - 3,1%, w 1997 r. - 2,4%, w 2000 r. - 1,7%. Najwyższe wartości kwasowości hydrolitycznej Hh w czasie 11 -letniej obserwacji stwierdzono w poziomach Ol wszystkich badanych profili. Kwasowość ta podlegała fluktuacjom w zależności od wielkości emisji alkalicznej. W 1989 r. średnia waftość Hh w poziomach ściółki wynosiła 3,6 cmol (+)/kg, w 1993 r. -5,7, w 1997 r. wynosiła średnio 4,1, a w 2000 r. była najwyższa i wynosiła 6,2 cmol (+)/kg. Są to wartości krotnie niższe od podawanych dla gleb bielicoziemnych [Bednarek, Prusinkiewicz 1980, Uggla 1993, Degórski 1998]. W poziomach butwinowych stwierdzono wzrost kwasowości hydrolitycznej z następującymi średnimi wartościami: w 1989 r. 0,6 cmol (+)/kg, w 1993 r. 0,7 cmol (+)/kg, w 1997 r. 1,2 cmol (+)/kg, a w 2000 r. analizowana wartość kształtowała się na poziomie 1,0 cmol (+)/kg. W poziomach próchnicznych wartości Hh były bardziej stabilne i wynosiły: w 1989 r. oraz w 1993 r. średnio 0,5 cmol (+)/kg, w 1997 r. 0,2 cmol (+)/kg. W 2000 r. stwierdzono nieznaczny wzrost wartości Hh do 0,7 cmol (+)/kg, Kwasowość hydrolityczna w poziomach mineralnych badanych gleb zmieniała się od średnich wartości: 0,4 cmol (+)/kg (w 1989 r.), 0,8 cmol (+)/kg (w 1993 r.), do 1,3 cmol (+)/kg (w 1997 r.) i 2,1 cmol (+)/kg (w 2000 r.). Glin i wodór wymienny w latach badań 1989 i 1993 stwierdzano w kompleksie sorpcyjnym wszystkich poziomów analizowanych gleb. W 1997 r. obecność glinu i wodoru wymiennego oznaczono w próbach pobranych z poziomów mineralnych poniżej 30 cm, głównie poziomów С - średnio 0,32 cmol (+)/kg (H+) oraz 0,7 cmol (+)/kg (Al3+). W 2000 r. obecność glinu i wodoru stwierdzano we wszystkich poziomach glebowych, przy czym najwyższe wartości notowano w poziomach mineralnych: 0,13 cmol (+)/kg (H+), 0,52 cmol (+)/kg (Al3+). W latach wcześniejszych obecność glinu i wodoru w kompleksie sorpcyjnym poziomów С i D była nieznaczna i utrzymywała się na poziomie 0,01 cmol(+)/kg, (w 1989r. oraz w 1993 г.). Tak niskie wartości glinu i wodoru są nienaturalne dla gleb bielicoziemnych wytworzonych z piasków luźnych [Prusinkiewicz in. 1980]. Zawartość kationów o charakterze zasadowym S 1 w poziomach Ol utrzymywała się na wysokim poziomie 89 cmol (+)/kg. W 1993 r. odnotowano obniżenie analizowanej wartości o 10-20%, a następnie wzrost do 87 cmol (+)/kg oraz do 90 cmol (+)/kg w 2000 r. W poziomach Ofh zawartość kationów.zasadowych wykazywała tendencje wzrostowe i zmieniała się od wartości 47 cmol (+)/kg w 1989 r. i 38 cmol (+)/kg w 1993 r. do 56 cmol (+)/kg w 1997 r. i 57 cmol (+)/kg w 2000 r. (tab. 3, 4, 5, 6). Obecnie kompleks sorpcyjny poziomów organicznych i organiczno-mineralnych analizowanych gleb jest wy sycony kationami o charakterze zasadowym w ponad 90%, zaś mineralnych w 33-69% (tab. 6).

7 TABELA 3. Wybrane właściwości chemiczne gleb w 1989 r. TABLE 3. Some chemical properties of the investigated soils in 1989 Nr profilu Profile No Poziomy genetyczne Genetic horizons Głębokość Depth [cm] ph СаСОз Corg. Nog. C:N H+ Al3+ Hh SI T V [%] H2O KC1 [g/kg] [cmol(+)/kg] 1A Ol 0-1 7,23 7,00 46, ,5 0,60 0,20 4,49 84,82 89,3 95 Ofh 1-2 8,30 8,00 183,5 208,3 6 34,5 0,05 0,01 0,80 42,58 43,3 98 Ah 2-6 8,33 8,30 16,9 11,6 0,9 13,6 0,02 0,10 0,50 20,01 20,5 98 AhBv ,50 6,90 5,2 * 5,3 0,5 11,3 0,40 0,10 1,05 8,79 9,8 89 Bv ,00 6,97 5 3,5 0,3 0,00 0,05 0,42 5,73 6,2 93 BvC ,89 6, ,3 0,00 0,40 0,30 5,39 5,7 94 Dl ,55 6,10 3 0,5 0,1 0,00 0,04 0,37 5,87 6,3 94 2A Ol 0-1 7,10 7,00 51,6 376,0 8,1 46,4 0,02 0,06 3,80 87,44 91,2 96 Ofh 1-2,5 8,20 8,00 185,0 193,8 6,8 28,2 0,00 0,03 0,56 41,09 41,7 98 AhE 3-8 8,30 7,90 27,5 9,2 0,8 11,4 0,01 0,04 0,40 22,94 23,3 98 Ahl ,95 7,62 28,0 6,3 0,6 11,3 0,02 0,03 0,35 21,50 21,9 98 Ah ,89 7,47 10,6 5,1 0,5 10,2 0,10 0,06 0,30 20,50 20,7 99 AhBv ,57 7,12 12,8 2,7 0,3 10,8 0,00 0,08 0,20 20,78 21,1 98 Bv ,00 6,97 5 3,5 0,3 0,00 0,01 0,30 4,58 5,1 89 BvC ,90 6,80 4 1,5 0,2 0,00 0,02 0,56 4,92 5,5 90 С ,50 6,40 4 0,9 0,2 0,02 0,04 0,53 5,83 5,4 90 ЗА Ol 0-1 7,20 7,20 93,8 368,8 7,7 47,6 0,00 0,02 3,20 88,18 91,4 97 Ofh 1-2,5 8,30 8,20 246, ,1 30,5 0,00 0,04 0,35 48,15 48,5 99 Ahl 3-7 8,30 8,10 47,2 7,4 0,6 12,5 0,02 0,03 0,25 22,60 22,9 99 Ah ,90 7,80 35,8 5,6 0,4 12,4 0,01 0,02 0,20 19,56 19,8 98 Bv ,50 7,40 15,2 4 0,4 0,01 0,02 0,30 4,80 5,1 94 BvC ,65 6,50 4 1,8 0,2 0,00 0,03 0,35 3,98 4,3 91 С ,40 6,30 3,5 0,6 0,1 0,02 0,04 0,42 7,03 7,5 94 4A Ol 0-1 7,30 7,10 82,0 287,7 6,3 46,0 0,00 0,02 3,25 100,0 100,0 100 Ofh 1-2 8,45 8,10 293,0 103,8 5,1 20,4 0,00 0,05 0,55 49,4 49,9 99 Ahl 3-5 8,35 8,20 57,1 8,1 0,6 12,7 0,02 0,03 0,40 22,93 23,3 98 Ah ,27 7,71 45,3 2,3 0,2 10,0 0,02 0,04 0,42 21,81 22,2 98 E ,80 6,70 10,8 0,8 0,2 4,0 0,00 0,02 0,30 3,08 3,4 91 Bhfe ,83 6,65 5,7 2,8 0,2 0,00 0,01 0,35 4,15 4,5 92 Bfe ,70 6,63 4,1 0,9 0,2 0,00 0,01 0,37 5,76 6,1 94 D ,70 6,61 4 0,3 0,2 0,02 0,03 0,40 6,41 6,8 94 Wpływ pyłów cementowych na zmiany właściwości gleb bielicoziemnych

8 TABELA 4. Wybrane właściwości fizykochemiczne badanych gleb w 1993 r. TABLE 4. Some chemical properties of the investigated soils in 1993 On Oc Nr profilu Profile No Poziomy genetyczne Genetic horizons Głębokość Depth [cm] ph СаСОз Corg. Nog. C:N H+ Al3+ Hh SI It V H2O KC1 [g/kg] [cmol(+)/kg] [%] IB ,24 6,81 43,5 473,7 9,4 50,4 1,08 0,32 5,90 56,91 62,8 91 Ofh 1-2 7,85 7,69 158,5 243,4 7,1 34,3 0,03 0,09 0,80 39,09 39,9 98 Ah ,13 7,92 12,4 10,9 0,8 13,0 0,10 0,37 0,40 14,55 15,0 97 AhBv ,12 6,90 5,9 7,5 0,6 12,1 0,05 0,04 0,43 5,82 6,3 97 Bv 30-Ф0 5,10 4,90 0 5,2 0,7 0,02 0,07 0,52 3,90 4,4 88 BvC ,10 4,90 0 3,4 0,6 0,10 0,20 0,60 2,87 3,5 83 D ,40 5,20 0 0,2 0,2 0,09 0,21 0,63 3,10 3,7 83 2B ,35 6,30 15,6 469,2 10,4 45,2 1,34 0,28 6,80 57,41 64,2 89 Ofh 1-2 7,85 7,69 168,5 243,4 7,1 34,3 0,20 0,03 0,90 40,78 41,7 98 AhE 2-3 8,15 8,00 110,5 241,8 6,8 35,8 0,17 0,01 0,63 32,17 32,8 98 Ah 4-8 8,17 8,02 16,5 11,5 0,9 13,2 0,09 0,05 0,35 15,34 15,7 98 BvAh ,37 7,05 8,8 6,2 0,5 12,2 0,02 0,05 0,25 5,64 5,9 96 Bv ,12 5,00 0 5,1 0,5 0,05 0,09 1,13 4,18 5,3 79 BvC ,20 5,10 0 1,1 0,4 0,11 0,17 1,20 4,13 5,3 77 С ,50 5,35 0 0,8 0,3 0,07 0,50 1,20 5,73 6,9 83 3B ,65 6,49 19,0 479,9 9,9 48,5 0,60 0,40 5,13 77,75 82,9 94 Ofh 1-2 7,96 7,70 193,5 259,2 7,0 37,0 0,03 0,01 0,43 30,61 31,0 99 Ah ,45 7,30 22,5 6,0 0,7 8,6 0,00 0,03 0,33 16,67 17,0 98 Bv ,22 5,87 5,0 3,7 0,7 0,00 0,08 0,40 4,16 4,6 91 BvC ,90 5,53 0 0,9 0,4 0,00 0,06 0,40 3,77 4,2 90 С ,86 5,49 0 0,7 0,3 0,00 0,05 0,38 6,11 6,5 94 4B ,52 6,30 47,5 470,3 9,4 50,0 1,25 0,23 5,28 65,34 70,6 93 Ofh 1-3 7,90 7,69 279, ,1 34,4 0,04 0,15 0,70 43,12 43,8 98 Ah ,30 7,10 19,5 18,9 1,3 14,2 0,00 0,05 0,30 14,43 14,7 98 E ,19 5,78 2 4,9 0,5 9,6 0,00 0,04 0,15 4,25 4,4 97 Bhfe ,00 5,70 1 3,7 0,4 0,05 0,09 1,13 4,17 5,3 79 Bfe ,98 5,52 0 1,9 0,4 0,02 0,30 0,85 3,58 4,4 81 D ,00 5,68 0 1,5 0,3 0,05 0,30 0,89 4,34 5,2 83 D ,01 5,70 0 1,4 0,3 0,08 0, ,25 6,3 84

9 TABELA 5. Wybrane właściwości fizykochemiczne badanych gleb w 1997 r. TABLE 5. Some chemical properties of the investigated soils in 1997 Nr profilu Profile No Poziomy genetyczne Genetic horizons Głębokość Depth [cm] ph СаСОз Corg. Nog. C:N H+ Al3+ Hh SI T V [%] H20 KCl [g/kg] [cmol(+)/kg] 1C Ol 1 7,98 7,49 32,2 483,3 9,5 50,8 0,00 0,00 4,70 92,1 96,8 95 Ofh 1-3 7,14 7,01 130,6 380,0 8,1 46,9 0,00 0,00 1,75 59,8 61,6 97 AhE ,14 7,01 13,3 3,5 0,8 4,6 0,00 0,00 0,21 10,2 10,4 98 AhBvl ,03 6,74 4 3,5 0,7 5,0 0,01 0,00 * 0,26 16,0 6,3 96 AhBv ,84 6,54 1 2,2 0,7 3,2 0,01 0,00 0,53 66,5 7,1 92 Bv ,65 6,29 0 3,0 0,5 0,06 0,00 0,44 32,0 2,5 82 Cl ,80 4,99 0 1,2 0,3 0,18 0,10 0,44 42,0 2,5 82 C ,60 4,50 0 0,4 0,1 0,40 0,46 2,10 43,7 5,8 64 2C Ol 3 7,35 7,20 9,4 468,7 9,9 47,3 0,00 0,00 5,60 87,2 92,8 94 Ofh 3-6 8,20 7,57 181,1 210,0 8,0 26,2 0,00 0,00 1,75 47,2 49,0 96 AhE ,2 7,18 60,9 4,0 0,7 5,6 0,01 0,00 0,16 5,6 5,8 97 AhBv ,7 7,40 9,5 5,1 0,8 6,5 0,01 0,00 0,16 5,1 5,3 97 Bv ,1 6,28 2 1,1 0,5 0,03 0,00 0,35 4,6 5,0 93 BvC ,85 6,64 0 1,5 0,5 0,03 0,00 0,26 2,6 2,9 91 С ,58 5,34 0 0,2 0,1 0,11 0,41 0,79 3,8 4,6 83 3C Ol 2 7,87 7,38 18,8 310,0 9,7 32,1 0,00 0,00 1,75 85,1 86,9 98 Ofh 2-4 7,22 7,03 121,0 172,3 7,9 21,9 0,00 0,00 0,40 66,3 66,7 99 Ah ,11 7, ,6 1,2 10,4 0,00 0,00 0,16 14,2 14,4 99 Bv ,02 6,60 0 2,4 0,5 0,00 0,02 0,35 12,1 12,5 97 С ,12 5,86 0 0,3 0,4 0,01 0,12 1,20 3,8 5,0 76 4C Ol 4 7,97 7,48 35,6 358,0 10,3 34,7 0,00 0,00 3,89 86,2 90,1 96 Ofh A-l 7,89 7,32 234,2 211,0 9,1 23,2 0,00 0,00 0,81 52,1 52,9 99 AhE ,2 7,18 20,7 117,1 7,6 15,4 0,00 0,00 0,26 11,6 11,9 98 AhBv ,32 6,89 12,1 5,2 0,7 7,9 0,01 0,01 0,88 4,3 5,2 83 Bv ,33 7,26 2 0,9 0,1 0,02 0,09 0,26 4,5 4,8 95 Cl ,57 4,30 0 0,5 0,1 0,11 0,99 1,73 4,6 6,3 73 C ,48 4,30 0 0,8 0,2 0,13 1,81 3,08 3,8 6,9 55 Wpływ pyłów cementowych na zmiany właściwości gleb bielicoziemnych

10 TABELA 6. Wybrane właściwości fizykochemiczne badanych gleb w 2000 r. TABLE 6. Some chemical properties of the investigated soils in 2000 \ Nr profilu Profile No Poziomy genetyczne Genetic horizons Głębokość Depth [cm] ph СаСОз Corg. Nog. C:N H+ Al3+ Hh SI T V H20 KC1 [g/kg] [cmol(+)/kg] m ID ,62 6,60 5,2 485,7 8,9 54,88 0,98 0,74 3,51 91,05 94,6 96 Ofh 1-2 7,89 7,44 141,1 264,7 6,6 40,16 0,02 0,21 1,23 50,02 51,3 98 AhE ,34 7,13 31,8 16,8 1,5 11,13 0,00 0,02 0,48 16,81 17,3 97 AhBv ,03 6,00 5,4 12,5 0,4 6,58 0,11 0,09 1,23 2,77 4,0 69 Bv ,32 4,93 0 1,2 0,1 0,13 0,10 1,51 1,13 2,6 43 BvC ,49 4,89 0 0,9 0,1 0,11 0,76 1,05 1,78 2,8 63 С ,55 4, ,1 0,18 0,21 2,98 1,49 4,5 33 2D ,22 6,06 11,3 507,2 8,6 59,11 0,63 0,54 9,81 85,84 95,7 90 Ofh 1-3 7,33 7,18 170,9 214,3 6,5 33,07 0,02 0,18 1,42 50,44 51,8 97 AhE ,73 7,54 60,1 13,2 0,7 20,32 0,01 0,03 0,48 7,68 48,2 99 AhBv ,67 5,65 5,2 5,7 0,3 18,45 0,06 0,09 1,88 5,88 7,8 76 Bv ,82 6,34 1 0,7 0,1 0,04 0,11 1,18 1,39 2,6 54 BvC ,20 4,36 0 0,2 0,1 0,00 0,04 1,12 1,22 2,3 52 С ,20 4, ,1 0,15 0,49 0,98 0,97 2,0 50 3D ,82 6,53 16,7 468,7 8,3 56,26 0,83 0,89 6,78 89,61 96,4 93 Ofh 2-4 7,81 7,62 191,1 168,7 6,8 24,69 0,02 0,09 1,13 62,09 63,2 98 Ah ,73 7,21 14,1 10,9 0,3 32,09 0,00 0,04 0,98 12,43 13,4 93 Bv ,34 5,11 2,2 0,9 0,2 0,09 0,11 1,31 2,29 3,6 64 BvC ,11 5,00 0 0,6 0,1 0,06 0,08 0,96 1,56 2,5 62 С ,07 6,01 0 0,1 0,1 0,07 0,08 1,29 2,99 4,3 69 4D ,76 6,72 28,8 498,9 9,3 53,53 0,84 0,98 4,88 91,77 96,7 95 Ofh 1-2 7,84 7,32 201,1 117,1 6,1 19,32 0,02 0,07 1,33 66,53 67,9 98 AhE ,94 6,74 56,2 9,7 0,8 12,79 0,08 0,10 0,88 24,99 25,9 97 AhBv ,72 6,42 3,3 0,8 0,1 7,25 0,11 0,14 0,59 1,92 2,5 76 Bv ,81 6,54 0 0,5 0,1 0,09 0,10 0,61 1,28 1,9 68 Cl ,12 4,99 0 0,2 0,1 0,09 0,29 1,89. 2,58 4,5 58 C ,11 4, ,12 1,19 2,66 1,69 4,4 39

11 Wpływ pyłów cementowych na zm iany właściwości gleb bielicoziemnych 71 Zawartości węgla organicznego i azotu ogółem począwszy od 1989 r. wykazywały niewielkie tendencje wzrostowe. W ściółce stwierdzono wzrost zasobności w węgiel organiczny od średnio 37% w pierwszym roku badań do 49% po 11 latach. W butwinie zawartości węgla organicznego były bardziej ustabilizowane i zmieniały się od średnio 16% do 19%. W poziomach mineralnych nie stwierdzono istotnych różnic. Zasobność gleb w azot ogółem zwiększyła się średnio o 5-10% w poziomach organicznych, zmalała zaś w poziomach mineralnych. Wraz -ze zmieniającymi się wartościami Corg. i Nog. zmianie ulegały także wartości stosunku C:N (tab. 3-6). WNIOSKI Przeprowadzone badania pozwalają sformułować następujące wnioski. 1. Wieloletnia akumulacja pyłów cementowych na powierzchni gleby nie wpływa na zmianę morfologii badanych profili. 2. Depozycja alkaliczna powoduje całkowite odkwaszenie gleb (pierwotnie kwaśnych i silnie kwaśnych) oraz zmienia właściwości sorpcyjne w całej głębokości analizowanych profili. 3. W poszczególnych poziomach glebowych zaznaczają się, związane z malejącą emisją pyłów do atmosfery, następujące tendencje: - obniżenie wartości ph poziomów próchnicznych, przy stałych wartościach odczynu poziomów organicznych, - wzrost zawartości wodoru wymiennego (H+) oraz glinu wymiennego (Al3+) w kompleksie sorpcyjnym skały macierzystej, - obniżenie zawartości kationów wymiennych w kompleksie sorpcyjnym wszystkich badanych gleb, - obniżenie zawartość węglanów we wszystkich poziomach glebowych, - niewielki wzrost zasobności poziomów organicznych w węgiel organiczny. 4. Renaturalizacja badanych gleb jest procesem niezwykle powolnym, przebiegającym fluktuacyjnie, a właściwości chemiczne gleb są zaburzone i niestabilne mimo wyraźnego i zdecydowanego obniżenia imisji pyłów węglanowych. LITERATURA BEDNAREK R, PRUSINKIEWICZ Z. 1980: Geografia gleb. PWN, Warszawa: ss BOROWIEC S., ZABŁOCKI Z. 1983: Wpływ niektórych pyłów przemysłowych na właściwości chemiczne gleb leśnych. Rocz. Glebozn. 24: CIEŚLIŃSKI S., TOBOROWICZ K., SEPSKIS. 1982: Wpływ emisji przemysłu cementowo-wapienniczego na florę porostów epifitycznych na obszarze Kieleckiego Okręgu Eksploatacji Surowców Węglanowych. Rocz. Świętokrz. 10: DEGORSKI M. 1998: Zróżnicowanie fizykochemicznych właściwości gleb siedlisk borów i borów mieszanych na transektach badawczych: klimatycznym i śląskim, [w] A. Breymeyer, E. Roo-Zielińska (red.). Bory sosnowe w gradiencie kontynentalizmu i zanieczyszczeń w Europie Środkowej. Dok. Geoąr. 13: DOBRZAŃSKI B., GLIŃSKI J., MISZTAL L.1970: Wpływ pyłów z cementowni na niektóre właściwości gleb. Rocz. Glebozn. 21,2: 409^1-20. DEROME J., KUKKOLA M., MALKONEN E. 1986: Forest liming on mineral soils. National Swedish Environmental Protection Board. Report Solna: 1-90.

12 72 A. Świercz JAKUBCZAK Z., ADAMCZYK-WINIARSKA Z., GĄDOR J.1986: Ilość i skład chemiczny pyłów opadających w rejonie Kombinatu Cementowo-Wapienniczego Nowiny koło Kielc. Pcim. Puławski. Pr. IUNG 87: JĘDRZEJEWSKI J.1987: Procesy przemysłowe a zanieczyszczenie środowiska. Przemysł hutniczy i cementowy. PWN, Warszawa: KOWALKOWSKI A., SWALDEK M. 1991: Analiza podstawowych chemicznych właściwości gleb z elementami analityki. WSP, Kielce: LITYŃSKI T., BYSIÓWNA T., MAZUR K.1961: Wstępne doświadczenia nad wpływem pyłów odlotowych cementowni na niektóre fizyczno-chemiczne właściwości gleb. Rocz. Glebozn. 10: 23. OSTROWSKA A., GAWLIŃSKI S., SZCZUBIAŁKA Z. 1991: Metody analizy i oceny właściwości gleb i roślin. Katalog Instytutu Ochrony Środowiska. PRACA ZBIOROWA: Stan środowiska w województwie świętokrzyskim w roku Raport IOŚ, WIOŚ, Bibl. Monitoringu Środow., Kielce: PRUSINKIEWICZ Z., BEDNAREK R., POKOJSKA U. 1980: Gleby bielicoziemne w Polsce. Rocz Glebozn. 32,1: PRZEMECK E. 1970: Wirkungen von Zementofenstaub-Immissionen auf landwirtschaftlich genutzte Boden. Zement-Kalk-Gips 3: SIUTA J. 1995: Gleba - diagnozowanie stanu i zagrożenia. Instytut Ochrony Środowiska, W arszawa: SYSTEMATYKA GLEB POLSKI 1989: Wyd. IV. Rocz. Glebozn.. 40,3/4: ŚWIERCZ A. 1997: Wpływ emisji alkalicznej na gleby i bory sosnowe w Białym Zagłębiu. PAN-Oddz. w Krakowie, KTN, Kielce: UGGLA Z. 1993: Studium nad glebami zespołów roślinnych w borach sosnowych Pojezierza Olsztyńskiego. Zesz. Nauk. ART. Geodezja i Urządzenia rolne: A dres autora: dr inż. Anna Świercz Zakład O chrony i Kształtowania Środow iska, Instytut Geografii, Akadem ia Świętokrzyska, K ielce, ul. Świętokrzyska 15 sw poczta, onet.pl Praca wpłynęła do redakcji w listopadzie 2002 r.