ZAWARTOSC NIKLU W GLEBACH WOJEWODZTWA KRAKOWSKIEGO WST^P

Transkrypt

1 ZESZYTY PROBLEMOWE POSTEPOW NAUK ROLNICZYCH 1997, z. 448a: ZAWARTOSC NIKLU W GLEBACH WOJEWODZTWA KRAKOWSKIEGO Czeslawa Jasiewicz, Jacek Antonkiewicz Katedra Chemii Rolnej, Akademia Rolnicza im. H. KoHtitaja w Krakowie WST^P Wyst?powanie niklu w glebach jest zarowno pochodnî jego zawartosci w skatach macierzystych, jak i funkcjî granulometrycznego skladu gleb. Zaki-es srednich zawartosci niklu w powierzchniowych poziomach roznych gleb wynosi 4-50 mg Ni kg'', mniejsze st?zenia przypadajî na lekkie gleby piaszczyste (sr. 15 mg kg"'), a wi?ksze na gleby gliniaste (sr. 30 mg kg"') [2]. Istotnym zrodlem zanieczyszczenia srodowiska niklem jest emisja tego metalu w wyniku procesow spalania w?gla i paliw plynnych. Nikiel w powietrzu atmosferycznym pochodzi glownie z produktow ropy naftowej, a udziat jego szacuje si? na ponad 90% ogolnego skazenia w miastach [1]. Gleby ulegajq zanieczyszczeniu niklem nie tylko wskutek emisji przemyslowych, ale rowniez w wyniku stosowania sciekow komunalnych jako nawozow. Nikiel w sciekach komunalnych wyst?puje gtownie w formie chelatow organicznych, jest on zatem latwo dost?pny dla roslin. Gleby zanieczyszczone sciekami z galwanizerni zawierajci do 250 mg Ni kg'' s.m. Dodatkowym zrodlem zanieczyszczenia srodowiska moze bye przemysl zwi^^zany z produkcjî azbestu, ktorego odpady cz?sto zawierajî ponad 1500 mg kg"' niklu. Nikiel jest silnie witjzany przez substanej? organieznq gleby. Rozpuszczalnosc niklu wzrasta wraz z kwasowosei^ gleby, jednak w polqezeniach z substancj^ organicznq wykazuje on duzq mobilnosc, nawet w warunkach odczynu oboj?tnego lub alkalicznego. Wapnowanie gleb oraz nawozenie fosforowe ograniczaj i fitoprzyswajalnosc niklu [2]. Zawartosc niklu w glebach regionu krakowskiego jest bardzo zroznicowana. Panstwowy Inspektorat Ochrony Srodowiska w Ki-akowie podaje, ze zawartosc niklu w glebach wojewodztwa ki-akowskiego wynosi 0,60-47,8 mg kg"', przy sredniej zawartosci 12,12 mg-kg"' [4]. Celem podj?tych badan bylo okreslenie zawartosci niklu w glebach wojewodztwa ki-akowskiego. MATERIAL I METODYKA W pierwszej polowie wrzesnia 1995 r. z 44 punktow zlokalizowanych w wojewodztwie krakowskim zostaly pobrane probki gleb z warstwy 0-20 cm. Probki gleb suszono na powietrzu, nast pnie roztarto w mozdzierzu porcelanowym i przesiano przez sito plastikowe o srednicy oczek 1 mm. W materiale glebowym wykonano podstawowe oznaczenia: odczyn gleby (ph) metodci potencjometrycznq, pojemnosc sorpcyjnq gleby (T) metodq Kappena, zawartosc materii organicznej metodî Tiurina,

2 168 CZ. JASIEWICZ, J. ANTONKIEWICZ sklad granulometryczny metodfi areometryczrici Bouyoucosa-Casagrande w modyfikacji Proszyfiskiego [3]. Analiza na zawartosc niklu w glebie obejmowata oznaczenie ilosci zblizonej do ogolnej (oznaczono po trawieniu probki gleby w mieszaninie st?- zonych kwasow azotowego i nadchlorowego na lazni wodnej) oraz udzial form rozpuszczalnych w roztworze kwasu solnego o stqzeniu 1 mol dm"-^. StQzenie niklu w przesciczach gleby oznaczono bezposrednio, technikq ptomieniowei, za pomocq spektrofotometru absorpcji atomowej (ASA) firmy PHILIPS model PU 9100 X [5]. WYNIKI I DYSKUSJA Badane gleby ze wzgl^du na sktad granulometryczny wykazyw.aly dose duze zroznicowanie. Sposrod 44 badanych gleb, 28 zaliczono do gleb ci^zkich, 10 do gleb srednich, a 6 do gleb lekkich. Z danych zamieszczonych w tabeli 1 wynika, ze odczyn badanych gleb zawiera si? w przedziale 3,5-7,1. Wedtug 5-stopniowej skali zakwaszenia gleb wynika, ze 20 gleb miescilo si? w klasie lekko kwasnych, 11 w klasie kwasnych, 9 w oboj?tnych, a tylko 4 gleby zaliczono do bardzo kwasnych. Z analizy wartosci ph badanych gleb wynika, ze 9% gleb koniecznie wymaga wapnowania, w 25% wapnowanie jest potrzebne, a w 46% wapnowanie jest wskazane. Badane gleby wyraznie rozniq si? pod wzgl?dem zawartosci w?gla organicznego (tab. 1), jego zaki'es waha si? od 0,40 do 2,25%. Najwi?eej, bo 27 gleb charakteryzowalo si? zawartosciq C-org. w przedziale 0,5-1,0%, 13 gleb w przedziale 1,0-1,5%, 3 gleby w przedziale 0-0,5%, i jedna zawierala ponad 2% C-organicznego. Z danych zamieszczonych w tabeli 1 wynika, ze pojemnosc sorpcyjna (T) analizowanych gleb byla rowniez zroznicowana i wahata si? w przedziale od 7,87 do 40,26 emol (+) kg"' gleby. Ogolna zawartosc niklu w badanych glebach byta zroznicowana i wahata si? od 5,92 do 47,92 mg kg"' gleby, przy sredniej jego zawartosci 16,8 mg kg"' i wspolczynniku zmiennosci 32,6%. Natomiast zawartosc niklu rozpuszczalna w 1 molowym kwasie solnym wahala si? od 0,33 do 14,46 mg kg"', przy sredniej koneentraeji 3,82 mg kg"' gleby i znacznie wyzszym wspotczynniku zmiennosci. Dopuszczalna zawartosc niklu w glebie wynosi dla gleb lekkich 30 mg kg"' a dla gleb ci?zkich 100 mg kg"' s.m. gleby [6]. Zgodnie z powyzszq norm^ zadna z badanych gleb wojewodztwa ki-akowskiego nie przeb'oczyla dopuszczalnej zawartosci. Podwyzszone zawartosci niklu (powyzej 25 mg-.kg"') w badanych glebach stwierdzono w poludniowej cz?sci wojewodztwa, tj. w gminach: Wisniowa, Pcim, Tokarnia, Myslenice oraz lokalnie w gminie Drwina i Zalesie (punkty 1, 7, 27, 39, 40, 43, 44). Dla celow praktyki rolniczej stosowana jest rowniez ocena zawartosci metali ci?zkich w glebach opracowana przez lung w Pulawach uwzgl?dniaj ica zawartosc frakcji splawialnej i odczyn gleby. Jak wynika z danych zamieszczonych w tabeli 1 z calej populacji badanych gleb wojewodztwa krakowskiego 91% (40 gleb) charakteryzowalo si? naturalnq zawartosci^ niklu, a tylko 9% (4 gleby) jego podwyzszonq zawartosciq. Zgodnie z wytycznymi lung w Pulawach gleby o podwyzszonej zawartosci niklu mog i bye przeznaczone pod wszystkie uprawy polowe z ograniczeniem uprawy warzyw przeznaezonych dla dzieci.

3 ZAWARTOSC NIKLU W GLEBACH WOJEWODZTWA KRAKOWSKIEGO 169 Tabela 1. Podstawowe wlasciwosci chemiczne badanych gleb Table 1. Essential chemical properties of investigated soils Nr gleby No of soil mg Ni kg"' s.m. ogolny total ph 1 M HCl KCl H2O C-org. % S BEG cmol T CEC kg'' 1 28,29 6,32 4,18 4,91 0,85 8,70 13,17 2 5,92 1,24 5,15 5,94 0,67 7,01 9, ,25 1,77 4,79 5,78 0,81 7,75 11, ,66 2,06 6,58 6,83 0,77 12,38 13, ,62 3,37 6,62 7,09 0,93 24,27 6 9,12 1,31 6,47 6,94 0,68 7,36 8, ,92 7,61.6,68 7,21 1,03 : =* 26, ,68 4,72 7,12 7,57 1,16 : t: : 39, ,82 4,48 6,83 7,29 0,45 16,25 17, ,18 3,57 6,35 6,66 0,46 10,49 11, ,84 5,08 6,12 6,35 0,57 11,63 13, ,73 5,76 5,93 6,03 0,82 17,44 19, ,10 4,34 6,40 6,61 0,40 20,03 21, ,02 4,83 5,59 5,94 0,54 10,04 12, ,04 3,23 6,44 6,88 0,93 16,45 17, ,79 1,98 6,49 6,63 0,54 10,83 11, ,26 5,10 6,62 7,01 1,21 ** 40, ,86 3,30 6,26 6,28 2,25 ** 27, ,78 2,16 6,22 6,52 0,62 11,78 13, ,69 1,72 5,56 5,90 0,82 12,38 15, ,72 3,95 6,55 6,58 1,49 ** 22, ,99 3,21 6,78 7,03 1,05 ** 28, ,68 0,33 4,03 4,47 0,75 2,91 7, ,61 2,20 6,30 6,40 1,17 16,40 18, , ,20 6,23 0,66 14,76 16, ,82 4,45 6,78 6,82 0,92 -A- : t 33, ,69 5,59 6,08 6,44 0,70 9,89 11, ,05 0,72 5,31 5,87 0,86 5,18 8, ,63 2,40 5,33 6,03 0,89 6,81 10, ,56 4,64 5,09 5,58 0,82 5,91 9, ,74 4,38 5,18 5,65 0,85 6,31 9, ,08 1,56 3,96 4,80 0,53 3,87 8, ,70 3,61 6,25 6,57 0,85 7,11 8,04

4 170 CZ. JASIEWICZ. J. ANTONKIEWICZ Tabela 1. (c.d.) Table 1. continued Nr gleby No of soil mg Ni kg'' s.m. ogolny total ph 1 M HCl KCl H2O S BEC T CEC C-org. % cmol (+) kg'' 34 12,22 1,34 6,37 6,41 0,69 8,40 9, ,83 1,25 6,25 6,48 9,88 7,06 8, ,46 4,50 6,63 6,65 1,24 22,02 22, ,06 2,74 6,54 6,58 0,79 9,54 10, ,91 7,38 4,60 5,22 1,29 7,11 12, , ,50 5,92 1,10 9,29 12, ,83 14,46 4,80 5,46 1,37 8,45 14, ,02 4,93 6,72 6,78 1,07 36,43 37, ,90 1,89 3,49 4,37 1,11 2,34 10, ,36 5,77 6,54 6,87 1,52 19,04 19, ,79 5,71 5,92 6,23 1,47 10,59 12,75 Wsp.%* 32,60 44,66 * wspoiczynnik zmiennosci % coefficient of variation % ** obecnosc wqglanow occurence of carbonates Tabela 2. Wspoiczynniki korelacji prostej (r) pomi^dzy zawartoscifi niklu w glebie i jej niektorymi wlasciwosciami Table 2. Simple correlation coefficients (r) between of nickel content in soil and some of its properties Nikiel Nickel ph(kcl) C-org. piasek sand Frakcje Fraction % pyl silt il clay T CEC cmol {+) kg-' Ni ogolny total ogolny total 0,01 0,22-0,10-0,21 0,48*** 0,16 rozpuszczalny ' soluble 0,02 0,32* 0,01-0,32* 0,40** 0,28 0,71*** r istotny przy r significant at: *P = 0,05; **P = 0,01; ***? = 0,001 Badajqc zaleznosci pomi?dzy koneentraeji niklu w glebie i jej fizykoehemieznymi wtasciwoseiami, stwierdzono seisl^ wspolzaleznosc pomi^dzy jego ogolnq i rozpuszczalnq zawartoseici, a zawartoseia^ ilu (r = 0,48***, r = 0,40**) oraz pomi?- dzy rozpuszczalnq zawartosci^ niklu w glebie, a zawartosci^ frakcji pylastej (r = 0,32*). Istotny zaleznosd stwierdzono rowniez pomi^dzy rozpuszczalnq zawartosciq niklu i zawartosci^ w?gla organicznego (tab. 2). Bardzo wysoki wspoiczynnik korelacji zarejestrowano pomi?dzy ogoln^i i rozpuszczalny zawartosciq niklu w analizowanym materiale glebowym, ktory wynosil 0,71***.

5 ZAWARTOSC NIKLU W GLEBACH WOJEWODZTWA KRAKOWSKIEGO 171 WNIOSKI 1. OceniajfiC skazenie gleb niklem wg liczb granicznych zaproponowanych przez lung stwierdzono, ze 91% badanych gleb charakteryzuje si? naturalnci zawartosciq, a 9% podwyzszonî zawartosci^ tego metalu. 2. Stwierdzono scislq wspolzaleznosc pomi?dzy przyswajalny zawartosci^ niklu, a zawartosciî frakcji ilu i frakcji pylu oraz zawartosci^ materii organicznej. Zawartosc niklu ogolnego istotnie uzalezniona byla tylko od ilosci ilu. LITERATURA 1. Jasiewicz C. (1993). Skazenia niklem warzyw ogi"od6w dzialkowych. Aura, 1/93, Krakow. 2. Kabata-Pendias A., Pendias H. (1993). Biogeochemia pierwiastkdw sladowych. Wyd. Nauk. PWN, Warszawa, Lityriski T., Jurkowska H. (1976). Analiza chemiczno-rolnicza. Przewodnik metodyczny. Wyd. Nauk. PWN, Warszawa. 4. Praca zbiorowa. (1996). Ocena stanu zanieczyszczenia gleb wojewodztwa krakowskiego metalami ci?zkimi i siarkci. Biblioteka Monit. Srod., Krakow. 5. Ostrowska A., Gawliriski St., Szczubialka Z., (1991). Metody analizy i oceny wlasciwosci gleb i roslin katalog, Wyd. Inst. Ochr. Srod., Warszawa. 6. ZarzEidzenie Ministra Ochrony Srodowiska i Zasobow Naturalnych z 7 lipca 1986r. w sprawie rolniczego wykorzystania sciekow. Monitor Polski nr 23 z dnia 31 lipca 1986r. STRESZCZENIE Do badaii wykorzystano 44 gleby pochodzîce z punktow monitoringowych wojewodztwa kiâkowskiego. W materiale glebowym oprocz podstawowych wtas'ciwosci fizykochemicznych oznaczono zawartosc niklu (uwazanti za ogolnti) w mieszaninie kwasow azotowego i nadchlorowego oraz w wycijigu 1 mol dm''' HCl (uwazanti za przyswajalnti dla roslin). Z przeprowadzonych analiz wynika, ze wiqkszosc badanych gleb miesci siq w kategorii gleb srednich i ciqzkich. OceniaJEic skazenie gleb niklem wg liczb granicznych zaproponowanych przez lung stwierdzono, ze 91% badanych gleb charakteryzuje si naturalnti zawartosci^, a 9% podwyzszonî. Stwierdzono s'cisici wspolzaleznosc pomi dzy przyswajalnî zawartoscici niklu, a zawartosciî czqsci ilastych oraz pylu i material organicznti. NICKEL CONTENT IN SOILS OF THE CRACOW PROVINCE Cz. Jasiewicz, J. Antonkiewicz Depaitment of Agricultural Chemistry, Hugon KoHtitaj Agricultural University of Cracow Summary Forty four soils from monitoring sites in the Cracow province were used for the investigation. In the soil material, beside basic physico-chemical soil properties also nickel content (considered as total) was assessed in the mixture of nitric and perchloric acids and in an extract of 1 mole dm"'' HCl (considered as available for plants). The analysis revealed that a majority of investigated soils fall within medium and heavy categories. While estimating contamination of soils with nickel

6 172 CZ. JASIEWICZ, J. ANTONKIEWICZ according to limiting numbers as suggested by TUNG, it can be stated that 91% of studied soils are characterised by a natural content and 9% by a raised content of Ni. A strict interrelation was found between available contents of nickel and the content of clayey parts, soil silt and organic matter. Prof, dr hab. Czeslawa Jasiewicz Katedra Chemii Rolnej Akademia Rolnicza im. H. KoHqtaja Al. A. Mickiewicza Krakow