Jarosław ZAWADZKI*, Piotr FABIJAŃCZYK* i Tadeusz MAGIERA**

Transkrypt

1 ECOLOGICAL CHEMISTRY AND ENGINEERING S Vol. 15, No Jarosław ZAWADZKI*, Piotr FABIJAŃCZYK* i Tadeusz MAGIERA** WPŁYW WYSTĘPOWANIA DOLOMITÓW NA ZALEśNOŚĆ POMIĘDZY PODATNOŚCIĄ MAGNETYCZNĄ GLEB A ZAWARTOŚCIĄ METALI CIĘśKICH NA OBSZARZE GÓRNOŚLĄSKIEGO OKRĘGU PRZEMYSŁOWEGO INFLUENCE OF DOLOMITE ROCKS ON THE RELATION BETWEEN MAGNETIC SUSCEPTIBILITY AND HEAVY METALS CONCENTRATION IN SOILS OF THE UPPER SILESIA INDUSTRIAL AREA Streszczenie: Pomiary podatności magnetycznej gleb wykorzystywane są do szybkiej oceny zanieczyszczenia gleb metalami cięŝkimi, wywołanego depozycjami pyłów przemysłowych. Zazwyczaj obserwuje się wyraźną, dodatnią korelację pomiędzy zawartością metali cięŝkich w glebie a zmierzoną podatnością magnetyczną gleby. Podczas pomiarów przeprowadzonych na terenie Górnośląskiego Okręgu Przemysłowego zaobserwowane zostały zaburzenia tej zaleŝności korelacyjnej na terenach, na których występują dolomity, a w szczególności dolomity kruszconośne. Celem pracy było dokładniejsze zbadanie hipotezy o zaburzeniu korelacji pomiędzy wartością zmierzonej podatności magnetycznej a zawartością metali cięŝkich w glebie, spowodowane występowaniem utworów dolomitowych. W tym celu zostały zbadane i porównane rozkłady oraz róŝnorodne parametry statystyczne podatności magnetycznej zmierzonej na terenach, na których występowały oraz na których nie występowały dolomity. Ponadto zbadano dokładnie stopień korelacji pomiędzy wartością podatności magnetycznej a zawartością metali cięŝkich zmierzoną na poszczególnych terenach. Rezultaty badań potwierdzają fakt, Ŝe pomiary wykonane na obszarach, gdzie występują dolomity (a w szczególności dolomity kruszconośne) charakteryzują się mniejszą korelacją pomiędzy wartością podatności magnetycznej gleby a zawartością metali cięŝkich w glebie. Wyniki analizy wskazują, Ŝe na zaleŝność pomiędzy podatnością magnetyczną a zawartością metali cięŝkich wpływ mogą mieć inne czynniki, których dokładne zbadanie jest bardzo waŝne w celu standaryzacji metody magnetometrii terenowej. Słowa kluczowe: magnetometria terenowa, podatność magnetyczna gleby, metale cięŝkie, dolomity kruszconośne, semiwariancja, geostatystyka Opad pyłów przemysłowych oraz miejskich, pochodzących zarówno z wysokotemperaturowych procesów technologicznych, jak i ze spalania paliw stałych jest źródłem zanieczyszczenia gleby duŝą ilością metali cięŝkich. Jednocześnie opad pyłów na po- * Zakład Informatyki i Badań Jakości Środowiska, Politechnika Warszawska, ul. Nowowiejska 20, Warszawa, j.j.zawadzki@gmail.com, piotr.fabijanczyk@is.pw.edu.pl ** Katedra Ochrony Powierzchni Ziemi, Wydział Przyrodniczo-Techniczny, Uniwersytet Opolski, ul. Oleska 22, Opole, tmagiera@uni.opole.pl

2 112 Jarosław Zawadzki, Piotr Fabijańczyk i Tadeusz Magiera wierzchni gleby powoduje zmiany w podatności magnetycznej górnych warstw gleby. Dzięki wykorzystaniu pomiarów magnetometrycznych moŝliwe jest wykrycie obszarów charakteryzujących się zwiększoną podatnością magnetyczną gleb i, co się z tym wiąŝe, potencjalnie zanieczyszczonych metalami cięŝkimi [1, 2]. Przeprowadzone do tej pory badania potwierdzają istnienie korelacji pomiędzy zawartością metali cięŝkich w glebie a podatnością magnetyczną gleby [3-6]. Podczas pomiarów i badań podatności magnetycznej gleb w rejonie Górnośląskiego Okręgu Przemysłowego zaobserwowany został wpływ występowania utworów dolomitowych, a w szczególności dolomitów kruszconośnych [7] na zaleŝność korelacyjną pomiędzy podatnością magnetyczną gleby a zawartością poszczególnych metali cięŝkich w glebie. Zjawisko to, niezwykle waŝne dla interpretacji wyników uzyskanych metodą magnetometryczną na obszarze Górnośląskiego Okręgu Przemysłowego, nie było do tej pory systematycznie badane. Celem niniejszej pracy było sprawdzenie hipotezy o zaburzaniu korelacji pomiędzy zawartością metali cięŝkich w glebie a podatnością magnetyczną gleby, w przypadku badań wykonanych na terenach, na których występują dolomity, w szczególności dolomity kruszconośne. W ramach pracy wykonane zostały trzy serie pomiarowe podatności magnetycznej na obszarach o róŝnym podłoŝu geologicznym: (1) charakteryzujących się brakiem utworów dolomitowych (oznaczane później jako D ), (2) charakteryzujących się występowaniem róŝnych utworów dolomitowych (oznaczane później jako D) oraz (3) występowaniem dolomitów kruszconośnych (oznaczane później jako D + ). Do serii pomiarowej połoŝonej na róŝnych utworów dolomitowych (D) nie były wliczane punkty połoŝone na dolomitach kruszconośnych (D + ). Punkty te były zaliczone tylko do trzeciej serii pomiarowej. Pozostałe parametry wpływające na podatność magnetyczną gleby, takie jak stopień zanieczyszczenia, rodzaj zagospodarowania terenu, rodzaj roślinności itd. pozostawały praktycznie niezmienione w badanych seriach pomiarowych. Obszar badań Badany obszar zlokalizowany został na południu Polski w rejonie Górnośląskiego Okręgu Przemysłowego (rys. 1). W rejonie tym gleby w bardzo duŝym stopniu naraŝone są na zanieczyszczenie metalami cięŝkimi, co związane jest z przemysłowym charakterem tego regionu. Pomiary wykonane zostały w okolicach Gliwic, Pyskowic, Zabrza, Bytomia i Tarnowskich Gór, co dokładniej zostało przedstawione na rysunku 2. Na badanym obszarze wykonane zostały trzy serie pomiarowe, z których kaŝda zlokalizowana była na obszarach róŝniących się podłoŝem geologicznym: D, D oraz D + [8]. Punkty pomiarowe pierwszej serii (D - ) zlokalizowane były na takich utworach, jak: iły piaszczyste i margliste, piaski, Ŝwiry i łupki ilaste z gipsem i anhydrytem warstw skawińskich, wielickich i grabowieckich, iły i piaski z syderytami, miejscami z węglem brunatnym warstw kędzierzyńskich. Punkty pomiarowe tej serii skupione były głównie w części południowo-zachodniej badanego obszaru. Punkty pomiarowe drugiej serii (D) zlokalizowane zostały na wapieniach, marglach i dolomitach warstw błotnickich i gogolińskich, łupkach, dolomitach, wapieniach i piaskowcach warstw rybniańskich, boruszowickich i miedarskich, dolomitach, marglach i wapieniach z ewaporytami, dolomitach warstw jemielnickich, dolomitach marglistych

3 Wpływ występowania dolomitów na zaleŝność pomiędzy podatnością magnetyczną gleb 113 miejscami z ewaporytami warstw tarnowickich, iłowcach, marglach z ewaporytami, wapieniach i marglach warstw góraŝdŝańskich, terebratulowych i karchowickich. Punkty tej serii połoŝone były głównie w części północno-zachodniej badanego obszaru. Rys. 1. Lokalizacja obszaru badań Punkty pomiarowe trzeciej serii (D + ) połoŝone były na dolomitach epigenetycznych i kruszconośnych. Punkty tej serii rozciągały się w poprzek badanego obszaru, z północnego zachodu na południowy wschód. Rys. 2. Mapa rozkładu punktów pomiarowych. Punkty pomiarowe połoŝone na terenach bez utworów dolomitowych (D ) oznaczone zostały krzyŝykiem, połoŝone na róŝnych utworach dolomitowych (D) trójkątem, połoŝone na dolomitach kruszconośnych (D + ) punktem

4 114 Jarosław Zawadzki, Piotr Fabijańczyk i Tadeusz Magiera Średnie odległości pomiędzy punktami pomiarowymi wynosiły około 2 km, przy czym najmniej regularnie rozmieszczone były punkty zlokalizowane na dolomitach epigenetycznych i kruszconośnych, co warunkowane było głównie nieregularnością występowania tych utworów geologicznych. Łącznie wykonane zostało 200 pomiarów, obejmujących wyznaczenie magnetycznej podatności właściwej χ ( 10-8 m 3 /kg) gleby oraz zawartości [mg/kg] wybranych metali cięŝkich w glebie. W pierwszej serii pomiarowej wykonane zostały 82 pomiary (D ), w serii drugiej 84 pomiary (D) oraz 34 pomiary w serii trzeciej (D + ). Szczegółowa mapa rozmieszczenia punktów pomiarowych przedstawiona została na rysunku 2. Analizy chemiczne Analizy chemiczne obejmowały wyznaczenie zawartości As, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb oraz Zn w glebie. Oznaczenie wykonano dla próbek gleby pobranych w latach , znajdujących się w Państwowym Instytucie Geologicznym [8]. Próbki o masie około 0,5 kg pobierano za pomocą ręcznej sondy o średnicy około 8 cm z głębokości 0,0 0,2 m. Próbki były pobierane niezaleŝnie od sposobu uŝytkowania terenu (obszary leśne, parki miejskie pola uprawne, łąki pastwiska, ugory, ogródki działkowe). Na terenach leśnych przed pobraniem próbki odrzucano ściółkę leśną, co zniwelowało róŝnice między terenami rolnymi i leśnymi. Próbki gleby zostały wysuszone w temperaturze pokojowej i przesiane przez sito o rozmiarze oczek równej 1 mm. W efekcie otrzymane zostały próbki analityczne o masie 100 g. Następnie, z uŝyciem spektrometru wyznaczona została zawartość poszczególnych metali cięŝkich w glebie. Pomiary magnetometryczne Pomiary niskopolowej, magnetycznej podatności właściwej χ wykonane zostały w laboratorium za pomocą miernika podatności magnetycznej MS2B Bartington. Pomiary wykonane zostały dla próbek glebowych, które były wykorzystywane do analiz chemicznych. Analizy statystyczne W celu porównania rozkładów podatności magnetycznej gleby wykonano wykresy pudełkowe oraz wyznaczono statystyki opisowe. Obliczenia te wykonano dla trzech omówionych powyŝej grup wartości pomiarowych. W celu zbadania hipotezy o róŝnicach rozkładów poszczególnych badanych wskaźników (podatność magnetyczna gleby oraz zawartość metali cięŝkich) zmierzonych na terenach o róŝnym podłoŝu geologicznym przeprowadzono następujące testy nieparametryczne: test median oraz analiza ANOVA Kruskala-Wallisa [9]. Wykonane zostały niniejsze testy statystyczne, gdyŝ ze względu na silną skośność badanych rozkładów niespełniony był warunek normalności rozkładu wymagany przez parametryczną analizę ANOVA. Testowanymi hipotezami

5 Wpływ występowania dolomitów na zaleŝność pomiędzy podatnością magnetyczną gleb 115 zerowymi były odpowiednio równość median oraz równość rozkładów, z których pochodziły próbki. Dla kaŝdego z testów przyjęty został taki sam poziom istotności p = 0,05. Wykonany został takŝe wykres zmian średnich zawartości badanych pierwiastków w zaleŝności od podłoŝa geologicznego wraz z 95% przedziałem ufności. Analizę zaleŝności pomiędzy podatnością magnetyczną a zawartością poszczególnych metali cięŝkich wykonano, wykorzystując współczynniki korelacji liniowej Pearsona pomiędzy wartością podatności magnetycznej a zawartością metali cięŝkich, z podziałem na grupy w zaleŝności od rodzaju podłoŝa geologicznego. Dla kaŝdego z wyznaczonych współczynników wykonano test istotności współczynnika korelacji. Dla tego testu przyjęto poziom istotności p = 0,05. Dodatkowo zbadano korelacje przestrzenne charakteryzujące podatność magnetyczną gleby, zmierzoną na poszczególnych utworach geologicznych. W tym celu wykonano semiwariogramy [10] dla podatności magnetycznej gleby, zmierzonej na terenach bez utworów dolomitowych oraz na terenach z występującymi róŝnymi utworami dolomitowymi. Wartości semiwariancji były wyznaczane według wzoru: N 1 2 γ( h ) = [ Z( xi ) Z( xi + h) ] 2N i= 1 gdzie: N, h - odpowiednia liczba par punktów oraz odległość dzieląca parę punktów pomiarowych, Z(x i ), Z(x i +h) - zmierzone wartości w lokalizacji x i oraz w lokalizacji x i +h. W przypadku pomiarów wykonanych na obszarach, na których występowały dolomity kruszconośne (D + ), semiwariogram nie został wykonany ze względu na mniejszą liczność zbioru danych, co nie pozwalało na dokładne wyznaczenie semiwariogramu (por. rys. 2). Wyniki i ich omówienie W pierwszym etapie wyznaczone zostały statystyki opisowe oraz wykresy pudełkowe dla podatności magnetycznej gleb, oddzielnie dla pomiarów wykonanych na obszarach bez utworów dolomitowych (D ), z utworami dolomitowymi róŝnego typu (D) oraz z dolomitami kruszconośnymi (D + ). W kaŝdym przypadku obserwowany był silnie prawostronnie skośny rozkład, przy czym najsilniej skośny był rozkład podatności magnetycznej χ, zmierzonej na dolomitach kruszconośnych (D + ), co widoczne jest na wykresach pudełkowych (rys. 3). W przypadku tych pomiarów obserwowane były takŝe wyraźnie większe wartości podatności magnetycznej, zawierające się w przedziale od 7,8 do 762, m 3 /kg (tab. 1). Wpływ miały na to wartości ekstremalne, których obecność była większa niŝ w przypadku pomiarów wykonanych na obszarach, na których dolomity kruszconośne nie występowały (D ).

6 116 Jarosław Zawadzki, Piotr Fabijańczyk i Tadeusz Magiera Tabela 1 Statystyki opisowe podatności magnetycznej gleby zmierzonej na obszarach: bez dolomitów (D ), z róŝnymi utworami dolomitowymi (D) oraz z dolomitami kruszconośnymi (D + ) Magnetyczna podatność właściwa χ gleby [ 10 8 m 3 kg 1 ] Brak dolomitów (D ) Dolomity (D) Dolomity kruszconośne (D + ) Średnia 71,4 64,3 156,4 Mediana 56,6 36,5 109,6 Minimum 4,5 5,5 7,8 Maksimum 310,7 316,8 762,0 Kwartyl dolny 32,6 21,4 57,0 Kwartyl górny 98,7 82,0 198,1 Rozstęp międzykwartylowy 66,1 60,6 141,1 Odchylenie stand. 57,7 68,5 161,6 Wsp. skośności 1,77 2,09 2,26 Rys. 3. Wykresy pudełkowe podatności magnetycznej gleby zmierzonej na obszarach - kolejno od lewej do prawej - bez dolomitów (D ), z róŝnymi utworami dolomitowymi (D) oraz z występującymi dolomitami kruszconośnymi (D + ) Wyznaczone współczynniki korelacji Pearsona pomiędzy podatnością magnetyczną gleby a zawartością poszczególnych metali cięŝkich w glebie zestawiono w tabeli 2. Jak moŝna zaobserwować, w przypadku pomiarów wykonanych na obszarach, na których utwory dolomitowe nie występowały (D ), obserwowane były wyraźne korelacje pomiędzy podatnością magnetyczną a zawartością As, Cd, Cu, Ni, Pb i Zn, dla których to wartości współczynników wahały się od 0,40 do 0,75. Dla pozostałych metali cięŝkich, takich jak Co, Cr, Fe, Mn, wartości współczynników korelacji były mniejsze (od 0,24 do 0,39), były one jednak statystycznie istotne, dla poziomu istotności p = 0,05.

7 Wpływ występowania dolomitów na zaleŝność pomiędzy podatnością magnetyczną gleb 117 Tabela 2 Współczynniki korelacji Pearsona pomiędzy podatnością magnetyczną gleby a zawartością poszczególnych metali cięŝkich w glebie (Współczynniki statystycznie nieistotne z wartością poziomu istotności p większą niŝ 0,05 zostały zaznaczone) Brak dolomitów (D - ) Dolomity (D) Dolomity kruszconośne (D + ) As 0,40 0,69 0,24 p=0,169 Cd 0,58 0,50 0,14 p=0,412 Co 0,24 0,43 0,43 Cr 0,36 0,44 0,14 p=0,407 Cu 0,56 0,18 p=0,085 0,51 Fe 0,30 0,50 0,53 Mn 0,39 0,26 0,07 p=0,683 Ni 0,43 0,53 0,63 Pb 0,75 0,40 0,14 p=0,402 Zn 0,62 0,55 0,22 p=0,203 W przypadku pomiarów wykonanych na obszarach, na których występowały dolomity kruszconośne (D + ), współczynniki korelacji miały wyraźnie mniejsze wartości. Dotyczyło to zwłaszcza takich metali cięŝkich, jak As, Cd, Cr, Mn, Pb i Zn, dla których wartości te nie przekraczały 0,24. Dodatkowo wykonany test istotności potwierdził statystyczną nieistotność współczynników korelacji dla tych metali. W przypadku Cu nie zostały zaobserwowane znaczne zmiany wartości współczynników korelacji. Natomiast dla Co, Fe i Ni wyznaczone współczynniki wskazywały na silniejszą korelację z podatnością magnetyczną w przypadku pomiarów zlokalizowanych na dolomitach kruszconośnych (D + ). Metoda magnetometrii terenowej wykorzystuje zaleŝność pomiędzy podatnością magnetyczną gleby a zawartością metali cięŝkich. Dotychczasowe badania pokazywały [9], iŝ zaleŝność ta ma charakter liniowy. Wraz ze wzrostem zawartości metali cięŝkich obserwowany jest wzrost podatności magnetycznej gleby. JednakŜe w przypadku pomiarów wykonywanych na obszarach zajętych przez dolomity kruszconośne (D + ) wyznaczone współczynniki korelacji wskazywać mogą na nieliniowy charakter tej zaleŝności, głównie dla As, Cd, Zn i Pb. Fakt ten ma niekorzystny wpływ na metodę magnetometrii terenowej. MoŜe utrudniać określenie poziomu zanieczyszczenia gleb i wyznaczanie obszarów potencjalnie zanieczyszczonych metalami cięŝkimi. Na rysunku 4 przedstawiono zaleŝność wartości średnich zawartości metali cięŝkich od podłoŝa geologicznego.

8 118 Jarosław Zawadzki, Piotr Fabijańczyk i Tadeusz Magiera Rys. 4. Porównanie średnich zawartości metali cięŝkich w glebie w zaleŝności od podłoŝa geologicznego - bez dolomitów (D ), z róŝnymi utworami dolomitowymi (D) oraz z występującymi dolomitami kruszconośnymi (D + ) Jak moŝna zauwaŝyć na rysunku 5, w przypadku dolomitów kruszconośnych (D + ) wzrost średnich zawartości w glebie występuje głównie dla takich metali, jak As, Cd, Zn i Pb. W przypadku pozostałych metali: Co, Cr, Cu, Ni nie obserwowano zmian w średnich zawartościach w glebie. Dodatkowo obserwowany był róŝny stopień zmian średnich zawartości w przypadku As, Cd, Zn i Pb. Średnie zawartości As i Cd w przypadku pomiarów wykonanych na obszarach bez utworów dolomitowych (D ) były około 3 do 4 razy mniejsze w porównaniu do średnich z obszarów z występującymi dolomitami kruszconośnymi (D + ). Natomiast w przypadku Zn i Pb róŝnice te wynosiły od około 5 do 7 razy. Wskazywać moŝe to na nierównomierną zaleŝność pomiędzy zawartością tych metali w glebie a podatnością magnetyczną w przypadku pomiarów wykonywanych dla dolomitów kruszconośnych. Fakt ten obserwowany był równieŝ w przypadku analizy wartości współczynników korelacji.

9 Wpływ występowania dolomitów na zaleŝność pomiędzy podatnością magnetyczną gleb 119 Rys. 5. Porównanie średnich zawartości metali cięŝkich w glebie w zaleŝności od podłoŝa geologicznego - bez dolomitów (D ), z róŝnymi utworami dolomitowymi (D) oraz z występującymi dolomitami kruszconośnymi (D + ) Następnie wykonane zostały testy nieparametryczne mające na celu porównanie rozkładów badanych wskaźników w przypadku pomiarów wykonanych na dolomitach kruszconośnych (D + ) i na obszarach, na których utwory dolomitowe nie występowały (D ). Tabela 3 Wyniki testu Kruskala-Wallisa ANOVA oraz testu median dla rozkładów zawartości poszczególnych metali cięŝkich w glebie zmierzonych na terenach bez dolomitów (D ) i z występującymi dolomitami kruszconośnymi (D + ); dla przypadków, gdzie nie było podstaw do odrzucenia hipotezy zerowej, podana została wartość współczynnika p Kruskal-Wallis ANOVA test Test median Podatność magnetyczna gleby H 0 odrzucona H 0 odrzucona As H 0 odrzucona H 0 odrzucona Cd H 0 odrzucona H 0 odrzucona Co p = 0,3379 p = 0,8587 Cr p = 0,8229 p = 0,9893 Cu H 0 odrzucona H 0 odrzucona Fe H 0 odrzucona H 0 odrzucona Mn H 0 odrzucona H 0 odrzucona Ni p = 0,1913 p = 0,2684 Pb H 0 odrzucona H 0 odrzucona Zn H 0 odrzucona H 0 odrzucona

10 120 Jarosław Zawadzki, Piotr Fabijańczyk i Tadeusz Magiera Wyniki testów, zestawione w tabeli 3, wskazują, Ŝe dla podatności magnetycznej i dla większości metali cięŝkich (As, Cd, Co, Cu, Fe, Mn, Pb, Zn) rozkłady wartości róŝnią się. Jedynie dla Co, Cr i Ni moŝna wywnioskować, Ŝe rozkłady w przypadku pomiarów wykonanych zarówno na dolomitach kruszconośnych (D + ), jak i na obszarach, na których utwory dolomitowe (D ) nie występowały, są jednakowe. Dla podatności magnetycznej gleby zmierzonej na terenach, na których nie występowały utwory dolomitowe (D - ) oraz występowały róŝne utwory dolomitowe (D) (por. rys. 2), wykonane zostały semiwariogramy pokazane na rysunku 6. Rys. 6. Semiwariogramy dla podatności magnetycznej zmierzonej na terenach bez utworów dolomitowych (D ) i z występującymi utworami dolomitowymi (D) Zaobserwowane na semiwariogramach zasięgi korelacji oraz stosunki progu do efektu samorodka sugerować mogą, Ŝe zmienność przestrzenna na utworach dolomitowych (D) jest większa. Jednak wynikać to moŝe ze stosunkowo małych zbiorów danych oraz moŝliwych róŝnic terenowych. Ze względu na skomplikowany charakter tego zjawiska bardziej szczegółowe poznanie zmienności przestrzennej wymagać moŝe dalszych dokładniejszych badań. Wnioski W przypadku obecności róŝnych utworów dolomitowych (D) oraz dolomitów kruszconośnych (D + ) obserwowana była zwiększona zawartość w glebie takich metali cięŝkich, jak As, Cd, Pb i Zn. Jednocześnie obserwowana była nieznaczna zmiana bądź jej brak w przypadku zawartości następujących metali cięŝkich: Cu, Co, Cr i Ni. Analogiczna sytuacja obserwowana była w przypadku zaleŝności pomiędzy podatnością magne-

11 Wpływ występowania dolomitów na zaleŝność pomiędzy podatnością magnetyczną gleb 121 tyczną gleby a zawartością metali cięŝkich. Dla punktów zlokalizowanych na dolomitach kruszconośnych (D + ) wyraźny spadek sił korelacji pomiędzy tymi dwoma wskaźnikami dotyczył As, Cd, Pb i Zn. Natomiast w przypadku Cu, Co, Cr i Ni spadek ten nie był obserwowany. Podatność magnetyczna gleb zmierzona na obszarach objętych występowaniem dolomitów kruszconośnych (D + ) była istotnie większa w porównaniu do zmierzonej na pozostałych obszarach. Wpływ na to moŝe mieć naturalna duŝa zawartość związków zwiększających podatność magnetyczną w dolomitach kruszconośnych. Wartości podatności magnetycznej gleb zmierzone na obszarach, na których nie występowały utwory dolomitowe (D ) są nieznacznie wyŝsze w porównaniu do podatności zmierzonej na obszarach, na których utwory te występowały. JednakŜe na tak niewielkie róŝnice mogła mieć wpływ inna lokalizacja punktów pomiarowych i związana z tym trudność w wyeliminowaniu innych czynników, wpływających na podatność. Wykonane semiwariogramy sugerować mogą, Ŝe zmienność przestrzenna na utworach dolomitowych (D) jest większa. Zagadnienie to wymaga jednak dokładniejszych badań. Podziękowania Praca finansowana przez Ministerstwo Nauki i Informatyzacji w ramach projektu badawczego nr 3 T09D Autorzy pragną takŝe podziękować dr J. Lisowi z PIG za udostępnienie próbek glebowych do wykonania pomiarów. Literatura [1] Strzyszcz Z.: Ferromagnetic properties of forest soils being under influence of industrial pollution. Air pollution and forest decline. Proc. 14th Int. Meeting for Specialist in Air Pollution Effects on Forest Ecosystems. IUFRO, Interlaken 1989, [2] Strzyszcz Z.: Magnetic susceptibility of soils in the area influenced by industrial emissions, In: Soil Monitoring, Ed. R. Schulin, A. Desaules, Monte Verita, Birkhauser Verlag, Basel 1993, [3] Georgeaud V.M., Rochette P., Ambrosi J.P., Vandamme D. i Williamson D.: Relationship between heavy metals and magnetic properties in a large polluted catchments: the etang de Berre (south of France). Phys. Chem. Earth., 1997, 22, [4] Strzyszcz Z. i Magiera T.: Heavy metal contamination and magnetic susceptibility in soils of southern Poland. Phys. Chem. Earth, 1998, 23, [5] Hanesch M. i Scholger R.: Mapping of heavy metal loadings in soils by means of magnetic susceptibility measurements. Environ. Geol., 2002, 42(8), [6] Zawadzki J., Magiera T. i Strzyszcz Z.: Analiza korelacji i regresji pomiędzy zawartością metali cięŝkich w glebach Górnośląskiego Okręgu Przemysłowego a ich podatnością magnetyczną. Environ. Protect., 2004, 30(2), [7] Zawadzki S.: Gleboznawstwo. PWRiL, Warszawa [8] Lis J. i Pasieczna A.: Atlas geochemiczny Górnego Śląska. Polski Instytut Geologiczny, Warszawa [9] Koronacki J.: Statystyka. WNT, Warszawa [10] Gringarten E. i Clayton V.: Deutsch Teacher s Aide Variogram Interpretation and Modeling. Math. Geol., 2001, 33(4),

12 122 Jarosław Zawadzki, Piotr Fabijańczyk i Tadeusz Magiera INFLUENCE OF DOLOMITE ROCKS ON THE RELATION BETWEEN MAGNETIC SUSCEPTIBILITY AND HEAVY METALS CONCENTRATION IN SOILS OF THE UPPER SILESIA INDUSTRIAL AREA Summary: Measurements of soil magnetic susceptibility are used for the quick assessment of potential soil contamination with heavy metals. The distinct, positive correlation between magnetic susceptibility and heavy metals content of anthropogenic origin is usually observed. However, during measurement campaigns in the Upper Silesia Industrial Area some disturbances of this correlation were observed, especially if sample points were located in the areas rich in ore-bearing dolomites. The goal of this study was to investigate in detail the hypothesis that the correlation between the magnetic susceptibility and the heavy metals concentration in soil can be influenced by the dolomites, and especially by the ore-bearing dolomites. With this aim in view, the distributions of magnetic susceptibility measured at sampling sites with dolomites were compared with distributions obtained for sampling sites where the dolomites do not appear. In addition, the degree of correlation between magnetic susceptibility and heavy metals concentration in soil at those sites was carefully analyzed. The obtained results confirm that correlation between magnetic susceptibility and the heavy metals concentration in soil was substantially weakened if sampling sites were located in the areas rich in ore-bearing dolomites. This correlation can also be influenced by other environmental factors whose examination is crucial to the standardisation of the magnetometric method. Keywords: soil magnetic susceptibility, heavy metals, soils, ore-bearing dolomites