FORMY ARSENU W ZANIECZYSZCZONYCH GLEBACH REJONU ZŁOTEGO STOKU W ŚWIETLE SEKWENCYJNEJ EKSTRAKCJI

Podobne dokumenty
METALE CIĘśKIE I ARSEN W POWIERZCHNIOWYCH POZIOMACH GLEB LEŚNYCH ZŁOTEGO JARU NA OBSZARZE DAWNEGO GÓRNICTWA ZŁOTA I ARSENU W ZŁOTYM STOKU

WPŁYW ZAWODNIENIA NA MOBILNOŚĆ ARSENU W GLEBACH REJONU DAWNEGO GÓRNICTWA ZŁOTA I ARSENU W ZŁOTYM STOKU

Tytuł prezentacji. Możliwość wykorzystania biowęgla w rekultywacji gleb zanieczyszczonych. metalami ciężkimi

CHROM I INNE METALE CIĘŻKIE W GLEBACH WROCŁAWSKICH TERENÓW WODONOŚNYCH W SĄSIEDZTWIE HAŁDY ŻUŻLA ŻELAZOCHROMOWEGO W SIECHNICACH

WPŁYW ODCZYNU NA MOBILNOŚC CYNKU W GLEBACH ZANIECZYSZCZONYCH THE INFLUENCE OF REACTION ON SOLUBILITY OF Zn IN CONTAMINATED SOILS

ZESZYTY NAUKOWE UNIWERSYTETU PRZYRODNICZEGO WE WROCŁAWIU 2012 ROLNICTWO CIII NR 589

ELŻBIETA MUSZTYFAGA, MATEUSZ CUSKE, EWA PORA, KATARZYNA SZOPKA *

METALE CIĘŻKIE W UKŁADZIE GLEBA-ROŚLINOŚĆ W ŚRODOWISKU WIELKOMIEJSKIM

OCENA MOBILNOŚCI I FITODOSTĘPNOŚCI PIERWIASTKÓW ŚLADOWYCH W GLEBACH PRZY ZASTOSOWANIU EKSTRAKCJI BCR

WYBRANE PIERWIASTKI ŚLADOWE W GLEBACH OBSZARÓW POGÓRNICZYCH ZŁOTEGO STOKU SELECTED TRACE ELEMENTS IN SOILS OF THE ZLOTY STOK POST-MINING AREAS

Zawartość węgla organicznego a toksyczność osadów dennych

FRAKCJE OŁOWIU, CHROMU, CYNKU, MIEDZI I NIKLU W POZIOMIE PRÓCHNICZNYM GLEB POŁOŻONYCH WZDŁUŻ OBWODNICY SIEDLEC

Marcin J. Małuszyński*, Ilona Małuszyńska* Mobilność wanadu w glebach narażonych na. petroleum-derived substances

WPŁYW WAPNOWANIA I DODATKU OSADU ŚCIEKOWEGO NA ROZMIESZCZENIE FRAKCJI Zn I Cr W GLEBIE ZANIECZYSZCZONEJ NIKLEM

Halina Dąbkowska-Naskręt*, Szymon Różański* FORMY POŁĄCZEŃ Pb I Zn W GLEBACH URBANOZIEMNYCH MIASTA BYDGOSZCZY

Metody oceny zagrożeń stwarzanych przez wtórne odpady z procesu termicznego przekształcania odpadów

MANGAN CAŁKOWITY ORAZ JEGO FORMY MOBILNE W WYBRANYCH GLEBACH PŁOWYCH Z OKOLIC HUTY MIEDZI GŁOGÓW

SEKWENCYJNIE WYDZIELONE FRAKCJE ŻELAZA I MANGANU Z GLEB WZBOGACONYCH W ŻELAZO

Przemysław Niedzielski, Jerzy Siepak Analiza specjacyjna arsenu, antymonu i selenu w wodzie jeziora lednickiego. Studia Lednickie 6,

Mobilność wybranych metali ciężkich w komunalnych osadach ściekowych

Problemy oznaczania pierwiastków w osadach i glebie Marcin Niemiec, Jacek Antonkiewicz, Małgorzata Koncewicz-Baran, Jerzy Wieczorek

MOBILNOŚĆ I BIODOSTĘPNOŚĆ METALI CIĘŻKICH W ŚRODOWISKU GLEBOWYM THE MOBILITY AND BIOAVAILABILITY OF HEAVY METALS IN SOIL ENVIRONMENT.

SPECJACJA NIKLU W ORNYCH GLEBACH PŁOWYCH OPADOWO-GLEJOWYCH WYSOCZYZNY SIEDLECKIEJ

Testowanie nowych rozwiązań technicznych przy rekultywacji Jeziora Parnowskiego

ZAWARTOŚĆ SIARKI W GLEBACH WYTWORZONYCH Z PIASKOWCÓW NA TERENIE PARKU NARODOWEGO GÓR STOŁOWYCH

w gruntach w zasięgu oddziaływania elektrociepłowni owni Czechnica w Siechnicach.

Chemiczne oddziaływanie składowisk odpadów górnictwa węgla kamiennego na środowisko

DYNAMIKA ZMIAN ZAWARTOŚCI MIEDZI W GLEBACH ORAZ W SEKWENCYJNIE WYDZIELONYCH FRAKCJACH

KATARZYNA SZOPKA, ADAM BOGDA, ANNA KARCZEWSKA, BERNARD GAŁKA, MARTA WOJTKOWIAK, DANIEL PRUCHNIEWICZ *

Alicja Kicińska* 1. WPROWADZENIE

Jarosław Kaszubkiewicz, Paweł Jezierski, Dorota Kawałko

Jolanta Domańska*, Tadeusz Filipek* KSZTAŁTOWANIE SIĘ ZAWARTOŚCI Cu ZWIĄZANEJ Z FRAKCJAMI GLEBY W ZALEŻNOŚCI OD ph I ZAWARTOŚCI MATERII ORGANICZNEJ

DYNAMIKA PRZEMIAN FLUORU W GLEBIE Z FORM ROZPUSZCZALNYCH DO NIEROZPUSZCZALNYCH W WODZIE (PRACA METODYCZNA)

WŁAŚCIWOŚCI GLEB ANTROPOGENICZNYCH NA ZWAŁOWISKU KOŚCIELNIOK W PAWŁOWICACH (KWK PNIÓWEK)

Elżbieta BIERNACKA, Ilona MAŁUSZYŃSKA, Marcin J. MAŁUSZYŃSKI

Elżbieta Malinowska*, Dorota Kalembasa* WPŁYW WAPNOWANIA I DAWEK OSADU ŚCIEKOWEGO NA SPECJACJĘ OŁOWIU W GLEBIE, W DOŚWIADCZENIU WAZONOWYM

MATEUSZ CUSKE, MONIKA MARCINKIEWICZ, KATARZYNA SZOPKA, ANNA KARCZEWSKA, EWA PORA *

WPŁYW UŻYTKOWANIA GLEB NA AKUMULACJĘ I JAKOŚĆ ZWIĄZKÓW PRÓCHNICZNYCH

PROBLEM REKULTYWACJI GLEB ZANIECZYSZCZONYCH METALAMI CIĘŻKIMI NA TERENACH DAWNEGO GÓRNICTWA RUD METALI W SUDETACH

Zanieczyszczenie środkowej i dolnej Odry wybranymi metalami ciężkimi w latach na podstawie wyników monitoringu geochemicznego osadów dennych

WYKRYWANIE ZANIECZYSZCZEŃ WODY POWIERZA I GLEBY

FRAKCJE FOSFORU W LEŚNYCH GLEBACH PŁOWYCH NIZINY POŁUDNIOWOPODLASKJEJ

WŁAŚCIWOŚCI GLEB W DOLINIE POTOKU BOBRZYCA W 35 LAT PO KATASTROFIE ZBIORNIKA OSADÓW POFLOTACYJNYCH IWINY

Część I. WYKORZYSTANIE METODY BCR DO OCENY PRZEMIAN FORM MIEDZI W OSADZIE ŚCIEKOWYM KOMPOSTOWANYM RÓŻNYMI METODAMI

PRZEDMIOT ZLECENIA. Odebrano z terenu powiatu Raciborskiego próbki gleby i wykonano w Gminie Kornowac:

Zalety uprawy truskawki na perlicie Paweł Nicia Katedra Gleboznawstwa i Ochrony Gleb Uniwersytet Rolniczy im. H. Kołłątaja w Krakowie

Zn, Cu i Ni WE FRAKCJACH WYDZIELONYCH METODĄ BCR W OSADACH DENNYCH

PRZEDMIOT ZLECENIA :

POLITECHNIKA WROCŁAWSKA INSTYTUT TECHNOLOGII NIEORGANICZNEJ I NAWOZÓW MINERALNYCH. Ćwiczenie nr 6. Adam Pawełczyk

Obieg materii w skali zlewni rzecznej

UBOŻENIE GLEB TORFOWO-MURSZOWYCH W SKŁADNIKI ZASADOWE CZYNNIKIEM WPŁYWAJĄCYM NA WZROST STĘŻENIA RWO W WODZIE GRUNTOWEJ

SZACOWANIE STOPNIA ZANIECZYSZCZENIA GLEB NA PODSTAWIE POMIARÓW ICH PODATNOŚCI MAGNETYCZNEJ

Akumulacja i mobilność cynku w glebach Górnośląskiego Okręgu Przemysłowego

Paweł Jezierski*, Wojciech Jagodzik* *

ANTROPOGENICZNE WZBOGACENIE W METALE CIĘŻKIE GLEB DOLINY ODRY NA TERENIE MIASTA OPOLA

OCENA WYNIKÓW BADAŃ W GMINIE KUŹNIA RACIBORSKA. gleba lekka szt./ % 455/2200 0/0 119/26 53/12 280/61 3/1

ZRÓŻNICOWANIE ZAWARTOŚCI PIERWIASTKÓW ŚLADOWYCH W GLEBACH RÓŻNYCH ZBIOROWISK LEŚNYCH W DOLINIE RZEKI DOBRA

KOMPLEKSOWY PROGRAM GOSPODARKI ODPADAMI NIEBEZPIECZNYMI W REGIONIE POLSKI POŁUDNIOWEJ 31

Anna Karczewska*, Adam Bogda*, Magdalena Wolszczak*, Bernard Gałka*, Katarzyna Szopka*, Cezary Kabała*

Antropogeniczne wzbogacenie w metale ciężkie gleb obszarów zalewowych na terenie miasta Opola

a. ph, zawartości makroskładników (P, K, Mg) w 700 próbkach gleby, b. zawartości metali ciężkich (Pb, Cd, Zn, Cu, Ni i Cr ) w 10 próbkach gleby,

EKSTRAKCJA SEKWENCYJNA W OSADACH ŚCIEKOWYCH

Część II. WYKORZYSTANIE METODY BCR DO OCENY PRZEMIAN FORM Cu W GLEBACH NAWOŻONYCH KOMPOSTAMI Z OSADU ŚCIEKOWEGO

Moduł II GOSPODARKA ŚRODOWISKIEM (GiGO)

a. ph, zawartości makroskładników (P, K, Mg) w 899 próbkach gleby, b. zawartości metali ciężkich (Pb, Cd, Zn, Cu, Ni i Cr ) w 12 próbkach gleby,

Międzynarodowa Konferencja Doświadczenia w transgranicznym postępowaniu ze starymi zanieczyszczeniami, Drezno, r.

Anna Karczewska*, Leszek Gersztyn*, Bernard Gałka*

WPŁYW ZANIECZYSZCZENIA MIEDZIĄ I OŁOWIEM GLEB OKOLIC HUTY MIEDZI W GŁOGOWIE NA ZAWARTOŚĆ TYCH PIERWIASTKÓW W ZBOŻACH Z OKOLICZNYCH PÓL UPRAWNYCH

Pierwiastki bloku d. Zadanie 1.

r. Wielkopolskie Centrum Konferencyjne w Licheniu Starym.

a. ph, zawartości makroskładników (P, K, Mg) w 956 próbkach gleby, b. zawartości metali ciężkich (Pb, Cd, Zn, Cu, Ni i Cr ) w 14 próbkach gleby,

Zagospodarowanie pofermentu z biogazowni rolniczej

Katedra Ochrony Środowiska

ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 817

Możliwość zastosowania biowęgla w rolnictwie, ogrodnictwie i rekultywacji

Problemy wodnej rekultywacji wyrobisk kruszyw naturalnych

Wojciech Kwasowski*, Lidia Oktaba*

TEST NA EGZAMIN POPRAWKOWY Z CHEMII DLA UCZNIA KLASY II GIMNAZJUM

Badanie właściwości odpadów przemysłowych jako wstępny etap w ocenie ich oddziaływania na środowisko

Recenzja pracy doktorskiej: Badania ekstrakcji sekwencyjnej wybranych metali i ich mobilności w popiołach przemysłowych

PRZYDATNOŚĆ METODY EKSTRAKCJI SEKWENCYJNEJ DO OCENY EFEKTYWNOŚCI FITOREMEDIACJI GLEB ZANIECZYSZCZONYCH MIEDZIĄ I OŁOWIEM

Roman Pieprzka* FORMY WODNOROZPUSZCZALNE I WYMIENNE GLINU W GLEBACH LEŚNYCH PARKU NARODOWEGO GÓR STOŁOWYCH

Lidia Dąbrowska* SPECJACJA METALI CIĘŻKICH W OSADACH DENNYCH ZBIORNIKA KOZŁOWA GÓRA

Piaskownia w Żeleźniku

ZASTOSOWANIE ZEOLITU I BENTONITU DO STABILIZACJI OŁOWIU W GLEBIE ZANIECZYSZCZONEJ

Problemy i wyzwania w analityce specjacyjnej z wykorzystaniem technik łączonych. Magdalena Jabłońska-Czapla

EKSTENSYWNE UŻYTKOWANIE ŁĄKI A JAKOŚĆ WÓD GRUNTOWYCH

ROZPUSZCZALNE FORMY METALI CIĘŻKICH W GLEBACH ANTROPOGENICZNYCH Z TERENU WARSZAWY

GLEBA zewnętrzna, zwietrzała powierzchnia skorupy ziemskiej, o głębokości średniej do 1,5 metra, zawierająca wodę, związki organiczne i

TECHNOLOGIE OCHRONY ŚRODOWISKA (studia I stopnia) Mogilniki oraz problemy związane z ich likwidacją prof. dr hab. inż.

ZAWARTOŚĆ MIKROELEMENTÓW W GLEBACH I ROŚLINACH NAWADNIANYCH ŚCIEKAMI

Nauka Przyroda Technologie

Conception of reuse of the waste from onshore and offshore in the aspect of

Environmental determination of aluminum in soils

Zróżnicowanie stężenia rtęci w glebach leśnych zachodniej części Pienińskiego Parku Narodowego

ROZMIESZCZENIE WYBRANYCH METALI W PROFILACH GLEB UPRAWNYCH NA TERENACH ZANIECZYSZCZONYCH PRZEZ PRZEMYSŁ MIEDZIOWY CZ. I. CHARAKTERYSTYKA GLEB

THE INFLUENCE OF ph ON SOLUBILITY OF COPPER IN SOILS CONTAMINATED BY COPPER INDUSTRY IN LEGNICA

Karolina Lewińska*, Anna Karczewska* przykładzie kłosówki wełnistej (Holcus lanatus) example of Holcus lanatus

Woltamperometryczne oznaczenie paracetamolu w lekach i ściekach

ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 646

Transkrypt:

ROCZNIKI GLEBOZNAW CZE TOM LIX NR I WARSZAWA 2008: 118-127 AGNIESZKA KRYSI AK, ANNA KARCZEWSKA FORMY ARSENU W ZANIECZYSZCZONYCH GLEBACH REJONU ZŁOTEGO STOKU W ŚWIETLE SEKWENCYJNEJ EKSTRAKCJI ARSENIC FORMS IN CONTAMINATED SOILS IN THE AREA OF ZLOTY STOK AS EXAM INED BY SEQUENTIAL EXTRACTION Instytut Nauk o Glebie i Ochrony Środowiska Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu Abstract: As forms were exam ined in soils in the area o f As mining and sm elting in Złoty Stok. 46 sam ples represented natural soils and anthropogenic soils developed on gangue rock spoils, slag dumps, tailings im poundm ent and in their vicinities. Sequential extraction method by Wenzel et al. was applied, and five arsenic fractions were distinguished: easily soluble (1), specifically bound (2), occluded in am orphous iron oxides (3), and crystalline iron oxides (4), and residual (5). The results proved low mobility o f arsenic. In m ost soils, predom inant As fractions were those bound to iron oxides, particularly to am orphous ones. Specifically bound As was low, and easily soluble As rem ained o f marginal importance. Contributions o f m obilizable arsenic apparently depended on redox conditions and ph. Słow a kluczow e, arsen, specjacja, m obilność, odpady górnicze, odpady poflotacyjne. Key words: arsenie, spéciation, mobility, mine wastes, tailings. WSTĘP Arsen jest pierwiastkiem, który w środowisku glebowym występuje w niewielkich ilościach. Jego zawartość w glebach niezanieczyszczonych mieści się zwykle w granicach <1-16 mg-kg-1. W glebach zanieczyszczonych zawartości arsenu mogą sięgać nawet wielu tysięcy mg*kg-1 [O Neill 1995; Kabata-Pendias, Pendias 1999; Cappuyns i in. 2002]. Duże ilości arsenu w glebach notuje się w rejonach wydobycia i przetwórstwa rud polimetalicznych, a zwłaszcza w rejonach dawnego górnictwa md złota i arsenu. W Polsce obszarem, na którym stwierdzono najwięcej arsenu w środowisku, w tym w środowisku glebowym, jest rejon Złotego Stoku u podnóża Gór Złotych, w Sudetach Wschodnich. Eksploatacja złota, a potem md arsenu, rozpoczęta jeszcze w XIII wieku i zakończona w 1965 roku, przyczyniła się do rozproszenia arsenu w środowisku, a także do powstania wielu zwałowisk pogómiczych i pohutniczych oraz zbiorników odpadów,

Formy arsenu w zanieczyszczonych glebach. 119 m.in. pochodzących z procesu wzbogacania rudy [Dziekoński 1972]. Zawartości arsenu w glebach rejonu Złotego Stoku lokalnie przekraczają 1000 mg na kg, a w materiale odpadowym zgromadzonym na hałdach i składowiskach często sięgają kilku procent [Karczewska i in. 2005b, 2007]. O rzeczywistym zagrożeniu ekologicznym związanym z obecnością arsenu w glebach decydują nie tylko całkowite zawartości tego pierwiastka, ale przede wszystkim formy, w jakich występuje i ich rozpuszczalność. Informacji o formach pierwiastków śladowych w glebach dostarczają wyniki sekwencyjnych ekstrakcji chemicznych. Wyróżnienie poszczególnych frakcji ma istotne znaczenie, jeśli chce się przewidywać potencjalne zmiany rozpuszczalności, jakich należy się spodziewać w wyniku zmian warunków oraz właściwości gleb w krótko- i długoterminowej perspektywie czasowej. Ze względu na specyficzne właściwości biogeochemiczne arsenu, w tym fakt, że tworzy on w środowisku przyrodniczym głównie formy anionowe o właściwościach podobnych do jonów fosforanowych, w celu badania form arsenu w glebach opracowano specyficzne metody sekwencyjnej ekstrakcji, inne niż stosowane powszechnie dla pierwiastków metalicznych. Spośród kilku opisywanych w literaturze metod specjacji arsenu, do badań w ramach niniejszej pracy wybrano metodę zaproponowaną przez Wenzla i in. [2001]. Celem niniejszych badań było określenie form, w jakich arsen występuje w glebach naturalnych i antropogenicznych na obszarze dawnej działalności górniczo-hutniczej w Złotym Stoku, oraz ocena zagrożenia ekologicznego związanego z obecnością arsenu w środowisku glebowym. MATERIAŁ I METODY M ateriał badawczy stanowiło 46 próbek pobranych w 17 punktach z różnych głębokości - z gleb naturalnych i antropogenicznych, wytworzonych na hałdach skały płonnej, hałdach pohutniczych oraz na składowisku odpadów poflotacyjnych i w jego sąsiedztwie. W próbkach oznaczono podstawowe właściwości gleb oraz całkowitą zawartość arsenu. Informacje o lokalizacji punktów badawczych oraz właściwościach gleb w poszczególnych punktach zestawiono w tabeli 1. Ze względu na duże zróżnicowanie pochodzenia i właściwości badanych utworów, wyniki omówiono przypisując poszczególne próbki do następujących grup zbiorczych: I. gleby antropogeniczne: a) na hałdach żużla hutniczego, b) na hałdach skały płonnej, c) na obszarze zbiorników osadów poflotacyjnych; II. gleby leśne doliny Złotego Potoku: a) poziomy mineralne, b) poziomy organiczne; III. gleby doliny rzeki Trującej: a) naturalne gleby aluwialne, b) gleby wytworzone z namytych osadów poflotacyjnych; IV. osady denne. W celu określenia form arsenu w glebach zastosowano specyficzną dla tego pierwiastka metodę sekwencyjnej ekstrakcji chemicznej wg Wenzla i in. [2001], w której wydziela się następujące frakcje: 1) łatwo rozpuszczalną, 2) specyficznie związaną, 3) związaną z amorficznymi, a następnie 4) z krystalicznymi tlenkami Fe oraz 5) rezydualną. Należy podkreślić, że metody sekwencyjnej ekstrakcji nie pozwalają na doskonale selektywne wydzielanie poszczególnych form chemicznych danego pierwiastka, a frakcje określane sąjedynie umownie [Filgueiras i in. 2002; Nolan i in. 2003]. Dane dotyczące odczynników zastosowanych do wydzielenia poszczególnych frakcji przedstawiono w tabeli 2.

120 A. Kry siak, A. Karczewska Wybór metody Wenzla i in. do oznaczania form arsenu poprzedzono szczegółowym studium literaturowym. Metodą tą, w odróżnieniu od wcześniej opracowanej, popularnej metody Manfula [1992], nie wydziela się frakcji organicznej, ani też związanej z tlenkami Al. Wenzel i współautorzy Utwory antropogeniczne i osady denne Anthropogenic soils and bottom sediments д [2001] szczegółow o p rzetestow ali różne gleby naturalne i syntetycznie preparow ane - niezanieczyszczone oraz zanieczyszczone arsenem - i stwierdzili, że arsen zasadniczo nie tworzy połączeń z samą tylko su b stan cją organiczną, a przypisywane połączeniom organicznym znaczniejsze ilości As ekstrahowane przy użyciu NHjEDTA, pochodzą nie z fazy organicznej, a z rozpuszczonych w odorotlenków. Podobnie, nie potw ierdzono zasadności wydzielania frakcji arsenu związanego z tlenkami Al, która w metodzie Manfula [1992] ekstrahow ana jest roztw orem NH4F. Według Wenzla i in. [2001] odczynnik ten nie uw alnia glinu z syntetycznych w odorotlenków Al, co wskazuje, że As ekstrahow any z gleb roztw orem N H 4F nie jest związany z tlenkami Al, lecz pochodzi z innych źródeł, prawdopodobnie z powierzchni wodorotlenków Fe lub innych minerałów. RYSUNEK 1. Frakcje As w badanych próbkach gleb i osadów dennych oznaczone metodą sekwencyjnej ekstrakcji według Wenzla i in. [2001 ]: A) Antropogeniczne utwory hałdowe (grupa I) i osady denne (grupa IV); B) gleby leśne doliny Złotego Potoku - poziomy mineralne (grupa Ila) i ściółki (grupa Ilb) FIGURE 1. As fractions in soils examined by sequential extraction according to the method by Wenzel et al. [2001 ] : A) Anthropogenic spoil and dump soils (group I), as well as bottom sediments (group IV); B) forest soils in the Zloty Potok valley - mineral horizons (group Ila) and organic horizons (group lib) WYNIKI I DYSKUSJA W yniki uzyskane dla badanych utworów były zróżnicowane, co przedstawiono na rysunkach 1-3, wyraźnie zaznaczyły się jednak pewne tendencje. Procentowy udział

Formy arsenu w zanieczyszczonych glebach.. 121 form najłatwiej mobilnych (frakcja 1) w badanych próbkach był zdecydowanie najniższy, maksymalnie wyniósł 4,7% sumy frakcji. Najniższą procentową zawartość frakcji łatwo rozpuszczalnej, poniżej 0,6%, stwierdzono w mineralnych poziomach gleb leśnych (grupa Ha) i w utworach hałdowych R (grupa la i Ib). Zawartość tych form pozostawała niekiedy poniżej granicy wykrywalności wynoszącej 0,12 mg kg-1. Najwięcej ruchliw ych form arsenu stwierdzono w ściółkach (grupa Ilb), maksymalnie 4,7% zawartości całkowitej oraz w oglejonych glebach aluwialnych w okolicy zbiornika odpadów poflotacyjnych (grupa III), do 4,2% (rys. 2, 3). Udział procentowy form arsenu stosunkowo mniej mobilnych, specyficznie związanych (frakcja 2), był wyższy niż udział form łatwo rozpuszczalnych, jednak nie przekroczył 24,5%. Największym udziałem frakcji specyficznie sorbowanej charakteryzowały sięoglejone gleby aluwialne w dolinie Trującej - grupa III (do 24,5%), w pozostałych utworach zawartość tej frakcji nie przekroczyła 15,1% (rys. 2, 3). W większości badanych gleb formy zw iązane z amorficznymi tlenkami żelaza dominowały nad pozostałymi formami, co szczególnie uwidoczniło się w materiale hałd żużla (la), gdzie zawartość frakcji 3 wahała RYSUNEK 1 cd. - FIGURE 1 continued się w przedziale 77,6-83,3%. Niższy udział form związanych z amorficznymi tlenkami żelaza ( 18,5-50,7%), na rzecz tlenków krystalicznych, stwierdzono w przypadku gleb leśnych. N atom iast w m ateriale poflotacyjnym, pochodzącym ze zbiornika (Ic) i gleby antropogenicznej poniżej zbiornika (IHb), udział form związanych z amorficznymi tlenkami żelaza (22,8-32,1%) był niższy niż form rezydualnych.

TABELA 1. Opis i podstawowe właściwości próbek glebowych TABLE 1. Description and basic properties of soil samples Grupa Group Lokalizacja Situation Liczba próbek Sample No Profil Profile Głębokość Depth [cm ] % frakcji* % fraction Corg ph T CEC < 0,02 <0,002 % cmol(-ł-)- kg-1 mg -kg"1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 la. Utwory antropogeniczne. Hałdy żużla Anthropogenic material. Slag dump Ib. Utwory antropogeniczne Hałdy skały płonnej Anthropogenic material Gangue rock spoil le. Utwory antropogeniczne Osady poflotacyjne Anthropogenic material. Tailings II. Gleby leśne doliny Złotego Potoku - poziomy mineralne Forest soils of the Zloty Potok valley - mineral horizons Rejon Sztolni Książęcej Vicinity of Książęca Adit Rejon Czarnego Stawu Vicinity of Czarny Staw Hałda na Haniaku A spoil on the Haniak hill Hałda "Storczykowa" "Orchid" spoil Zbiornik poflotacyjny Tailings impoundment Wzgórze Haniak Haniak hill Rejon hałdy "Storczykowej" Vicinity of "Orchid" spoil Rejon Sztolni Książęcej Vicinity of Książęca Adit I 1 2 II 9 10 III 13 14 IV 22 23 24 VII 37 39 VI 30 31 32 XVI 117 118 119 120 XVII 129 130 10-20 60-70 30-40 60-70 0-10 40-50 0-10 20-25 30-40 10-12 20-22 0-7 20-30 50-60 2-3 15-20 40-50 60-80 10-20 30-40 17 18 15 18 14 22 8 n.o. 19 3 73 44 31 36 17 33 41 45 32 40 0 2 2 3 3 5 2 n.o. 5 1 11 9 3 4 7 10 7 10 5 10 12,0 10,9 14.1 11.2 4,1 0,8 11,8 n.o. 0,2 0,0 0,0 3,2 1,5 0,8 20,2 2,8 1,1 1,3 3,9 0,9 4,4 4,8 4,5 4,8 4,1 5,0 5.2 n.o. 7.2 7,6 7,4 3,3 3,9 3,8 2,9 3.7 3.7 3,6 3,8 4,0 33,7 40,3 28,4 30,6 22,3 23,2 50,0 n.o. 49,9 49,7 47,2 12,5 8,4 7,8 20,0 9.1 8,6 7.2 12,7 12,4 As 14260 14000 8250 10400 5730 5470 22320 36060 50110 14140 9540 460 300 250 190 260 97 300 880 420 122 A. Krysiak, A. K arczew ska *Udział w częściach ziemistych - Contribution in fine earth

TABELA 1. c.d. - TABLE 1. continued 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 III. Transekt 1 - nad rzeką VIII 43 5-15 19 1 3,4 6,7 43,0 6030 Gleby Cross-section 1 - at the river 44 20-30 30 6 1,0 6,2 15,7 1670 aluwialne 45 60-70 25 6 0,4 5,8 10,7 1170 doliny rzeki Transekt 1 - poniżej zbiornika IX 52 6-14 28 3 0,1 7,5 50,0 7860 trującej Alluvial soils poflotacyjnego 53 34-41 4 1 0,0 7,5 49,0 12590 Cross-section 1 - downward 54 60-70 2 1 0,0 7,6 48,8 8480 of the Trująca of tailings impoundment 55 130-140 72 15 0,3 7,1 8,0 6530 56 >150 1 6 3,0 5,7 47,9 2200 river Transekt 1 - skraj doliny XII 81 5-15 23 2 5,6 6,1 39,5 4970 Cross-section 1 - border part o f the valley 82 30-40 38 4 2,4 5,8 30,3 2500 83 60-70 31 9 0,4 5,5 9,3 1130 Transekt 2 - nad rzeką XIII 90 0-10 32 9 4,1 5,9 29,9 2960 Cross-section 2 - at the river 91 30-40 43 14 0,4 5,5 10,3 730 92 60-70 26 8 0,2 5,4 8,3 430 Transekt 2 - pole ome XIV 99 0-10 22 5 1,3 4,5 6,5 190 i Cross-section 2 - arable field 100 30-40 24 6 0,4 5,0 5,0 150 101 60-70 22 9 0,3 5,2 4,1 170 Transekt 2 - zagajnik olszowy XV 111 0-10 26 3 4,0 4,5 27,1 2740 Cross-section 2 - alder grove 112 40-50 27 9 0,3 5,2 7,7 660 113 70-80 39 17 0,3 5,4 12,4 710 IV Hałdy żużla I 133 5-0 Nie oznaczono 3,6 38,4 1200 Ściółki leśne Slag dumps II 137 5-0 Not determined 4,0 ao. 980 Forest litter Hałda skały płonnej Gangue rock spoil III 139 5-0 3,3 35,8 330 Gleby leśne VI 140 7-0 2,8 34,2 27 Forest soils XVI 143 2-0 3,1 32,3 23 XVII 146 2-0 3,8 30,5 270 ; V. Osady denne Transekt I - Cross-section I XVIII 147 0-5 3 2 0,5 7,0 16,5 1380 i Botiom Rejon Sztolni Książęcej ; sediments Vic inity о f К s iążęca Ad it XIX 149 0-5 4 2 0,9 6,4 18,2 1120 Formy arsenu w zanieczyszczonych glebach... Kj Oj

124 A. Kry siak, A. Karczewska RYSUNEK 2. Frakcje As w badanych próbkach gleb doliny Trującej (grupa III), oznaczone metodą sekwencyjnej ekstrakcji według Wenzla i in. [2001] FIGURE 2. As fractions in soils of the Trująca valley (group III) - as examined by sequential extraction according to the method by Wenzel et al. [2001] Udział form arsenu związanych z krystalicznymi tlenkami żelaza (frakcja 4) był znacznie niższy od udziału form okludowanych w tlenkach amorficznych (frakcja 3) we wszystkich utworach z wyjątkiem mineralnych poziomów gleb leśnych doliny Złotego Potoku (grupa Ha). W glebach tych (oprócz gleby antropogenicznie przekształconej w profilu XVII) frakcja związana z krystalicznymi tlenkami żelaza dominowała nad pozostałymi frakcjami, a jej zawartość wahała się w granicach 36,4-59,4%. Wysoką zawartość frakcji 4 stwierdzono ponadto także w ściółkach (grupa Ilb), w pozostałych utworach nie przekroczyła ona 25%. Należy dodać, że w przypadku próbek organicznych, w tym ściółek, nie można stosować takiej samej interpretacji wyników dotyczących form arsenu, jak dla próbek gleb mineralnych. Frakcje zdefiniowane są tu jedynie umownie, na podstawie rodzaju odczynnika ekstrahującego.

Formy arsenu w zanieczyszczonych glebach. 125 Zawartość frakcji rezydualnej w badanych glebach wahała się w szerokich granicach: 1,0-72,3%. N a j wyższe zawartości form rezydualnych stwierdzono w utw orach poflotacyjnych zbiornika (Ic) i w glebie antropogenicznej zlokalizowanej poniżej zbiornika (IHb), zawierającej w profilu namyte osady (32,3-72,3%), najniższe - w utworach pochodzących z hałd żużla (3,4-8,6%) i glebach aluwialnych doliny Trującej (1,0-22,2%). Przeprowadzone badania potwierdziły, że mobilność arsenu w glebach jest ograniczona, a pierw iastek ten podlega silnemu wiązaniu przez fazę stałą gleby. We wszystkich próbkach stwierdzono marginalny udział frakcji łatwo rozpuszczalnej (frakcja 1) oraz niewielki udział form As specyficznie sorbowanych (frakcja 2). Zawartość frakcji potencjalnie podatnych na mobilizację - form łatwo rozpuszczalnych oraz specyficznie związanych - kształtowana jest przez warunki panujące w glebie; wyższa jest w glebach aluwialnych w ykazujących warunki redukcyjne, w porównaniu z utworami dobrze natlenionymi, wyraźnie wyższy udział tych frakcji występuje także w glebach o wysokiej zawartości łatwo podatnej na rozkład materii organicznej. Podobne tendencje opisują także inni autorzy [Masscheleyn i in. 1991; M arin i in. 1993]. W prawie wszystkich utworach dom inującym i form am i As były połączenia z uwodnionymi tlenkami żelaza, co ma szerokie potwierdzenie w literaturze [Bowell 1994; O Neill 1995; Wenzel i in. 2001; Karczewska i in. 2005а]. W badanych utworach arsen występuje głównie w postaci połączeń z amorficznymi (średnio 56%), a w mniejszej ilości - z krystalicznym i tlenkam i żelaza (średnio 17%). Zawartość frakcji rezydualnej waha się w szerokich granicach, średnio wynosi 18%, i najw yższa je s t w utw orach С. О H yj RYSUNEK 3. Udział frakcji 1i 2 w całkowitej zawartości As w poszczególnych grupach gleb - w świetle sekwencyjnej ekstrakcji arsenu metodą wg Wenzla i in. [2001]: 1. Antropogeniczne utwoiy hałdowe (grupa I), 2. gleby leśne doliny Złotego Potoku - poziomy mineralne (grupa IIa),3. ściółki leśne (grupa Ilb), 4. gleby doliny Trującej (grupa III), 5. osady denne (grupa IV) FIGURE 3. Contributions of fraction 1 and 2 in total As concentrations in different groups of soils - as examined by sequential extraction according to the method by Wenzel et al. [2001]: 1. Anthropogenic spoil and dump soils (group I), 2. forest soils in the Zloty Potok valley - mineral horizons (group Ila), 3. organic horizons (forest litter) of soils - (group Ilb), 4. soils in the Trująca valley (group III), 5. bottom sediments (group IV)

126 A. Kry siak, A. Karczewska TABELA 2. Frakcje arsenu w metodzie sekwencyjnej ekstrakcji wg Wenzla i in. [2001] TABLE 2. Arsenie fractions in sequential extraction method by Wenzel et al. [2000] Frakcja - Fraction Odczynnik ekstrahujący - Extracting agent ph N r - N o Nazwa - Name 1 łatwo rozpuszczalna easily soluble 2 specyficznie związana specifically bound 0,05 M (NH4)2S 0 4 naturalne natural 0,05 M N H 4.H 2.PO 4. 6,0 3 związana z amorficz. FeOx bound to amorphous FeOx 4 związana z krystal. FeOx bound to crystalline FeOx 0,2 M szczawian amonowy w ciemności 0,2 M N H -oxalate in darkness 0,2 M szczawian amonowy + 1 M kwas askorbinowy, 95l)C 0,2 M NH4-oxalate + 1 M ascorbic acid, 95 C 3,25 3,25 5 rezydualna -residual нею, 4 - poflotacyjnych oraz w poziomach mineralnych gleb leśnych doliny Złotego Potoku, gdzie zapewne dominują formy arsenu związane z minerałami pierwotnymi. W przypadku gleb doliny Złotego Potoku można to przypisywać naturalnemu geochemicznemu wzbogaceniu tych gleb w arsen. Ekstrakcja sekwencyjna stanowi ważne źródło informacji o ruchliwych i stabilnych formach arsenu w glebie. Znajomość tych form jest niezbędna do przewidywania krótkoi długoterminowych zmian ruchliwości tego pierwiastka w glebach, związanych z potencjalnymi zmianami warunków środowiskowych, np. odczynu lub potencjału redoks. Z uzyskanych danych wynika, że można spodziewać się uruchomienia arsenu w takich warunkach, w których rozłożone zostaną tlenki żelaza - bądź w wyniku działania długotrwałej anaerobiozy, bądź - co wydaje się praktycznie nieprawdopodobne - wskutek radykalnego zakwaszenia środowiska. WNIOSKI 1. Uzyskane wyniki dowodzą ograniczonej podatności arsenu na mobilizację i silnego wiązania przez fazę stałą gleby. 2. Udział łatwo rozpuszczalnych form arsenu w badanych glebach jest niewielki, a zawartość tych form jest kształtowana przez warunki, a zwłaszcza stan natlenienia i odczyn gleby 3. W glebach i osadach dennych arsen występuje przede wszystkim w postaci połączeń z amorficznymi tlenkami żelaza. Taka forma wiązania arsenu stwarza potencjalne ryzyko jego uruchamiania w warunkach skrajnie kwaśnego lub alkalicznego odczynu albo głębokiej anaerobiozy. Niewielkie zmiany odczynu i przejściowe warunki beztlenowe nie powinny powodować znacznego wzrostu mobilności arsenu.

Formy arsenu w zanieczyszczonych glebach. 127 LITERATURA BOWELL R.J. 1994: Sorption of arsenic by iron oxides and oxyhydroxides in soils. Appl. Geochem. 9,3: 279-286. CAPPUYNS V., VAN HERREWEGHE S., SWENNEN R., OTTENBURGS R., DECKERS J. 2002: Arsenic pollution at the industrial site o f Reppel-Bocholt (north Belgium). Sei. Total Env. 295: 217 24. DZIEKOŃSKI T. 1972: Wydobywanie i metalurgia kruszców na Dolnym Śląsku od XIII w. do połowy XX w. Ossollineum, Wrocław. FILGUEIRAS A.V., LAVILLA I., BENDICHO C. 2002: Chemical sequential extraction for metal partitioning in environmental solid samples. J Environ Monit. 4, 6: 823-857. KABATA-PENDIAS A., PENDIAS H. 1999: Biogeochemia pierwiastków śladowych. PWN, Warszawa 1999. KARCZEWSKA A., BOGDA A., GAŁKA В., KRAJEWSKI J. 2005a: Ocena zagrożenia środowiska przyrodniczego w rejonie oddziaływania złoża rud polimetalicznych Żeleźniak (Wojcieszów - Góry Kaczawskie). Wyd. AR we Wrocławiu. KARCZEWSKA A., SZULC A., DUSZYŃSKA D. 2005b: Arsen w glebach leśnych rejonu Złotego Jaru (Góry Złote) na obszarze dawnego górnictwa złota i arsenu. W: Gworek B. (red.): Obieg pierwiastków w przyrodzie: bioakumulacja, toksyczność, przeciwdziałanie. Monografia. Tom III. IOŚ, Warszawa: 22-26. KARCZEWSKA A., BOGDA A., KRYSIAK A. 2007: Arsenie in soils in the areas of former arsenic mining and processing in Lower Silesia, SW Poland. W: Bhattacharya P., Mukherjee A.B., Loeppert R.H. (red.) Arsenic in Soil and Groundwater Environments: Biogeochemical Interactions. Elsevier, Amsterdam: 4 1 1 ^ 4 0. MANFUL G. 1992: Occurrence and geochemical behaviour of arsenic in a gold smelter impacted area in Ghana. PhD dissertation, Centrum voor milieusaneringen an de RUG (wersja dostępna w intemecie) MARIN A.R., MASSCHELEYN P.H., PATRICK JR. W.H. 1993: Soil redox-ph stability of arsenic species and its influence on arsenic uptake by rice. Plant and Soil 152: 245-253. MASSCHELEYN P.H., DELAUNE R.D., PATRICK JR W.H. 1991 : Effect of redox potential and ph on arsenic spéciation and solubility in a contaminated soil. Environ Sei Technol. 25: 1414-1419. NOLAN A.L., LOMBI E., McLAUGHLIN M.J. 2003: Metal bioaccumulation and spéciation in soils: why bother with spéciation? Aust. J. Chem. 637, 56: 77-91. O NEILL P. 1995: Arsenic. W: Alloway B.J. (red.) Heavy metals in soils. Blackie, Glasgow: 83-99. WENZEL W.W., KIRCHBAUMER N., PROCHASKA T., STINGEDER G., LOMBI E., ADRIANO D.C. 2001 : Arsenic fractionation in soils using an improved sequential extraction procedure. Analytica ChemicaActa 436:309-323. Dr hab. Anna Karczewska Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu Instytut Nauk o Glebie i Ochrony Środowiska 50-357 Wrocław, ul. Grunwaldzka 53 e-mail: karcz@ozi. ar wroc.pl