METALE CIĘŻKIE W GLEBACH POWIERZCHNI WZORCOWYCH (GPW) W PUSZCZY BIAŁEJ

ROCZNIKI GLEBOZNAWCZE TOM LI NR 3/4 WARSZAWA 2000:85-95 WOJCIECH KWASOWSKI, JÓZEF CHOJNICKI, MAŁGORZATA OKOŁOWICZ, TERESA KOZANECKA METALE CIĘŻKIE W GLEBACH POWIERZCHNI WZORCOWYCH (GPW) W PUSZCZY BIAŁEJ Katedra Nauk o Środowisku Glebowym, Zakład Gleboznawstwa SGGW w Warszawie WSTĘP Pierw iastki śladowe w glebach są jednym z kryteriów oceny zm ian w środowisku. Nagromadzenie oraz ich rozmieszczenie w profilu glebowym jest zależne od trzech czynników: litogenicznego, pedogenicznego i antropogenicznego. D ziałalność gospodarcza człow ieka zdecydow anie wpływa na zwiększenie ich stężenia w glebach, co może spowodować pobieranie tych składników przez organizmy żywe w ilościach nadmiernych. Końcowym efektem może być naruszenie biochemicznej równowagi i włączenie metali ciężkich do innych elementów biosfery. Określenie więc zawartości i profilowego rozm ieszczenia pierwiastków śladow ych w glebach jest odzwierciedleniem aktualnego stanu środow iska przyrodniczego. Celem pracy było określenie wpływu działalności człowieka na gleby Puszczy Białej poprzez ocenę zawartości metali ciężkich w glebach. Badano również wpływ niektórych właściwości gleb i zachodzących w nich procesów glebotwórczych na zawartość i rozm ieszczenie w profilu badanych pierwiastków. MATERIAŁ I METODY Badania przeprow adzono w glebach Powierzchni W zorcowych Lasów Państwowych, nadleśnictw W yszków i Ostrów Mazowiecka. Glebowe Powierzchnie W zorcowe (GPW) zostały wytypowane przez nadleśnictwa w końcu lat siedemdziesiątych na podstaw ie wcześniejszego opracowania pt. Zasady zagospodarowania i urządzania glebowych powierzchni wzorcowych w lasach państwowych przygotow anego przez Podkom isję Gleb Leśnych V Komisji Polskiego T ow arzystwa Gleboznawczego. Cel GPW [Prusinkiewicz i in. 1977, Prusinkiewicz 1988, Zielony i Chojnicki 1996] polegał na zabezpieczeniu wzorców gleb typowych dla danego regionu przed sztucznie wywołanymi zmianami w ich morfologii oraz właściwościach fizycznych, chemicznych i biologicznych. Była to odpowiedź na postępującą degradację środowiska oraz wzrastające w lasach nawożenie m ine-

86 W. Kwasowski, J. Chojnicki, M. Okolowicz, T. Kozanecka ralne, stosowanie insektycydów i innych szkodliwych substancji chemicznych oraz odwadniające m elioracje wodne. Na obszarze badanych powierzchni dominowały: gleby rdzawe, opadowo-glejowe, gruntowo-glejowe, czarne ziemie i glejobielicowe. Na terenie najniżej położonym najczęściej występowały płytkie gleby torfowo-murszowe. Gleby rdzawe i czarne ziemie wytworzyły się z piasków słabo gliniastych, natomiast gleby glejowe i glejobielicowe wykazywały uziarnienie glin lekkich odgórnie spłaszczonych. Próbki glebowe pobrano z czternastu profili. Pierwiastki śladowe i żelazo w glebie oznaczono w 2 0 % kwasie solnym po uprzednim spopieleniu substancji organicznej w temperaturze 500 C. Zawartość badanych pierwiastków oznaczono techniką ASA. Skład granulometryczny gleb określono metodą areometryczną Casagrande a w modyfikacji Prószyńskiego. Substancję organiczną oznaczono metodą Tiurina. Uzyskane wyniki opracowano statystycznie i przedstawiono w postaci współczynników korelacji liniowej (r). WYNIKI BADAŃ Analizowane gleby wykazywały zawartość manganu rozpuszczalnego w 20% HC1 w zakresie od 11 do 1340 mg/kg s.m. We wszystkich typach badanych gleb mineralnych pierwiastek ten wykazuje wyraźną akumulację w poziomach ściółki. W tych poziomach jest go od 2- do 42-krotnie więcej niż w skale macierzystej. Podobnie w glebach torfowo-murszowych odnotowano nieznaczną koncentracje tego metalu w poziomach wierzchnich, a wskaźnik rozmieszczenia wyliczony ze stosunku zawartości pierwiastka w danym poziomie do jego zawartości w skale macierzystej wynosił 1,4. Analiza statystyczna nie wykazała zależności pomiędzy ilością m anganu a ilością części spławialnych i węgla organicznego. Zawartość cynku w badanych glebach waha się od 9 do 140 mg/kg s.m. W glebach rdzawych właściwych, czarnych ziemiach, glebie glejobielicowej w łaściwej i gruntowo-glejowej największa koncentracja Zn przypada na wierzchnie poziomy organiczne O i poziomy mineralno-organiczne A. W poziomach ściółki gleb rdzawych wskaźnik rozmieszczenia mieści się w granicach od 1,55 do 6,78, w czarnych ziemiach od 1,12 do 5,00, w glebie glejobielicowej 2,61, a gruntowoglejowej 3,29. W poziomach akumulacji próchnicy czarnych ziem zauważa się rów nież tendencję do biologicznej akumulacji cynku, a wskaźnik jego nagrom a dzenia wynosi 1,06-2,48. W e wszystkich glebach mineralnych współczynniki korelacji w skazują na dodatnią zależność pom iędzy ilością cynku i części spławialnych (tab. 2). Odmienną sytuację stwierdzono w glebie opadowo-glejowej profilu 9, gdzie najwięcej cynku znajduje się w poziomie glejowym IIGg. W glebach organicznych nie stwierdzono kumulacji cynku, a największe jego ilości odnotow ano w poziom ie skały podścielającej DG. W analizowanych glebach zawartość miedzi wahała się od 1,2 do 16,1 mg/kg s.m. gleby. W e wszystkich glebach m ineralnych stwierdzono tendencję do akumulacji miedzi w poziomach organicznych O, a wskaźnik rozmieszczenia waha się od 1,39 do 5,93 (tab. 1). Rozm ieszczenie ołowiu w profilach glebowych jest zbliżone do rozm ieszczenia m iedzi. N ajwiększą jego koncentrację stwierdza się w poziom ach organicznych O, w których jest od ok. 2 - do 1 1 -krotnie więcej ołowiu niż w skale m acierzystej. Rów nież w poziom ach próchnicznych odnotowano nagrom adzenie

TABELA 1. Zawartość, wskaźnik rozmieszczenia pierwiastków śladowych i żelaza w glebach oraz niektóre ich właściwości fizyko-chemiczne TABLE 1 Content, distribution index of trace elements and iron in soils and some of their physico-chemical properties No* Głębokość Depth [cm] Poziom genetyczny Genetic horizon Fe Mn Zn Cu Pb Cr Cd Fe Mn Zn Cu Pb Cr Cd C-org Frakcja 0<O,O2 Fraction 0<O,O2 [%] [mg/kg s.m. - of d.m.] wskaźnik rozmieszczenia** [%] Gleby rdzawe właściwe - proper rusty soils 1. 0-1 Ol 0,12 610 28 7,3 20 15 0,50 0,44 12,20 1,55 3,48 5,71 2,14 3,33 29,59-1-7 Ofh 0,21 123 16 4,7 29 8 0,50 0,78 2,46 0,89 2,24 8,29 1,14 3,33 19,23-7-17 A 0,21 54 24 6,3 11 6 0,16 0,78 1,08 1,33 3,00 3,14 0,86 1,07 2,26 10 17-54 Bv 0,31 67 25 2,1 4 7 0,20 1,15 1,34 1,38 1,00 1,14 1,00 1,33 0,46 7 54-70 BvC 0,36 73 21 2,2 4 8 0,16 - - - - - - - 0,13 6 70-100 С 0,18 27 15 2,0 3 6 0,14 - - - - - - - 0,02 2 2. 0-1 Ol 0,12 1075 122 7,8 19 17 1,00 0,60 32,58 6,78 1,39 3,80 2,83 3,13 31,02-1-2 Ofh 0,23 290 54 5,2 29 16 0,70 1,15 8,79 3,00 0,93 5,80 2,67 2,19 20,43-2-10 A 0,22 51 24 4,8 20 4 0,16 1,10 1,54 1,33 0,86 4,00 0,67 0,50 2,65 10 10-18 Bvl 0,38 89 24 2,3 7 5 0,22 1,90 2,70 1,33 0,41 1,40 0,83 0,69 0,78 6 18-45 Bv2 0,38 47 32 2,5 5 6 0,40 1,90 1,42 1,78 0,45 1,00 1,00 1,25 0,26 3 45-80 С 0,20 33 18 5,6 5 6 0,32 - - - - - - - 0,06 6 3. 0-1 Ol 0,10 560 67 8,7 20 10 0,90 0,39 12,73 3,83 4,05 5,00 1,43 5,00 32,60-1-2 Ofh 0,19 625 75 7,9 36 7 1,10 0,74 14,20 4,29 3,67 9,00 1,00 6,11 27,70-2-9 A 0,23 44 24 1,9 10 5 0,26 0,90 1,00 1,37 0,88 2,50 0,71 1,44 1,63 9 9-17 Bvl 0,32 48 25 1,7 4 5 0,27 1,25 1,09 1,43 0,79 1,00 0,71 1,50 0,50 8 17-35 Bv2 0,30 50 18 2,7 4 6 0,18 1,18 1,14 1,03 1,26 1,00 0,86 1,00 0,16 6 35-55 Bv3 0,29 57 17 2,0 4 5 0,16 1,14 1,29 0,97 0,93 1,00 0,71 0,89 0,10 5 55-110 Bv3C 0,30 47 17 2,1 4 7 0,17 - - - - - - - 0,13 4 110-150 С 0,21 41 18 2,2 4 7 0,19 - - - - - - - 0,07 1 *No - Profil - Profile No ** Wskaźnik rozmieszczenia obliczony ze stosunku zawartości pierwiastka w danym poziomie do jego średniej zawartości w skale macierzystej - Distribution index calculated on the basis of ratio of element in the given horizon to its mean content in parent rock. Metale ciężkie w glebach powierzchni wzorcowych (GPW) w Puszczy Białe[

TABELA 1 cd. - TABLE 1 continued No* Głębokość Depth [cm] Poziom genetyczny Genetic horizon Gleba glejobielicowa - podzolic gley soil Fe Mn Zn Cu Pb Cr Cd Fe Mn Zn Cu Pb Cr Cd C-org Frakcja 0<O,O2 Fraction 0<O,O2 [%] [mg/kg s.m. - of d.m.] wskaźnik rozmieszczenia** [%] 4. 0-1 01 0,09 877 64 7,3 21 9 0,90 0,15 28,29 2,61 1,01 3,50 0,60 3,60 35,18-1-2,5 Of 0,13 465 78 5,9 68 6 0,80 0,22 15,00 3,18 0,81 11,33 0,40 3,20 30,90-2,5-3,5 Oh 0,22 190 63 5,7 33 15 0,70 0,38 6,13 2,57 0,78 5,50 1,00 2,80 27,00-3,5-13 A 0,18 24 27 2,4 19 6 0,32 0,31 0,77 1,10 0,33 3,17 0,40 1,28 6,32 14 13-18 Ees 0,11 15 17 2,6 8 4 0,22 0,19 0,48 0,69 0,36 1,33 0,27 0,88 1,21 15 18-27 Bhfe 0,32 19 22 2,6 10 10 0,23 0,55 0,61 0,90 0,36 1,67 0,67 0,92 2,49 13 27-35 Bfe 0,35 20 21 3,2 6 11 0,22 0,60 0,65 0,86 0,44 1,00 0,73 0,88 0,71 16 35-48 HGg 0,43 29 21 6,2 5 12 0,18 - - - - - - - 0,09 22 48-150 IIGg 0,74 33 28 8,3 7 18 0,32 - - - - - - - 0,04 25 Czarne ziemie zdegradowane - degraded black earth 5. 0-1 01 0,08 1052 45 7,0 10 10 0,60 0,44 42,08 2,64 4,12 3,33 1,67 6,00 37,09 _ 1-2,5 Ofh 0,05 738 45 6,4 23 5 0,70 0,28 29,52 2,64 3,76 7,67 0,83 7,00 27,76-2,5-18 A 0,17 37 18 1,8 9 5 0,14 0,94 1,48 1,06 1,66 3,00 0,83 1,40 1,71 12 18-40 Go 0,28 126 16 2,4 5 7 0,21 1,56 5,04 0,94 1,41 1,67 1,17 2,10 0,86 10 18-52 Gor 0,41 166 17 2,2 5 9 0,30 2,28 6,64 1,00 1,29 1,67 1,50 3,00 0,18 5 52-110 Gr 0,18 25 17 1,7 3 6 0,10 - - - - - - - 0,00 4 6. 0-2 01 0,15 160 80 8,2 20 9 0,70 1,36 13,90 5,00 4,82 6,67 2,57 3,89 25,0 _ 2-40 A 0,13 29 18 2,8 10 5 0,21 1,18 2,52 1,12 1,65 3,33 1,43 1,17 3,0 13 40-95 С 0,10 11 17 1,8 3 3 0,18 - - - - - - - 0,03 3 95-140 CG 0,12 12 15 1,6 3 4 0,18 - - - - - - - 0,08 4 Czarna ziemia murszasta -- mucky black earth 7. 0-2 01 0,23 515 74 11,2 15 7 1,10 2,42 6,69 1,56 1,55 5,00 1,17 4,78 30,22 _ 2-17 Al 0,75 102 118 8,7 26 10 0,80 7,89 1,32 2,48 1,21 8,67 1,67 3,48 9,06 24 17-40 A2 0,40 48 102 5,2 14 9 0,56 4,21 0,62 2,15 0,72 4,67 1,50 2,43 8,61 13 40-67 AC 0,08 14 80 12,6 2 6 0,30 - - - - - - - 3,43 6 67-110 CG 0,11 140 15 1,8 4 6 0,16 - - - - - - - 0,15 5 oo Oc W. Kwasowski, J. Chojnicki, M. Okołowicz, T. Kozanecka

TABELA 1 cd. - TABLE 1 continued No* Głębokość Depth [cm] Poziom genetyczny Genetic horizon Fe Mn Zn Cu Pb Cr Cd Fe Mn Zn Cu Pb Cr Cd C-org Frakcja 0<O,O2 Fraction 0<O,O2 [%] [mg/kg s.m. - of d.m.] wskaźnik rozmieszczenia** [%] Gleba gruntowo-glejowa - proper *ley soil 8. 0-1 Ol 0,49 727 56 8,3 22 11 1,00 3,27 38,26 3,29 5,93 5,50 1,83 8,33 18,59-1-17 A 0,17 71 18 1,9 12 8 0,25 1,13 3,74 1,06 1,36 3,00 1,33 2,08 6,65 13 17-50 Gor 1,27 104 22 2,4 6 15 0,36 8,47 5,47 1,29 1,71 1,50 2,50 3,00 0,09 9 50-65 Gr 0,15 19 17 1,4 4 6 0,12 - - U - - - - 0,02 4 Gleba opadowo-glejowa - pseudogley soil 9. 0-5 Olfh 0,07 705 98 16,1 20 14 1,30 0,23 7,83 0,70 4,13 0,77 0,78 1,86 44,10-5-22 A 0,28 171 126 1,5 3 6 0,20 0,90 1,90 0,90 0,38 0,12 0,33 0,29 2,80 10 22-40 Cg 1,50 90 128 1,9 2 10 0,10 4,84 1,00 0,91 0,49 0,08 0,55 0,14 0,30 20 40-134 IIGg 2,97 90 128 1,4 24 10 0,20 9,58 1,00 0,91 0,36 0,92 0,55 0,29 0,15 35 134-150 HGg 0,31 90 140 3,9 26 18 0,70 - - - - - - - 0,31 26 Gleby torfowo-murszowe -- peat-muck soils 10. 1-18 Mt 0,15 455 69 10,2 31 8 2,80 0,65 1,42 0,99 6,00 4,43 2,67 14,00 26,15-18-35 Mt 0,68 205 31 8,0 17 20 1,50 2,96 0,64 0,44 4,71 2,43 6,67 7,50 13,30-35-52 Otni 1,08 80 13 9,8 10 20 1,50 4,70 0,25 0,18 5,76 1,43 6,67 7,50 21,39-52-80 Otni 0,49 50 9 4,6 10 8 0,50 2,13 0,16 0,13 2,71 1,43 2,67 2,50 9,85-80-100 DG 0,23 321 70 1,7 7 3 0,20 - - - - - - - 0,42 3 11. 0-10 AM 0,16 394 70 9,8 44 10 2,40 0,57 1,46 0,83 2,33 5,50 2,50 6,00 15,51-10-20 Mt 0,46 282 41 7,9 12 14 1,60 1,64 1,05 0,49 1,88 1,50 3,50 4,00 13,92-20-37 Mt 0,97 199 32 7,6 12 13 1,40 3,46 0,74 0,38 1,81 1,50 3,25 3,50 11,09 - >37 DG 0,28 269 84 4,2 8 4 0,40 - - - - - - - 0,35 10 Metale ciężkie w glebach powierzchni wzorcowych (GPW) w Puszczy Białei oo V C

90 W. Kwasowski, J. Chojnicki, M. Okołowicz, T. Kozanecka tego pierwiastka, którego jest od 1,04- do 8,67-krotnie więcej niż w skale m acierzystej. W glebie opadowo-glejowej profilu 9 zawartość Pb układała się odmiennie i największą jego ilość zawiera najgłębiej leżący w profilu poziom odgórnie oglejonej podścielającej skały macierzystej IIGg. W glebach organicznych zaw artość ołowiu i miedzi maleje wraz ze wzrostem głębokości w profilu. Analiza statystyczna wskazuje na istotną korelację pomiędzy zawartością obu tych metali we wszystkich glebach z ilością węgla organicznego. W spółczynniki korelacji wskazują na zależność rozmieszczenia Pb w glebach a ilością części spławialnych (tab. 2). Badane gleby zawierają od 3 do 20 mg chromu w kg s.m. gleby. Duży wskaźnik rozmieszczenia chromu w glebach rdzawych, czarnych ziemiach oraz w glebie gruntowo-glej owej wykazują poziomy organiczne O, w których waha się on od 1,00 do 2,83. Niewielkie nagromadzenie tego pierwiastka stwierdzono również w poziom ach próchnicznych czarnych ziem i w glebie grunto wo-glej owej. N atom iast w glebie glejobielicowej i glebie opadowo-glejowej nie odnotowano w zrostu zawartości chromu w poziomach powierzchniowych, największe jego ilości występują w najgłębiej położonych poziom ach glejowych. W glebach m ineralnych analiza statystyczna wykazała dodatnią korelację pomiędzy ilością części spławialnych i zawartością chromu (tab. 2).W glebach torfowo-murszowych zawartość chromu we wszystkich poziomach organicznych jest znacznie wyższa od ilości tego pierw iastka w poziom ach skały podścielającej, a wskaźnik rozm ieszczenia waha się od 2,50 do 6,67. Zawartość kadmu w rozpatrywanych glebach waha się od 0,10 do 2,80 mg/kg s.m. gleby. W e wszystkich glebach zarówno mineralnych, jak i organicznych maksimum nagromadzenia stwierdzono w wierzchnich poziomach organicznych. W skaźnik rozmieszczenia wynosi: dla gleb rdzawych 2,19-6,11, czarnych ziem 3,89-7,00, gleb glejowych 1,86-8,33, a dla gleby glejobielicowej 3,60. W glebach organicznych stwierdzono najwyższą koncentrację kadmu w poziom ach pow ierzchniowych wynoszącą od 2,40 do 2,80 mg/kg s.m. gleby, co stanowi od 6- do 14-krotnie więcej tego pierwiastka niż w skale macierzystej. W spółczynniki korelacji wskazują, iż zawartość kadmu jest istotnie skorelowana zarówno z ilością węgla organicznego, jak i części spławialnych (tab. 2.). TABELA 2. Współczynniki korelacji między ogólną zawartością pierwiastków śladowych i żelaza a niektórymi właściwościami gleb TABLE 2. Coefficiens of corelation between the total content of trace elements and iron and some properties of soils Fe Mn Zn Cu Pb Cr Cd Gleby mineralne - Mineral soils Corg. Particles 0 <0,02 mm -0,0487 0,6288* -0,0572 0,0007 Gleby organiczne - Organic soils 0,1869 0,4492* 0,3979* 0,2746 0,5319* 0,6150* 0,0781 0,6164* 0,5666* 0,4114* Corg. 0,1997 0,1367-0,4666 0,9088* 0,5581** 0,5357 0,8697* *P = 0,01 ; **P = 0,05

Metale ciężkie w glebach powierzchni wzorcowych (GPW) 91 w Puszczy Białej Zawartość żelaza rozpuszczalnego w 20% HC1 w analizowanych glebach waha się od 0,04 do 2,97% s.m. W glebach rdzawych właściwych najniższe zawartości tego metalu stwierdzono w wierzchnich poziomach gleb, czyli w poziomach ściółki i akumulacji próchnicy. W yraźną akumulację pierwiastek ten wykazuje w poziomach rdzawienia Bv, wskaźnik rozmieszczenia żelaza dla tych poziomów waha się od 1,12 do 1,91. W profilu 7 opisującym czarną ziemię murszastą największą zawartość żelaza odnotowano w poziomie próchnicznym, a wskaźnik rozm ieszczenia wynosił 7,89. N ieco inną sytuacje stwierdzono w glebach glejowych, czarnej ziemi zdegradowanej profilu 5 oraz glebie glejobielicowej, w których największe nagrom adzenie żelaza dochodzące do 2,97% wykazywały poziomy glejowe przy wskaźniku rozm ieszczenia od 2,28 do 9,59. O bliczone współczynniki korelacji wskazują, że zawartość żelaza w om aw ianych glebach mineralnych jest istotnie skorelowana z ilością części spławialnych (tab. 2). W glebach torfowo-murszowych najwięcej żelaza przypada na poziomy nad lustrem wody gruntowej. W spółczynniki rozmieszczenia w tych poziomach wynoszą 3,43-4,75. DYSKUSJA Gleby rdzawe właściwe wytworzone z piasków luźnych i słabogliniastych zawierają niewielkie ilości Mn, Zn, Cu, Pb, Cr, i Cd w poziomach mineralnych profilu glebowego. Najwięcej metali ciężkich występuje w poziomach ściółki i jest ich średnio od 1,5- do 32,5-krotnie więcej niż w skale m acierzystej (tab. 1). Żelazo i mangan w analizowanych glebach rdzawych właściwych wykazują tendencje do akumulacji w poziomach rdzawienia Bv. Zbliżoną sytuację opisują inni autorzy [Kuźnicki i in. 1978] omawiając gleby Puszczy Białej. Również w glebach rdzawych Kampinoskiego Parku Narodowego Konecka-Betley i in. [1994] wskazują na niewielką koncentrację żelaza w poziomach Bv. Skłodowski i M aciejew ska [1986] analizując gleby rdzawe terenów leśnych G ór Św iętokrzyskich zwracają uwagę, że w procesie kształtowania tych gleb w wyniku rozkładu m aterii organicznej uwalniany jest mangan, który w glebach kwaśnych przem ieszczany jest do głębszych poziomów Bv, gdzie wiąże się z przemieszczonymi rów nież w tym procesie tlenkami żelaza. Inną sytuację stw ierdzono w glebie glejobielicowej wytworzonej z gliny piaszczystej (profil 4) oraz w glebie opadowo-glejowej z gliny średniej (profil 9) (tab. 1 ), gdzie w dolnej części profili odnotowano nagromadzenie niektórych metali, a w szczególności cynku, miedzi, chromu i ołowiu. Takie rozmieszczenie należy w iązać z większą zasobnością skały m acierzystej. W yniki te potw ierdzają obliczone współczynniki korelacji wskazujące na dodatnią zależność pom iędzy zawartością Fe, Zn, Pb, Cr i Cd a ilością części spławialnych w glebach (tab. 2). Czarne ziemie zdegradowane oraz gleba gruntowo-glejowa podobnie jak gleby rdzawe charakteryzują się największą zawartością metali śladowych w poziomach ściółki i akumulacji próchnicy A. Jedynie żelazo w głębszych poziomach profili 5 i 8 ulega wyraźnej akumulacji na skutek zachodzących procesów glejowych, co należy wiązać z wytrącaniem żelaza w wyniku procesów oksydacyjnych. W czarnej ziemi murszastej znaczne nagrom adzenie wszystkich analizow anych m e tali stwierdzono w poziomie Aa. Poziom ten wytworzony jest z gliny lekkiej, co

92 W. Kwasowski, J. C hojnickim. Okołowicz, T. Kozanecka prawdopodobnie wraz z dopływem materii organicznej ściółki jest przyczyną kum ulacji pierwiastków w tej części profilu. W glebach torfowo-murszowych Zn, Cu, Pb, i Cd gromadzą się głównie w poziomach powierzchniowych, a ich ilość maleje wraz ze wzrostem głębokości w profilu. Żelazo i chrom kumulują się w środkowej części profilu nad lustrem wody gruntowej. Podobne rozmieszczenie metali w profilu gleb torfowo-murszowych opisują inni autorzy [Konecka-Betley i in. 1994, Okołowicz 1999] uznając, iż nieco wyższa zawartość chromu i żelaza może być wywołana dopływem tych składników z wodami. Analiza statystyczna prócz wpływu części spławialnych na zawartość metali w glebie, wykazała dodatnią-korelację pomiędzy ilością węgla organicznego a ilością Cu, Pb i Cd (tab. 2). Najwięcej metali ciężkich niezależnie od typu gleby występuje w poziomach ściółki. Takie rozmieszczenie metali ciężkich w profilu glebowym opisuje wielu autorów [Kociałkowski,Dzięciołowski 1976, Czarnowska i in. 1983,Kabata-Pendias, Pendias 1993, Konecka-Betley i in. 1999]. O zawartości większości pierw iastków śladowych w poziomie ściółki decyduje naturalna ilość metali zawarta w igliwiu, gałązkach i niektórych roślinach [Prusinkiewicz i in. 1974, Skłodowski i in. 1988, Czępińska-Kamińska, Janowska 1999], wynikająca z biogeochemicznego obiegu pierwiastków w ekosystemie leśnym. Należy zwrócić uwagę, iż poziom ten jest także znacznie wzbogacony w metale, w szczególności w Pb, Cd i Cr dostające się do gleby w wyniku opadu pyłów pochodzących z przemysłowej działalności człowieka [Czarnowska 1978, Skłodowski, M aciejew ska 1986, K o necka-betley i in. 1994]. Rozpatrując zawartości metali ciężkich w glebach Puszczy Białej oraz w glebach Kampinoskiego Parku Narodowego [Czarnowska i in. 1983, Czarnowska, Gworek 1992, Konecka-Betley i in. 1994] i innych parków narodowych [Kociałkowski, Dzięciołowski 1976, Grodzińska 1980], stwierdzono iż gleby leśne tych terenów zawierają zbliżone ilości metali śladowych, które są znacznie niższe niż w glebach leśnych z obrzeża W arszawy [Czarnowska i in. 1983]. Porównując natom iast zawartość Cd w ściółkach Puszczy Białej, Kam pinoskiego Parku N a rodow ego [Czarnowska, Gw orek 1992] oraz gleb leśnych rejonu Gór Św iętokrzyskich [Skłodowski, M aciejewska 1986] z nagromadzeniem w glebach leśnych obrzeża W arszawy nie obserwujemy istotnych różnic. Należy sądzić, że wzrost zawartości kadmu w tych glebach jest wynikiem oddziaływ ania zanieczyszczonego pow ietrza o zasięgu globalnym. Oceniając zawartość metali ciężkich przy uwzględnieniu opracowanych przez Kabatę-Pendias i in. [1995] norm oceny chemicznego zanieczyszczenia gleb sporządzonych dla gleb użytków rolnych należy uznać gleby Puszczy Białej za niezanieczyszczone, o naturalnej zawartości pierwiastków śladowych. Jedynie nieznacznie zwiększoną zawartości cynku stwierdzono w glebie opadowo-glejowej profilu 9 oraz poziomach wierzchnich kilku profili. Stwierdzono również wzrost ilości kadmu w poziomach ściółki trzech profili gleb mineralnych oraz w pow ierzchniow ych poziom ach gleb organicznych. Otrzymane wyniki są zgodne z badaniami przedstawionymi w literaturze, należy jednak zaznaczyć, na co zwracają uwagę inni autorzy, iż brak jest norm zawartości metali śladowych w glebach leśnych pozwalających określić ich chemiczne przekształcenia, a ocena oparta na normach przygotowanych dla gleb użytkow anych rolniczo jest dyskusyjna.

Metale ciężkie w glebach powierzchni wzorcowych (GPW) 93 w Puszczy Białej WNIOSKI 1. Poziomy mineralne analizowanych gleb GPW Puszczy Białej charakteryzują się niską zawartością pierwiastków śladowych i żelaza w porównaniu z poziomami organicznym i. 2. W wierzchnich organicznych poziom ach niektórych gleb stw ierdzono nieznacznie podwyższoną zawartość cynku do 140 mg/kg. s.m. gleby i kadmu do 2,80 mg/kg. s.m. gleby. 3. Analiza statystyczna wykazała dodatnią korelację pomiędzy ilością części spławialnych i zawartością Fe, Zn, Pb, Cr i Cd oraz ilością węgla organicznego i zawartością Cu, Pb i Cd w glebach. 4. W yraźny wpływ na profilowe rozmieszczenie badanych pierwiastków wykazał gruntow o-glejow y proces glebotwórczy, natom iast nieznaczny wpływ - procesy rdzaw ienia i odgórnego oglejenia. 5. Badane gleby GPW Puszczy Białej można zaliczyć do gleb o naturalnej zawartości metali ciężkich, o nieznacznie wzbogaconych poziom ach w ierzchnich. LITERATURA CZARNOWSKA K. 1978: Zmiany zawartości metali ciężkich w glebach i roślinach z terenu Warszawy jako wskaźnik antropogenizacji środowiska. Zesz. Nauk. SGGW-AR, Rozpr. nauk. 106: ss.71. CZARNOWSKA K., GW OREKB., KOZANECKA T. 1983: Zawartość metali ciężkich w glebach i mchu Kampinoskiego Parku Narodowego. (W:) Wpływ działalności człowieka na środowisko glebowe w Kampinoskim Parku Narodowym. Wyd. SGGW-AR, Warszawa: 123-137. CZARNOW SKA K., GWOREK B. 1992: Heavy metal content of moss from Kampinos National Park in Poland. Enviromental Geochemistry and Health 14(1): 9-14. CZĘPIŃSKA-KAMIŃSKA D., JANOWSKA E. 1999: Wpływ dróg szybkiego ruchu na poziomy powierzchniowe gleb leśnych. Sylwan 143,4: 45-55. GRODZIŃSKA K., 1980: Zanieczyszczenie polskich parków narodowych metalami ciężkimi. Ochr. Przyr. 43: 9-27. KABATA-PENDIAS A., PENDIAS H. 1993: Biogeochemia pierwiastków śladowych. PWN, Warszawa: 53-59. KABATA-PENDIAS A., PIOTROWSKA M., MOTOWICKA-TERELAKT., MALISZEWSKA- KORDYBACH B., FILIPIAK K., KRAKOWIAK A., PIETRUCH Cz. 1995: Podstawy oceny chemicznego zanieczyszczenia gleb. Bibl. Monitoringu Środowiska. Warszawa: 1-41. KOCI ALKO W S KI Z., DZIĘCIOŁOWSKI W. 1976: Mikroskładniki w glebach bielicowych murszastych w Słowińskim Parku Narodowym. Rocz. Glebozn. 21,A: 43-56. KONECKA-BETLEY K., CZĘPIŃSKA-KAMIŃSKA D., JANOWSKA E. 1994: W łaściwości fizykochemiczne i chemiczne gleb w Kampinoskim Parku Narodowym (stan na rok 1991 ). (W:) Prognozowanie przemian właściwości gleb Kampinoskiego Parku Narodowego na tle innych komponentów środowiska przyrodniczego. Fundacja Rozwój SGGW, Warszawa: 17-70. KONECKA-BETLEY K., CZĘPIŃSKA-KAMIŃSKA D., JANOWSKA E. 1999: Przemiany pokrywy glebowej w Kampinoskim Parku Narodowym (1991-1994). Rocz. Glebozn. 50, 4: 5-29. KUŹNICKI F., BIAŁOUSZ S., KAMIŃSKA H., OSZMIAŃSKA M., SKŁODOWSKI P., ZIE- MIŃSKA A., ŻAKOWSKA H. 1978: Typologia gleb wytworzonych z piasków Puszczy Białej w nawiązaniu do geomorfologii terenu. Rocz. Nauk Roi. seria D-monografie 166: 57-86. OKOŁOWICZ M. 1999: Gleby organiczne torfowiska Pożary w Puszczy Kampinoskiej. Rocz. Glebozn. 50, 4: 65-80.

94 W. Kwasowski, J. Chojnicki, M. Okołowicz, T. Kozanecka PRU S IN KIE WICZ Z., DZIADOWIEC H., JAKUBUSEK M. 1974: Zwrot do gleby pierwiastkówbiogenów z opadem roślinnym w lesie liściastym i mieszanym na luźnych glebach piaskowych. R oczg lebozn. 25, 3: 237-245. PRUSINKIEWICZ Z., CZAPIEWSKI S., WIECZOREK J. 1977: Zasady zagospodarowania i urządzania glebowych powierzchni wzorcowych w lasach państwowych. NZLP i PTG, Warszawa. PRUSINKIEWICZ Z. 1988: Glebowe powierzchnie wzorcowe i możliwości ich wykorzystania dla celów monitoringu środowiska przyrodniczego. Materiały Sympozjum w Jabłonnej, PTG 1986: 336-338. SKŁODOWSKI P., MACIEJEWSKA A. 1986: Pierwiastki śladowe w glebach rdzawych wytworzonych z piaskowców triasowych. Rocz. Glebozn. 37,1: 67-78. SKŁODOWSKI P., MACIEJEWSKA A., SZAFRANEK A. 1988: Wpływ procesu bielicowania na rozmieszczenie pierwiastków śladowych w profilach gleb bielicowych. Rocz. Glebozn. 39,4: 113-128. ZIELONY R., CHOJNICKI J. 1996: Glebowe powierzchnie wzorcowe - historia, stan obecny, perspektywy. Sylwan 140,12: 83-87.

Metale ciężkie w glebach powierzchni wzorcowych (GPW) 95 w Puszczy Białej WOJCIECH KWASOWSKI, JÓZEF CHOJNICKI, MAŁGORZATA OKOŁOWICZ, TERESA KOZANECKA HEAVY METALS CONTENT IN STANDARD SOIL PLOTS OF THE PUSZCZA BIAŁA FOREST Department of Soil Enviroment Sciences, Division of Soil Science, Warsaw Agricultural University SU M M A RY Concentration and profile distribution of heavy metals as indicator of soils contamination in proper rusty soils, black earths, proper gley solis, pseudogley soils, podzolic gley soils, and peat-muck soils formed from glacial deposited m aterials of Puszcza Biała Forest was investigated. In soil samples taken from 14 profiles determined were: mechanical com position by aerometric method, organic carbon by Tiurin s method, soil ph was measured electrometrically by using of glass electrode. Content of heavy metals was determined in extracts of concentrated acid (20% HC1) by atomic absorption spectrophotom etry (AAS). The results were presented in mg kg- 1 of dry weight. Proper rusty soils and black earths were mostly developed from weakly loamy sands, unlike gley and podzoilc gley soils which were developed from light loams. The investigated soils showed the natural content of the trace elements. The highest content of Mn, Zn, Cu, Pb were found in upper litter (ecto-humus) horizons of soil profiles. In five profiles accumulation of zinc was slightly higher (>100 mg kg-1 dry wt.) than the natural concentration estimated in Polish forest soils. The content of chromium (< 25 mg kg-1 dry wt) characteristic for non-contaminated soils was found in all studied profiles. Also mineral soils contain natural amounts of cadmium, however some litter horizons contain more than 1 mg kg-1 dry wt of the element. The highest cadium accumulation 2.8 mg kg- 1 in surface horizon of peat-muck soil was observed. Generally the content of Cr and Cd shows the follow ing descending trend: organic soil > litter horizons > mineral soils. Statistical analysis of results indicated the significant correlation between the amount of Fe, Zn, Pb, Cr, Cd and particles <0.02 mm as well as between the content of Cu, Pb, Cd and organic carbon. The study indicated distinct influence of the gley soil-forming process on soil profile distribution of trace elements. The accumulation of the elements in Go and Gor horizons of degraded black earths and proper gley soil was stated. However rusty and pseudogley soil-forming processes show much lower influence on the soil profile distribution of the elements. Their slight accumulation occurs in Bv horizons of rusty soils and Gg horizons of pseudogley and podzolic gley soils. D r W ojciech K w asow ski, K atedra Nauk o Środow isku G lebow ym SGGW, 02-528 W arszawa, ul. R akow iecka 26/30 Praca w płynęła do redakcji w maju 2000 r.