ZRÓŻNICOWANIE ZAWARTOŚCI RTĘCI W GLEBACH LEŚNYCH OPOLSZCZYZNY VARIABILITY OF MERCURY CONTENT IN FOREST SOILS OF OPOLE REGION

Podobne dokumenty
w gruntach w zasięgu oddziaływania elektrociepłowni owni Czechnica w Siechnicach.

Katarzyna Szopka*, Anna Karczewska*, Cezary Kabała*, Paweł Jezierski*, Adam Bogacz*

INNOWACYJNY SPOSÓB WAPNOWANIA PÓL

Zróżnicowanie stężenia rtęci w glebach leśnych zachodniej części Pienińskiego Parku Narodowego

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

GLEBOZNAWSTWO = pedologia - nauka o glebach

WPŁYW UŻYTKOWANIA GLEB NA AKUMULACJĘ I JAKOŚĆ ZWIĄZKÓW PRÓCHNICZNYCH

Zawartość węgla organicznego a toksyczność osadów dennych

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

Jarosław Waroszewski*, Cezary Kabała*, Justyna Drozdowska*

CHARAKTERYSTYKA GLEB. Marek Degórski

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

Recenzja pracy doktorskiej mgr inż. Anny Ziółkowskiej pt. Przemiany związków fenolowych w glebach łąkowych

OCENA CAŁKOWITEJ ZAWARTOŚCI RTĘCI W PROFILACH RÓŻNIE UŻYTKOWANYCH GLEB POMORZA I KUJAW

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

SKUTKI SUSZY W GLEBIE

WŁAŚCIWOŚCI FIZYKOCHEMICZNE KWASÓW HUMINOWYCH GLEB PŁOWYCH, BRUNATNYCH I CZARNOZIEMNYCH

ANEKS 5 Ocena poprawności analiz próbek wody

GRZEGORZ KUSZA * Wstęp

TECHNIKI SEPARACYJNE ĆWICZENIE. Temat: Problemy identyfikacji lotnych kwasów tłuszczowych przy zastosowaniu układu GC-MS (SCAN, SIM, indeksy retencji)

Geneza, właściwości i przestrzenne zróżnicowanie gleb w Polsce

SUBSTANCJE HUMUSOWE I WŁAŚCIWOŚCI CZARNYCH ZIEM WYSTĘPUJĄCYCH W OBNIŻENIU MILICKO-GŁOGOWSKIM

Dorota Kalembasa, Krzysztof Pakuła, Dawid Jaremko

Adsorpcja wybranych jonów metali ciężkich na biowęglu pochodzącym z komunalnych osadów ściekowych

AtriGran szybko i bezpiecznie podnosi ph gleby. AtriGran błyskawicznie udostępnia wapń. AtriGran usprawnia pobieranie makroskładników z gleby

PROCESY GLEBOTWÓRCZE EUROPY ŚRODKOWEJ

CHARAKTERYSTYKA I ZMIANY JAKOŚCIOWE MATERII ORGANICZNEJ GLEB W WYNIKU ZALEWU WODĄ W DOŚWIADCZENIU LIZYMETRYCZNYM

KWANTYFIKACJA EFEKTÓW CZYNNEJ OCHRONY BIORÓŻNORODNOŚCI SIEDLISK TRAWIASTYCH WSCHODNIEJ LUBELSZCZYZNY NA PODSTAWIE AKTYWNOŚCI ENZYMÓW GLEBOWYCH

ZMIANY ZAWARTOŚCI WĘGLA ORGANICZNEGO ORAZ WZAJEMNY STOSUNEK JEGO FORM W REKULTYWOWANYCH UTWORACH PO EKSPLOATACJI WĘGLA BRUNATNEGO W REJONIE ŁĘKNICY

SEKWENCYJNIE WYDZIELONE FRAKCJE ŻELAZA I MANGANU Z GLEB WZBOGACONYCH W ŻELAZO

W AŒCIWOŒCI SUBSTANCJI HUMUSOWYCH GLEBY NAWO ONEJ GNOJOWIC

Barbara Skwaryło-Bednarz

5. REEMISJA ZWIĄZKÓW RTĘCI W CZASIE UNIESZKODLIWIANIA OSADÓW ŚCIEKOWYCH

Księgarnia PWN: Renata Bednarek, Helena Dziadowiec, Urszula Pokojska, Zbigniew Prusinkiewicz Badania ekologiczno-gleboznawcze

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

Ekologia. biogeochemia. Biogeochemia. Przepływ energii a obieg materii

SPECJACJA WĘGLA ORGANICZNEGO I WYBRANYCH METALI CIĘŻKICH W GLEBIE TORFOWO-MURSZOWEJ

METALE CIĘŻKIE W UKŁADZIE GLEBA-ROŚLINOŚĆ W ŚRODOWISKU WIELKOMIEJSKIM

Ekologia. Biogeochemia: globalne obiegi pierwiastków. Biogeochemia. Przepływ energii a obieg materii

Drewno. Zalety: Wady:

KARTA KURSU. Gleboznawstwo z geografią gleb. Kod Punktacja ECTS* 2

ANNALES. Dorota Kalembasa, Beata Wiśniewska. Ilość i jakość kwasów huminowych wydzielonych z gleb piaszczystych nawożonych wermikompostami

CZYNNIKI KSZTAŁTUJĄCE STĘŻENIE SIARKI W ROZTWORZE GLEBOWYM FACTORS DETERMINING SULPHUR CONCENTRATION IN THE SOIL SOLUTION

ROCZNIKI GLEBOZNAWCZE TOM LXII NR 1 WARSZAWA 2011: BEATA ŁAB AZ, ADAM BOGACZ, BARTŁOMIEJ GLINA

Ekologia. biogeochemia. Biogeochemia. Przepływ energii a obieg materii

Elżbieta BIERNACKA, Ilona MAŁUSZYŃSKA, Marcin J. MAŁUSZYŃSKI

Ciśnieniowe techniki membranowe (część 2)

Katarzyna Szopka*, Anna Karczewska*, Cezary Kabała*, Katarzyna Kulczyk*

SULPHUR IN THE FOREST SOILS OF THE OJCOW NATIONAL PARK

AUTOREFERAT ROZPRAWY DOKTORSKIEJ

STAN WŁAŚCIWOŚCI AGROCHEMICZNYCH GLEB I ZANIECZYSZCZEŃ METALAMI CIĘŻKIMI GRUNTÓW NA UŻYTKACH ROLNYCH STAROSTWA POWIATOWEGO RACIBÓRZ W GMINIE NĘDZA

Paweł Jezierski*, Dorota Kawałko*, Jarosław Kaszubkiewicz*, Daniel Ochman**

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

KARTA KURSU. Rekultywacja gleb i gruntów. Kod Punktacja ECTS* 2

II 0,9%; III 20,8% Tabela V.1. Struktura użytków rolnych w województwie zachodniopomorskim (wg stanu na r.)

WŁAŚCIWOŚCI FIZYKOCHEMICZNE KWASÓW HUMINOWYCH GLEB ALUWIALNYCH BASENU UNISŁAWSKIEGO

Acta Agrophysica, 2014, 21(3),

SKŁAD FRAKCYJNY ZWIĄZKÓW HUMUSOWYCH EKTOPRÓCHNIC GLEB LEŚNYCH GÓR STOŁOWYCH*

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

WŁAŚCIWOŚCI PRÓCHNIC NADKŁADOWYCH GLEB LEŚNYCH WOKÓŁ DĘBÓW POMNIKOWYCH NA TERENIE OPOLSZCZYZNY

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

Ocena jakości ujęć wody zlokalizowanych w terenach leśnych zarządzanych przez Nadleśnictwo Myślenice

Waldemar Martyn*, Bożena Niemczuk**

CHARAKTERYSTYKA PRÓCHNIC GLEB W REJONIE PUSZCZY JAWOROWEJ W GÓRACH BIALSKICH*

Hodowanie sosny zwyczajnej (Pinus sylvestris L.) na glebach drobnoziarnistych jest nieracjonalne

III. TREŚCI NAUCZANIA

Możliwość zastosowania biowęgla w rolnictwie, ogrodnictwie i rekultywacji

Grzegorz Kusza*, Tomasz Ciesielczuk*, Beata Gołuchowska*

Biowęgiel w remediacji zanieczyszczeń w środowisku gruntowo-wodnym

FIZYKOCHEMICZNE METODY ANALIZY W CHEMII ŚRODOWISKA

Wymagania z chemii na poszczególne oceny Klasa 2 gimnazjum. Kwasy.

STANISŁAW BARAN, ELŻBIETA JOLANTA BIELIŃSKA, MAŁGORZATA KAWECKA-RADOMSKA *

EKSTENSYWNE UŻYTKOWANIE ŁĄKI A JAKOŚĆ WÓD GRUNTOWYCH

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

ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 1186

OCENA WYNIKÓW BADAŃ W GMINIE KUŹNIA RACIBORSKA

FUNKCJE GLEBY POJĘCIA ŻYZNOŚCI, ZASOBNOŚCI I URODZAJNOŚCI

Zagospodarowanie pofermentu z biogazowni rolniczej

OCENA ZAWARTOŚCI GLINU WYMIENNEGO I WYBRANYCH PARAMETRÓW GLEB WOJEWÓDZTWA ŚWIĘTOKRZYSKIEGO

OCENA WYNIKÓW BADAŃ W GMINIE KRZYŻANOWICE

OZNACZANIE WŁAŚCIWOŚCI BUFOROWYCH WÓD

W PŁYW RODZAJÓW SUBSTANCJI ORGANICZNEJ N A W ŁAŚCIW OŚCI FIZYKOCHEMICZNE GLEBY I ZAWARTOŚĆ W ĘGLA ORGANICZNEGO

STAN WŁAŚCIWOŚCI AGROCHEMICZNYCH GLEB I ZANIECZYSZCZEŃ METALAMI CIĘŻKIMI GRUNTÓW NA UŻYTKACH ROLNYCH STAROSTWA POWIATOWEGO RACIBÓRZ

Zasady oceniania z chemii w klasie II w roku szkolnym 2015/2016. Ocena dopuszczająca Ocena dostateczna Ocena dobra Ocena bardzo dobra

Fundacja Naukowo Techniczna Gdańsk. Dr inż. Bogdan Sedler Mgr Henryk Herbut

Opłaty za przekroczenie warunków wprowadzania ścieków przemysłowych do urządzeń kanalizacyjnych

KLASYFIKACJA JAKOŚCI WÓD PODZIEMNYCH W 2004 ROKU

MAREK PAJĄK, MICHAŁ JASIK * POZIOM AKUMULACJI CYNKU, KADMU I OŁOWIU W WIERZCHNIEJ WARSTWIE GLEB LEŚNYCH W SĄSIEDZTWIE HUTY CYNKU MIASTECZKO ŚLĄSKIE

Aleksandra Bielicka*, Ewa Ryłko*, Irena Bojanowska* ZAWARTOŚĆ PIERWIASTKÓW METALICZNYCH W GLEBACH I WARZYWACH Z OGRODÓW DZIAŁKOWYCH GDAŃSKA I OKOLIC

Ekologia. martwa materia organiczna w ekosystemach i dekompozycja. Rozmieszczenie materii organicznej (na ha) w ekosystemie las liściasty w Belgii

KATIONOWA POJEMNOŚĆ WYMIENNA I ZAWARTOŚĆ KATIONÓW WYMIENNYCH W GLEBACH PŁOWYCH O ZRÓŻNICOWANYM UZIARNIENIU*

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

Wzorzec sylabusa. wykłady: 15, ćwiczenia laboratoryjne: 30. Nakład pracy studenta bilans punktów ECTS Obciążenie studenta

Hanna Jaworska*, Agata Bartkowiak*

Zasobność gleby. gleba lekka szt./ % /810,64 0/0 107/15 332/47 268/38 0/0 16/29 0/0 3/19 0/0 13/81 0/0. szt./ %

PROCESY BIOGEOCHEMICZNE NA LĄDACH

ZMIANY SKŁADU CHEMICZNEGO OSADÓW ŚCIEKOWYCH ZMIESZANYCH Z TORFEM

Rolnictwo ekologiczne z korzyścią dla środowiska i człowieka. Realizacja PROW - korzyści i bariery. Anna Kuczuk, OODR Łosiów

ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 868

Ekologia. martwa materia organiczna w ekosystemach i dekompozycja. Rozmieszczenie materii organicznej (na ha) w ekosystemie las liściasty w Belgii

Transkrypt:

ROCZNIKI GLEBOZNAWCZE TOM LXII NR 1 WARSZAWA 2011: 128-135 IZABELLA PISAREK', MARIUSZ GŁOWACKI2 ZRÓŻNICOWANIE ZAWARTOŚCI RTĘCI W GLEBACH LEŚNYCH OPOLSZCZYZNY VARIABILITY OF MERCURY CONTENT IN FOREST SOILS OF OPOLE REGION 'Zakład Nauk o Glebie i Geologii Środowiska, 2Zakład Gospodarki Odpadami i Ściekami**, Katedra Ochrony Powierzchni Ziemi, Uniwersytet Opolski A bstract: In our report we present the studies on Hg concentration in hum ic horizons o f selected profiles o f Podzols and Dystrict Cam bisols, developed from loamy sand and possessing various physico-chem i cal and chem ical properties. In surface horizons o f the studied soils, the fractional com position o f hum ic substances was also determ ined according to A m erican Colloid Com pany Procedure 3009. The transform ation processes o f organic m atter in the studied soils lead to the form ation o f hum ic substances predom inantly o f the fulvic acid fraction, as evidenced by the HA/FA ratio below 1. Am ong the analyzed soils the highest value o f this param eter characterized hum ic substances from epihum us horizons. The total content o f m ercury in the soils ranged w ithin 0.088-0.235 mg-kg-1. A significant influence o f organic ligands and total organic m atter on the im m obilization o f mercury was noticed in soils, w hich was dem onstrated by the correlation coefficients. Słowa kluczowe', rtęć, substancje hum usowe, gleby leśne. Key words', mercury, hum ic substances, forest soils. WSTĘP Pokrywa glebowa spełnia w środowisku przyrodniczym szereg istotnych funkcji, wśród których wymienia się: tworzenie warunków wzrostu i rozwoju dla zbiorowisk roślinnych oraz ochronę przed zanieczyszczeniami mineralnym i organicznymi. W grupie zanieczyszczeń nieorganicznych na szczególną uwagę zwraca zawartość metali ciężkich, w tym rtęci, której nadmierna obecność w glebie stwarza potencjalne zagrożenie dla środowiska. W ostatnich latach obserwuje się zwiększenie koncentracji rtęci zarówno w glebach użytkowanych rolniczo, jak i w glebach leśnych. Rtęć wpływa do ekosystemów lądowych w efekcie zanieczyszczeń antropogenicznych oraz ze źródeł naturalnych. Procesy transformacji rtęci zachodzące w glebie są szczególnie złożone i słabo poznane [Scholtz i in. 2003]. Szacuje się, że ok. 90 procent glebowej rtęci jest włączana w siatki krystaliczne minerałów [Qing, Mu 1995]. Jednocześnie zdolność substancji humusowych do tworzenia trwałych kompleksów próchniczno-mineralnych sprawia, że rtęć podlega kumulacji w poziomach organicznych i próchnicznych. Rtęć wprowadzona do środowiska

Zróżnicowanie zawartości rtęci w glebach leśnych Opolszczyzny 129 w formie metalicznej bardzo szybko podlega przemianom. Jedną z wielu transformacji, jakim może podlegać, jest jej alkilacja do związków organicznych. Kwasy organiczne i substancje humusowe abiotycznie redukują rtęć, a abiotyczna metylacja może zachodzić w drodze transmetylacji z alkilowych form innych metali. Badania Aijun i in. [2006] oraz Senesiego i Loffredo [2005] wskazują, iż substancje humusowe odgrywają szczególną rolę w procesach transformacji rtęci. Z jednej strony substancje wielkocząsteczkowe o charakterze kwasów huminowych zwiększają sorpcję rtęci w glebie, a z drugiej strony substancje o charakterze kwasów fulwowych przyczyniają się do zwiększenia udziału form metylowych rtęci podlegających wyparowaniu z gleby. Aijun i in. [2006] oraz Senesi i Loffredo [2005] podkreślają jednocześnie, iż procesy te są mało poznane oraz silnie skorelowane z właściwościami chemicznymi środowiska glebowego i jego aktywnością biologiczną. Celem pracy było określenie zróżnicowania całkowitej zawartości rtęci w poziomach Ah i Oh wybranych gleb leśnych Opolszczyzny oraz wpływu materii organicznej, a zwłaszcza substancji humusowych na jej immobilizację. OBIEKTY I METODY BADAŃ Obiektami badań było 12 profili gleb leśnych zlokalizowanych na terenie Borów Niemodlińskich. Badane gleby reprezentowały dwie jednostki systematyczne: bielice (Podzols) i gleby brunatne kwaśne {Dystrict Cambisols). W próbkach glebowych pochodzących z poziomów próchnicznych - Ah (gleb brunatnych kwaśnych) i epihumusowych-oh (bielic) wykonano następujące analizy fizykochemiczne i chemiczne: ph w KC1; przewodnictwo właściwe (A) ekstraktów wodnych (5:1) - metodą konduktometryczną; analizę całkowitej zawartości Hg na analizatorze rtęci AMA 254; zawartość materii organicznej (MO) - metodą strat żarowych (spalanie w temp. 550 C); zawartość węgla organicznego, substancji humusowych (SH), kwasów huminowych (KH) i kwasów fulwowych (KF) - metodą rekomendowaną przez American Colloid Company Procedure 3009 [1998]; zawartość azotu ogółem - metodąkjeldahla. Na podstawie zawartości węgla organicznego i azotu ogółem obliczono wskaźnik humifikacji glebowej materii organicznej C/N. Wszystkie analizy wykonano w trzech powtórzeniach, wyniki przedstawione w tabelach są ich średnią arytmetyczną. Obliczenia statystyczne: współczynnik korelacji (r) i zmienności (V) zostały wykonane przy użyciu arkusza kalkulacyjnego Excel. WYNIKI BADAŃ I DYSKUSJA Obszar Chronionego Krajobrazu Bory Niemodlińskie to największy kompleks leśny w zachodniej części dorzecza górnej Odry obejmujący powierzchnię 480 km2 cennych przyrodniczo lasów będących pozostałością Przesieki Śląskiej, z wciąż jeszcze zachowanymi fragmentami typowych dla polskiego niżu lasów mieszanych i liściastych. Analizowane profile glebowe reprezentowały dwie jednostki glebowe bielice (Podzols) i gleby brunatne kwaśne {Dystrict Cambisols) wytworzone z piasków o składzie granulometrycznym piasków słabo gliniastych. Miejsca poboru próbek glebowych były zlokalizowane w pobliżu dębów pomnikowych (200-500-letnich). W naturalnych glebach leśnych w wyniku pierwotnej sukcesji roślinnej zachodzi akumulacja materii organicznej do osiągnięcia stanu równowagi charakterystycznego dla danego typu glebowego i siedliska roślinnego [Gonet 2007]. Skład chemiczny dostającego się do gleby opadu roślinnego uwarunkowany jest zarówno składem gatunkowym, jak i warunkami fizykochemicznymi i klimatycznymi siedliska.

i 130 I. Pisarek, M. Głowacki TABELA 1. W ybrane właściw ości fizykochemiczne i chemiczne badanych poziom ów gleb leśnych TABLE 1. Some physico-chem ical and chem ical properties o f investigated horizons o f forest's soil N r profilu N o o f profile Poziom genet. Genetic [horizon PH kci Przew odnictw o właściwe Conductivity [^is-crrf1] Strata żarow a Loss on ignition [%] 1. Ah 3,28 29,6 11,80 16 9 ; o h 4,89 96,3 48,05 26 3. Ah 3.58 55.0 9,35 12 4. ;Ah 3,14 55,5 18,21 19 5. Oh 2,79 44,2 30.55 22 6. Ah 2.97 42,1 16.54 15 7. Ah 3,74 52,6 19.03 14 8. Ah 3,69 32,0 8,12 12 9. Ah 3,37 69,3 21,13 17 10.! A h 3,17 63,0 14,48 14 111. Ah 3,12 [24,0 12,59 13 l2. O h 3,10 142,6 42,69 29 V* [%] i 1 16 56 66 32 V* - współczynnik zmienności - variability coefficient Właściwości skał macierzystych oraz specyfika siedliska leśnego wpłynęły na ukształtowanie właściwości fizykochemicznych i chemicznych analizowanych gleb (tab. 1). Wyrażało się to przede wszystkim w ich kwaśnym i bardzo kwaśnym odczynie, wartości ph wahały się od 2,79 (w poziomie Oh profilu 5) do 4,89 (w poziomie Oh profilu 2). Wartość przewodności właściwej w analizowanych poziomach genetycznych gleb leśnych była zróżnicowana, co wyrażało się współczynnikiem zmienności równym V= 56%. Najwyższą wartość przewodnictwa właściwego odnotowano w profilu 12, co wskazuje na zawartość kationów w roztworze glebowym równą 1,426 cmol(+)/dm3 w poziomie epihumusowym analizowanej gleby. Zawartość materii organicznej w poziomach próchnicznych i epihumusowych wykazywała także znaczne zróżnicowanie, na co wskazuje wartość współczynnika zmienności V równa 66% (tab. 2). Analizie chemicznej poddano poziomy Ah i Oh jako zawierające substancje humusowe charakteryzujące się z definicji największym stopniem humifikacji materii organicznej dla wybranych typów glebowych i jednocześnie zalegające bezpośrednio na podpowierzchniowych poziomach mineralnych. Całkowita ilość MO (strata żarowa) wahała się w analizowanych glebach od 8,12% w profilu 8 do 48,05% w profilu 2. Średnia wartość tego parametru w poziomach Ah kształtowała się na poziomie 13,50%, a w poziomach Oh - 40,40% przy wyrównanej dla wszystkich analizowanych poziomów zawartości substancji humusowych (dla Ah 32,4%, dla Oh 37,5%). Powstawanie określonych form substancji humusowych zależne jest od podstawowych właściwości fizykochemicznych i chemicznych gleb oraz przebiegu procesu glebotwórczego [Schnitzer 1978; Stevenson 1994]. W analizowanych glebach obserwujemy C/N

Zróżnicowanie zawartości rtęci w glebach leśnych Opolszczyzny 131 TABELA 2. W ybrane w łaściw ości substancji hum usowych badanych poziom ów gleb TABLE 2. Some properties o f humic substances in investigated soil horizons N r profilu Profile N o Poziom genet. Genetic horizon j SH - HS K H - H A K H /K F HA/FA [%] [%] 11. Ah 35,60 9,12 0,34 12. O h 39,50 11,8 0,43 3. Ah 34,16 7,29 0,27 4. Ah 31,15 8,13 0,35 5. O h!32.6 10,12 0,45 6. Ah 28,25 8,01 0,39 [7. Ah 32,13 7,17 0,29 8. Ah 29,15 6,15 0,26 9. Ah 38,60 8,17 0,27 10. Ah 29,7 8,12 0,38 11. Ah 32,4 8,08 0,33 12. O h 40,5 13,30 0,49 V* [%] 12,2 23,14 16,5 V* - współczynnik zmienności - variability coefficient zróżnicowaną zdolność kumulacji węgla ogółem oraz zróżnicowanie ilościowe połączeń próchnicznych (tab. 2). Powszechnie stosowanym wskaźnikiem jakości materii organicznej jest stosunek C/N. Dla większości gleb jego wartość jest typowa i obrazuje zasobność próchnicy w azot oraz mówi o stopniu jej humifikacji [Kononova 1966]. Według Kononowej [1966] w leśnych glebach bielicowych i bielicach wartość tego indeksu kształtuje się w zakresie 20-30:1, a w glebach brunatnych kwaśnych 12-18:1. W analizowanych poziomach genetycznych gleb leśnych wartość tego parametru wykazuje zróżnicowanie na poziomie 32%. Wyższe wartości stosunku C/N w poziomach epihumusowych (powyżej 20:1) w porównaniu z poziomami próchnicznymi świadczą o znacznym udziale w tych warstwach niezhumifikowanej materii organicznej. Innym wskaźnikiem przemian związków próchnicznych w glebach jest stosunek węgla kwasów huminowych do węgla kwasów fulwowych KH/KF, który wskazuje na różnorodność substancji humusowych i kierunek procesu humifikacji. Początkowa faza tego procesu charakteryzuje się wyższą produkcją kwasów fulwowych w porównaniu z huminowymi. Kwasy fulwowe mogą znacznie przewyższać ilość kwasów huminowych, a wartość tego ilorazu może osiągać wartości niższe od 0,20 [Dziadowiec 1990]. W późniejszym okresie transformacji materii organicznej, jej heterogeniczność i różnice w jej jakości (odmienna reaktywności i podatność na procesy biodegradacji) wpływają na zmiany proporcji pomiędzy obiema grupami związków humusowych, a wartość omawianego parametru układa się korzystniej dla kwasów huminowych. Zatem postęp humifikacji materii organicznej w glebach wyraża się wzrostem wartości tego parametru. Procesy transformacji materii organicznej w badanych glebach prowadzą do powstania substancji humusowych o przewadze grupy kwasów fulwowych, o czym świadczy wartość stosunku KH/KF niższa od 1. Spośród analizowanych gleb najwyższą wartością

132 I. Pisarek, M. Głowacki T A B E L A 3. W spółczynniki k o re la c ji (r) pom iędzy w ybranym i param etram i analizowanych gleb leśnych i zawartością w nich rtęci [m ghg-kg l] T A B L E 3. C orrelation coefficient (r) between some param eters o f analyzed forest's soil and m ercury concentration [m ghg-kg ]] Cecha - Feature (X ) (Y ) ; M O - O M M O - O M C ^ r SH - HS K H - H A K H /K F - H A /F A A C /N 0.9 5 4 * S II-H S 0,6 9 1 * 3,694* K H - H A 0,9 2 9 * 3,949* 0,7 3 5 * K H /K F 0.7 9 8 * H A /F A 3.824* 0,306 0,866* A 0.7 83 * 3.807* 0,711* 0.7 87 * 0,582* H g 0,5 9 1 * j0,7 6 2 * 0,395 0,6 6 0 * 0,6 4 3 * 0,6 9 9 *! n=36 * istotne - significant at p= 0.001, * * istotne - significant at p=0.05 tego parametru charakteryzowały się substancje humusowe poziomów epihumusowych (tab. 2). Jednocześnie wysokie, istotne współczynniki korelacji (tab. 3) pomiędzy wskaźnikami charakteryzującymi jakość materii organicznej wskazują, iż w analizowanych glebach leśnych, wytworzonych z piasków słabo gliniastych, kierunek transformacji związków węgla organicznego prowadzi do wytworzenia substancji humusowych o wzajemnie podobnym charakterze i zbliżonej charakterystyce ilościowej. W literaturze gleboznawczej [Dąbkowska-Naskręt i in.1999; Pisarek, Głowacki 2007; Zaccone i in. 2009] poświęca się wiele uwagi chemicznym zmianom w glebach leśnych na skutek niekontrolowanego wprowadzania ksenobiotyków do środowiska. Rtęć jest uważana za jeden z najbardziej toksycznych pierwiastków śladowych. Naturalna zawartość rtęci w glebach nie przekracza 1 mg*kg_1 i jest ona wiązana w glebach przez grupy sulfhydrylowe substancji humusowych [Baran, Turski 1996; Kabata-Pendias, Pendias RYSUNEK 1. Zróżnicowanie zawartości rtęci w poziom ach Oh i Ah analizowanych gleb leśnych (V=33,4%) FIG URE 1. D iversity o f m ercury content in Oh i Ah horizons o f analyzed forest's soil (V =33,4% )

Zróżnicowanie zawartości rtęci w glebach leśnych Opolszczyzny 133 R Y SU N EK 2. Zależność pom iędzy koncentracją rtęci w poziom ach próchnicznych i epihum usow ych analizow anych gleb leśnych a w artością przew odnictw a właściw ego FIG URE 2. D ependence betw een m ercury concentration in hum ic and epihum ic horizons o f analyzed forest's soil and value o f conductivity 1999]. Nie stwierdza się jednak wysokiej koncentracji w glebach tego pierwiastka, gdyż ulega on łatwo ługowaniu z profilu glebowego, a zredukowany do formy metalicznej wyparowuje. Przeprowadzone badania wykazały zróżnicowanie w koncentracji rtęci w badanych poziomach genetycznych gleb leśnych w zależności od ich właściwości fizycznych, fizykochemicznych i chemicznych (przewodnictwa właściwego, zawartości materii organicznej oraz ilości kwasów huminowych w składzie frakcyjnym próchnicy). Ogólna ilość rtęci w badanych glebach kształtowała się na poziomie zawartości naturalnych i wahała się od 0,088 mg-kg-1 w profilu 3 do 0,235 mg-kg"1w profilu 12 (rys. 1) i jednocześnie nie przekraczała wartości dopuszczalnych dla gleb obszarów chronionych (0,5 mg-kg"1), określonych w rozporządzeniu Ministra Środowiska z 2002 r. w sprawie standardów jakości gleb i standardów jakości ziemi [Rozporządzenie... 2002]. W badanych poziomach genetycznych gleb leśnych stwierdzono zróżnicowanie ilości rtęci na poziomie V = 33%. Jak wynika z literatury [Allard, Arsenie 1991; Anderson 1979] jedną z wielu transformacji, jakim może podlegać rtęć, jest jej alkilacja do związków organicznych. Kwasy organiczne i substancje humusowe abiotycznie redukują rtęć, a abiotyczna metylacja może zachodzić w drodze transmetylacji z alkilowych form innych metali. Dlatego też, pomiędzy koncentracją rtęci i innych pierwiastków z grupy metali obserwuje się wysokie zależności, co wykazano we wcześniejszej pracy [Pisarek, Głowacki 2007]. Jednocześnie przeprowadzone analizy wykazały wysoką istotną zależność pomiędzy zawartością rtęci a wartością przewodnictwa właściwego (rys. 2). Przewodnictwo właściwe jest miarą zawartości jonów, które są nośnikiem ładunku elektrycznego i jednocześnie wskazują na stopień zasolenia roztworu glebowego. Przeprowadzone przez Klavins i in. [2006] badania wskazują, iż tworzenie kompleksów: substancje humusowe - rtęć zachodząz różną intensywnością w zależności od warunków odczynu gleb i zawartości soli rozpuszczalnych, a zwłaszcza chlorków, co wykazano w niniejszej pracy poprzez istotną wartość współczynnika korelacji między zawartością rtęci a przewodnictwem

134 I. Pisarek, M. Głowacki właściwym równą 0,699). Przedstawiona na rysunku 2 zależność może zatem wskazywać na to samo źródło wzbogacenia analizowanych gleb rtęcią i składnikami metalicznymi o charakterze jonów. Zdolność jonów rtęci do biokumulacji sprawia, że w glebach obszarów zanieczyszczonych największą ich koncentrację odnotowuje się w poziomach organicznych i próchnicznych. Zatem, w badaniach dotyczących charakteru tego pierwiastka w glebach należy uwzględnić rolę substancji humusowych ze względu na ich właściwości fizykochemiczne i zdolność ich frakcji do tworzenia stabilnych kompleksów metalo-organicznych. Niektórzy autorzy wskazują, iż wraz ze wzrostem stopnia humifikacji materii organicznej wzrasta udział rtęci w połączeniach metalo-organicznych [Biester i in. 2007; Boszke i in. 2006]. Powierzchniowe poziomy gleb, wzbogacone w substancję organiczną, są zazwyczaj bogatsze w metale ciężkie, w tym w rtęć niż głębsze poziomy, co wynika z naturalnej bioakumulacji [Kabata-Pendias, Pendias 1999]. Właściwości kumulacyjne rtęci powodują, że jej nagromadzenie w glebach wzrasta z czasem, ponieważ procesy ługowania jej z kompleksów metalo-organicznych uwalniają do roztworów nie więcej niż 10-20% zabsorbowanej rtęci [Klojzy-Kaczmarczyk, Mazurek 2007]. Jednocześnie w badaniach naukowych podkreślana jest tendencja obniżania zawartości rtęci wraz z głębokością profili, jeżeli nie występuje zwiększona koncentracja tego pierwiastka w skale macierzystej [Szopka i in. 2010]. Wskazuje to na silne wiązanie i zatrzymywanie rtęci przez związki próchniczne. Niektórzy autorzy podkreślają, iż wraz ze wzrostem stopnia humifikacji materii organicznej wzrasta udział rtęci w połączeniach metalo-organicznych [Biester i in. 2007; Boszke i in. 2006]. Przeprowadzone badania własne oraz obliczenia statystyczne potwierdzają tę zależność (tab. 3). Substancje humusowe to efekt działalności biologicznej środowiska glebowego, a ich budowa i charakter chemiczny decydują o właściwościach chelatujących (i jednocześnie ochronnej roli) próchnicy w środowisku naturalnym. Substancje humusowe zbudowane są ze struktur aromatycznych pochodnych benzenu, łańcuchów alifatycznych i grup funkcyjnych, m.in. karboksylowych, chinonowych i fenolowych. Grupy te umożliwiajątworzenie połączeń ligandowych z metalami ciężkimi, w tym z rtęcią. Efektem tego może być zatrzymywanie rtęci w kompleksach próchnicznomineralnych, na co wskazują wysokie istotne współczynniki korelacji (r) między zawartością rtęci a ilością materii organicznej, stopniem jej humifikacji wyrażonym indeksem C/N i KH/KF oraz ilością kwasów huminowych, które wynoszą odpowiednio w analizowanych poziomach badanych gleb: 0,591; 0,762; 0,643; 0,660 (tab. 3). Można zatem stwierdzić, iż ilość i skład jakościowy organicznych koloidów glebowych oraz warunki fizykochemiczne siedliska odgrywają istotną rolę w procesach przemieszczania, immobilizacji i transformacji rtęci w badanych glebach leśnych. WNIOSKI 1. Istotne współczynniki korelacji pomiędzy wskaźnikami charakteryzującymi jakość glebowej materii organicznej gleb wskazują, iż w analizowanych poziomach gleb leśnych, wytworzonych z piasków gliniastych, kierunek transformacji materii organicznej prowadzi do wytworzenia substancji humusowych o podobnym charakterze i zróżnicowaniu ilościowym. 2. Całkowita zawartość rtęci w badanych poziomach gleb leśnych kształtowała się na poziomie zawartości naturalnych i wahała się od 0,088 do 0,235 m g-kg1.

Zróżnicowanie zawartości rtęci w glebach leśnych Opolszczyzny 135 3. Przeprowadzone badania pozwalają na stwierdzenie istotnego wpływu ilości i jakości organicznych ligandów na możliwość immobilizacji rtęci, o czym świadczą istotne współczynniki korelacji. LITERATURA AIJUN Y.,CHANGLE Q., SHUSEN M., REARDON E.J. 2006: Effects of humus on the environmental activity of mineral-bound Hg: Influence on Hg volatility. Applied Geochemistry 21: 446 454. ALLARD B., ARSENIE I. 1991: Abiotic reduction of mercury by humic substances in aquatic system - an important processes for the mercury cycle. Water Air Soil Pollut. 56: 457 464. AMERICAN COLLOID COMPANY PROCEDURE 3009. 1998: Humate solubility determination. ANDERSON A. 1979: Mercury in soils. W: Biogeochemistry of Mercury in the Environment. Nriagu J.Q. (eds.) Elsevier/North-Holland Biomedical Press. Amsterdam/New York: 4: 79-112. BARAN S., TURSKI R. 1996: Degradacja, ochrona i rekultywacja gleb. Wyd. AR Lublin: 223 ss. BIESTER H., BINDLER R., MARTINEZ-CORTIZAS A., ENGSTROM D.R. 2007: Modeling the past atmospheric deposition of mercury using natural archives. Environ. Sci. Technol. 41: 4851-4860. BOSZKE L KOWALSKI A., RACHLEWICZ W., LORENC S., SIEPAK J. 2006: Assessment of mercury mobility and bioavailability by fractionation method in sediments from coastal zone inundated by the 26 December 2004 tsunami in Thailand. Environmental Geology 51: 527-536. DĄBKOWSKA-NASKRĘT H., MALCZYK P., KOBIERSKI M. 1999: Profile differentiation of total mercury content in selected arable and forest soils in Poland. Zesz. Nauk. ATR Bydgoszcz, Rolnictwo, 220, 44: 4 7-5 2. DZIADOWIEC H. 1990: Rozkład ściółek w wybranych ekosystemach leśnych. Toruń: 138 ss. GONET S.S. 2007: Ochrona zasobów materii organicznej gleb. W: Rola materii organicznej w środowisku. PTSH: 7-29. KABATA-PENDIAS A., PENDLAS H. 1999: Biogeochemia pierwiastków śladowych. PWN, Warszawa: 398 ss. KLAVINS M., EGLITE L., ZICMANIS A. 2006: Immobilized humic substances as sorbents. Chemosphere 62:1500-1506. KLOJZY-KACZMARCZYK B., MAZUREK J. 2007: Zanieczyszczenie gleby związkami rtęci w zasięgu oddziaływania konwencjonalnej elektrowni na paliwo węglowe. Polityka energetyczna 10/2: 593-601. KONONOVA M.M. 1966: Soil Organie Matter. Pergamon Press, Oxford. PISAREK I., GŁOWACKI M. 2007: Diversity of humic substances and mercury and other heavy metals in some soil of Opole region, Poland. Oceanological and Hydrobiological Studies 36, 3: 135-142. QING C.L., MU S.S. 1995: Preventing the soil Hg into terrestrial food chain. Acta Sci. Circum. 15: 148-155. Rozporządzenie 2002: Rozporządzenie Ministra Środowiska w sprawie standardów jakości gleby oraz standardów jakości ziemi z dnia 9 września 2002, Dz.U. Nr 165, poz. 1358 SCHOLTZ M.T, VAN HEYST B.J., SCHROEDER W.H. 2003: Modeling of mercury emissions from back ground soils. Sci. Total Enivron. 304: 185-207. SCHNITZER M. 1978: Humic substances: Chemistry and reactions. W: Soil Organic Matter Schnitzer M., Khan S.U. (eds.) Elsevier, Amsterdam: 1-64. SENESI N., LOFFREDO N. 2005: Metal ion complexation by soil humic substances. Chemical Processes in Soils. Soil Science Society of America. Inc. Madison, Wisconsin: 564-617. STEVENSON F.J. 1994: Humus chemistry: genesis, composition, reactions. John Wiley&Sons, Inc., New York: 496 ss. SZOPKA K., KARCZEWSKA A., KABAŁA C., JEZIERSKI P., BOGACZ A. 2010: Zawartość rtęci w poziomach powierzchniowych gleb leśnych Karkonoskiego Parku Narodowego w rejonie Szklarskiej Poręby. Ochrona Środowiska i Zasobów Naturalnych 42: 167-175 ZACCONE C., SANTORO A., COCOZZA C., TERZANO R., SHOTYK W., MIANO T.M. 2009: Comparison of Hg concentrations in ombrotrophic peat and corresponding humic acids, and implications for the use of bogs as archives of atmospheric Hg deposition. Geoderma 148: 399-404. Dr hab. Izabella Pisarek Katedra Ochrony Powierzchni Ziemi, Uniwersytet Opolski 45-085 Opole, ul Oleska 22 e-mail: izapis@uni. opole.pl