ROCZNIKI GLEBOZNAWCZE TOM LV NR 3 WARSZAWA 2004: 195-205 LESZEK SZERSZEŃ, TADEUSZ CHODAK, CEZARY KABAŁA ZMIANY ZAWARTOŚCI MIEDZI, OŁOWIU I CYNKU W GLEBACH W REJONIE HUT MIEDZI GŁOGÓW I LEGNICA W LATACH 1972-2002 CONCENTRATION DYNAMICS OF COPPER, LEAD AND ZINC IN SOILS AROUND THE COPPER SMELTERS GŁOGÓW AND LEGNICA IN THE PERIOD 1972-2002 Instytut Gleboznawstwa i Ochrony Środowiska Rolniczego AR we Wrocławiu A bstract Permanent studies on trace elements concentrations in soils around copper smelters Głogów and Legnica have been going on in monitoring points for 30 or 16 years, respectively. Sampling points are located at different distance from the emission sources (0,5-4 km, taking into consideration several geographical directions and soil properties). Total concentration of Cu, Pb and Zn is determined after mineralization of the samples with 70% HC104. An analysis of the metals concentration over 30 years showed significant initial increase followed by relative stabilization or slow decrease. Stabilization or decrease of metals concentrations is typical in arable soils. In forested soils, however, secondary increase of copper and lead contamination caused by bioaccumulation is observed. Słowa kluczowe: miedź, cynk, ołów, huta miedzi, zanieczyszczenie gleby, monitoring. Key words: copper, zinc, lead, copper smelter, soil contamination, monitoring. W ST^P Pyły emitowane przez zakłady hutnicze stanowią jedno z najważniejszych źródeł zanieczyszczenia gleb metalami ciężkimi. Wskutek zanieczyszczenia powietrza, gleb, wód gruntowych i roślin następuje degradacja ekosystemów naturalnych oraz istotne pogorszenie warunków produkcji rolniczej [Andruszczak i in. 1986]. Poważnym problemem ekologicznym jest wysoka koncentracja metali ciężkich w glebach zanieczyszczonych, gdyż negatywne oddziaływanie zakumulowanych pierwiastków może ujawniać się przez dziesiątki lub setki lat, a mechanizmy unieruchamiania bądź uwalniania metali są złożone i nie do końca jeszcze poznane [Karczewska 2002].
196 L. Szerszeń, T. Chodak, С. Kabała Zawartość metali ciężkich w glebach wokół hut miedzi w Głogowie i Legnicy była przedmiotem licznych studiów [Drozd i in. 1984, Kabata-Pendias i in. 1981, Kowaliński i in. 1974, Roszyk, Szerszeń 1988a, 1988b, Szerszeńi in. 1991]. Badania te dokumentują przestrzenny rozkład zanieczyszczenia gleb wokół hut, zawartość metali w profilu glebowym oraz formy i rozpuszczalność metali, szczególnie miedzi, ołowiu i cynku. Do rzadkości jednak należą opracowania koncentrujące się na dynamice pierwiastków śladowych, weryfikujące wnioski i prognozy wynikające z badań statycznych [Szerszeń i in. 1998]. Wieloletnie regularne cykle pomiarowe są istotnym elementem badań monitoringowych w rejonach zagrożonych degradacją [Kostrzewski i in. 1995]. Szczególnie dużą wartość naukową oraz użytkową mają serie pomiarowe rozpoczynane w momencie uruchomienia źródła zanieczyszczeń. Możliwe jest wówczas jednoznaczne określenie stopnia przekształcenia środowiska przyrodniczego powodowanego przez dany obiekt przemysłowy. Celem niniejszej pracy, opartej na wynikach badań z lat 1972-2002 w rejonie huty Głogów oraz z lat 1986-2002 w rejonie huty Legnica, jest prześledzenie kierunków zmian całkowitej zawartości wybranych metali ciężkich (Cu, Pb i Zn) w glebach oraz określenie możliwości wykorzystania tych badań w ocenie skuteczności działań ochronnych i w projektowaniu zabiegów rekultywacyjnych na terenach zdegradowanych. OBIEKTY BADAŃ I METODYKA Prace badawcze w rejonie Hut Miedzi Głogów I i II rozpoczęto w latach 1971-1972 od wykonania szczegółowego rozpoznania gleboznawczego [Kowaliński i in. 1974], na podstawie którego wytypowano punkty do stałych obserwacji rozmieszczone w różnych kierunkach i odległościach od huty (rys. 1, tab. 1). RYSUNEK 1. Lokalizacja punktów badań w rejonie Huty Miedzi Legnica (lewy rysunek) oraz Huty Miedzi Głogów (prawy rysunek) FIGURE 1. Localization of the sampling sites in the vicinity of a copper smelter Legnica (left) and copper smelter Głogów (right)
Zawartość Cu, Pb i Zn w glebach w rejonie hut miedzi 197 W roku 1985 badania rozszerzono na rejon działającej od 1953 roku Huty Miedzi Legnica. Cztery punkty badawcze zlokalizowane w regularnych odstępach (1 km) złożyły się na transekt wytyczony w kierunku południowo-zachodnim od źródła emisji. Piąty punkt zlokalizowano w odległości 0,5 km na południowy wschód od huty (rys. 1). Początkowo wszystkie punkty poboru próbek glebowych znajdowały się na gruntach ornych z dobrze wykształconym poziomem próchnicznym. Próbki pobierano więc zasadniczo z dwóch głębokości: 5-15 cm (poziom omy) oraz 30-40 cm (poziom podomy). W kolejnych latach, m.in. na skutek zmian w użytkowaniu gruntów, pobierano próbki z dodatkowych głębokości (np. 0-5 cm). Ponadto okresowo wykonywano oznaczenia na większych głębokościach (do 120-130 cm) mające na celu charakterystykę zawartości i form metali w całym profilu [Kabała, Singh 2001, Karczewska i in. 1998, Szerszeń i in. 1991 ]. W niniejszym opracowaniu ze względu na ograniczenia objętości zaprezentowano wyłącznie dane pomiarowe dla poziomu omego, tj. głębokości 5-15 cm. Z każdego punktu badawczego (odrębnie dla każdej głębokości) pobierano do analiz laboratoryjnych próbkę uśrednioną powstałą przez zmieszanie co najmniej 3 próbek pobieranych w odległościach 15-20 metrów od siebie. W pobranych próbkach glebowych, po ich wysuszeniu, roztarciu oraz przesianiu przez sito o średnicy oczek 2 mm, oznaczano: skład granulometryczny (metodą areometryczno-sitową), zawartość węgla organicznego (metodą Tiurina), ph w wodzie destylowanej i w 1 mol KC1 dm-3 (potencjometrycznie). Całkowitą zawartość pierwiastków śladowych (w niniejszym opracowaniu: miedzi, cynku i ołowiu) oznaczono metodą atomowej spektrometrii absorpcyjnej po uprzedniej mineralizacji próbek wodą królewską lub (od 1991 roku) 70% HC104 na gorąco. Zamiana wody królewskiej na kwas nadchlorowy nie spowodowała znaczącej zmiany rejestrowanej zawartości metali. Oznaczenia wykonywane były w laboratoriach IMUZ w Falentach, Stacji Chemiczno-Rolniczej we Wrocławiu, Katedry Chemii Rolnej AR we Wrocławiu oraz (od 1991 roku) Instytutu Gleboznawstwa i Ochrony Środowiska Rolniczego. Wybór laboratorium dyktowany był bieżącymi możliwościami analitycznymi (głównie aparaturowymi). Dla kontroli jakości oznaczeń, w laboratorium Instytutu Gleboznawstwa i Ochrony Środowiska Rolniczego AR od 1991 roku stosuje się referencyjne materiały glebowe (SRM 2709, SRM 2711, RTH 912, RTH 953) o certyfikowanych całkowitych zawartościach analizowanych pierwiastków śladowych. WYNIKI BADAŃ I DYSKUSJA Charakterystyka podstawowych właściwości gleb Punkty badawcze 1L - 4L w rejonie HM Legnica zlokalizowano na glebach płowych typowych i opadowo-glejowych wytworzonych z utworów pyłowych (pyły ilaste według normy BN-78/9180, pyły według PN-R-04033) o odczynie obojętnym lub lekko kwaśnym i zawartości węgla organicznego (w poziomach próchnicznych) od 1,15 do 1,90% (tab. 1). Punkt 5L zlokalizowano na glebie brunatnej wyługowanej wytworzonej z gliny lekkiej pylastej (gliny piaszczystej wg PN), o odczynie lekko kwaśnym i zawartości próchnicy około 1,66% w warstwie ornej.
198 L. Szerszeń, T. Chodak, С. Kabała TABELA 1. Podstawowe właściwości gleb w punktach badawczych w rejonie hut miedzi Głogów i Legnica TABLE 1. Basic properties of soils in the research points located near copper smelters Głogów and Legnica Punkt badawczy Research point Procent frakcji granulometrycznych (średnica ziaren w mm) Percent of granulometric fractions (grain diameter in mm) > 2 2-1 1-0,1 0,1-0,05 0,05-0,02 0,02-0,006 0,006-0,002 <0,002 С org. Organic С [%] ph KC1 Rejon Huty Miedzi Głogów - The vicinity of a copper smelter Głogów i IG - 1 km SE 0 0 20 22 32 16 5 5 1,40 5,9 2G - 4 km SE 0 3 15 22 33 17 4 6 1,21 6,9 3G - 3 km NE 0 0 88 1 6 1 0 4 0,65 6,6 4G - 4 km NE 0 0 31 13 4 15 16 21 2,70 7,1 Rejon Huty Miedzi Legnica - The vicinity of a copper smelter Legnica IL - 1 km SW 0 0 6 16 41 23 6 8 1,90 6,6 2L - 2 km SW 0 0 5 14 35 30 11 5 1,22 6,7 3L - 3 km SW 0 0 4 16 35 30 7 8 1,15 5,6 4L - 4 km SW 0 0 4 14 34 33 8 7 1,34 5,7 5L - 0,5 km SE 30 6 35 11 21 16 7 4 0,96 5,9 W rejonie HM Głogów występuje daleko większa różnorodność środowiska glebowego, co odzwierciedlają właściwości gleb w wytypowanych punktach. Na południe od huty (gdzie zlokalizowano punkty IG i 2G) występują gleby płowe wytworzone z utworów pyłowych, bardziej piaszczystych niż w rejonie Legnicy (pyły gliniaste wg BN, pyły piaszczyste wg PN). Są to gleby o odczynie obojętnym lub lekko kwaśnym oraz zróżnicowanej zawartości węgla organicznego - w zależności od sposobu użytkowania (tab. 1). Na północ od huty, w szerokiej dolinie Odry, dominują mady rzeczne wykształcone w całej gamie podtypów i gatunków. Punkt 3G (Bogomice) zlokalizowano na madzie brunatnej bardzo lekkiej (piasek luźny wg BN, piasek wg PN) o zawartości próchnicy około 1,1% oraz o odczynie obojętnym. Punkt 4G (Zabiele) zlokalizowano na madzie próchnicznej ciężkiej (glina ciężka pylasta wg BN, glina wg PN) o odczynie obojętnym oraz bardzo wysokiej zawartości próchnicy w poziomie ornym (tab. 1). Zmiany zawartości miedzi, ołowiu i cynku w glebach w rejonie HM Legnica Rejestrację zawartości pierwiastków śladowych w rejonie HM Legnica rozpoczęto wiele lat po rozruchu huty i opisane przestrzenne zróżnicowanie koncentracji metali jest skutkiem emisji pyłów metalonośnych w przeszłości. Dzięki sekwencji punktów w różnych odległościach od huty (punkty 1L-4L) udokumentowano oczywistą dziś tezę o istnieniu związku między odległością od źródła emisji a stopniem zanieczyszczenia gleby metalami ciężkimi. Różnica w koncentracji
Zawartość Cu, Pb i Zn w glebach w rejonie hut miedzi 199 metali między punktami IL (1 km od huty) i 4L (4 km od huty) największa jest w przypadku miedzi - około 8- krotna, podczas gdy w przypadku ołowiu i cynku jest około 3-krotna, co obok bezwzględnych, bardzo wysokich koncentracji miedzi (nawet do 850 mg/kg gleby) najlepiej obrazuje stopień skażenia środowiska glebowego miedzią w najbliższym sąsiedztwie huty (rys. 2, tab. 2). Punktem wyjścia do analizy dynamiki metali w glebach jest więc ich zawartość zastana w połowie lat osiemdziesiątych. 16-letni cykl badań generalnie nie wykazał znaczącego wzrostu zawartości badanych pierwiastków w glebach, co jest dowodem na wysoką skuteczność urządzeń odpylających zainstalowanych w hucie [Dobrzański, Byrdziak 1995]. Analiza wyników badań nie zawsze jednak pozwala jednoznacznie ustalić ustabilizowanie się zawartości pierwiastka na stałym poziomie lub istnienie lekkiego trendu wzrostowego albo malejącego (rys. 2). Główną przyczynąjest znaczna zmienność wyników badań w niektórych latach rejestrowana mimo stałej lokalizacjipunktów oraz mimo niezmiennej metodyki prac terenowych i analiz laboratoryjnych, wynikająca prawdopodobnie z wykonywania analiz przez różne laboratoria. Mimo powyższych zastrzeżeń można zauważyć, że w punktach bardziej odległych od huty (2L, 3L oraz 4L) zawartość metali utrzymuje się na mniej więcej stałym poziomie. We wszystkich tych punktach gleby są stale użytkowane rolniczo. Z kolei w punkcie 5L zlokalizowanym 0,5 km ku SE zawartość cynku utrzymuje się na RYSUNEK 2. Zmiany całkowitej zawartości miedzi w powierzchniowej warstwie gleb w rejonie Huty Miedzi Legnica FIGURE 2. Changes in total concentration of copper in a surface layer of soils in the vicinity of the copper smelter Legnica stałym poziomie (przy dużej rocznej zmienności), podczas gdy zawartość ołowiu, a szczególnie miedzi yraźnie rośnie. Najbardziej skomplikowana sytuacja występuje w
TABELA 2. Całkowita zawartość Cu, Pb i Zn w powierzchniowej warstwie (5-15 cm) gleb w rejonie huty miedzi Legnica w latach 1986-2002 TABLE 2. Total Cu, Pb and Zn concentrations in surface layer (5-15 cm) of soils in the vicinity of copper smelter Legnica in the period 1986-2002 Rok badań Year of study 1986 1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 Punkt IL - Point IL Punkt 2L - Point 2L Punkt 3L - Point 3L Punkt 4L - Point 4L Punkt 5L - Point 5L Cu Pb Zn Cu Pb Zn Cu Pb Zn Cu Pb Zn Cu Pb Zn [mg kg 1gleby - of soil] 813.0 762.0 750.0 745.0 680.0 689.0 805.0 625.0 865.0 300.0 422.0 340.0 334.0 219.0 249.0 315.0 297.0 263.0 124.0 138.0 165.0 121.0 127.0 155.0 138.0 148.0 144.0 240.0 267.0 250.0 280.0 187.0 269.0 260.0 239.0 251.0 135.0 162.0 170.0 126.0 77.0 133.0 108.0 172.0 98.0 87,5 79,0 90.0 68.0 67.0 92.0 75.0 93.0 81.0 117.0 115.0 100,0 248.0 109.0 81.0 167,0 104.0 139.0 90.0 95.0 130.0 114.0 50.0 76.0 83.0 100,0 71,0 72,5 55,0 80,0 68,0 45.0 46.0 68.0 59.0 56.0 72,5 58,0 75.0 90,2 69.0 98.0 101.0 67.0 87.0 90,0 52,5 130.0 58,4 32.0 70.0 61.0 87.0 86.0 67,5 59,0 80,0 46,6 41.0 53.0 59.0 54.0 54.0 132.0 182.0 225.0 191.0 158.0 186.0 255,0 184.0 204.0 95.0 90.0 90.0 96,3 68.0 88,0 121,0 143.0 95.0 63,5 75,0 90.0 55.0 54.0 63.0 85.0 54.0 64.0 200 L. Szerszeń, I Chodak, С. Kabała
TABELA 3. Całkowita zawartość Cu, Pb i Zn w powierzchniowej warstwie (5-15 cm) gleb w rejonie huty miedzi Głogów w latach 1972-2002 TABLE 3. Total Cu, Pb and Zn concentrations in surface layer (5-15 cm) of soil in the vicinity of copper smelter Głogów in the period 1972-2002 Rok badań Year of study 1972 1974 1976 1978 1980 1982 1984 1986 1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 Punkt 1G - Point 1G Punkt 2G - Point 2G Punkt 3G - Point 3G Punkt 4G - Point 4G Cu Pb Zn Cu Pb Zn Cu Pb Zn Cu Pb Zn [mg kg 1gleby - of soil] 62,5 273.0 453.0 400.0 400.0 350.0 313.0 295.0 275.0 250.0 285.0 420.0 430.0 464.0 410.0 379.0 70.0 163.0 250.0 225.0 340.0 270.0 305.0 290.0 95,0 130.0 93.0 73.0 137.0 102.0 99.0 89.0 100,0 388.0 517.0 325.0 355.0 152.0 72.5 110.0 63.5 55.0 42,9 37.0 47.0 44,2 50.5 45.5 63.0 183.0 173.0 168.0 150.0 87.0 43.0 65.0 80.0 100,0 83.0 59.0 54.0 66.0 64.0 58.0 153.0 215.0 138.0 240.0 170.0 125.0 132.0 140.0 50.0 90.0 60.0 30.0 32.0 59.0 47.0 46.0 275.0 440.0 368.0 375.0 330.0 110.0 52.0 116.0 65,0 50.0 36,3 31.0 43.0 41.0 45,0 58,5 90,0 228,0 245.0 400.0 400.0 300.0 375.0 345.0 375.0 400.0 399.0 348.0 342.0 422.0 460.0 466.0 70.0 58.0 110.0 230,0 195.0 330.0 360.0 220.0 118,0 170.0 135.0 69.0 116.0 92,0 127.0 150.0 80,0 72,5 165.0 188.0 185.0 83.0 40.0 107.0 57.0 100,0 36,7 46.0 50.0 47.0 41,0 48,8 220,0 288,0 380.0 253.0 400.0 461.0 325.0 195.0 148.0 255.0 272.0 164.0 154.0 277.0 175.0 174.0 143.0 170.0 190.0 173.0 200,0 360.0 350.0 115.0 78.0 170.0 122.0 63.0 53.0 105.0 80,0 72,0 438.0 453.0 300.0 333.0 460.0 180.0 110,0 134.0 95.0 160,0 92.4 79.4 110,0 100,0 95.0 102.0 Zawartość Cu, Pb i Zn w glebach w rejonie hut miedzi No О
202 L. Szerszeń, T. Chodak, C. Kabała RYSUNEK 3. Zmiany całkowitej zawartości miedzi w powierzchniowej warstwie gleb w rejonie Huty Miedzi Głogów FIGURE 3. Changes in total concentration of copper in a surface layer of soils in the vicinity of the copper smelter Głogów punkcie 1L (1 km od huty). Zawartość cynku powoli, lecz nieprzerwanie rośnie od początku badań. Zawartość ołowiu początkowo rosła, następnie do połowy lat dziewięćdziesiątych malała, po czym znów zaczęła rosnąć. Podobnie zawartość miedzi malała do połowy lat 90., a następnie znów zaczęła rosnąć, osiągając w 2002 roku poziom wyższy niż w pierwszym roku badań. Wydaje się, że zmiany te należy korelować przede wszystkim ze zmianą kategorii użytkowania terenu z ornej na leśną: punkt 1L znalazł się bowiem w tzw. strefie ochrony sanitarnej objętej zalesieniami ochronnymi. Kilkunastoletni las topolowy dwojako może powodować wtórny wzrost koncentracji metali ciężkich w warstwie powierzchniowej gleby: 1. Drzewostan tworzy mechaniczną barierę dla mas zanieczyszczonego powietrza (również mgieł), znaczna ilość pyłów zatrzymuje się na liściach drzew, z którymi następnie dostaje się na powierzchnię gleby i do poziomu próchnicznego. 2. Korzenie drzew penetrują profil glebowy znacznie głębiej niż roślin uprawnych, pobierają i transportują pierwiastki śladowe do liści, opadających następnie na powierzchnię ziemi. Obydwa mechanizmy można określić mianem bioakumulacji. W odróżnieniu od pól uprawnych wytworzona w lesie w ciągu roku biomasa (z określoną zawartością metali) nie jest usuwana z ekosystemu, co powoli prowadzi do wzrostu koncentracji metali ciężkich w powierzchniowej warstwie gleby.
Zawartość Си, Pb i Zn w glebach w rejonie hut miedzi 203 Zmiany zawartości miedzi, cynku i ołowiu w glebach w rejonie hut miedzi Głogów I/II Uruchomienie Huty Miedzi Głogów spowodowało wzrost zawartości wszystkich badanych metali we wszystkich punktach obserwacyjnych, lecz-tempo wzrostu i maksymalny poziom zanieczyszczenia zależały zarówno od pierwiastka, jak i od lokalizacji punktu (kierunek i odległość od huty). W przypadku miedzi najsilniejszy wzrost (ponad 7-krotny) zanotowano w punkcie IG (1 km od huty ku SE), podczas gdy w punkcie 2G (4 km od huty ku SE) wzrost ten był niespełna czterokrotny. Silny wzrost zawartości miedzi wystąpił też na kierunku północno-wschodnim, nawet w odległości 3^4 km od huty. W końcu lat 70. i na początku 80. zawartość miedzi w glebie przestaje rosnąć i stabilizuje się lub zaczyna maleć. W punkcie 2G (Brzostów) powolny ubytek miedzi obserwowany jest niemal nieprzerwanie od połowy lat 70., a od połowy lat 90. notuje się już stałą zawartość na niskim poziomie. Podobnie w punkcie 4G (Zabiele) stwierdza się stały spadek koncentracji miedzi, choć duże coroczne wahania utrudniają jednoznaczną ocenę tempa tego zjawiska. Prawdopodobną przyczyną dużej zmienności wyników w tym punkcie jest wyjątkowa zmienność glebowa (obszar pradoliny Odry). Punkty 2G i 4G usytuowane są na gruntach stale użytkowanych rolniczo. Punkty IG (Żukowice) oraz 3G (Bogomice) zlokalizowane są w obrębie strefy ochronnej, na obszarze wyłączonym już z użytkowania rolniczego i zalesionym topolą. W punkcie 1 G występowało zjawisko stopniowego zmniejszania się zawartości miedzi do początku lat 90., kilkuletnia stabilizacja, a następnie, od połowy lat 90. - powtórny wzrost (rys. 3). W punkcie 3G, po okresie silnego wzrostu (do końca lat 70.), nastąpiło ustabilizowanie koncentracji miedzi aż do początku lat 90. lub niewielki spadek zawartości oraz, podobnie jak w punkcie IG, wtórny wzrost w drugiej połowie lat 90. Porównanie kierunku zmian zawartości miedzi w glebach zalesionych oraz stale użytkowanych rolniczo ujawnia rolę zadrzewień topolowych wprowadzonych na obszarze stref ochronnych wokół hut miedzi Głogów i Legnica. Z jednej strony, wskutek zjawiska bioakumulacji następuje wtórny, istotny wzrost zanieczyszczenia miedzią poziomów próchnicznych gleb zalesionych. Jednakże wskutek zatrzymania części zanieczyszczeń na obszarze zadrzewionym, lepiej chronione są sąsiednie grunty rolnicze. Podsumowanie długiego cyklu pomiarowego zawartości ołowiu i cynku ujawniło istnienie poważnego problemu natury metodycznej. Około roku 1982 (dla cynku) oraz 1988 (dla ołowiu) nastąpiło gwałtowne i trwałe obniżenie rejestrowanej zawartości danego metalu. Analiza przyczyn nie pozwala jednoznacznie określić, czy większą rolę odegrały zmiany techniczne (np. zamiana spektrometru) czy zmiany laboratoriów, w których dokonywano oznaczeń. W konsekwencji nie jest możliwe traktowanie 30- letnich serii pomiarowych zawartości cynku i ołowiu jako jednolitych, i konieczne jest ich rozdzielenie na dwie serie odrębne. Niemniej jednak zarówno cynk, jak i ołów w pierwszej serii badań wykazują wyraźny wzrost koncentracji świadczący o skali wzrostu zanieczyszczenia gleb w rejonie huty bezpośrednio po jej uruchomieniu. Z kolei analiza drugiej serii pomiarowej (po skokowej zmianie rejestrowanych koncentracji) wykazuje wyraźną stabilizację zawartości cynku i ołowiu we wszystkich punktach, co jest
204 L. Szerszeń, T. Chodak, С. Kabała dowodem poważnego ograniczenia emisji tych metali w pyłach. Jedynie w punkcie 3G, na glebie zadrzewionej, obserwuje się wyraźny wzrost zawartości ołowiu od połowy lat 90., który należy kojarzyć z podobnym zjawiskiem w przypadku miedzi. W celu oceny intensywności zmian zawartości metali (szczególnie miedzi) w glebach uprawnych dokonano próby obliczenia tempa usuwania miedzi z poziomu próchnicznego. W punkcie 1G (gleba pyłowa bardzo silnie zanieczyszczona) w latach 1976-1990 zanotowano obniżenie zawartości miedzi o ok. 200 mg kg-1, co oznacza ok. 14 mg kg-1 rocznie. Z kolei w punkcie 2G (gleba pyłowa słabiej zanieczyszczona) w latach 1976-1994 zanotowano obniżenie o około 110 mg kg-1, czyli o około 6 mg kg-1 rocznie. Wobec obojętnego odczynu tych gleb oraz zupełnie odmiennej (wzrostowej) tendencji w glebach pod zadrzewieniem nasuwa się wniosek, że główną przyczyną ubytku miedzi z poziomów ornych analizowanych gleb nie jest wypłukiwanie w głąb profilu glebowego, lecz pobranie przez rośliny uprawne i wyprowadzenie z ekosystemu wraz z plonem biomasy. Przedstawione obliczenia nie mają wartości wyników ścisłego doświadczenia wazonowego i mogą być kwestionowane jako zawyżone [Ruszkowska i in. 1996, Szerszeń i in. 1997], lecz jednoznacznie wskazują, że w przypadku zahamowania dopływu nowych zanieczyszczeń, intensywne użytkowanie rolnicze (z możliwie największym wyprowadzeniem biomasy) może być brane pod uwagę jako sposób fitoremediacji gleb zanieczyszczonych metalami wokół hut miedzi. WNIOSKI Wieloletnie obserwacje nad dynamiką miedzi, cynku i ołowiu w rejonie hut miedzi Głogów i Legnica pozwalają na sformułowanie następujących wniosków: 1. Zawartość metali ciężkich w powierzchniowej warstwie gleb utrzymuje się od początku lat 80. na ustabilizowanym poziomie, co potwierdza bardzo duże i trwałe ograniczenie przez huty emisji pyłów metalonośnych. 2. Przy braku lub przy niewielkim dopływie metali z zanieczyszczeń atmosferycznych, ich zawartość w powierzchniowej warstwie gleby ulega stałemu obniżaniu w warunkach normalnej produkcji rolniczej. Tempo ubytku metali zależy m.in. od początkowego stopnia zanieczyszczenia oraz właściwości gleby. 3. Nasadzenia zwartych drzewostanów topolowych w strefach ochronnych wokół zakładów powodują wtórny wzrost koncentracji miedzi w powierzchniowej warstwie gleb w obrębie nasadzeń. Jest to skutkiem zatrzymywania części zanieczyszczeń atmosferycznych przez korony drzew oraz wzmożonej bioakumulacji. 4. Długookresowe badania nad dynamiką metali ciężkich w stałych punktach monitoringowych potwierdziły ich przydatność w śledzeniu zmian stanu środowiska glebowego w rejonach przemysłowych oraz planowaniu działań ochronnych i ocenie ich skuteczności.
Zawartość Cu, Pb i Zn w glebach w rejonie hut miedzi 205 LITERATURA ANDRUSZCZAK E., STRĄCZYŃSKI S., CZERNIAWSKA W., RADWAN B. 1986: Zawartość niektórych składników w glebach i roślinach uprawnych znajdujących się pod wpływem emisji huty miedzi. Rocz. Glebozn. 37, 4: 47-66. DOBRZAŃSKI J., BYRDZIAK H. 1995: Wpływ polskiego przemysłu miedziowego na środowisko. Zesz. Probl. Post. Nauk Roln. 418, 2: 399 405. DROZD J., KOWALIŃSKI S., LICZNAR M. 1984: Strefowe zanieczyszczenie gleb Cu, Zn i S oraz zmiany erozyjne pokrywy glebowej w rejonie oddziaływania huty miedzi. Rocz. Glebozn. 35, 1:33-47. KABAŁA C., SINGH В. R. 2001: Fractionation and mobility of copper, lead and zinc in soil profiles in the vicinity of a copper smelter. J. Environ. Quart. 20, 2: 485-492. KABATA-PENDIAS A., BOLIBRZUCH E., TARŁOWSKI P. 1981 : Impact of a copper smelter on agricultural environment. Part 1: Contamination of soils. Rocz. Glebozn. 32, 3: 207-214. KARCZEWSKA A. 2002: Metale ciężkie w glebach zanieczyszczonych emisjami hut miedzi - formy i rozpuszczalność. Zesz. Nauk. AR Wrocław 432 (Rozprawy 184): 159 ss. KARCZEWSKA A., SZERSZEŃ L., KABAŁA C. 1998: Forms of selected heavy metals and their transformation in soils polluted by the emissions from copper smelters. Advances in GeoEcology 31: 705-712. KOSTRZEWSKI A., MAZUREK M., STACH A. 1995: Zintegrowany monitoring środowiska przyrodniczego. Zasady organizacji, system pomiarowy, wybrane metody badań. Państwowa Inspekcja Ochrony Środowiska, Warszawa: 255 ss. KOWALIŃSKI S., LASKOWSKI S., ROSZYK E., SZERSZEŃ L. 1974: Wstępne wyniki badań nad wpływem zadymienia i zapylenia na gleby i rośliny w rejonie huty miedzi Głogów. Mat. Sesji Nauk. Wykorzystanie i ochrona środowiska ziem południowo-zachodniej Polski. PAN, Wrocław: 305-311. ROSZYK E., SZERSZEŃ L. 1988a: Nagromadzenie metali ciężkich w warstwie ornej gleb stref ochrony sanitarnej przy hutach miedzi. 1. Legnica. Rocz. Glebozn. 39, 4: 135-141. ROSZYK E., SZERSZEŃ L. 1988b: Nagromadzenie metali ciężkich w warstwie ornej gleb stref ochrony sanitarnej przy hutach miedzi. II. Głogów. Rocz. Glebozn. 39, 4: 147-156. RUSZKOWSKA M., KUSIO M., SYKUT S., MOTOWICKA-TERELAK Т. 1996: Zmiany zawartości pierwiastków śladowych w glebach w warunkach doświadczenia lizymetrycznego (1991-1994). Rocz. Glebozn. 47, 1/2: 23-32. SZERSZEŃ L., CHODAK T., KABAŁA C. 1998: Monitoring zawartości pierwiastków śladowych w glebach przylegających do Hut Miedzi w Głogowie i Legnicy. Zesz. Probl Post. Nauk Roln. 467, 2: 405-412. SZERSZEŃ L., KARCZEWSKA A., KABAŁA C. 1997: Formy metali ciężkich w zróżnicowanych warunkach glebowych w doświadczeniu wazonowym. Zesz. Nauk. AR Wrocław, Rolnictwo LXX 316: 77-107. SZERSZEŃ L., KARCZEWSKA A., ROSZYK E., CHODAK T. 1991 : Rozmieszczenie Cu, Pb i Zn w profilach gleb przyległych do hut miedzi. Rocz. Glebozn. 42, 3/4: 199-206. prof, dr hab. Leszek Szerszeń Instytut Gleboznawstwa i Ochrony Środowiska Rolniczego AR 50-357 Wrocław, u l Grunwaldzka 53