Daniel Ochman*, Paweł Jezierski**

Podobne dokumenty
ANNALES. Bogusław Karoń, Grzegorz Kulczycki, Antoni Bartmański. Wpływ składu kompleksu sorpcyjnego gleb na zawartość składników mineralnych w kupkówce

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

PRZEWODNIK DO ĆWICZEŃ Z GLEBOZNAWSTWA I OCHRONY GLEB. Andrzej Greinert

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

Politechnika Gdańska Wydział Chemiczny. Katedra Technologii Chemicznej

Przedmowa do wydania trzeciego 11 Wstęp Ogólna charakterystyka nawozów mineralnych Wprowadzenie Kryteria podziału nawozów

WPŁYW TĘŻNI NA WARTOŚCI ŚREDNIOROCZNE STĘŻENIA KATIONÓW W KOMPLEKSIE SORPCYJNYM I ROZTWORZE GLEBOWYM CZARNYCH ZIEM W INOWROCŁAWIU

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

Obieg materii w skali zlewni rzecznej

ANNALES. Wpływ wapnowania, nawożenia azotem i fosforem na wysycenie kompleksu sorpcyjnego gleby kationami wymiennymi

Zasobność gleby. gleba lekka szt./ % /2185,0 0/0 0/0 0/0 1063/100 0/0 824/923,6 0/0 0/0 3/0 821/100 0/0. szt./ %

OZNACZANIE ZAWARTOŚCI MANGANU W GLEBIE

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

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

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

Właściwości chemiczne i fizykochemiczne gleb zanieczyszczonych substancjami ropopochodnymi na terenie lotniska w Brzegu. Wstęp

WPŁYW ŚRODKÓW CHEMICZNYCH STOSOWANYCH DO ODŚNIEŻANIA NA WŁAŚCIWOŚCI SORPCYJNE RĘDZIN WŁAŚCIWYCH W MIEŚCIE OPOLE

OCENA WYNIKÓW BADAŃ W GMINIE KUŹNIA RACIBORSKA

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./ %

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

Chemiczne oddziaływanie składowisk odpadów górnictwa węgla kamiennego na środowisko

ANEKS 5 Ocena poprawności analiz próbek wody

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

Zawartość składników pokarmowych w roślinach

SKUTKI SUSZY W GLEBIE

Elżbieta BIERNACKA, Ilona MAŁUSZYŃSKA, Marcin J. MAŁUSZYŃSKI

WPŁYW NAWADNIANIA I POPIOŁU Z WĘGLA KAMIENNEGO NA WŁAŚCIWOŚCI CHEMICZNE GLEBY LEKKIEJ

Dorota Kalembasa, Krzysztof Pakuła, Dawid Jaremko

OCENA WYNIKÓW BADAŃ W GMINIE KRZYŻANOWICE

Związki nieorganiczne

WŁAŚCIWOŚCI SORPCYJNE GLEB ALUWIALNYCH ŻUŁAW WIŚLANYCH SORPTION CAPACITIES OF ALLUVIAL SOILS IN ŻUŁAWY WIŚLANE

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

Możliwość zastosowania biowęgla w rolnictwie, ogrodnictwie i rekultywacji

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,

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

OCENA WYNIKÓW BADAŃ W GMINIE RUDNIK. Zasobność gleby

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,

PRZEDMIOT ZLECENIA :

EFEKTY BIOLOGICZNEJ REKULTYWACJI BYŁEGO ZŁOŻA KRUSZYWA BUDOWLANEGO DOBROSZÓW WIELKI" W WOJEWÓDZTWIE LUBUSKIM

Sole&Środowisko. Broszura informacyjna IDF (IDF Factsheet Salt 1)

Zbigniew Mazur*, Maja Radziemska*, Dorota Deptuła* WPŁYW ŚRODKÓW ZWALCZANIA ŚLISKOŚCI JEZDNI NA ZAWARTOŚĆ CHLORKÓW W GLEBACH WZDŁUŻ ULIC OLSZTYNA

CHEMIA KLASA II I PÓŁROCZE

Nawożenie potasem. Mgr inż. Piotr Ledochowski KSC S.A. Dr hab. Mirosław Nowakowski IHAR PIB O/Bydgoszcz. Toruń, r.

EKSTENSYWNE UŻYTKOWANIE ŁĄKI A JAKOŚĆ WÓD GRUNTOWYCH

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,

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

Acta 12 (2) 2012.indd :41:15. Acta Sci. Pol., Formatio Circumiectus 12 (2) 2013,

VI. MONITORING CHEMIZMU OPADÓW ATMOSFERYCZNYCH I DEPOZYCJI ZANIECZYSZCZEŃ DO PODŁOŻA

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

Ćwiczenie 9. Oznaczanie potrzeb wapnowania gleb Wprowadzenie. Odczyn gleby jest jednym z podstawowych wskaźników jej Ŝyzności.

Biowęgiel w remediacji zanieczyszczeń w środowisku gruntowo-wodnym

GRZEGORZ KUSZA * Wstęp

ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 277

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

Nawożenie borówka amerykańska

Prawdziwy rozwój człowieka, zwierzęcia i roślin zależy od gleby Hipokrates

Jak obliczyć skład pożywki w oparciu o analizę wody - zalecenia

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

Obieg materii w skali zlewni rzecznej

WPŁYW PODŁOŻA GEOLOGICZNEGO RZEK OJCOWSKIEGO PARKU NARODOWEGO NA ICH WYBRANE PARAMETRY CHEMICZNE, PORÓWNANIE Z WODAMI DUNAJCA.

ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 277

Przegląd ekologiczny zamkniętego składowiska fosfogipsów w Wiślince. Gdańsk, 14 maja 2014 r.

RECYKLING ODPADÓW ZIELONYCH. Grzegorz Pilarski BEST-EKO Sp. z o.o.

Wymagania programowe na poszczególne oceny. IV. Kwasy. Ocena bardzo dobra. Ocena dostateczna. Ocena dopuszczająca. Ocena dobra [1] [ ]

I Etap szkolny 16 listopada Imię i nazwisko ucznia: Arkusz zawiera 19 zadań. Liczba punktów możliwych do uzyskania: 39 pkt.

Spis treści - autorzy

HYDROLIZA SOLI. 1. Hydroliza soli mocnej zasady i słabego kwasu. Przykładem jest octan sodu, dla którego reakcja hydrolizy przebiega następująco:

Chemia Nowej Ery Wymagania programowe na poszczególne oceny dla klasy II

Tadeusz Chodak, Jarosław Kaszubkiewicz, Przemysław Woźniczka

Kryteria oceniania z chemii dla klasy drugiej DLA UCZNIÓW Z OBOWIĄZKIEM DOSTOSOWANIA WYMAGAŃ EDUKACYJNYCH

WPŁYW CZYNNIKÓW ANTROPOGENICZNYCH NA WYMYWANIE POTASU Z GLEBY

Ćwiczenie 8. Oznaczanie sumy zasad i obliczanie pojemności sorpcyjnej gleby 8.1. Wprowadzenie. Faza stała gleby ma zdolność zatrzymywania par, gazów,

Katedra Chemii Rolnej i Środowiskowej, Akademia Rolnicza, ul. Akademicka 15, Lublin

WPŁYW TECHNICZNEGO UZBROJENIA PROCESU PRACY NA NADWYŻKĘ BEZPOŚREDNIĄ W GOSPODARSTWACH RODZINNYCH

Zadanie: 2 Zbadano odczyn wodnych roztworów następujących soli: I chlorku baru II octanu amonu III siarczku sodu

KSZTAŁTOWANIE SIĘ WŁAŚCIWOŚCI FIZYKO CHEMICZNYCH GLEBY UŻYŹNIONEJ REKULTEREM FORMING OF PHYSICO-CHEMICAL PROPERTIES OF SOIL FERTILIZING WITH REKULTER

Kryteria oceniania z chemii kl VII

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

ANNALES. Stanisław Kalembasa, Andrzej Wysokiński

WYMAGANIA EDUKACYJNE

Laboratoryjne badania gruntów i gleb / Elżbieta Myślińska. Wyd. 3. Warszawa, Spis treści. Przedmowa 13

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

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

Opis efektów kształcenia dla modułu zajęć

H2S, H2SO4, H2SO3, HNO3, H2CO3,

Wymagania programowe na poszczególne oceny. III. Woda i roztwory wodne. Ocena dopuszczająca [1] Uczeń: Ocena dostateczna [1 + 2]

ANALIZA ISTNIEJĄCYCH DZIAŁEK SIEDLISKOWYCH NA TERENIE GMINY DOMANIÓW

CHARAKTERYSTYKA GLEB. Marek Degórski

ROZPORZĄDZENIE MINISTRA ŚRODOWISKA. z dnia 23 grudnia 2002 r.

Przewodnik do æwiczeñ z gleboznawstwa. dla studentów I roku geografii

OKRĘGOWA STACJA CHEMICZNO - ROLNICZA W RZESZOWE ul. Prof. L. Chmaja 3 tel. (017) fax (017)

ZMIANY NIEKTÓRYCH WŁAŚCIWOŚCI CHEMICZNYCH I FIZYKOCHEMICZNYCH CZARNYCH ZIEM KĘTRZYŃSKICH POD WPŁYWEM INTENSYWNEGO NAWOŻENIA AZOTEM

Saletra amonowa. Skład: Azotu (N) 34%: Magnez (Mg) 0,2%

KONKURS CHEMICZNY DLA UCZNIÓW GIMNAZJÓW. Eliminacje szkolne I stopień

VII. MONITORING CHEMIZMU OPADÓW ATMOSFERYCZNYCH I DEPOZYCJI ZANIECZYSZCZEŃ DO PODŁOŻA

Henryk Greinert OCHRONA GLEB

Wpływ intensywności użytkowania łąki na glebie torfowo-murszowej na wielkość strumieni CO 2 i jego bilans w warunkach doświadczenia lizymetrycznego

Monitoring chemizmu gleb ornych Polski w latach

Zagrożenia środowiskowe na terenach górniczych

WYSOKOŚĆ OPŁAT POBIERANYCH ZA ZADANIA WYKONYWANE PRZEZ OKRĘGOWE STACJE CHEMICZNO-ROLNICZE

Transkrypt:

Ochrona Środowiska i Zasobów Naturalnych nr 49, 2011 r. Daniel Ochman*, Paweł Jezierski** WPŁYW SŁONYCH WÓD NADOSADOWYCH NA ZMIANY W OBSADZIE KOMPLEKSU SORPCYJNEGO GLEB W REJONIE SKŁADOWISKA ODPADÓW POFLOTACYJNYCH ŻELAZNY MOST IMPACT OF SEDIMENTATION WATERS ON THE SOILS ABSORBING COMPLEX IN THE REGION OF ŻELAZNY MOST TAILINGS IMPOUNDMENT Słowa kluczowe: kompleks sorpcyjny, gleby zasolone, składowisko osadów poflotacyjnych, górnictwo miedzi. Key words: absorbing complex, salinity soils, tailings impoundment, copper mining. Strongly dispersed colloidal solid phase, called absorbing complex causes sorbtion phenomenon in soils. The subject of this research was studying of exchangeable sorbtion between absorbing complex and soil solution and the effect of increased soil salinity on the composition of absorbing complex. The content of alcaline cations (Ca 2+, Mg 2+, Na +, K + ) in absorbing complex was determined. The total exchangeable bases, cation exchange capacity and degree of base saturation were calculated. The studied soils had higher content of sodium ions (especially their percentage content in absorbing complex) than in most of soils ocurring in moderate climate. The disturbance in the absorbing complex were observed. The studies confirmed that increased content of sodium ions in absorbing complex was connected with increasing soils salinity in the area of tailings impoundment. The dependences between percentage content of sodium and calcium ond percentage content of mono- and bivalent cations in absorbing complex of salinated and unsalinated were presented. The increase of salinity in the area of tailings impoundment causes the content of momovalent cations at the expense of bivalent cations. It confirmed the hypothesis that at high concentrations of ions in the soil solution the bivalent cations are displaced from absorbing complex by monovalent cations. * Dr inż. Daniel Ochman Wydział Administracji, Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa im. Witelona w Legnicy, ul. Sejmowa 5A, 59-220 Legnica; tel.: 76 723 22 02; e-mail: dochman@o2.pl ** Dr inż. Paweł Jezierski Instytut Nauk o Glebie i Ochrony Środowiska, Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu, ul. Grunwaldzka 53, 50-357 Wrocław; tel.: 71 320 56 27; e-mail: pawel.jezierski@up.wroc.pl 268

Wpływ słonych wód nadosadowych na zmiany w obsadzie kompleksu sorpcyjnego... 1. WPROWADZENIE Kopalnie i zakłady przeróbcze rud miedzi są źródłem znacznej ilości odpadów poflotacyjnych i wód dołowych, a także powodują dewastację powierzchni ziemi (zajęcie wielkich obszarów pod składowiska i infrastrukturę techniczną) oraz przekształcenia geomechaniczne (osuwanie terenu, tąpnięcia) i hydrologiczne (zawodnienia, przesuszenia). Wpływają również na chemizm wód i gleb, szczególnie w wyniku przedostawania się do nich zanieczyszczonych, wysokozmineralizowanych wód oraz w wyniku pylenia z powierzchni składowisk [Eko-Miedź 2000]. Jednym z rejonów, gdzie obserwuje się oddziaływanie słonych wód gruntowo-glebowych jest otoczenie znajdującego się na Dolnym Śląsku i użytkowanego przez KGHM S.A. zbiornika osadów poflotacyjnych Żelazny Most [Czaban, Maślanka 1998; Angełow i in. 2000]. Ekspansja infiltracji ze składowiska zaburzyła naturalne warunki krążenia wód w jego otoczeniu, powodując rozszerzanie się strefy zmian hydrochemicznych wokół zbiornika. Słone wody gruntowo-glebowe wydostają się w niektórych miejscach na powierzchnię terenu [Angełow i in. 2000; Czaban, Maślanka 1998; Kalisz, Sieroń 1998], intensywnie oddziałując na właściwości gleb. O zjawiskach sorpcyjnych zachodzących w glebach decyduje silnie zdyspergowana koloidalna faza stała, zwana sorpcyjnym kompleksem glebowym (KS) [Zawadzki S. i in. 1999]. Wprowadzenie zasolonych wód do gleby powoduje wyraźne zmiany składu roztworu glebowego [Ochman 2005], wzrost wysycenia kompleksu sorpcyjnego kationami oraz zachwianie równowagi jonowej [Filipek, Badora 1992]. Typowy dla naszych warunków układ kationów zasadowych w glebie Ca 2+ > Mg 2+ > K + > Na + zostaje zakłócony poprzez wzrost udziału sodu [Kaszubkiewicz, Chodak 1999]. Sole sodowe wypierają z kompleksu sorpcyjnego wapń i magnez [Frąckowiak, Kuczyńska 1996] powodując, że zawartość jonów Na + w kompleksie sorpcyjnym może dojść do 50 i więcej procent. Wypieranie kationów dwuwartościowych z kompleksu sorpcyjnego jest również przyczyną alkalizacji gleb [Filipek, Badora 1992], co w znacznym stopniu może ograniczyć przyswajalność niektórych składników pokarmowych, a ponadto może wpływać na wzrost toksyczności niektórych metali ciężkich oraz pogorszyć właściwości fizyczne gleby [Frąckowiak, Kuczyńska 1996]. W przedstawionej pracy skupiono się przede wszystkim na badaniu sorpcji wymiennej pomiędzy kompleksem sorpcyjnym gleb i roztworem glebowym oraz wpływu podwyższonego zasolenia gleb na obsadę KS. W tym celu określono zawartość kationów zasadowych (Ca 2+, Mg 2+, Na +, K + ) w kompleksie sorpcyjnym. Następnie obliczono sumę kationów zasadowych (S), całkowitą pojemność sorpcyjną gleb (T) oraz stopień wysycenia kompleksu sorpcyjnego zasadami (V). 269

Daniel Ochman, Paweł Jezierski 2. MATERIAŁY I METODY Badania prowadzone nad hydrologicznym oddziaływaniem składowiska odpadów poflotacyjnych Żelazny Most na okoliczne gleby obejmowały trzy zasadnicze etapy, do których należały prace inwentaryzacyjne, polowe oraz analizy laboratoryjne. Na wytypowanych obszarach zostały wykonane 23 odkrywki glebowe i dokładnie opisana morfologia profili ze szczególnym uwzględnieniem obecności śladów oglejenia, konkrecji żelazisto-manganowych, struktury oraz barwy gleby suchej i wilgotnej. Następnie pobrano z poszczególnych poziomów 101 prób glebowych. Lokalizację miejsc poboru prób glebowych przedstawiono na rysunku 1. Rys. 1. Lokalizacja obszarów poboru prób. Fig. 1. Location of sampling areas. W pobranych próbach oznaczono między innymi: 1) skład granulometryczny metodą areometryczno-sitową Bouyoucosa w modyfikacji Casagrande a i Prószyńskiego; 2) odczyn gleby w H 2 O, 1M KCl oraz 0,01M CaCl 2 potencjometrycznie; 3) przewodnictwo elektryczne konduktometrem Slandi CM 204 w wyciągu wodnym o proporcji wody do gleby jak 5:1, przeliczając następnie przewodnictwo elektryczne właści- 270

Wpływ słonych wód nadosadowych na zmiany w obsadzie kompleksu sorpcyjnego... we na zawartość łatwo rozpuszczalnych soli na podstawie krzywej wzorcowej dla chlorku potasu; 4) przewodnictwo elektryczne konduktometrem Slandi CM 204 w paście glebowej w stanie saturacji; 5) kwasowość hydrolityczną metodą Kappena; 6) zawartość kationów zasadowych (Ca 2+, Mg 2+, Na +, K + ) metodą Pallmanna. Poszczególne kationy zasadowe oznaczono w wyciągu glebowym uzyskanym przez przemywanie gleby 1M roztworem chlorku amonowego. Wyniki oznaczeń ilości kationów zasadowych przedstawiono w cmol(+) kg -1 gleby oraz jako procentowy udział poszczególnych kationów w kompleksie sorpcyjnym. Na podstawie wyników analiz kwasowości hydrolitycznej i sumy kationów zasadowych obliczono stopień wysycenia kompleksu sorpcyjnego kationami zasadowymi (V) oraz całkowitą pojemność sorpcyjną (T). 3. WYNIKI I DYSKUSJA 3.1. Wymienne kationy zasadowe W glebach nieprzemywanych 40-procentowym roztworem alkoholu etylowego we wszystkich badanych profilach w KS dominowały jony wapnia. Zawartość tych jonów wahała się w granicach od 0,48 cmol(+) kg -1 (13,22%) w poziomie IIBfeBv profilu nr 18 do 74,80 cmol(+) kg -1 (94,15%) w poziomie IIG profilu nr 1, osiągając średnią wartość dla wszystkich badanych prób na poziomie 12,24 cmol(+) kg -1 (65,66%). Najniższą zawartość jonów magnezu zaobserwowano również w poziomie IIBfeBv profilu nr 18 oraz w poziomie Bv profilu nr 21 i wynosiła ona 0,10 cmol(+) kg -1 (2,70%), najwyższą zaś w poziomie IIGsa profilu nr 6 10,86 cmol(+) kg -1 (31,97%). Średnia zawartość jonów magnezu wynosiła 1,45 cmol(+) kg -1 (8,77%). Ilość jonów potasu kształtowała się od 0,01 cmol(+) kg -1 w poziomach C1 profilu 21 oraz poziomach IIBfeBv i IIC profilu nr 18 do 1,24 cmol(+) kg -1 (4,01%) w poziomie Ad profilu nr 10, a średnia ich zawartość we wszystkich badanych próbach wynosiła 0,26 cmol(+) kg -1 (1,85%). W analizowanych utworach zaobserwowano znacznie wyższą zawartość jonów sodu (w szczególności ich procentowego udziału w KS) niż w większości gleb klimatu umiarkowanego. Ilość kationów sodu wynosiła od 0,13 cmol(+) kg -1 w poziomach C profilu nr 2 i IIBfeBv profilu nr 18 do 6,70 cmol(+) kg -1 (27,28%) w poziomie Gsa profilu nr 23. Średni udział jonów Na + w KS we wszystkich próbach wynosił 4,91%. W 79 próbach glebowych bezwzględna, wyrażona w cmol(+) kg -1, ilość jonów sodu była większa niż ilość jonów potasu, a w 20 próbach przewyższała nawet zawartość jonów magnezowych. Również procentowy udział jonów sodu w KS w większości prób (79) był wyższy niż udział jonów potasu, a w 21 próbach niż jonów magnezu. Podwyższona zawartość jonów Na + związana jest z postępującym zasoleniem gleb w otoczeniu zbiornika odpadów poflotacyj- 271

Daniel Ochman, Paweł Jezierski nych. Zależność tę potwierdzają zamieszczone w tabeli 1 wysokie współczynniki korelacji pomiędzy udziałem sodu w KS a przewodnictwem elektrycznym mierzonym w stanie saturacji (0,805) i zawartością łatwo rozpuszczalnych soli w mg kg -1 (0,799) oraz wykres zależności przedstawiony na rysunku nr 2. Z przebiegu linii regresji wynika, że wraz ze wzrostem zasolenia rośnie procentowy udział jonów sodu w kompleksie sorpcyjnym. Wzrost ten jest najbardziej widoczny przy zasoleniu badanych gleb powyżej 1000 mg kg -1. Na uwagę zasługuje fakt, iż większość poziomów o stosunkowo niskim zasoleniu również wykazywało większe wysycenie KS sodem niż potasem. Można zatem przypuszczać, że dodatkowa ilość jonów sodu pochodzi w tym wypadku nie z bezpośredniego oddziaływania słonych wód nadosadowych, lecz z opadu pyłów wywiewanych ze składowiska odpadów poflotacyjnych lub też że poziomy te wykazywały wcześniej cechy podwyższonego zasolenia, ale zostały one przepłukane wodami opadowymi. W takiej sytuacji jony chlorkowe jako najbardziej mobilne zostały wymyte poza profil glebowy, stężenie roztworu glebowego spadło (zmniejszyło się zasolenie), a część silniej związanych jonów Na + pozostało w obrębie kompleksu sorpcyjnego. Ze względu na dużą zawartość jonów Na + i podwyższone zasolenie w badanych próbach glebowych pięć spośród badanych poziomów spełniało kryteria dla gleb podtypu sołońców sołonczakowatych i jeden dla podtypu sołońców typowych. Tabela 1. Współczynniki korelacji pomiędzy procentową zawartością kationów zasadowych w KS a wybranymi właściwościami fizycznymi i fizykochemicznymi badanych gleb Table 1. The correlation coefficients between the percentage content of basic cations in the absorbing complex and selected physical and physico-chemical properties of studied soils Zmienne Zasolenie 1:5, mg kg -1 Przewodnictwo, w paście, µs cm -1 SAR S, cmol(+) kg -1 T, cmol(+) kg -1 V, % Ca 2+ w KS, % 0,113 0,158 0,079 0,564 0,521 0,935 Mg 2+ w KS, % 0,087 0,158 0,046 0,037 0,032 0,306 K + w KS, % -0,092-0,067-0,126-0,206-0,206 0,107 Na + w KS, % 0,799 0,805 0,887 0,028 0,017 0,127 Badanie innych związków pomiędzy zawartością kationów wymiennych w KS i niektórymi właściwościami fizycznymi i fizykochemicznymi potwierdziło również zależność pomiędzy stopniem wysycenia kompleksu sorpcyjnego jonami Ca 2+ a sumą kationów zasadowych, całkowitą pojemnością KS oraz stopniem wysycenia KS zasadami (tab. 1). Jon wapnia występujący w największej ilości w KS determinuje wielkość wymienionych cech. Na rysunkach 3 i 4 przedstawiono również zależności pomiędzy procentowym udziałem jonów sodu i wapnia oraz procentowym udziałem kationów jedno- i dwuwartościowych w KS badanych gleb zasolonych i niezasolonych. W obu wypadkach wzrost zasolenia powoduje zwiększenie ilości kationów jednowartościowych kosztem dwuwartościowych. Do- 272

Wpływ słonych wód nadosadowych na zmiany w obsadzie kompleksu sorpcyjnego... wodzi to tezy, że przy dużych stężeniach jonów w roztworze glebowym kationy dwuwartościowe są wypierane z KS przez jednowartościowe. 30 poziomy niezasolone procentowy udział Na + w KS 25 20 15 10 5 poziomy zasolone y = 32,243x -0,4566 R 2 = 0,4319 y = 5E-07x 2 + 0,0028x + 2,7316 R 2 = 0,647 y = 0,0011x 1,1859 R 2 = 0,72 0 10 1000 zasolenie [mg kg -1 ] Rys. 2. Zależność pomiędzy procentowym udziałem sodu w KS a zasoleniem w badanych próbach glebowych Fig. 2. The dependence between the percentage content of sodium in the absorbing complex and the salinity of studied soils 30 25 poziomy niezasolone poziomy zasolone Na [% udział w KS] 20 15 10 5 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Ca [% udział w KS] Rys. 3. Zależność pomiędzy procentowym udziałem kationów sodu i wapnia w KS badanych gleb Fig. 3. The dependence between the percentage content of sodium and calcium in the absorbing complex of studied soils 273

Daniel Ochman, Paweł Jezierski 30 25 poziomy niezasolone poziomy zasolone Na + K [% udział w KS] 20 15 10 5 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Ca + Mg [% udział w KS] Rys. 4. Zależność pomiędzy procentowym udziałem kationów jedno- i dwuwartościowych w KS Fig. 4. The dependence between the percentage content of mono- and bivalent cations in the absorbing complex 3.2. Suma kationów zasadowych (S) Suma kationów zasadowych we wszystkich badanych poziomach glebowych wahała się w bardzo szerokim zakresie. Najniższą sumą kationów odznaczał się poziom IIBfeBv profilu nr 18 (0,71 cmol(+) kg -1 ). Był to poziom niezasolony, o silnie kwaśnym odczynie i składzie granulometrycznym piasków słabogliniastych. Najwyższą sumą kationów odznaczał się zaś poziom glejowy IIG profilu nr 1 wytworzony z gliny ciężkiej, odznaczający się podwyższonym zasoleniem i odczynem zasadowym. Ilość jonów zasadowych sorbowanych wymiennie wynosiła tutaj 79,17 cmol(+) kg -1, a średnia suma kationów dla wszystkich badanych prób 14,77 cmol(+) kg -1. Wyliczone współczynniki korelacji wykazały istotne zależności pomiędzy sumą kationów zasadowych a takimi cechami gleb, jak odczyn i skład granulometryczny (tab. 2). Podobne zależności są typowe dla większości utworów glebowych i są one opisywane przez wielu autorów. Dodatkowo stwierdzono, że wysokie zasolenie gleb wpływa również na zwiększenie ilości kationów wymiennych w kompleksie sorpcyjnym, co związane jest ze wzrostem całkowitej pojemności sorpcyjnej gleb bogatych w łatwo rozpuszczalne sole. 274

Wpływ słonych wód nadosadowych na zmiany w obsadzie kompleksu sorpcyjnego... 3.3. Całkowita pojemność sorpcyjna (T) Średnia całkowita pojemność sorpcyjna dla wszystkich analizowanych prób wynosiła 16,29 cmol(+) kg -1. Najwyższą całkowitą pojemnością sorpcyjną odznaczały się drobnoziarniste, zasolone i zasadowe warstwy glebowe, wśród których poziom glejowy IIG profilu nr 1 wykazywał się największą całkowitą pojemność sorpcyjną 79,45 cmol(+) kg -1. Poziom C1 profilu nr 21 osiągnął najniższą całkowitą pojemność sorpcyjną. Wynosiła ona 1,54 cmol(+) kg -1. Poziom C1 wytworzony był z niezasolonych, silnie kwaśnych piasków luźnych. Zbadane zależności przedstawione w tabeli 2, ze względu na ścisły związek pomiędzy sumą kationów zasadowych i całkowitą pojemnością sorpcyjną badanych gleb, wykazywały istotne statystycznie korelacje zbliżone do tych, które obliczono dla sumy kationów zasadowych. Dodatnia korelacja pomiędzy całkowitą pojemnością sorpcyjną i cechami charakteryzującymi zasolenie gleb wynika z faktu, iż podwyższone stężenie roztworu glebowego i jego alkalizacja, spowodowane obecnością łatwo rozpuszczalnych soli, sprzyja wzrostowi ujemnego ładunku cząstek koloidowych gleby i zwiększa jego pojemność sorpcyjną. 3.4. Stopień wysycenia kompleksu sorpcyjnego kationami zasadowymi (V) Zdecydowana większość badanych utworów odznaczała się wysokim stopniem wysycenia kompleksu sorpcyjnego zasadami. Spośród wszystkich badanych poziomów 68 było wysyconych zasadami w ponad 80% i można je nazwać sorpcyjnie nasyconymi. Tak duży stopień wysycenia kompleksu sorpcyjnego zasadami jest bardzo korzystny dla wzrostu i rozwoju roślin, pod warunkiem jednak, że procentowy udział sodu nie jest wysoki (< 30%), i że inne właściwości fizyczne i fizykochemiczne gleb nie wykazują cech mogących negatywnie oddziaływać na rośliny. Wysokiemu stopniowi wysycenia KS kationami zasadowymi w większości badanych utworów sprzyjał obojętny i lekko kwaśny odczyn oraz ciężki skład granulometryczny. Zależności te obrazują współczynniki korelacji przedstawione w tabeli 2. Również podwyższona zawartość łatwo rozpuszczalnych soli miała wpływ na zwiększenie stopnia wysycenia kompleksu sorpcyjnego kationami zasadowymi. Średnie wysycenie KS kationami zasadowymi dla wszystkich badanych prób wynosiło 81,18%. Najniższą jego wartość zaobserwowano w wytworzonym z silnie kwaśnych, słabogliniastych piasków poziomie IIBfeBv profilu nr 18 (19,56%), najwyższą natomiast w oglejonym poziomie IICgg profilu nr 22 (99,95%). Badane profile glebowe charakteryzuje wspólna zależność wzrostu wysycenia kompleksu sorpcyjnego kationami zasadowymi w głąb profilu glebowego, gdzie najwyższą wartość uzyskiwały poziomy genetyczne najniżej położone. 275

Daniel Ochman, Paweł Jezierski Tabela 2. Współczynniki korelacji pomiędzy sumą kationów zasadowych w KS, całkowitą pojemnością sorpcyjną oraz stopniem wysycenia kompleksu sorpcyjnego kationami zasadowymi a wybranymi właściwościami fizycznymi i fizykochemicznymi badanych gleb Table 2. The correlation coefficients between the total exchangeable bases, cation exchange capacity percentage and degree of base saturation content and selected physical and physico-chemical properties of studied soils Zmienne Zasolenie 1:5, mg kg -1 Przewodnictwo w paście, µs cm -1 ph w 1M KCl Zaw. części spławianych, % S, T, V, % cmol(+) kg -1 cmol(+) kg -1 S, cmol(+) kg -1 0,366 0,398 0,420 0,603 X 0,997 0,539 T, cmol(+) kg -1 0,364 0,394 0,368 0,610 0,997 X 0,494 V, % 0,328 0,392 0,739 0,425 0,539 0,494 X 4. WNIOSKI 1. Negatywny wpływ składowiska odpadów poflotacyjnych Żelazny Most na środowisko glebowe przejawia się głównie w oddziaływaniu zasadowych, wysokozmineralizowanych wód infiltrujących na przedpole składowiska, powodując wzrost zasolenia gleb, oraz w opadzie pyłów wywiewanych z czaszy zbiornika. 2. Analizowane utwory charakteryzowała znacznie wyższa zawartość jonów sodu (w szczególności ich procentowego udziału w KS) niż większość gleb klimatu umiarkowanego. Obserwowano zaburzenie równowagi w kompleksie sorpcyjnym gleb. Procentowy udział jonów sodu w KS w większości wypadków był wyższy niż udział jonów potasu, a często również niż udział jonów magnezu. Badania potwierdziły, że podwyższona zawartość jonów Na + w kompleksie sorpcyjnym związana była z postępującym zasoleniem gleb w otoczeniu zbiornika odpadów poflotacyjnych. 3. Wzrost zasolenia powoduje zwiększenie ilości kationów jednowartościowych kosztem kationów dwuwartościowych. Potwierdziło to tezę, że przy dużych stężeniach jonów w roztworze glebowym kationy dwuwartościowe są wypierane z KS przez kationy jednowartościowe. 4. Zasolenie gleb wywołane przedostawaniem się poza obszar składowiska wysokozmineralizowanych wód poflotacyjnych miało wpływ na wzrost sumy kationów zasadowych, całkowitej pojemności sorpcyjnej oraz stopnia wysycenia kompleksu sorpcyjnego zasadami. 276

Wpływ słonych wód nadosadowych na zmiany w obsadzie kompleksu sorpcyjnego... PIŚMIENNICTWO ANGEŁOW Z., CHODAK T., KABAŁA C., KASZUBKIEWICZ J., SZERSZEŃ L. 2000. Oddziaływanie zbiornika odpadów poflotacyjnych Żelazny Most na otaczające środowisko glebowe. Roczniki Akademii Rolniczej w Poznaniu CCCXVII (56): 327 339. CZABAN S., MAŚLANKA W. 1998. Hydrologiczne i geotechniczne problemy eksploatacji składowiska odpadów poflotacyjnych Żelazny Most. Monografia TPN pt.: Rekultywacja i ochrona środowiska w rejonach górniczo-przemysłowych: 73 91. EKO-MIEDŹ. 2000. KGHM Polska Miedź S.A. Stowarzyszenie Ochrony Środowiska BMS Ekologia. Monografia. Wrocław. FILIPEK T., BADORA A. 1992. Jony rozpuszczalne w wodzie w glebach zanieczyszczonych środkami do zwalczania śliskości pośniegowej. Roczniki Gleboznawcze. Polskie Towarzystwo Gleboznawcze. Warszawa. XLIII (3/4): 37 43. FRĄCKOWIAK H., KUCZYŃSKA I. 1996. Wpływ nawodnień zasolonymi wodami górnej Noteci na niektóre właściwości Fizykochemiczne organicznych gleb łąkowych. Roczniki Gleboznawcze. Polskie Towarzystwo Gleboznawcze. Warszawa. XLVII (3/4): 75 82. KALISZ M., SIEROŃ H. 1998. Analiza zmian hydrodynamicznych i hydrochemicznych wód podziemnych w otoczeniu składowiska Żelazny Most. CBM Cuprum. Wrocław. KASZUBKIEWICZ J., CHODAK T. 1999. Przebieg zmian właściwości chemicznych gleb zalanych wodami technologicznymi z kopalni rud miedzi. Zeszyty Naukowe Akademii Rolniczej we Wrocławiu. Rolnictwo. Wrocław. LXXIV (367): 93 108. OCHMAN D. 2005. Zmiany właściwości fizycznych i fizykochemicznych gleb zachodzące pod wpływem wysokozmineralizowanych wód przesączających się ze składowiska odpadów poflotacyjnych Żelazny Most. Maszynopis. AR Wrocław. ZAWADZKI S. i in. 1999, Gleboznawstwo podręcznik dla studentów. Państwowe Wydawnictwo Rolnicze i Leśne. Warszawa. 277