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

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

Chemiczne oddziaływanie składowisk odpadów górnictwa węgla kamiennego na środowisko

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

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

Elżbieta BIERNACKA, Ilona MAŁUSZYŃSKA, Marcin J. MAŁUSZYŃSKI

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

Doświadczenia w zakresie rekultywacji terenów pokopalnianych

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

Zagrożenia naturalnymi źródłami promieniowania jonizującego w przemyśle wydobywczym. Praca zbiorowa pod redakcją Jana Skowronka

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

Zagrożenia środowiskowe na terenach górniczych

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

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

PRZEDMIOT ZLECENIA :

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

WYKRYWANIE ZANIECZYSZCZEŃ WODY POWIERZA I GLEBY

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,

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

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

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,

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

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,

GLEBOZNAWSTWO = pedologia - nauka o glebach

Bernard Gałka* TERENIE RODZINNYCH OGRODÓW DZIAŁKOWYCH ZABOBRZE

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

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

METALE CIĘŻKIE W UKŁADZIE GLEBA-ROŚLINOŚĆ W ŚRODOWISKU WIELKOMIEJSKIM

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

Krzysztof Boroń*, Sławomir Klatka*, Marek Ryczek*, Tadeusz Koperski**, Barbara Lech**

Ocena kruszywa hutniczego sezonowanego i kruszywa hutniczego niesezonowanego w aspekcie ekologicznym dla Tube City IMS Poland Sp. z o.o.

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

Stan zagrożenia gleb Polski podstawowymi ksenobiotykami mineralnymi i organicznymi

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

FIZYKA I CHEMIA GLEB. Literatura przedmiotu: Zawadzki S. red. Gleboznastwo, PWRiL 1999 Kowalik P. Ochrona środowiska glebowego, PWN, Warszawa 2001

GRZEGORZ KUSZA * Wstęp

"Metale ciężkie w osadzie z wiejskiej oczyszczalni ścieków i kompoście - ocena przydatności do rolniczego wykorzystania"

w gruntach w zasięgu oddziaływania elektrociepłowni owni Czechnica w Siechnicach.

Frakcje i grupy granulometryczne- stosowane podziały

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

wapnowania regeneracyjnego gleb w Polsce

Biowęgiel w remediacji zanieczyszczeń w środowisku gruntowo-wodnym

INNOWACYJNY SPOSÓB WAPNOWANIA PÓL

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

Prawdziwy rozwój człowieka, zwierzęcia i roślin zależy od gleby Hipokrates

OCENA WYNIKÓW BADAŃ W GMINIE KUŹNIA RACIBORSKA

Zagospodarowanie pofermentu z biogazowni rolniczej

KOMPLEKSOWY PROGRAM GOSPODARKI ODPADAMI NIEBEZPIECZNYMI W REGIONIE POLSKI POŁUDNIOWEJ 31

Wprowadzanie do obrotu nowych produktów powstałych z odpadów. Doświadczenia, wdrożenia dla gospodarki

ANEKS 5 Ocena poprawności analiz próbek wody

EKSTENSYWNE UŻYTKOWANIE ŁĄKI A JAKOŚĆ WÓD GRUNTOWYCH

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

Ochrona powierzchni determinantem rozwoju przemysłu wydobywczego. Piotr Wojtacha Wiceprezes Wyższego Urzędu Górniczego

Nawożenie sadów i plantacji jagodowych. Jacek Filipczak Instytut Ogrodnictwa

OCENA WYNIKÓW BADAŃ W GMINIE KRZYŻANOWICE

Wpływ niektórych czynników na skład chemiczny ziarna pszenicy jarej

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

Możliwość zastosowania biowęgla w rolnictwie, ogrodnictwie i rekultywacji

CHARAKTERYSTYKA GLEB. Marek Degórski

WZPiNoS KUL Jana Pawła II Rok akademicki 2016/2017 Instytut Inżynierii Środowiska Kierunek: Inżynieria środowiska II stopnia

Spis treści - autorzy

Paweł Jezierski*, Wojciech Jagodzik* *

DLACZEGO NIE POWINNO SIĘ SPRZEDAWAĆ I SPALAĆ SŁOMY. Zagospodarowanie resztek pożniwnych i poprawienie struktury gleby

AKTUALIZACJA ZALECEŃ NAWOZOWYCH DLA SZKÓŁEK LEŚNYCH

KRYTERIA DOPUSZCZANIA ODPADÓW DO SKŁADOWANIA NA SKŁADOWISKACH. Paweł Relidzyński Kancelaria Marekwia & Pławny Sp. p

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

Badanie rozkładu składników chemicznych w wybranych frakcjach popiołu lotnego Aleksandra Sambor

ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 1186

Nawożenie warzyw w uprawie polowej. Dr Kazimierz Felczyński Instytut Ogrodnictwa Skierniewice

Ekologia. biogeochemia. Biogeochemia. Przepływ energii a obieg materii

EFEKT WYMYWANIA METALI CIĘZKICH Z POWIERZCHNI ROŚLIN ZA POMOCĄ WODY OPADOWEJ

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

Lp. STANDARD PODSTAWA PRAWNA

Określenie wpływu dodatku bentonitu na polepszenie właściwości geotechnicznych osadów dennych Zbiornika Rzeszowskiego.

Obieg materii w skali zlewni rzecznej

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

ROZPORZĄDZENIE MINISTRA ŚRODOWISKA 1) z dnia 13 lipca 2010 r. w sprawie komunalnych osadów ściekowych. (Dz. U. z dnia 29 lipca 2010 r.

Jarosław Waroszewski*, Cezary Kabała*, Justyna Drozdowska*

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

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

OZNACZANIE WŁAŚCIWOŚCI BUFOROWYCH WÓD

Ekologia. biogeochemia. Biogeochemia. Przepływ energii a obieg materii

Opis efektów kształcenia dla modułu zajęć

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

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

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

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

Dorota Kalembasa, Krzysztof Pakuła, Dawid Jaremko

Sylwester Smoleń* ) on uptake and accumulation of Al, B, Cd, Cr, Cu, Fe, Li, Ti and V in carrot storage roots.

Poferment z biogazowni nawozem dla rolnictwa

Bez fosforu w kukurydzy ani rusz!

AKTY WYKONAWCZE DO USTAWY O ODPADACH WYDOBYWCZYCH

Sabina Dołęgowska, Zdzisław M. Migaszewski Instytut Chemii, Uniwersytet Humanistyczno- Przyrodniczy Jana Kochanowskiego w Kielcach

Opis efektów kształcenia dla modułu zajęć

PRZEWODNIK DO ĆWICZEŃ Z GLEBOZNAWSTWA I OCHRONY GLEB. Andrzej Greinert

ZLECAJĄCY: ECO FUTURE POLAND SP. Z O.O. Ul. Puławska 270/ Warszawa

ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 1044

Ostateczna postać długotrwałych zmian w określonych warunkach klimatyczno-geologicznych to:

ROZPORZĄDZENIE MINISTRA ŚRODOWISKA 1) z dnia 13 lipca 2010 r. w sprawie komunalnych osadów ściekowych2), 3)

WYSTĘPOWANIE METANU W POKŁADACH WĘGLA BRUNATNEGO. 1. Wstęp. 2. Metodyka wykonania badań laboratoryjnych próbek węgla na zawartość metanu

GLEBA I JEJ FUNKCJE. Jacek Niedźwiecki. Puławy, 2016

Transkrypt:

ROCZNIKI GLEBOZNAWCZE TOM LXII NR 2 WARSZAWA 2011: 79-85 SABINA FOŁTYN, ADAM BOGDA, KATARZYNA SZOPKA, ANNA KARCZEWSKA WŁAŚCIWOŚCI GLEB ANTROPOGENICZNYCH NA ZWAŁOWISKU KOŚCIELNIOK W PAWŁOWICACH (KWK PNIÓWEK) PROPERTIES OF ANTHROPOGENIC SOILS ON A MINE SPOIL KOŚCIELNIOK IN PAWŁOWICE (HARD COAL MINE PNIÓWEK) Instytut Nauk o Glebie i Ochrony Środowiska Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu Abstract: The study focuses on the properties o f soils developed on the Kościelniok mine spoil. Five examined sites represented a variable time interval (0.1-12 years) since the mine wastes were disposed. All soils were highly skeletal and contained high amounts o f lithogenic organic matter (hard coal leftovers). Soils from various sites and depths differed in ph, sorption properties and salinity, which was undoubtedly caused by both lithogenic and pedogenic factors. Concentrations o f metals: Pb, Zn and Cu, as well as activity o f radioactive isotopes in soils were low and fulfilled the requirements for future usage o f this object for recreational purposes. Słow a kluczowe: zwałowisko górnicze, węgiel kamienny, gleba, rekultywacja Key words: mine spoil, hard coal, soil, reclamation WSTĘP Eksploatacja węgla kamiennego w Górnośląskim Zagłębiu Węglowym trwa nieprzerwanie od drugiej połowy XVIII w. i towarzysząjej znaczne przekształcenia geomechaniczne terenu, między innymi związane z deponowaniem dużej ilości odpadów górniczych w postaci zwałowisk nadpoziomowych - przyzakładowych i centralnych. Wydobycie 1 Mg węgla wiąże się z koniecznością zagospodarowania 0,2-0,5 Mg skały płonnej [Strzyszcz 1989, Maciak 2003, Karczewska 2008]. Do największych zwałowisk polskiego górnictwa węgla kamiennego należy Kościelniok - obiekt należący do kopalni KWK Pniówek w Pawłowicach, położony na granicy gmin Pawłowice oraz Jastrzębie Zdrój. Zwałowisko o powierzchni 139 ha jest czynne od 1984 r. Przed rozpoczęciem zwałowania odpadów wydobywczych z powierzchni przeznaczonej do zwałowania zdjęto biologicznie czynną warstwę gleby z przeznaczeniem jej do późniejszej rekultywacji tego obiektu. Docelowy kierunek zagospodarowania został zmodyfikowany: z leśnego na rekreacyjno-sportowy [Skupień 2009]. Podczas gdy w

80 S. Fołtyn, A. Bogda, K Szopka, A. Karczewska wierzchowinowej części zwałowiska trwa nadal składowanie odpadów górniczych, część zwałowiska oraz dolne partie skarp były sukcesywnie formowane, przykrywane warstwą materiału glebowego i poddawane rekultywacji biologicznej. Efekty rekultywacji zależą od właściwości tego materiału oraz ich zmian w czasie. Skałę macierzystą gleb tworzą tu typowe dla górnictwa węgla kamiennego odpady górnicze, to jest łupki ilaste i iłowce, mułowce, piaskowce oraz domieszki węgla zawierającego niewielkie ilości pirytu FeSr W wyniku procesów wietrzenia materiał ten, zwłaszcza w powierzchniowej warstwie ulega rozlasowaniu, zmienia się jego skład granulometryczny, zmianom ulega także odczyn i zasolenie. Proces utleniania pirytu może być także przyczyną aktywności termicznej hałd [Lottermoser 2003, Drenda i in. 2007]. Celem przeprowadzonych badań było określenie właściwości gleb antropogenicznych wytworzonych na zwałowisku Kościelniok oraz próba oceny ich zmian w zależności od czasu, jaki upłynął od zdeponowania odpadów i uformowania danego fragmentu zwałowiska. MATERIAŁ I METODY Próbki gleb pobrano w 11 punktach zlokalizowanych w 5 różnych częściach zwałowiska (zwanych dalej obiektami ), w których materiał występujący w warstwach powierzchniowych zdeponowany został w różnym czasie przed podjęciem badań: od ok. 1 miesiąca do 12 lat (tab. 1). y nr 1-4 zlokalizowano w częściach nie przykrytych warstwą produktywnego nadkładu, na które wskutek sukcesji wkraczają rośliny pionierskie, natomiast obiekt 5 usytuowano w części pokrytej 40 cm warstwą nadkładu i obsianą mieszanką traw. Oszacowany stopień pokrycia powierzchni roślinnością przedstawiono w tabeli 1. Próbki gleby pobierano z głębokości: 0-10 cm, a z obiektów 3 i 4 także z głębokości 30-40 cm. Z obiektu 5 pobrano próbki nadkładu, oznaczone w tabeli jako (N) 0-10 i (N) 30-40 oraz próbki z bezpośrednio pod nim zalegającej warstwy skały płonnej (0-10 cm). Warstwa nadkładu odcinała się ostro od warstwy łupków (rys. 1). W pobranym materiale oznaczono skład granulometryczny metodą areomerycznositową; nazewnictwo frakcji i grup granulometrycznych przedstawiono zgodnie z klasyfikacją PTG 2008. Oznaczono także podstawowe właściwości chemiczne i fizykochemiczne, w tym zawartość materii organicznej - metodą straty żarowej, a w próbkach R Y SUNEK 1. Profil gleby obiektu 5. Warstwa nadkładu pyłowo-ilastego gleby ostro oddzielona od materiału skały p łon n ej [K a rczew sk a 2008] FIGURE 1. Soil profile in the site 5. Abrupt discontinuity between an overlying silty soil material and underlying mine wastes [Karczewska 2008]

Właściwości gleb antropogenicznych na zwałowisku Kościelniok 81 TABELA 1. Charakterystyka obiektów, z któiych pobierano próbki na zwałowisku oraz skład granulometryczny gleb TABLE 1. Characteristics o f sampling sites on a mine spoil, and soil grain size distribution Lokalizacja* Situation * Czas składowania Time o f disposal Pokrycie N roślinnością Coverage with plants Udział frakcji granulometrycznych Percentage o f grain size fractions części szkielet skeletal fraction w częściach ziemistych Percentage in earthy material > 2 mm 2-0,05 mm 0,05-0,002 mm <0,002 mm lata years [%] [cm] [%] 1 W 0,1 0 2 0-10 88 90 9 1 2 3 30 2 0-10 88 66 32 2 3 8 50 2 0-10 76 85 12 3 30-40 92 82 12 6 4 12 80 2 0-10 86 69 19 12 30-40 94 65 21 14 5 S 8-12 100 3 (N) 0-10 ** 0 22 73 5 * Lokalizacja: W - wierzchowina, S - skarpa * Situation: W - top plateau, S - slope ** (N) - warstwa nadkładu potencjalnie produktywnego ** (N) - an overlying, potentially productive soil material (N) 30-40** 0 19 68 13 0-10 93 65 22 13 nadkładu - w oparciu o wynik oznaczenia węgla organicznego metodątiurina, azot ogólny (w wybranych próbkach) - metodąkjeldahla, odczyn w 1 mol dm"3 KC1 - potencjometrycznie, kwasowość hydrolityczną, wymienne kationy zasadowe - zmodyfikowaną metodąpallmanna (w octanie amonu) oraz zasolenie - metodą konduktometryczną, zgodnie z normą PN-ISO 11265:1997. Na podstawie przewodnictwa właściwego ekstraktów obliczono przybliżoną koncentrację soli w próbkach gleb [Karczewska 2008]. Nie obliczano stosunku C:N, gdyż w przypadku materiału tego typu zwałowisk, zawierającego węgiel i heterocykliczny azot, ten parametr nie jest dobrym wskaźnikiem dostępności azotu [Strzyszcz 1989, Maciejewska-Kuriata 2005]. Oznaczono natomiast całkowite zawartości pierwiastków metalicznych: Pb, Zn, Cu, a także wybiórczo Fe i Mn - techniką AAS po mineralizacji próbek w wodzie królewskiej. Ponadto określono w próbkach zawartość wybranych naturalnych izotopów promieniotwórczych oraz radioaktywnego cezu 137Cs. Analiza ta wykonana została na spektrofotometrze promieniowania gamma, w Zakładzie Fizyki Jądrowej i Jej Zastosowań, na Uniwersytecie Śląskim. Wyniki zinterpretowano według wytycznych dla oceny odpadów przemysłowych stosowanych w budownictwie [Rozporządzenie 2007, Michalik 2008, Olkuski i Stala-Szlugaj 2009]. Wartości przedstawione w pracy są średnimi dla poszczególnych obiektów i wydzielonych głębokości pobrania próbek.

82 S. Fołtyn, A. Bogda, K Szopka, A Karczewska WYNIKI I DYSKUSJA Materiał wykazywał właściwości typowe dla utworów na zwałowiskach górnictwa węgla kamiennego, przedstawianych przez różnych autorów [Strzyszcz 1989, Maciejewska-Kuriata 2005, Patrzałek 2005]. Wszystkie próbki wykazywały bardzo dużą szkieletowość, a udział frakcji > 2 mm przekraczał 76% (tab. 1). W materiale najświeższym, deponowanym w czasie krótszym niż miesiąc przed przeprowadzeniem analiz, zawartości frakcji ilastej i pyłowej w częściach ziemistych (wynoszące odpowiednio: 1 i 9%) były wyraźnie niższe niż w materiale starszym, poddanym wietrzeniu. Należy tu jednak dodać, że wyniki oznaczenia składu granulometrycznego w próbkach badanego materiału można traktować jedynie orientacyjnie ze względu na jego niską odporność mechaniczną i zmiany zachodzące podczas wykonywanej analizy, a także ze względu na różną od typowych minerałów skał glebotwórczych gęstość właściwą i konieczność modyfikacji czasu odczytów w metodzie sedymentacyjnej [Maciejewska-Kuriata 2005]. W częściach ziemistych badanych odpadów dominowała frakcja piasku (65-90%), a udział frakcji ilastej mieścił się w przedziale 1-14%. Materiał najstarszy (zdeponowany przed 12 laty) zawierał najwyższy udział frakcji ilastej, jednak na podstawie dostępnych danych trudno stwierdzić, czy zróżnicowanie to jest skutkiem niejednorodności geologicznej skał, czy wynika ze zróżnicowanego postępu procesu wietrzenia. Potencjalnie produktywny nadkład zastosowany do rekultywacji skarp (obiekt 5) wykazywał skład granulometryczny pyłu i pyłu ilastego. Badane utwory charakteryzowały się znacznym, w zakresie: 195-279 g *kg-1 (tab. 2), udziałem materii organicznej. Należy jednak nadmienić, ze nie jest to substancja próchniczna wytworzona w zachodzących obecnie procesach humifikacji, a organiczne domieszki węgla o charakterze litogenicznym, pochodzące ze złoża, tworzące silnie skondensowane połączenia [Strzyszcz 2003, Maciejewska-Kuriata 2005]. Całkowitą zawartość azotu w badanych próbkach: 2,8-3,6 g kg"1, w zestawieniu z zawartością całkowitą TABELA 2. Wybrane właściwości chemiczne i fizykochemiczne frakcji ziemistych badanych gleb TABLE 2. Selected chemical and physicochemical properties o f earthy soil fraction Materia organiczna Organic matter N og. N tot. ph Wymienne kationy Exchangeable cations Hh** Ca+2 K* Mg+2 N a+ T CEC V BS cm g^ g g ^ g cmol(+) / kg [%] 1 0-10 228 no.* 7,4 0,0 no. n o. no. n o. no. n o. 2 0-10 230 n o. 7,1 0,8 n o. n o. n o. n o. n o. no. 3 0-10 195 3,6 4,5 2,8 5,2 0,3 3,1 0,6 12,1 72 30-40 242 n o. 6,4 0,8 8,8 0,6 5,3 2,6 18,3 96 4 0-10 197 2,8 6,8 1,6 6,6 0,5 6,3 0,5 14,7 92 30-40 254 n o. 7,1 1,8 8,7 0,5 6,2 0,6 16,7 96 5 (N) 0-10 23,6 1 2 4,7 3,9 3,7 0,5 0,9 0,4 9,4 58 (N) 30-40 6,2 0,1 4,7 2,4 5,2 0,3 2,0 0,5 10,3 77 0-10 279 n o. 6,9 0,8 13,4 0,6 4,7 1,7 22,4 96 no.* - nie oznaczono, not determined Hh** kwasowość hydro lityczna, potential acidity

Właściwości gleb antropogenicznych na zwałowisku Kościelniok 83 substancji organicznej, należy ocenić jako niską, jednak nie może ona stanowić informacji 0 łatwo dostępnej puli azotu. Na tle wysokiej zawartości materii organicznej pochodzenia litogenicznego trudno jest sformułować wnioski dotyczące postępu procesów wynikających z aktualnej akumulacji substancji organicznej związanej z postępem sukcesji biologicznej. Powierzchniowe warstwy (0-10 cm) gleb obiektów 3 i 4 zawierały niższe nawet ilości substancji organicznej, poniżej 200 g kg'1, niż warstwy głębsze (tab. 2), ale bez przeprowadzenia szczegółowych badań nie można jednoznacznie stwierdzić, czy jest to efekt postępu mineralizacji, czy efekt pozorny, wynikający ze zwiększenia udziału rozlasowanych składników mineralnych w częściach ziemistych. Pojemność sorpcyjna badanych materiałów była wysoka (T 12,1-22,4 cmol(+) kg_1). W kompleksie sorpcyjnym dominowały kationy zasadowe (V 72-96%), a zwłaszcza Ca+2 i Mg+2. Stosunkowo niski był natomiast udział wymiennych jonów K+ i Na+, choć w głębszych warstwach wyraźnie zaznaczyła się przewaga wymiennych jonów sodowych nad potasowymi. Badane utwory obiektów 1,2 i 4 charakteryzowały się obojętnym lub alkalicznym odczynem (ph 6,8-7,4). Kwaśny odczyn stwierdzono natomiast w przypadku gleb obiektu 3, a także - materiału nadkładu w obiekcie 5. Nie można jednoznacznie stwierdzić, czy zakwaszenie wierzchnich warstw gleb obiektu 3 wynika z postępu procesów wietrzenia, czy jest skutkiem odmiennych właściwości deponowanej skały płonnej. Zawartość rozpuszczalnych soli w większości badanych gleb mieściła się w zakresie typowym dla gleb słabo zasolonych, w klasie 0 wg FAO. Efekt nadmiernego zasolenia zasadniczo nie powinien zatem ograniczać przebiegu procesów biologicznych; może jedynie nieznacznie wpływać na wzrost roślin najbardziej wrażliwych [Karczewska 2008]. Jednak powierzchniowe warstwy gleb obiektów 2 i 3 wykazywały znaczniejszą zawartość soli rozpuszczalnych (1580-2560 mg kg'1), odpowiadającą glebom lekko zasolonym (klasa 1 wg FAO), co prawdopodobnie jest przejściowym rezultatem procesu wietrzenia. Taki poziom zasolenia może wpływać negatywnie na postęp procesów przemian biologicznych zachodzących w glebach. Zasolenie odpadów w warstwach głębszych obiektów starszych (3 i 4) było większe niż w warstwach powierzchniowych, co wskazywałoby na proces ługowania łatwo rozpuszczalnych soli z warstw wierzchnich. Materiał nadkładu w obiekcie 5 charakteryzował się znacznie niższym zasoleniem (180-320 mg kg'1) niż odpady górnicze. Zawartość pierwiastków śladowych: Pb, Cu 1Zn w badanych glebach, przedstawiona w tabeli 3, mieściła się w zakresie wartości dopuszczalnych określonych dla obszarów kategorii B, według Rozporządzenia Ministra Środowiska ws. standardów jakości gleby i ziemi [Rozporządzenie 2002]. Gwarantuje to możliwość przyszłego zagospodarowania obiektu zarówno w TABELA 3. Zasolenie oraz całkowite zawartości metali ciężkich w glebach TABLE 3. Salinity and total concentrations o f heavy metals in soils Zasolenie Salinity Całkowita zawartość metali Total concentrations o f metals Pb Zn Cu Mn Fe [cm] mg kg'1 mg kg'1 g - kg'1 1 0-10 1280 66,6 135 37,6 378 35,2 2 0-10 2560 69,0 77 39,5 a o. a o. 3 0-10 1580 56,0 55 44,0 a o. a o. 30-40 1280 69,0 127 39,0 a o. a o. 4 0-10 380 51,6 113 36,9 336 32,3 30-40 510 80,0 180 44,9 386 35,4 5 (N) 0-10 180 45,0 61 \n,o 501 21,7 (N) 30-40 320 34,0 44 8,2 403 23,3 0-10 1010 74,0 103 34,2 295 33,8

84 S. Fołtyn, A. Bogda, K. Szopka, A Karczewska kierunku leśnymi, jak i rekreacyjnym. Materiał skały płonnej wykazywał wprawdzie znacząco wyższe zawartości Zn i Cu oraz nieco wyższe zawartości Pb i Fe, od zawartości tych pierwiastków w materiale nadkładu pyłowo-ilastego w obiekcie 5, co niewątpliwie wynika z tendencji do kumulacji tych pierwiastków w biolitach [Kabata-Pendias, Pendias 1999]. Wzbogacenie to było jednak niewielkie i nieistotne z punktu widzenia możliwych konsekwencji ekologicznych. Zawartości najważniejszych naturalnych izotopów promieniotwórczych w badanym materiale glebowym były we wszystkich badanych obiektach zbliżone (tab. 4) i tylko w niektórych przypadkach (214Bi i 214Pb) nieznacznie przewyższały zawartości tych izotopów w materiale pyłowego i pyłowo-ilastego nadkładu nawiezionego na powierzchnię zwałowiska (obiekt 5). Można zatem twierdzić, że odpady zdeponowane na zwałowisku Kościelniok nie wykazują znaczącego wzbogacenia w izotopy promieniotwórcze, co niekiedy bywa problemem ograniczającym możliwość zagospodarowania odpadów górnictwa węgla kamiennego [Michalik 2008, Olkuski, Stala-Szlugaj 2009]. Wskaźniki aktywności promieniotwórczej: (określający zawartość naturalnych izotopów promieniotwórczych) oraz f (określający zawartość radu 226Ra) kształtowały się w zakresach: od 0,67 do 0,72 Bq kg'1dla i od 47 do 54 Bq kg'1dla f2, i spełniały warunek: ^<1,0 oraz f2<200, określony dla materiałów przeznaczonych do stosowania w budownictwie [Rozporządzenie 2007], co można traktować także jako wymóg dla innych form zagospodarowania związanych z dłuższym przebywaniem ludzi. W przypadku materiału nadkładu pyłowo-ilastego stwierdzono natomiast aktywność promieniotwórczą pochodzącą od cezu 137Cs, na poziomie średnio 16,9 Bq kg'1, stanowiącą niewątpliwie efekt opadu pyłu radioaktywnego po awarii w Czarnobylu, ale nie odbiegającą znacząco od przeciętnej aktywności tego izotopu w glebach naturalnych obszaru Górnego Śląska [Biernacka i in. 2004]. W pozostałych próbkach gleb zwałowiska Kościelniok obecności cezu 137Cs nie stwierdzono (tab. 4). TABELA 4. Aktywność izotopów promieniotwórczych w badanych glebach, Bq kg"1 TABLE 4. Activity o f radioactive isotopes in soil, Bq kg'1 [cm] Aktywność izotopów Isotopic activity 226 Ra 214 Bi 228 Ac 232 Th Bq kg'1 208 Tl 214 Pb 40 K 137 Cs i1 Wskaźniki j aktywności I Activity coefficients i f2! 1 0-10 48,4 44,0 62,7 20,0 48,8 643 jo 0,69 148! 2 0-10 50,4 48,2 65,1 20,5 51,2 596 0 0,69 150 : 1 3 (0-1 0 )+ (30-40) 53,9 45,6 64,7 21,6 50,1 639 o 0,72 54! 5 N (0-10) + (30-40) 48,8 40,0 63,8 20,4 43,3 775 16,9 0,49 49 \ 0-10 47,1 44,2 60,8 19,7 46,1 633 0 0,67 47! WNIOSKI 1. Właściwości gleb antropogenicznych na zwałowisku Kościelniok w decydującej mierze uwarunkowane są właściwościami zdeponowanej na nim skały płonnej. Badane gleby charakteryzują się wysoką szkieletowością i znacznym udziałem węgla organicznego oraz zmiennym odczynem i zasoleniem.

Właściwości gleb antropogenicznych na zwałowisku Kościelniok 85 2. Porównanie właściwości gleb między obiektami oraz na różnej głębokości w obrębie obiektów nie daje jednoznacznej odpowiedzi, czy zróżnicowanie to ma charakter litogeniczny czy pedogeniczny, związany z przebiegiem procesów wietrzenia. Procesy wietrzenia wydają się jednak mieć istotne znaczenie dla kształtowania się zawartości frakcji ilastej w glebach, a także odczynu oraz zasolenia. 3. Właściwości odpadów w części zwałowiska przykrytej warstwą 40 cm materiału potencjalnie produktywnego, pyłowo-ilastego, pozostają zbliżone do właściwości odpadów nie rekultywowanych o podobnym czasie składowania. 4. Zawartość szkodliwych pierwiastków metalicznych: Pb, Zn i Cu, a także aktywność promieniotwórcza badanych próbek glebowych jest niska i nie stanowi ograniczeń dla przyszłego leśnego lub rekreacyjnego zagospodarowania obiektu. LITERATURA BIERNACKA M., LIPIŃSKI P., SOSIŃSKA A. 2004: Ocena skażeń promieniotwórczych gleby oraz tła promieniowania gamma w Polsce w latach 1988-2001, Biblioteka Monitoringu Środowiska, IOS, Warszawa: 121 ss. DRENDA J., RÓŻAŃSKI Z., SLOTA K., WRONA P. 2007: Zagrożenia pożarowe na zwałowiskach odpadów powęglowych. Górnictwo i Geoinżynieria, 31, 3/1: 149-157. KABATA - PENDIAS A., PENDIAS II. 1999: Biogeochemia pierwiastków śladowych. PWN, Warszawa: 398 ss. KARCZEWSKA A. 2008: Ochrona gleb i rekultywacja terenów zdegradowanych. Wyd. Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu: 414 ss. LOTTERMOSER B. 2003: Mine wastes. Characterization, treatment and environmental impacts. Springer- Verlag, Berlin-Heidelberg: 304 ss. MACIAK F. 2003: Ochrona i rekultywacja środowiska. Wyd. SGGW, Warszawa: 466 ss. MACIEJEWSKA-KURIATA A. 2005: Zmiany właściwości gruntów na zwałowiskach górnictwa węgla kamiennego rejonu wałbrzyskiego w procesie ich rekultywacji. Praca doktorska. AR we Wrocławiu (maszynopis): 120 ss. MICHALIK B. 2008: NORM impacts on the environment: An approach to complete environmental risk assessment using the example of areas contaminated due to mining activity. Appl. Radiat. Isotopes, 66, 11: 1661-1665. OLKUSKI T., STALA-SZLUGAJ K. 2009: Występowanie pierwiastków promieniotwór-czych w węglach kamiennych pochodzących z GZW, w skałach przywęglowych, w wodach kopalnianych oraz w odpadach. Gosp. Sur. Min. 25, 1: 5-17 PATRZAŁEK A. 2005: Ocena zbiorowisk roślinnych na zrekultywowanych zwałowiskach w Zabrzu w celu określenia ich dalszych funkcji w planie zagospodarowania przestrzennego. Zesz. Nauk. P. Śl., Górnictwo, 267, 1690: 207-219. ROZPORZĄDZENIE 2002: Rozporządzenie Ministra Środowiska w sprawie standardów jakości gleby oraz standardów jakości ziemi z dnia 9 września 2002. Dz. U. 2002, Nr 165, poz. 1358. ROZPORZĄDZENIE 2007: Rozporządzenie Rady Ministrów z dnia 2 stycznia 2007 r. w sprawie wymagań dotyczących zawartości naturalnych izotopów promienio-twórczych potasu K-40, radu Ra-226 i toru Th- 228 w surowcach i materiałach stosowanych w budynkach przeznaczonych na pobyt ludzi i inwentarza żywego, a także w odpadach przemysłowych stosowanych w budownictwie, oraz kontroli zawartości tych izotopów. Dz. U. 2007, Nr 4, poz. 29. SKUPIEŃ E. 2009: Składowisko Kościelniok - przykład działań proekologicznych. Wiad. Górn. 60, 11: 673-675. STRZYSZCZ Z. 1989: Ocena przydatności odpadów górniczych Górnośląskiego Zagłębia Węglowego do rekultywacji biologicznej. Arch. Ochrony Środ. 1-2: 91-123. STRZYSZCZ Z. 2003: Application of mineral fertilization for forest reclamation o f mine spoils in Poland. Arch. Ochrony Środ. 29, 4: 25-40. Dr Katarzyna Szopka Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu Instytut Nauk o Glebie i Ochrony Środowiska ul. Grunwaldzka 53, 50-357 Wrocław e-mail: Katarzyna. szopka@ up. wroc.pl