Zleceniodawca: Starostwo Powiatowe w Polkowicach ul. Górna 2 59-100 Polkowice 2013 BADANIA GLEB I PŁODÓW ROLNYCH, ZLOKALIZOWANYCH NA OBSZARZE POWIATU POLKOWICKIEGO, OBEJMUJĄCE BADANIA MONITORINGOWE SKAŻENIA GLEB NA OBSZARACH UŻYTKOWANYCH ROLNICZO POŁOŻONYCH NA TERENIE ODDZIAŁYWANIA OBIEKTU UNIESZKODLIWIANIA ODPADÓW WYDOBYWCZYCH ŻELAZNY MOST W GRANICACH POWIATU POLKOWICKIEGO Opracowanie: mgr inż. Barbara Trybuła mgr inż. Wiesław Polak Pszczyna, wrzesień 2013 r.
SPIS TREŚCI 1. WSTĘP 3 2. CEL I ZAKRES OPRACOWANIA 4 3. OGÓLNA CHARAKTERYSTYKA POWIATU 6 3.1. Położenie geograficzno geologiczne 6 3.2. Klimat 7 3.3. Użytkowanie terenu 7 4. CHARAKTERYSTYKA GLEB 7 4.1. Typy gleb 8 4.2. Bonitacja gleb 9 4.3. Kompleksy przydatności rolniczej 10 4.4. Waloryzacja rolniczej przestrzeni produkcyjnej 12 4.5. Zakwaszenie gleb 13 5. POBÓR PRÓBEK DO BADAŃ 14 6. ZAKRES ANALITYCZNY I METODYKA BADAŃ 15 7. WYNIKI BADAŃ GLEB 16 7.1. Skład granulometryczny 16 7.2. Odczyn zbadanych gleb 17 7.3. Ocena zanieczyszczenia gleb metalami ciężkimi 19 7.3.1. Kryteria oceny zanieczyszczenia gleb metalami ciężkimi 19 7.3.2. Miedź całkowita 21 7.3.3. Kadm całkowity 23 7.3.4. Ołów całkowity 25 7.3.5. Porównanie wyników badań gleb (zawartość Cu, Cd, Pb) dla dwóch okresów badań 2007 i 2013 rok 27 7.4. Zawartość siarki w glebie 31 7.4.1. Kryteria oceny zawartości siarki siarczanowej (S-SO 4 ) 32 7.4.2. Zawartość siarki siarczanowej 32 7.5. Zawartość wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych w glebie 34 7.6. Zasolenie gleb 35 7.7. Zawartość przyswajalnych form miedzi i cynku 37 7.7.1. Zawartość przyswajalnej miedzi 37 7.7.2. Zawartość przyswajalnego cynku 38 8. KIERUNKI OPTYMALIZACJI DECYZJI AGROTECHNICZNYCH 39 9. PODSUMOWANIE WNIOSKI 41 10. LITERATURA 44 11. ZAŁĄCZNIKI 46 2
1. WSTĘP Gleba jest jednym z głównych elementów środowiska przyrodniczego. Stanowi ona podstawowe ogniwo w obiegu pierwiastków chemicznych w przyrodzie, a zarazem podstawowy element w łańcuchu troficznym gleba roślina człowiek. W warunkach naturalnych gleba pełni rolę buforującą i chroni przed nadmiernym przemieszczaniem się związków i substancji pochodzenia antropogenicznego do wód gruntowych i roślin. Gleba jest źródłem składników mineralnych, które obok energii słonecznej, wody i powietrza warunkują rozwój życia, zwłaszcza w ekosystemach lądowych. W wyniku urbanizacji, rozwoju przemysłu, motoryzacji, a także rolnictwa, człowiek doprowadził do zachwiania naturalnego obiegu pierwiastków w przyrodzie. Gleba jako jeden z elementów biosfery była i jest narażona na chemiczną degradację związaną z dopływem kontaminantów lub ubytkiem składników naturalnie w niej występujących. Wszelkie zmiany w składzie chemicznym gleb, spowodowane zanieczyszczeniem środowiska przyrodniczego, zmieniają właściwości biologiczno chemiczne i ograniczają filtrujące i buforujące działanie gleb. Zmiany w składzie chemicznym gleby oddziałują bezpośrednio na rośliny, a pośrednio na człowieka i zwierzęta. Szczególnie niebezpieczne są zmiany w zawartości pierwiastków śladowych (zwanych powszechnie metalami ciężkimi), ponieważ organizmy reagują zarówno na ich niedobór jak i nadmiar oraz zmiany ich wzajemnych proporcji. Każda gleba, obok układu czynników takich jak skała macierzysta, czas lub kierunek procesu glebotwórczego, podlega ciągłym modyfikacjom, w tym i antropogenicznym. Gleba powinna więc stanowić przedmiot szczególnej ochrony, a kierunki i rozmiary zmian zachodzących w środowisku glebowym powinny być poddawane stałemu badaniu (monitorowaniu). Podstawową funkcją każdej gleby jest produkowanie odpowiedniej ilości biomasy o pożądanej jakości. W warunkach naturalnych wzrost, rozwój i plon roślin limitowane są wieloma czynnikami, które można przedstawić w układzie gleba klimat roślina. Czynniki te wzajemnie na siebie oddziaływają, zgodnie z prawami przyrody. Kiedy do wspomnianych czynników przyrodniczych dołącza się działalność człowieka, dochodzi do przekształceń środowiska naturalnego, które mogą prowadzić do jego degradacji. O stopniu zanieczyszczenia gleb decyduje nie tylko dawka i właściwości chemicznych substancji zanieczyszczających, ale również fizykochemiczne cechy pokrywy glebowej. Jak z powyższych rozważań wynika gleba stanowi wyjątkowo skomplikowany twór charakteryzujący się określonym układem właściwości, które to właściwości mogą być w mniejszym lub większym stopniu w zależności od zdolności buforowych gleby, 3
modyfikowane działalnością gospodarczą człowieka. Zakres i rozmiary tych zmian powinny być okresowo badane. Badania gleb wykonane w zakresie niniejszego zadania, na terenie dwóch gmin powiatu polkowickiego, ukierunkowano na określenie w nich aktualnego poziomu zawartości metali ciężkich, siarki siarczanowej oraz wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych. 2. CEL I ZAKRES OPRACOWANIA Niniejsze opracowanie powstało na mocy Umowy zawartej w dniu 26 czerwca 2013 r. pomiędzy Powiatem Polkowickim, ul. Górna 2, 59-100 Polkowice, a SGS EKO PROJEKT Sp. z o.o., ul. Cieszyńska 52 A, 43-200 Pszczyna. Przedmiotem umowy było wykonanie badań gleb w 11 obrębach miejscowościach, położonych na terenie dwóch gmin Powiatu Polkowice: na terenie Gminy Polkowice w 6 obrębach, na terenie Gminy Grębocice w 5 obrębach. Zgodnie z przedmiotem zamówienia wykonane badania były ukierunkowane na wykazanie aktualnego stanu gleb, w strefie oddziaływania zbiornika odpadów poflotacyjnych Żelazny Most, na sąsiadującą z nim rolniczą przestrzeń produkcyjną. Badania te winny również wskazać zakres i treść decyzji, których celem i skutkiem będzie minimalizacja lub likwidacja ujemnych skutków zanieczyszczenia środowiska rolniczego w tym rejonie. Zakres ilościowy pobranych prób glebowych przedstawiono w tabeli 1. Tabela. 1. Ilość pobranych próbek glebowych Gmina Ilość próbek glebowych Polkowice 82 Grębocice 81 Razem 163 4
Tabela. 2. Ilościowa i analityczna lokalizacja próbek glebowych w obrębach Gmina/obręb Skład granulometryczny, ph, Cd, Pb, Cu, przysw. forma Cu Gmina Polkowice Ilość próbek Przysw. forma Zn, zasolenie WWA Komorniki 28 14 8 Tarnówek 20 10 7 Żuków 8 4 3 Żelazny Most 10 5 3 Dąbrowa 10 5 3 Trzebcz 6 3 1 Razem 82 41 25 Gmina Grębocice Grodowiec 15 8 4 Krzydłowice 35 16 8 Grodziszcze 15 8 4 Stara Rzeka 8 4 2 Proszyce 8 4 2 Razem 81 40 20 OGÓŁEM 163 81* 45** * próbki wytypowane z ogólnej ilości 163 próbek ** próbki wytypowane ze zbioru 81 próbek Zakres analityczno ilościowy próbek glebowych obejmuje oznaczenie następujących parametrów: skład granulometrycznych w 163 próbkach, odczyn (ph w 1 M KCl) w 163 próbkach, zawartość przyswajalnych form - miedzi w 163 próbkach, - cynku w 81 próbkach, zawartość całkowitych form metali ciężkich miedzi, kadmu i ołowiu w 163 próbkach, zawartość siarki siarczanowej w 163 próbkach, zasolenie w 81 próbkach, zawartość wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych w 45 próbkach. Lokalizację poboru próbek glebowych w obszarze badań, podano w Zestawie 1. 5
Pobór i analiza laboratoryjna próbek gleb została przeprowadzona przez akredytowane laboratorium SGS Eko-Projekt Sp. z o.o., posiadające akredytację w rozumieniu ustawy z dnia 30 sierpnia 2002 r. o systemie oceny zgodności (Dz. U. 2002, Nr 166, poz. 1360, z późn. zm.). 3. OGÓLNA CHARAKTERYSTYKA POWIATU 3.1. Położenie geograficzno geologiczne Powiat polkowicki położony jest w północno-zachodniej części województwa dolnośląskiego. Powierzchnia powiatu wynosi 779 km2, co stanowi 3,9% powierzchni województwa dolnośląskiego. W skład powiatu wchodzi 6 jednostek administracyjnych: Miasto i Gmina Chocianów, Gmina Grębocice, Miasto i Gmina Polkowice, Miasto i Gmina Przemków, Gmina Gaworzyce, Gmina Radwanice. Powiat polkowicki obejmuje region monokliny przedsudeckiej oraz bloku przedsudeckiego. Pod względem geograficznym jest to obszar Nizin Sasko-Łużyckich. Pod względem hydrograficznym wszystkie cieki należą do dorzecza Odry środkowej. Największą zlewnią powiatu polkowickiego jest zlewnia rzeki Szprotawy oraz rzeki Rudna. Atlas hydrogeologiczny Polski powiat Polkowice należą do regionów: wielkopolskiego (VI), wrocławskiego (XV) oraz sudeckiego (XVI). Powiat Polkowice znajduje się w zasięgu 4 Jednolitych Części Wód Podziemnych (JCWPd) nr 77, nr 78, nr 94 oraz nr 95. Głębokość wód słodkich waha się lokalnie i występuje do głębokości nawet 400 m. Na obszarze powiatu (rejon gminy Przemków oraz gminy Chocianów) występują warstwy wodonośne nie osłonięte warstwami słabo przepuszczalnymi. Naraża to je na migrację zanieczyszczeń z powierzchni terenu. Działania Legnicko-Głogowskiego Okręgu Miedziowego zaburzyły naturalne warunki hydrogeologiczne tego regionu. Procesy odwadniania kopalń powodują leje depresyjne oraz obniżenie poziomu wód poziemnych. W strategii rozwoju obszarów wiejskich województwa dolnośląskiego Gminy Grębocice, Gaworzyce oraz Polkowice zakwalifikowane są do regionu IV rolniczo - przemysłowego, natomiast Gminy Chocianów, Przemków oraz Radwanice do regionu V - rolniczo - przemysłowo - rekreacyjnego. Cele szczegółowe dla rozwoju regionu IV zakładają przekształcenie struktury agrarnej, likwidację monokultury przemysłowej, poprzez rozwój 6
funkcji pozarolniczych, niezwiązanych z wydobyciem, przetwórstwem miedzi i funkcji obsługi kompleksu gospodarki żywnościowej oraz poprawę stanu środowiska przyrodniczego. Cele szczegółowe dla rozwoju regionu IV zakładają odbudowę krajobrazu przyrodniczego, modernizację rolnictwa, rozwój gospodarki leśnej, rozwój funkcji pozarolniczych oraz poprawę stanu środowiska przyrodniczego 3.2. Klimat Warunki termiczne powiatu polkowickiego są mało zróżnicowanie. Średnia roczna temperatura powietrza wynosi 9,3 C. Najwyższą średnią temperaturę miesięczną odnotowuje się w lipcu i wynosi ona 18,8 C. Najniższa średnia temperatura miesięczna występuje w styczniu i wynosi -0,4 C. Najwyższe opady występują w okresie lipca (80,6 mm) i sierpnia (71,6 mm). Roczny opad wynosi w powiecie 582 mm. Na okres od kwietnia do września przypada 64% rocznego opadu (374 mm). Długość okresu wegetacyjnego wynosi 234 dni. Rozpoczyna się ok 20 marca i kończy ok. 10 listopada. 3.3. Użytkowanie terenu W powiecie polkowickim grunty orne zajmują powierzchnię 29 854 ha co stanowi 38,32% w skali powierzchni powiatu. Łąki stanowią 9,89%, natomiast pastwiska 0,01%. Poniższa tabela przedstawia powierzchnie użytków rolnych w badanych gminach. Tabela. 3. Powierzchnia użytków rolnych w skali Gminy Gmina/Powiat Grunty orne -ha- Łąki -ha- Pastwiska -ha- Sady -ha- Razem -ha- Miasto i Gmina Chocianów 5700 2355 634 27 8716 Gmina Grębocice 7593 663 467 20 8743 Miasto i Gmina Polkowice 5276 1154 523 10 6963 Miasto i Gmina Przemków 2632 1398 670 33 4733 Gmina Gaworzyce 4183 455 194 17 4849 Gmina Radwanice 4470 1680 287 9 6446 Źródło - Dane GUS, 2007 r. Powiat 29854 7705 2775 116 40450 4. CHARAKTERYSTYKA GLEB Gleba jest układem czterofazowym, złożonym z fazy stałej, płynnej i gazowej oraz bioty. Jest ożywionym tworem przyrody, mającym zdolność produkcji biomasy, w którym zachodzą ciągłe procesy rozkładu i syntezy związków mineralnych i organicznych oraz ich przemieszczanie i akumulacja. Gleba jest integralnym składnikiem wszystkich ekosystemów lądowych i niektórych wodnych podlegających stałej ewolucji. W procesie rozwoju następuje zróżnicowanie gleby na określone poziomy genetyczne. Rodzaj, układ i właściwości poziomów genetycznych są wynikiem minionych i współczesnych procesów glebotwórczych 7
przebiegających w określonych warunkach środowiska przyrodniczego. Zespół poziomów genetycznych tworzy daną glebę. Morfologia i właściwości poziomów genetycznych stanowią jedno z podstawowych kryteriów jej podziału. Gleba jest podstawowym elementem gospodarstwa wiejskiego. Charakterystykę gleb powiatu polkowickiego dokonano biorąc pod uwagę następujące kryteria: typy gleb, bonitacyjną klasyfikację gleb, kompleksy przydatności rolniczej gleb, waloryzację rolniczej przestrzeni produkcyjnej. 4.1. Typy gleb Na przebieg procesów kształtowania gleb i ich stadium rozwojowe mają wpływ przede wszystkim takie czynniki jak: skała macierzysta, warunki klimatyczne, warunki wodne, rzeźba terenu, szata roślinna, działalność człowieka. Efektem działalności tych procesów (czynników) jest kształtowanie i powstanie różnych typów gleb. Typ gleby obejmuje gleby o takim samym układzie poziomów genetycznych, zbliżonych właściwościach chemicznych i fizyko-chemicznych, jednakowym rodzaju wietrzenia, przemieszczaniu się i osadzaniu składników oraz o podobnym typie próchnicy. W naturalnym rozwoju gleb, typ stanowi względnie trwałą fazę jej ewolucji. W obszarach gmin powiatu polkowickiego, wykazano niżej wymienione udziały poszczególnych typów gleb, w powierzchni użytków rolnych tych gmin oraz procentowy udział poszczególnych typów gleb powiatu polkowickiego (tabela 4). 8
Tabela. 4. Typy gleb Gmina/Powiat Miasto i Gmina Chocianów Bielicowe i pseudobielicowe Typy gleb - % udział typów gleb powiatu polkowickiego Brunatne Czarne ziemie Mady Glejowe Murszowe Torfowe Mułowotorfowe i torfowomułowe 43,25 16,45 6,95 5,25-26,32 1,78 - Gmina Grębocice 2,49 45,88 26,79 23,10 0,00 1,70 0,03 - Miasto i Gmina Polkowice Miasto i Gmina Przemków 30,76 47,39 4,08 2,70-14,30 0,69 0,09 7,06 27,15 18,54 2,17-27,20 14,03 3,85 Gmina Gaworzyce 11,54 67,61 16,41-0,03 3,32 0,69 0,40 Gmina Radwanice 8,35 48,06 13,83 1,49-21,45 5,59 1,24 Powiat 18,62 40,26 14,53 7,29 0,00 15,51 3,09 0,69 Typologicznie na obszarze terenów użytkowanych rolniczo powiatu polkowickiego dominują gleby brunatne. Znaczną część zajmują również gleby bielicowe, murszowe oraz czarne ziemi. Największy odsetek gleb brunatnych posiada Gmina Gaworzyce - 67,61%. W Gminie Chocianów oraz Polkowice występują duże powierzchnie gleb bielicowych, co wpływa na ogólny poziom tych gleb w skali całego powiatu. Gmina Grębocice prócz 45,88% udziału gleb brunatnych posiada również 26,79% czarne ziemie. W skali całego powiatu udział procentowy gleb bielicowych wynosi 18,62%, natomiast gleb brunatnych 40,26%. 4.2. Bonitacja gleb Pod pojęciem bonitacji rozumiemy podział gleb na podstawie ich cech jakościowych, decydujących o wartości użytkowo-rolniczej. Bonitacja gleb przeprowadzana jest w celu zakładania jednolitej ewidencji gruntów rolnych, będącej podstawą do określania wymiaru podatku rolnego, scalania gruntów oraz racjonalnego ich wykorzystania na cele nierolnicze. W obrębie gleb gruntów ornych wydzielono 9 klas bonitacyjnych, które oznaczono symbolami: I, II, IIIa, IIIb, IVa, IVb, V, VI, VIZ. Klasy IIIa i IIIb oraz IVa i IVb nie należy traktować jako podklasy ale jako odrębne, samodzielne klasy. Wśród gleb trwałych użytków zielonych, wyróżnia się 7 klas bonitacyjnych I, II, III, IV, V, VI i VIZ. Na gruntach ornych i użytkach zielonych powiatu polkowickiego udział procentowy poszczególnych klas bonitacyjnych zestawiono w tabeli 5. 9
Tabela. 5. Klasy bonitacyjne gleb grunty orne oraz użytki zielone Klasy bonitacyjne grunty orne oraz użytki zielone - % - Gmina/Powiat Grunty orne Użytki zielone I II IIIa + IIIb IVa + IVb V VI I + II III+IV V+VI Miasto i Gmina Chocianów 0,00 0,00 7,28 48,14 28,74 15,84 0,00 62,42 37,58 Gmina Grębocice 0,77 10,11 27,39 35,78 19,76 6,19 3,23 78,88 17,89 Miasto i Gmina Polkowice 0,07 0,39 12,53 25,72 36,83 24,46 0,00 54,58 45,42 Miasto i Gmina Przemków 0,00 0,00 1,44 18,60 58,16 21,80 0,00 85,84 14,16 Gmina Gaworzyce 0,55 14,16 35,17 26,50 19,21 4,42 1,06 69,12 29,82 Gmina Radwanice 0,00 0,02 10,89 5,92 70,31 12,87 0,03 67,05 32,92 Powiat 0,31 5,00 17,86 30,19 33,58 13,07 0,42 67,86 31,72 Najlepsze warunki pod względem procentowego udziału bonitacji wykazują Gminy Gaworzyce oraz Grębocice. Analiza klasy bonitacyjnej w odniesieniu do powierzchni gruntów rolnych wskazuje w powiecie najlepsze warunki do uprawy w Gminie Gaworzyce i Gminie Grębocice. Miasto i Gmina Chocianów posiada 48,14% gruntów ornych w grupach IVa oraz IVb co przy powierzchni 5700 ha gruntów ornych stanowi dużą powierzchnię gleb o dobrych właściwościach rolnych 4.3. Kompleksy przydatności rolniczej Kompleksami przydatności rolniczej gleb nazywa się zespoły różnych jednostek taksonomicznych, które wskazują zbliżone właściwości rolnicze i mogą być podobnie użytkowane, na których udają się najlepiej określone grupy roślin uprawnych. Nazwy kompleksów gleb ornych pochodzą od nazw gatunków zbóż pszenicy ozimej i żyta, w odniesieniu do gleb terenów równinnych oraz dodatkowo owsa w odniesieniu do gleb terenów górskich. Kompleksy przydatności rolniczej wydzielono, biorąc pod uwagę następujące kryteria: charakter i właściwości samej gleby (typ, podtyp, rodzaj, gatunek, właściwości fizyko-chemiczne, stopień kultury), warunki klimatyczne i agroekologiczne gleb, sytuację geomorfologiczną gleby (położenie w rzeźbie terenu), stosunki wilgotnościowe gleby, przydatność gleb pod użytki rolnicze. Kompleksy przydatności rolniczej ustalono oddzielnie dla gleb ornych i użytków zielonych. W oparciu o powyższe kryteria, wśród gruntów ornych wydzielono 14 kompleksów przydatności rolniczej: 10
9 na ternach nizinnych i wyżynnych, 4 na terenach górskich, 1 na obu w/w obszarach (gleby orne przydatne pod użytki zielone). Na podstawie kryteriów przydatności rolniczej wydzielono 3 kompleksy użytków zielonych: 1z kompleks użytków zielonych bardzo dobrych i dobrych, 2z kompleks użytków zielonych średnich, 3z kompleks użytków zielonych słabych i bardzo słabych. Na gruntach ornych i na użytkach zielonych powiatu polkowickiego udział poszczególnych kompleksów rolniczej przydatności gleb przedstawiono w tabeli 6. Uwaga na gruntach ornych powiatu badania gleboznawcze wykazały występowanie 9 kompleksów (1,2,3,4,5, 6, 7, 8, 9), a na użytkach zielonych 3 kompleksów (1z, 2z i 3z). Tabela. 6. Procentowy udział kompleksów rolniczej przydatności gleb grunty orne oraz użytki zielone Gmina/Powiat Miasto i Gmina Chocianów Gmina Grębocice Miasto i Gmina Polkowice Miasto i Gmina Przemków Gmina Gaworzyce Gmina Radwanice Kompleksy gruntów ornych* Kompleksy użytków zielonych** 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1z 2z 3z 0,00 5,26 0,09 34,43 17,39 31,63 10,47 0,51 0,23 0,00 74,88 25,12 10,23 20,55 1,41 7,44 18,19 20,34 6,64 10,62 4,57 7,52 76,84 15,63 0,47 8,67 0,00 11,75 21,22 40,33 16,89 0,66 0,00 0,00 68,18 31,82 0,00 0,78 0,00 3,00 8,99 55,32 20,22 0,99 10,70 0,00 80,59 19,41 11,56 26,72 4,52 12,57 19,69 16,45 3,97 1,57 2,96 2,70 71,51 25,79 0,03 3,57 0,07 9,03 15,45 48,83 11,76 4,40 6,86 0,00 86,95 13,05 Powiat 4,40 12,26 1,05 14,26 17,59 32,42 10,56 3,92 3,54 1,13 77,82 21,05 *1 - pszenny bardzo dobry; 2 - pszenny dobry; 3 - pszenny wadliwy; 4 - żytni bardzo dobry; 5 - żytni dobry; 6 - żytni słaby; 7 - żytni bardzo słaby; 8 - żbożowo-pastewny mocny; 9 - zbożowo-pastewny słaby, **1z - bardzo dobry; 2z - średni; 3z - słaby i bardzo słaby. Największy odsetek gleb o najlepszych właściwościach uprawnych (głębokim poziomem próchnicznym, przepuszczalne, zasobne w składniki pokarmowe, o uregulowanym odczynie, dobrej strukturze i optymalnych stosunkach wodnych) znaleźć można w Gminach Grębocice oraz Gaworzyce. Gminy Polkowice, Przemków oraz Radwanice, pod względem przydatności ich gleb pod uprawy, wypadają najgorzej w powiecie. Gleby w obszarze tych gmin klasyfikowane są przeważnie do kompleksu 6 (ponad 40% gruntów), które to gleby wytworzone są z piasków słabo gliniastych całkowitych oraz piasków gliniastych lekkich, podścielonych płytko piaskiem luźnym lub żwirem piaszczystym. Są one nadmiernie przepuszczalne i mają słabą zdolność 11
magazynowania wody, wykazują bardzo niską zasobność w składniki, często są silnie zakwaszone i trwale lub okresowo za suche. Cały obszar powiatu charakteryzuje się natomiast zbliżonym stanem pod względem jakości użytków zielonych. Przeważająca ich część zaliczana jest do kompleksu 2z. Zalicza się tutaj użytki zielone na glebach mineralnych i mułowo-torfowych, jak również na glebach torfowych i murszowych o nieuregulowanych stosunkach wodnych. Wszystkie gleby tego kompleksu zaliczane są do III bądź IV klasy bonitacyjnej. 4.4. Waloryzacja rolniczej przestrzeni produkcyjnej Do oceny warunków przyrodniczych rolniczej przestrzeni produkcyjnej, wykorzystuje się wskaźnik waloryzacji rolniczej przestrzeni produkcyjnej (WWRPP). WWRPP ma charakter kompleksowy, syntetycznie ujmujący wpływ jakości i przydatności gleb na warunki plonowania, a także wpływ innych czynników, częściowo już uwzględnionych w wycenie jakości gleb, takich jak: klimat, warunki wodne i rzeźba terenu. Wymienionym parametrom podporządkowano wagi liczbowe, odpowiadające względnemu ich oddziaływaniu na jakość siedliska oraz plonowanie roślin. Przedziały wartości WWRPP i jego składowych zamieszczono w tabeli 7. Tabela. 7. Przedziały wartości WWRPP i wskaźników cząstkowych Wskaźnik cząstkowy Zakres punktów Jakość i przydatność rolnicza gleb 18 95 Agroklimat 1 15 Rzeźba terenu 0 5 Warunki wodne 0,5 5 Razem WWRPP 19,5 120 Maksymalna, teoretyczna wartość wskaźnika waloryzacji rolniczej przestrzeni produkcyjnej wynosi 120 punktów, jednak w rzeczywistości wartość WWRPP w Polsce mieści się w przedziale od 31 do 111 punktów. Średni ogólny wskaźnik waloryzacji rolniczej przestrzeni produkcyjnej dla województwa dolnośląskiego wynosi 73,2 pkt. i jest o 10% wyższy od średniego wskaźnika dla kraju. Syntetyczny wskaźnik waloryzacji rolniczej przestrzeni produkcyjnej dla powiatu polkowickiego wynosi 63,7 pkt. Skalę zróżnicowania potencjału produkcji rolniczej, odzwierciedloną wskaźnikiem WWRPP oraz wskaźnikami cząstkowymi tego wskaźnika, odniesioną dla gmin powiatu polkowickiego, zestawiono w tabeli 8. 12
Tabela. 8. Ogólny wskaźnik i wskaźniki cząstkowe rolniczej przestrzeni produkcyjnej Gmina/Powiat Miasto i Gmina Chocianów Jakości i przydatności rolniczej gleb Wskaźniki cząstkowe Agroklimatu Rzeźby terenu Warunków wodnych Ogólny wskaźnik WWRPP 42,6 13,4 4,5 3,4 63,9 Gmina Grębocice 54,8 13 4,5 3,6 75,9 Miasto i Gmina Polkowice Miasto i Gmina Przemków 39 13 4 2,8 58,8 34,5 13 4,4 2,8 54,7 Gmina Gaworzyce 59,1 13 4 3,5 79,6 Gmina Radwanice 39,9 13 4,4 3,2 60,5 Powiat* 44,5 13,1 3,7 2,4 63,7 Źródło IUNG, PIB w Puławach, 2010r. *Źródło - opracowanie IUNG pt "Stan i zmiany właściwości gleb użytkowanych rolniczo w województwie dolnośląskim w latach 2000 2005" 2007r. Syntetyczny wskaźnik waloryzacji przestrzeni produkcyjnej dla powiatu polkowickiego w skali województwa dolnośląskiego wypada dużo poniżej średniej. Jest to efektem słabej oceny jakości i przydatności rolniczej gleb. Duży stopień gleb zakwaszonych jest główną przyczyną uzyskiwania niskich plonów. Pod względem agroklimatu oraz rzeźby tereny jest to obszar sprzyjający rolnictwu. Warunki wodne na tym terenie są najniższe w całym województwie dolnośląskim. Jest to efekt zmian w hydrologii oraz hydrogeologii wywołanych przez działalność Legnicko-Głogowskiego Okręgu Miedziowego. Spowodował on obniżenie poziomu zwierciadła wód podziemnych na całym obszarze w wyniku eksploatacji złóż. Na terenie powiatu przeważają gospodarstwa małe (<5 ha). 4.5. Zakwaszenie gleb Nadmierne zakwaszenie gleb stanowi poważny czynnik ich degradacji. Problem zakwaszenia gleb polega na wzroście stężenia jonów wodorowych (H+) w roztworze glebowym. Efektem zakwaszenia gleby jest zmiana, zazwyczaj niekorzystna, jej właściwości fizykochemicznych i biologicznych, a w konsekwencji żyzności. Zakwaszenie gleb jest w znacznej mierze procesem naturalnym, a czynniki antropogeniczne przyczyniają się do intensyfikacji tego procesu. Degradacja chemiczna gleby, której początkowym efektem jest zakwaszenie, pojawia się najczęściej wtedy gdy przyrodnicze procesy zostaną wsparte czynnikami antropogenicznymi, które związane są z różnorodną działalnością człowieka. Wśród nich można wyróżnić: zanieczyszczenia atmosferyczne (SO2, CO2, NOx) i oddziaływania przemywające i zakwaszające opadów atmosferycznych, 13
stosowanie nawozów fizjologicznie kwaśnych, niewłaściwe następstwo roślin, składowanie i stosowanie kwaśnych i kwasotwórczych odpadów, malejący udział nawożenia organicznego, niedostateczne wapnowanie użytków rolnych. Ocenę odczynu gleb dokonuje się na podstawie liczb granicznych określonych polską normą PN-ISO 10390 (tabela 9). Tabela. 9. Określenie odczynu gleb zależnie od wyników pomiarów ph Odczyn gleby ph w 1 M KCl Bardzo kwaśny < 4,5 Kwaśny 4,5 5,5 Lekko kwasny 5,6 6,5 Obojętny 6,6 7,2 Zasadowy > 7,2 Wiele roślin uprawianych na glebach kwaśnych daje nie tylko niższe plony, ale i ich jakość jest gorsza, np. mała zawartość wapnia, fosforu, magnezu i in. Optymalna granica ph dla większości roślin uprawnych znajduje się między 5,6 a 7,8. 5. POBÓR PRÓBEK DO BADAŃ Pobór próbek glebowych został dokonany w lipcu 2013 r. Ogółem pobrano 163 próbki, na obszarze dwóch gmin powiatu polkowickiego. Punkty poboru próbek glebowych (pola) zostały wytypowane (wyznaczone) z uwzględnieniem niżej wymienionych uwarunkowań: zasady poboru zostały uzgodnione z Zamawiającym, pobrane z punktów badawczo kontrolnych (pbk) gleby były reprezentatywne dla warunków glebowych badanych obrębów, pokrycie punktami badawczo kontrolnymi, badanych powierzchni glebowych, uwzględniało zasadę równomierności usytuowania tych punktów w obszarach badawczych, reprezentatywność wyników badań pobranej próby glebowej dla określonego w zadaniu celu badań, pobór wykonywany był na terenie gruntów ornych oraz użytkach zielonych, nie pobrano próbek glebowych na ugorach i odłogach, możliwości porównania uzyskanych wyników badań z wynikami badań wykonanymi w latach 2006 2007. 14
Próbki glebowe w punktach badawczo kontrolnych pobrano z uwzględnieniem wymogów określonych Polskimi Normami: PN-R-04031, PN-R-04032, PN-ISO 10381-2 oraz z uwzględnieniem uwarunkowań wynikających z zapisów w Rozporządzeniu Ministra Środowiska z dnia 9 września 2002 r. w sprawie standardów jakości gleby materiał glebowy do badań pobrano z głębokości 0 30 cm. Próbki pobrano na wytypowanych polach, z wyznaczonych miejsc o powierzchni 1 ara, jako średnie z 20 25 nakłuć laską glebową. Próbki pierwotne zostały wymieszane, w celu otrzymania próbki średniej, reprezentującej dany punkt badawczo kontrolny. Dodatkowo, zgodnie z wymogami przedmiotu zamówienia, w wytypowanych punktach badawczo kontrolnych, dokonano pomiaru współrzędnych geograficznych, przy użyciu odbiornika GPS. Lokalizację poboru próbek glebowych i współrzędne geograficzne dla każdej pobranej próbki, zamieszczono w Zestawie 1. 6. ZAKRES ANALITYCZNY I METODYKA BADAŃ Zakres analityczny obejmuje parametry określone Umową, a badania laboratoryjne gleb wykonano zgodnie z polskimi normami i procedurami, w niżej wymienionym zakresie analitycznym: odczyn (ph) PN-ISO 10390; 1997, Jakość gleby Oznaczanie ph ; technika elektrometryczna metodyka akredytowana, oznaczenie zawartości suchej masy - PN-ISO 11465; 1999, Oznaczanie zawartości suchej masy gleby i wody w glebie w przeliczeniu na suchą masę gleby - metoda wagowa metodyka akredytowana, metale ciężkie (Cd, Cu, Pb) PN-ISO-11885; 2009, KJ-I-5.4-174, Jakość gleby. Oznaczanie kadmu, chromu, kobaltu, miedzi, ołowiu, manganu, niklu i cynku w ekstraktach gleby wodą królewską Metoda atomowej spektrometrii emisyjnej ze wzbudzeniem w plazmie indukcyjnie sprzężonej ; mineralizacja przy zastosowaniu wody królewskiej metodyka akredytowana, siarka siarczanowa PN-ISO 11048; 2002, Jakość gleby Oznaczanie siarczanów (VI) rozpuszczalnych w wodzie i rozpuszczalnych w kwasach, metodą chromatografii jonowej metodyka nieakredytowana, skład granulometryczny PN-R-04032; 1998, Gleby i utwory mineralne Pobieranie próbek i oznaczanie składu granulometrycznego ; oznaczenie wykonuje się przy zastosowaniu metody areometrycznej metodyka nieakredytowana, WWA KJ-I-5.4-202 wersja 03 z dnia 29.11.2012, chromatografia gazowa z detekcją spektrometrią mas (GC/MS) metodyka akredytowana. 15
formy przyswajalne miedzi Cu PN-R-04017:1992, Analiza chemiczno-rolnicza gleby - Oznaczanie zawartości przyswajalnej miedzi, metoda atomowej spektrometrii emisyjnej ze wzbudzeniem w plazmie indukcyjnie sprzężonej, metoda nieakredytowana, formy przyswajalne cynku PN-R-04016:1992, Analiza chemiczno-rolnicza gleby - Oznaczanie zawartości przyswajalnego cynku, metoda atomowej spektrometrii emisyjnej ze wzbudzeniem w plazmie indukcyjnie sprzężonej, metoda nieakredytowana, zasolenie PN-ISO 11265:1997, metoda konduktometryczna, nieakredytowana 7. WYNIKI BADAŃ GLEB 7.1. Skład granulometryczny Skład granulometryczny gleb decyduje w dużym stopniu o fizycznych i chemicznych właściwościach gruntów, mających podstawowe znaczenie dla przebiegu procesów glebotwórczych. Skład granulometryczny gleb charakteryzuje stopień rozdrobnienia mineralnej części fazy stałej gleby na poszczególne frakcje, różniące się między sobą pod względem chemiczno-mineralogicznym. Uziarnienie gleb w głównej mierze decyduje o ich porowatości, zawartości składników mineralnych, zdolności sorpcyjnej, buforowatości, a zatem określa ich wartość użytkową. W składzie granulometrycznym gleb szczególne znaczenie ma zawartość frakcji cząstek o średnicy mniejszej od 0,02 mm (zawartość frakcji spławialnej). Udział frakcji spławialnej w uziarnieniu gleb jest obok próchnicy i odczynu jednym z zasadniczych czynników decydujących o mobilności metali ciężkich w glebach i ich pobieraniu przez rośliny. W glebach o dużej zawartości frakcji spławialnej dostępność metali dla roślin jest z reguły niższa. Zawartość frakcji spławialnej i ph gleby stanowi kryterium do podziału gleb na grupy, które uwzględnia się do oceny zawartości składników pokarmowych roślin, określając klasy zawartości. W przypadku oceny zawartości metali ciężkich grupy gleb uwzględnia się do określenia zanieczyszczenia gleb zakwalifikowania ich do stopni zanieczyszczenia. Tabela. 10. Grupy gleb Grupy gleb I bardzo lekkie II lekkie III średnie IV ciężkie % frakcji < 0,02 mm (frakcji spławialnej) 0 10 11 20 21 35 > 35 16
Udział próbek glebowych w poszczególnych grupach, w obszarach dwóch gmin powiatu polkowickiego, zestawiono w tabeli 11. Tabela. 11. Udział % gleb w grupach Gmina Grupy gleb - % udział Bardzo lekkie Lekkie Średnie Ciężkie Gmina Grębocice 0,0 4,9 95,1 0,0 Gmina Polkowice 0,0 7,3 92,7 0,0 Powiat* 0,0 6,1 93,9 0,0 *wartość określona na podstawie danych z obszarów badawczych dwóch gmin 7.2. Odczyn zbadanych gleb Odczyn określa wzajemny udział jonów wodorowych do wodorotlenkowych w roztworze glebowym. Odczyn gleby określany jest na podstawie symbolu ph, który oznacza ujemny logarytm dziesiętny ze stężenia jonów wodorowych (H + ). Odczyn jest bardzo ważną właściwością gleby, ponieważ decyduje o przebiegu wielu procesów glebowych oraz wpływa na kształtowanie żyzności i urodzajności gleby; odczyn w istotny sposób oddziałuje na chemiczne, fizyczne i biologiczne właściwości gleb. Zakwaszenie gleb powodowane przez naturalne procesy przyrodnicze nie jest na tyle intensywne, by prowadzić do degradacji środowiska glebowego. Degradacja chemiczna gleb, której początkowym skutkiem jest zakwaszenie, pojawia się najczęściej wtedy, gdy przyrodnicze procesy zostaną wsparte czynnikami antropogenicznymi. Gleby kwaśne charakteryzują się niekorzystnymi właściwościami zarówno z punktu widzenia plonowania roślin, jak również zwiększonego ryzyka pobierania nadmiernych ilości metali przez rośliny. W glebach zanieczyszczonych metalami, kwaśny odczyn powoduje uruchomienie tych pierwiastków, co w konsekwencji może powodować zjawiska toksyczności w roślinach oraz gromadzenie nadmiernych, z punktu widzenia żywieniowego, ilości metali w łańcuchu pokarmowym. Zbadanie wartości ph, w każdej pobranej próbce glebowej, było konieczne ze względów metodycznych. Wartość ph wykorzystana została do określenia grupy gleby AG, BG, CG (tabela 16) i jako kryterium do oceny zawartości metali ciężkich w badanych glebach (stopnie zanieczyszczenia wg IUNG). Uwaga syntetyczne ujęcie uzyskanych wyników badań, podsumowanych dla poszczególnych gmin, stanowi pewne uproszczenie i nie należy tego odnosić jako charakterystyki całej powierzchni użytków rolnych poszczególnych gmin. Uwaga ta odnosi się do wszystkich omawianych właściwości gleb. Pola, z których pobrano próby glebowe (punkty pomiarowo-kontrolne), charakteryzują się poniższym zróżnicowaniem wartości ph w obszarach gmin (tabela 12). 17
Tabela. 12. Syntetyczne zestawienie wartości ph próbek glebowych Gmina Ilość próbek Przedział wartości ph Najniższa Najwyższa Średnia wartość Gmina Grębocice 81 3,7 8,3 6,3 Gmina Polkowice 82 3,4 7,6 5,9 Powiat* 163 3,4 8,3 6,1 *wartość określona na podstawie danych z obszarów badawczych dwóch gmin Ocena odczynu, dokonana w oparciu o liczby graniczne dla przedziałów odczynu (zamieszczone w tabeli 9) dla obszaru badawczego dwóch gmin powiatu polkowickiego, zostało przedstawione w tabeli 13. Tabela. 13. Odczyn zbadanych gleb Gmina Procentowy udział przedziałów odczynu - Bardzo kwaśny Kwaśny Lekko kwaśny Obojętny Zasadowy Gmina Grębocice 4,9 18,5 32,1 18,5 25,9 Gmina Polkowice 7,3 15,9 61,0 7,3 8,5 Powiat* 6,1 17,2 46,6 12,9 17,2 *wartość określona na podstawie danych z obszarów badawczych dwóch gmin Na wykresie 1 przedstawiono procentowy udział zbadanych gleb charakteryzujących się przynależnością do poszczególnych przedziałów odczynu. *wartość określona na podstawie danych z obszarów badawczych dwóch gmin Wykres 1. Odczyn gleb powiatu polkowickiego 18
7.3. Ocena zanieczyszczenia gleb metalami ciężkimi 7.3.1. Kryteria oceny zanieczyszczenia gleb metalami ciężkimi Ocenę zanieczyszczenia gleb metalami ciężkimi dokonano dwoma sposobami: w oparciu o obowiązujący w Polsce akt prawny, tj. Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 9 września 2002 r. w sprawie standardów jakości gleb oraz standardów jakości ziemi (Dz. U. nr 165, poz. 1359), w oparciu o zalecane przez Instytut Uprawy Nawożenia i Gleboznawstwa w Puławach (IUNG) graniczne zawartości metali ciężkich. Według Rozporządzenia Ministra Środowiska ( 1.1) glebę uznaje się za zanieczyszczoną, gdy stężenie co najmniej jednej substancji przekracza wartość dopuszczalną. Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 9 września 2002 r. w sprawie standardów jakości gleb oraz standardów jakości ziemi (Dz. U. nr 165, poz. 1359) definiuje odrębne wartości dopuszczalne w zależności od klasyfikacji gruntu. Grunty grupy A to nieruchomości gruntowe wchodzące w skład obszaru poddanego ochronie na podstawie przepisów ustawy - Prawo Wodne oraz obszary poddane ochronie na podstawie przepisów o ochronie przyrody. Grunty grupy B zalicza się do użytków rolnych z wyłączeniem gruntów pod stawami i gruntów pod rowami, grunty leśne oraz zadrzewione i zakrzewione, nieużytki, a także grunty zabudowane i zurbanizowane z wyłączeniem terenów przemysłowych, użytków kopalnych oraz terenów komunikacyjnych. Grunty grupy C to tereny przemysłowe, użytki kopalne oraz tereny komunikacyjne. Wartości dopuszczalne z załącznika do w/w rozporządzenia zestawiono w tabeli 14. Tabela. 14. Wartości dopuszczalne stężeń metali ciężkich i WWA Metal ciężki Wartość dopuszczalna w mg/kg suchej masy gleby dla głębokości 0-30 cm Grunty grupy A Grunty grupy B Grunty grupy C Miedź (Cu) 30 150 600 Ołów (Pb) 50 100 600 Kadm (Cd) 1 4 15 WWA 1 1 250 Ocena zanieczyszczenia gleb metalami ciężkimi wg IUNG, oprócz stwierdzonej badaniami całkowitej zawartości metali ciężkich, uwzględnia dodatkowo trzy znaczące właściwości gleb, które mają wpływ na ruchliwość metali ciężkich w środowisku glebowym i ich przyswajalność dla roślin, a mianowicie: skład granulometryczny zawartość frakcji spławialnej (< 0,02 mm), odczyn gleb (ph), 19
zawartość substancji organicznej. Uwzględniając w ocenie zanieczyszczenia gleb w/w trzy dodatkowe uwarunkowania wyróżniono trzy grupy gleb AG, BG, CG. Zasady zakwalifikowania gleb do jednej z tych grup przedstawiono w poniższej tabeli. Tabela. 15. Podział gleb na grupy Frakcja spławialna (FS) % Odczyn (ph) < 4,5 4,6 5,5 5,6 6,5 > 6,5 Grupa gleby < 10 AG AG AG AG 10 20 AG AG AG BG 21 35 BG BG CG CG > 35 BG BG CG CG Próchnica * - % 6-10 BG BG BG BG > 10 CG CG CG CG * w glebach mineralno organicznych i w glebach organicznych nie uwzględnia się wpływu ph Biorąc pod uwagę podział gleb na grupy oraz stwierdzoną badaniami zawartość metali ciężkich, wyznaczono stopnie zanieczyszczenia gleb. W obrębie każdego stopnia zanieczyszczenia, dla każdej z trzech grup glebowych, określono różne stężenia metali jako kryterium zanieczyszczenia tabela 16. Tabela. 16. Graniczne zawartości metali ciężkich w powierzchniowej warstwie gleb dla różnych stopni ich zanieczyszczenia (mg/kg)* Metal Grupa gleby Stopień zanieczyszczenia gleb 0 I II III IV V Kadm (Cd) Miedź (Cu) Ołów (Pb) Cynk (Zn) AG BG CG AG BG CG AG BG CG AG BG CG 0,3 0,5 1,0 10 20 25 20 40 60 20 70 100 1,0 1,5 3,0 30 50 70 70 100 150 100 150 250 2 3 5 50 80 100 100 250 500 200 300 500 3 5 10 80 100 150 500 1000 2000 700 1000 2000 5 10 20 300 500 750 2500 5000 7000 1500 3000 5000 >5 >10 >20 >300 >500 >750 >2500 >5000 >7000 >1500 >3000 >5000 AG 10 30 50 100 400 >400 Nikiel BG 25 50 75 150 600 >600 (Ni) CG 50 75 100 300 1000 >1000 * Podstawy oceny chemicznego zanieczyszczenia gleb. Metale ciężkie, siarka i WWA, PIOŚ Biblioteka Monitoringu Środowiska 1995 r. 20
Poszczególne stopnie zanieczyszczenia oznaczają: Stopień 0 - zawartość naturalna, gleby nie zanieczyszczone, Stopień I - zawartość podwyższona, gleby nie zanieczyszczone, Stopień II - gleby słabo zanieczyszczone, Stopień III - gleby średnio zanieczyszczone, Stopień IV - gleby silnie zanieczyszczone, Stopień V - gleby bardzo silnie zanieczyszczone. Zalecane użytkowanie gleb o różnych stopniach zanieczyszczenia metalami ciężkimi: Stopień 0 zawartość naturalna, gleby nie zanieczyszczone. Stopień I zawartość podwyższona, gleby przeznaczone pod wszystkie uprawy polowe, z ograniczeniem uprawy warzyw przeznaczonych dla dzieci. Stopień II gleby słabo zanieczyszczone. Na glebach takich należy wykluczyć uprawę niektórych upraw ogrodniczych (sałata, kalafior, szpinak). Dozwolona jest uprawa zbożowych, okopowych i pastewnych. Stopień III gleby średnio zanieczyszczone, dopuszcza się uprawę zbóż, okopowych i pastewnych pod warunkiem okresowej kontroli zawartości metali ciężkich w materiale roślinnym. Zalecane są uprawy roślin przemysłowych i traw nasiennych. Stopień IV gleby silnie zanieczyszczone. Gleby takie (szczególnie lekkie) winny być wyłączone z produkcji rolniczej oraz zadarnione i zadrzewione. Na glebach zwięzłych i żyznych można uprawiać rośliny przemysłowe i prowadzić produkcję materiału siewnego. Zaleca się zabiegi rekultywacyjne. Stopień V gleby bardzo silnie zanieczyszczone. Gleby takie muszą być wyłączone z produkcji rolniczej i ogrodniczej oraz być poddane zabiegom rekultywacyjnym. 7.3.2. Miedź całkowita W glebach miedź występuje w różnych formach, tworząc z reguły połączenia mało mobilne w postaci wytrąceń węglanowych i siarczanowych. Miedź podlega silnej sorpcji przez substancję organiczną i minerały ilaste. Tylko niewielka część całkowitej zawartości miedzi występuje w formach łatwoprzyswajalnych. Przyswajalność miedzi ma związek z odczynem gleby; obniżenie ph powoduje wzrost dostępności tego składnika i maleje ona ze wzrostem ph gleby. Rola miedzi dla wzrostu i rozwoju roślin jest bardzo ważna, a jej najważniejsze funkcje są następujące: 21
bierze udział w procesach fotosyntezy, oddychania, przemian związków azotowych i powstawania białek, reguluje procesy powstawania kwasów nukleinowych (DNA i RNA), bierze udział w mechanizmach odpornościowych na choroby. Miedź ze źródeł antropogenicznych jest łatwiej pobierana przez rośliny niż z naturalnych zasobów glebowych. W przypadku nadmiaru miedzi dostępnej dla roślin następuje ograniczenie ich wzrostu i rozwoju oraz pogorszenie jakości konsumpcyjnopaszowej. W glebach Polski, w zależności od typu i rodzaju, stwierdza się znaczne zróżnicowanie zawartości tego pierwiastka; od 6 mg/kg w najlżejszych glebach bielicowych, 24 mg/kg w madach do 53 mg/kg w niektórych czarnoziemach. Średnia zawartość miedzi w województwie dolnośląskim wynosi 21,5 mg/kg. Zawartość miedzi w badanych glebach powiatu polkowickiego wykazuje wahanie od 8,08 mg/kg (obręb Żelazny Most, próbka nr 545) do 111 mg/kg (obręb Tarnówek, próbka nr 596). Średnia zawartość miedzi (dla 163 próbek) wynosi 19,3 mg/kg. Wartość środkowa (mediana) zawartości miedzi (dla 163 próbek) wynosi 15,0 mg/kg. Badania nie wykazały przekroczenia wartości dopuszczalnej miedzi, określonej Rozporządzeniem Ministra Środowiska dla gruntów grupy B (150 mg/kg), w żadnej spośród 163 próbek glebowych. Ocena zawartości miedzi, dokonana w oparciu o graniczne zawartości według zaleceń IUNG wykazała, że 90,2% zbadanych próbek wykazuje naturalną zawartość miedzi (0 zanieczyszczenia), 7,4% zawartość podwyższoną (I zanieczyszczenia), 1,2% to gleby słabo zanieczyszczone (II zanieczyszczenia), 0,6% to gleby średnio zanieczyszczone (III zanieczyszczenia), a 0,6% to gleby silnie zanieczyszczone (IV zanieczyszczenia). Do I stopnia zanieczyszczenia kwalifikowała się próbka nr 286 i 301(obręb Komorniki), 323, 328, 333, 339 i 636 (obręb Tarnówek), 532, 533, 534 i 587 (obręb Dąbrowa) oraz 363 (obręb Grodowiec). Do II stopnia zanieczyszczenia kwalifikowała się próbka nr 347 (obręb Tarnówek) oraz 538 (obręb Dąbrowa). Do III stopnia zanieczyszczenia kwalifikowała się próbka nr 646 (obręb Dąbrowa). Do IV stopnia zanieczyszczenia kwalifikowała się próbka nr 596 (obręb Tarnówek). Na wykresie 2 przedstawiono udział stopni zanieczyszczenia miedzią w zbadanych glebach, dla obszarów dwóch gmin powiatu polkowickiego. Analityczne zestawienie wyników badań miedzi i ich ocenę (wg IUNG) przedstawiono w tabelach 17 i 18. 22
*wartość określona na podstawie danych z obszarów badawczych dwóch gmin Wykres 2. Udział stopni zanieczyszczenia miedzią Tabela. 17. Syntetyczne zestawienie zawartości miedzi (Cu) Gmina Ilość próbek Przedział zawartości mg/kg Najniższa Najwyższa Średnia zawartość Gmina Grębocice 81 5,17 45,4 14,3 Gmina Polkowice 82 5,08 111 24,2 Powiat* 163 5,08 111 19,3 *wartość określona na podstawie danych z obszarów badawczych dwóch gmin Tabela. 18. Ocena zawartości miedzi (Cu) wg wytycznych IUNG Gmina Stopnie zanieczyszczenia ilość próbek 0 I II III IV Gmina Grębocice 80 1 0 0 0 Gmina Polkowice 67 11 2 1 1 Powiat* 147 12 2 1 1 *wartość określona na podstawie danych z obszarów badawczych dwóch gmin 7.3.3. Kadm całkowity Kadm jest pierwiastkiem silnie rozpuszczonym w poziomach powierzchniowych i w skałach macierzystych gleb. Jest naturalnym składnikiem utworów geologicznych, występujących w glebach w zróżnicowanych ilościach, w zależności od rodzaju skały macierzystej, z której gleba została wytworzona. Większe ilości kadmu stwierdza się w glebach obszarów bezpośrednio narażonych na zanieczyszczenia spowodowane gospodarczą działalnością człowieka. W glebach o ph 4,5 5,5 kadm jest bardzo mobilny, a przy wyższych przedziałach odczynu ulega unieruchomieniu, natomiast w glebach 23
alkaicznych (ph > 7,2) spada sorpcja tego metalu wskutek wypierania go z kompleksu sorpcyjnego przez kationy wapnia i magnezu. Dotychczasowe badania wykazują, że kadm nie jest uznany za składnik pokarmowy roślin. Zawartość kadmu zależy od gatunku roślin, jej organu i wieku. Z reguły większe ilości spotyka się w warzywach liściastych niż w zbożach, a także w organach wegetatywnych niż w nasionach. Rośliny uprawiane na glebach o lżejszym składzie mechanicznym i niższym ph pobierają zwykle więcej kadmu niż rosnące na glebach zwięźlejszych i o wyższym przedziale odczynu. Fizjologiczny efekt nadmiaru kadmu objawia się zaburzeniem procesów fotosyntezy, transpiracji i przemian związków azotowych oraz ze zmianami przepuszczalności błon komórkowych i struktury DNA. Najbardziej wrażliwe na nadmiar kadmu są rośliny motylkowe, owies, rzodkiewka, marchew i szpinak. W powierzchniowej warstwie gleb na terenie Polski naturalne zawartości kadmu wynoszą od 0,1 do 0,6 mg/kg, przy średniej 0,21 mg/kg. Przeciętna zawartość kadmu w glebach województwa dolnośląskiego wynosi 0,26 mg/kg. Zawartość kadmu w glebie, uzyskana z aktualnie wykonanych wyników badań, wykazuje zróżnicowanie od wartości poniżej <0,25 mg/kg (granica oznaczalności) do 0,75 mg/kg (obręb Dąbrowa, próbka nr 536). Średnia zawartość kadmu (dla 163 próbek), wynosi 0,18 mg/kg. Wartość środkowa (mediana) zawartości kadmu (dla 163 próbek) wynosi <0,25 mg/kg. Badania nie wykazały przekroczenia wartości dopuszczalnej kadmu, określonej Rozporządzeniem Ministra Środowiska dla gruntów grupy B (4 mg/kg), w żadnej spośród 163 próbek glebowych. Ocena zawartości kadmu, dokonana w oparciu o graniczne zawartości według zaleceń IUNG wykazała, że 98,8% zbadanych próbek wykazuje naturalną zawartość kadmu (0 zanieczyszczenia), a 1,2% zawartość podwyższoną (I zanieczyszczenia). Do I stopnia zanieczyszczenia kwalifikowała się próbka nr 339 i 524 (obręb Komorniki). Na wykresie 3 przedstawiono udział stopni zanieczyszczenia kadmem w zbadanych glebach, dla obszarów dwóch gmin powiatu polkowickiego. Analityczne zestawienie wyników badań kadmu i ich ocenę (wg IUNG) przedstawiono w tabelach 19 i 20. 24
*wartość określona na podstawie danych z obszarów badawczych dwóch gmin Wykres 3. Udział stopni zanieczyszczenia kadmem Tabela. 19. Syntetyczne zestawienie zawartości kadmu (Cd) Gmina Ilość próbek Przedział zawartości mg/kg Najniższa Najwyższa Średnia zawartość Gmina Grębocice 81 <0,25 0,60 0,18 Gmina Polkowice 82 <0,25 0,75 0,19 Powiat* 163 <0,25 0,75 0,18 *wartość określona na podstawie danych z obszarów badawczych dwóch gmin Uwaga dla próbek wykazujących dolny poziom oznaczalności kadmu (<0,25 mg/kg) w obliczeniu średniej przyjmuje się połowę tej granicy zawartości, tj. 0,125 mg/kg. Tabela. 20. Ocena zawartości kadmu (Cd) wg wytycznych IUNG Gmina Stopnie zanieczyszczenia ilość próbek 0 I Gmina Grębocice 81 0 Gmina Polkowice 80 2 Powiat* 161 2 *wartość określona na podstawie danych z obszarów badawczych dwóch gmin 7.3.4. Ołów całkowity Występowanie ołowiu w glebach ma bezpośredni związek z ich składem mineralogicznym i granulometrycznym oraz pochodzeniem skał macierzystych gleb. Ołów, z uwagi na słabą rozpuszczalność minerałów, w skład których wchodzi, migruje w środowisku glebowym znacznie mniej intensywnie aniżeli kadm i cynk. Zwiększone 25
zawartości ołowiu w powierzchniowych poziomach gleb związane są w dużym stopniu z antropogenicznym oddziaływaniem emisji przemysłowych i komunikacyjnych. Zawartość ołowiu w różnych glebach jest zbliżona i zaznacza się tendencja do wyższej zawartości w glebach o cięższym składzie mechanicznym oraz w glebach organicznych. Kwaśny odczyn gleb, ich słabe zdolności sorbcyjne oraz niska zawartość próchnicy intensyfikuje pobieranie ołowiu przez rośliny. Niezbędność ołowiu dla wzrostu i rozwoju roślin nie jest potwierdzona dotychczasowymi badaniami. Zainteresowanie ołowiem w roślinach związane jest zatem z potencjalną jego toksycznością. Głównym źródłem zanieczyszczenia roślin ołowiem są opady atmosferyczne mokre i suche. Rośliny z rejonów zanieczyszczonych mogą zawierać znaczne ilości ołowiu, zarówno w częściach nadziemnych, jak i w korzeniach. Na ogół nie obserwuje się szkodliwego wpływu ołowiu w warunkach polowych, jednak jego nagromadzenie się w roślinach stanowi duże zagrożenie dla zdrowia człowieka i zwierząt. Badania naukowe wykazują, że średnia naturalna zawartość ołowiu w użytkowanych rolniczo glebach Polski wynosi 13,6 mg/kg. W glebach województwa dolnośląskiego średnia zawartość ołowiu wynosi 23,4 mg/kg. Wykonane badania wykazały duże zróżnicowanie zawartości ołowiu w glebach; zawartość tego pierwiastka waha się od 6,24 mg/kg (obręb Żelazny Most, próbka nr 545) do 85,0 mg/kg (obręb Tarnówek, próbka nr 347). Średnia zawartość ołowiu (dla 163 próbek) wynosi 18,4 mg/kg. Wartość środkowa (mediana) zawartości ołowiu (dla 163 próbek) wynosi 17,2 mg/kg. Badania nie wykazały przekroczenie wartości dopuszczalnej ołowiu, określonej Rozporządzeniem Ministra Środowiska dla gruntów grupy B (100 mg/kg), w żadnej spośród 163 próbek glebowych. Ocena zawartości ołowiu, dokonana w oparciu o wytyczne IUNG wykazała, że 99,4% zbadanych gleb charakteryzuje się naturalną zawartością ołowiu (0 zanieczyszczenia), a 0,6% zawartością podwyższoną (I zanieczyszczenia). Do I stopnia zanieczyszczen ia kwalifikowała się próbka nr 347 (obręb Tarnówek). Na wykresie 4 przedstawiono udział stopni zanieczyszczenia ołowiem w zbadanych glebach (ocena wg IUNG), dla obszarów badawczych dwóch gmin powiatu polkowickiego. Analityczne zestawienie wyników badań ołowiu i ocenę tych wyników wg wytycznych IUNG, przedstawiono w tabelach 21 i 22. 26
*wartość określona na podstawie danych z obszarów badawczych dwóch gmin Wykres 4. Udział stopni zanieczyszczenia ołowiem Tabela. 21. Syntetyczne zestawienie zawartości ołowiu (Pb) Gmina Ilość próbek Przedział zawartości mg/kg Najniższa Najwyższa Średnia zawartość Gmina Grębocice 81 6,83 35,4 16,5 Gmina Polkowice 82 6,24 85,0 20,3 Powiat* 163 6,24 85,0 18,4 *wartość określona na podstawie danych z obszarów badawczych dwóch gmin Tabela. 22. Ocena zawartości ołowiu (Pb) wg wytycznych IUNG Gmina Stopnie zanieczyszczenia ilość próbek 0 I Gmina Grębocice 81 0 Gmina Polkowice 81 1 Powiat* 162 1 *wartość określona na podstawie danych z obszarów badawczych dwóch gmin 7.3.5. Porównanie wyników badań gleb (zawartość Cu, Cd, Pb) dla dwóch okresów badań 2007 i 2013 rok W latach 2006 2007 Zakład Inżynierii Środowiska EKO-PROJEKT w Pszczynie wykonał badania gleb położonych na terenie 26 obrębów, w obszarze czterech gmin znajdujących się wokół zbiornika odpadów poflotacyjnych Żelazny Most. Łącznie pobrano 721 próbek glebowych: z obszaru gminy Polkowice 155 próbek, z obszaru gminy Grębocice 141 próbek, 27
z obszaru gminy Rudna 241 próbek, z obszaru gminy Lubin 184 próbek. W próbkach glebowych z metali ciężkich oznaczono miedź, kadm, ołów i cynk. Wyniki badań gleb, dotyczące zawartości metali ciężkich (Cu, Cd, Pb, Zn), uzyskane w latach 2006 2007 (w dalszej części skrótowo w roku 2007) porównano z wynikami uzyskanymi w ramach aktualnie wykonanego zadania (w dalszej części skrótowo w roku 2013). W tabeli 23 wymieniono obręby i podano ilości próbek glebowych dla roku 2007 i 2013. Tabela. 23. Lokalizacja pobranych próbek glebowych Gmina/obręb Ilość próbek glebowych 2007 2013 Gmina Polkowice Komorniki 49 28 Tarnówek 37 20 Żuków 15 8 Żelazny Most 22 10 Dąbrowa 19 10 Trzebcz 13 6 Gmina Grębocice Grodowiec 28 15 Krzydłowice 54 35 Grodziszcze 27 15 Stara Rzeka 17 8 Proszyce 15 8 Razem 296 163 Miedź całkowita Analiza uzyskanych wyników z dwóch okresów badań daje informacje, że dla rejonów dwóch gmin oraz dla całego obszaru badań średnie zawartości miedzi są wyższe w roku 2013. Ocena zawartości miedzi wg IUNG w odniesieniu do dwóch okresów badań wykazała, że udział zbadanych gleb w stopniach zanieczyszczenia jest następujący: 0º w 2007 r. 79,4%, w 2013 r. 90,2%, Iº w 2007 r. 17,6%, w 2013 r. 7,4%, IIº w 2007 r. 2,7%, w 2013 r. 1,2%, IIIº w 2007 r. 0,3%, w 2013 r. 0,6%, IVº w 2007 r. 0%, w 2013 r. 0,6%. Syntetyczne informacje dotyczące zawartości miedzi, dla roku 2007 i 2013, zamieszczono w tabeli 24 i 25. 28