Content and Fractional Composition of Nickel in Arable Soils Depending on Physicochemical Properties

• Autorzy: Łukowski A. , Wiater J. , Leśniewska B.

Identyfikatory

DOI

10.2428/ecea.2013.20(12)129

Warianty tytułu

PL

Zawartość i skład frakcyjny niklu w glebach uprawnych zależnie od ich właściwości fizykochemicznych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The aim of this study was estimation of pseudo-total nickel content and its fractional composition in arable soils depending on their physicochemical properties.The research material consisted of samples taken from arable soil in 81 points of Podlasie Province. The content of pseudo-total nickel in soils and its fractional composition was determined with BCR method. The correlations between pseudo-total content of nickel, as well as its individual fractions and physicochemical properties of soils were evaluated. It was found, that pseudo-total content of nickel was typical for uncontaminated soils and ranged from 2.0 to 14.4 mg kg^–1. The share of acid soluble and exchangeable fraction was above 20 %, as compared to pseudo-total content. Reducible fraction comprised 20–40 %. The most of nickel was bound to organic matter. The factors which influenced fractional composition of nickel were determined. For the light soils it was content of soil fraction < 0.02 mm, granulometric composition and pH, while for medium-heavy soils, organic carbon and magnesium content, granulometric composition and content of soil fraction < 0.02 mm. The factors related to the changes of Ni content in light soils in fraction II and IV and for medium-heavy soils in fraction I, were not determined.

PL

Celem niniejszej pracy było określenie całkowitej zawartości niklu i jego frakcji w glebach uprawnych Podlasia oraz określenie zależności między zawartością niklu i jego frakcji a własnościami fizykochemicznymi gleb. Materiał badawczy stanowiły próbki pobrane z gleb uprawnych w 81 punktach województwa podlaskiego. Oznaczono zbliżoną do ogólnej zawartość niklu i jego frakcji metodą BCR. Obliczono zależności korelacyjne między zawartością ogólną niklu i jego poszczególnych frakcji, a właściwościami fizykochemicznymi gleb. Stwierdzono, że zawartość niklu ogółem była typowa dla gleb uprawnych niezanieczyszczonych i wahała się w szerokich granicach od 2,0 do 14,4 mg kg^–1. Udział frakcji wymiennej w ogólnej zawartości niklu w badanych glebach wynosił ponad 20 %. Frakcja redukowalna stanowiła 20–40 % zawartości ogólnej. Najwięcej niklu było związane z substancją organiczną. Wyodrębniono czynniki wpływające na udział niklu w poszczególnych frakcjach. Dla gleb lekkich był to skład granulometryczny, zawartość frakcji spławialnej i pH, a w przypadku gleb średnich zawartość węgla organicznego, skład granulometryczny, zawartość frakcji spławialnej i zawartość magnezu. Nie wyznaczono czynników warunkujących zawartość niklu w II i IV frakcji gleb lekkich, a w przypadku gleb średnich zawartość tego metalu we frakcji I.

Słowa kluczowe

EN

nickel; soil; BCR method; metal fraction

PL

nikiel; gleba; metoda BCR; frakcje metali

• Wydawca: Towarzystwo Chemii i Inżynierii Ekologicznej
• Czasopismo: Ecological Chemistry and Engineering. A
• Rocznik: 2013
• Tom: Vol. 20, nr 12
• Strony: 1431--1439
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Łukowski A.

• Department of Technology in Engineering and Environment Protection, Technical University of Bialystok, ul. Wiejska 45A, 15–351 Bia³ystok, Poland, phone: [phone]

autor

Wiater J.

• Department of Technology in Engineering and Environment Protection, Technical University of Bialystok, ul. Wiejska 45A, 15–351 Bia³ystok, Poland, phone: [phone]

autor

Leśniewska B.

• Institute of Chemistry, University of Bialystok, ul. Pogodna 7/59, 15–354 Bia³ystok, Poland, phone: [phone]

Bibliografia

• [1] Gałuszka A. A review of geochemical background concepts and an example using data from Poland. Environ Geol. 2007;52:861-870. DOI: 10.1007/s00254-006-0528-2.
• [2] Henderson PJ, McMartini I, Hall GE, Percival BI, Walker DA. The chemical and physical characteristics of heavy metals in humus and till in the vicinity of the base metal smelter at Flin Flon, Manitoba, Canada. Environ Geol. 1998;3(1):39-58. DOI: 10.1007/s002540050255.
• [3] He ZL, Yang XE, Stoffella PJ. Trace elements in agroecosystems and impact on the environment. J Trace Elem Med Biol. 2005;19(2-3):125-140. DOI: 10.1016/j.jtemb.2005.02.010.
• [4] Reimann C, Filzmoser P, Garrett RG. Background and threshold: critical comparison of methods of determination. Sci Total Environ. 2005;346(1-3):1-16. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2004.11.023.
• [5] Lipiński W, Bednarek W. Występowanie łatwo rozpuszczalnych form metali w glebach Lubelszczyzny w zależności od odczynu i składu granulometrycznego. Zesz Probl Post Nauk Roln. 1998;456 399-404.
• [6] Greinert A, Fruzinska R, Kostecki J, Bednarz K. Possibilities of heavy metals available for plants determination in the soil of an industrial zone. Ecol Chem Eng A. 2013;20(2):251-260. DOI: 10.2428/ecea.2013.2(02)025.
• [7] Heltai G, Remeteiová D, Horváth M, Széles E, Halász G, Fekete I, Flórián K. Various fractionation procedures in study of heavy metals mobility in the environment. Ecol Chem Eng S. 2011;18(1):55-65.
• [8] Filgueiras AV, Lavilla I, Bendicho C. Chemical sequential extraction for metal partitioning in environmental solid samples. J Environ Monit. 2002;4:823-857. DOI: 10.1039/b207574c
• [9] Ure AM, Quevauviller Ph, Muntau H, Griepink B. Speciation of heavy metals in soils and sediments. An account of the improvement and harmonization of extraction techniques undertaken under the auspices of the BCR of the Commission of the European Communities. Int J Environ Anal Chem. 1993;51(1-4):135-151. DOI: 10.1080/03067319308027619.
• [10] Różański S. Fractionation of selected heavy metals in agricultural soils. Ecol Chem Eng S. 2013;20(1):117-125. DOI: 10.2478/eces-2013-0009.
• [11] Mossop KF, Davidson CM. Comparison of original and modified BCR sequential extraction procedures for the fractionation of copper, iron, lead, manganese and zinc in soils and sediments. Anal Chim Acta. 2003;478:111-118. DOI: 10.1016/S0003-2670(02)01485-X.
• [12] Łukowski A, Wiater J. The influence of mineral fertilization on heavy metal fraction contents in soil. Part II: Copper and nickel. Pol J Environ Stud. 2009;18(4):645-650.
• [13] Gworek B, Misiak J. Obieg pierwiastków w przyrodzie. Warszawa: Wyd IOś; 2003:344-354.
• [14] Terelak H, Motowicka-Terelak T, Stuczyński T, Pietruch C. Trace elements (Cd, Cu, Ni, Pb, Zn) in Polish farmland soils. Warszawa: Biblioteka Monitoringu środowiska; 2000:1-69.
• [15] Smolińska B, Król K. Wymywalność niklu z prób glebowych aglomeracji łódzkiej. Ochr środow Zasob Natur. 2011;49:228-239.
• [16] Van Der Sloot HA, Comans RNI, Hjelmar O. Similarities in the leaching behaviour of trace contaminants from waste, stabilized waste, construction materials and soils. Sci Total Environ. 1996;178:111-126. DOI: 10.1016/0048-9697(95)04803-0.
• [17] Rooney PC, Zhao FJ, McGrath PS. Phytotoxicity of nickel in range of European soils: influence of soil properties, Ni solubility and speciation. Environ Pollut. 2007;145(2):596-605. DOI: 10.1016/j.envpol.2006.04.008.
• [18] Skłodowski P, Maciejewska A, Kwiatkowska J. The effect of organic matter from brown coal on bioavailability of heavy metals in contaminated soils. Soil and Water Pollution Monitoring, Protection and Remediation. NATO Science, series IV. Earth and Environmental Sciences 2006;69:299-307. DOI: 10.1007/978-1-4020-4728-2_19.
• [19] Weng LP, Wolthoorn A, Laxmond TM, Teminghoff EJ, van Riemsdijk WH. Understanding the effects of soil characteristics on phytotoxicity and bioavailability of nickel using speciation models. Environ Sci Technol. 2004;38(1):156-162. DOI: 10.1021/es030053r.
• [20] Kud K, Woźniak L. Selected trace elements in soil and plants from marshy meadows of the San River valley. Ecol Chem Eng A. 2012;19(1-2):97-104. DOI: 10.2428/ecea.2012.19(01)010.