Spatial Distribution of Various Forms of Iron in Heavy Metal Polluted Soils

• Autorzy: Czech T. , Gambuś F. , Wieczorek J.

Warianty tytułu

Rozkład przestrzenny różnych form żelaza w glebach zanieczyszczonych metalami ciężkimi

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper aimed to determine the content of total and soluble iron forms in the top soil horizon (0–10 cm) and present their spatial diversification in the area of zinc and lead ores presence in the vicinity of ZGH “Boleslaw” Mining and Metallurgical Plant in Bukowno near Olkusz. In 139 soil samples total iron content was determined after sample digesting in concentrated mineral acids (HNO₃ + HClO₄) and soluble forms were extracted with 1 mol dm^–3 HCl and with 1 mol dm^–3 NH₄NO₃ solutions. Fe content in the obtained extracts was assessed by means of atomic absorption spectrometer with flame atomizer. A considerable accumulation of iron, seriously exceeding the amounts most frequently noted in the soils of Poland was determined in the analyzed samples. Extractant solutions used for iron dissolving in the investigated soils were characterized by different abilities to release this element. Diluted hydrochloric acid dissolved on average 21.5 % and ammonium nitrate solution on average only below 0.1 % iron in soil. The highest contents of iron soluble in diluted hydrochloric acid were assessed in the areas with the highest total content of this metal to the north and north-west of ZGH “Boleslaw” and in the vicinity of post-flotation wastes settlement tanks. On the other hand, the greatest quantities of iron released with ammonium nitrate solution were found in the vicinity of Pomorzany Mine and on the most acidified soils of the analyzed area.

PL

Celem pracy było określenie całkowitej zawartości i rozpuszczalnych form żelaza w wierzchniej warstwie gleby (0–10 cm) oraz przedstawienie ich przestrzennego zróżnicowania, na obszarze występowania rud cynku i ołowiu, w sąsiedztwie Zakładów Górniczo-Hutniczych „Bolesław” w Bukownie koło Olkusza. W 139 próbkach gleby określono całkowitą zawartość żelaza po trawieniu próbki w stężonych kwasach mineralnych (HNO₃ + HClO₄), a rozpuszczalne formy ekstrahowano roztworem 1 mol dm^–3 HCl oraz roztworem 1 mol dm^–3 NH₄NO₃. Zawartość Fe w uzyskanych ekstraktach oznaczono spektrometrem absorpcji atomowej z atomizerem płomieniowym. W przebadanych próbkach gleby stwierdzono duże naturalne i antropogenne nagromadzenie żelaza, znacznie przekraczające ilości najczęściej spotykane w glebach Polski. Roztwory ekstrakcyjne użyte do rozpuszczania żelaza w badanych glebach, charakteryzowały się odmiennymi możliwościami uwalniania tego pierwiastka. Rozcieńczony kwas solny rozpuszczał średnio 21,5%, a roztwór azotanu amonu przeciętnie tylko mniej niż 0,1% całkowitej ilości żelaza zawartego w glebie. Największe zawartości żelaza rozpuszczalnego rozcieńczonym kwasem solnym oznaczono w terenach z największą całkowitą zawartością tego metalu na północ i północny zachód od ZGH „Bolesław” oraz w pobliżu osadników odpadów poflotacyjnych. Natomiast największe ilości żelaza ekstrahowanego roztworem azotanu amonu stwierdzono w sąsiedztwie Kopalni Pomorzany i na najbardziej zakwaszonych glebach badanego obszaru.

Słowa kluczowe

EN

iron; solubility; heavy metals; bioavailable forms

PL

żelazo; rozpuszczalność; metale ciężkie; formy przyswajalne

• Wydawca: Towarzystwo Chemii i Inżynierii Ekologicznej
• Czasopismo: Ecological Chemistry and Engineering. A
• Rocznik: 2012
• Tom: Vol. 19, nr 10
• Strony: 1239--1246
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., tab., il.

Twórcy

autor

Czech T.

• Department of Agricultural and Environmental Chemistry, University of Agriculture in Krakow, al. A. Mickiewicza 21, 31–120 Kraków, Poland

autor

Gambuś F.

• Department of Agricultural and Environmental Chemistry, University of Agriculture in Krakow, al. A. Mickiewicza 21, 31–120 Kraków, Poland

autor

Wieczorek J.

• Department of Agricultural and Environmental Chemistry, University of Agriculture in Krakow, al. A. Mickiewicza 21, 31–120 Kraków, Poland

Bibliografia

• [1] Kabata-Pendias A, Pendias H. Biogeochemia pierwiastków śladowych. Warszawa: Wyd Nauk PWN; 1999.
• [2] Fotyma M, Mercik S. Chemia rolna. Warszawa: Wyd PWN; 1995.
• [3] Molenda D. Górnictwo kruszcowe na terenie złóż śląsko-krakowskich do połowy XVI wieku. Wrocław–Warszawa–Kraków: PAN, Instytut Historii Kultury Materialnej; 1963.
• [4] Kozera-Sucharda B, Gworek B. Ochr Środow Zasob Natural. 2002;23-24:85-96.
• [5] Escrig I, Morell I. Effect of calcium on the soil adsorption of cadmium and zinc in some Spanish sandy soil. Jaume I University P.O. Box 224, 12080 Castell’on, Spain: Environmental and Natural Resources Group, Dpt. Experimental Sciences; 1997.
• [6] Gambuś F, Rak M, Wieczorek J. Zesz Probl Post Nauk Roln. 2004;502:71-79.
• [7] Maciejewska A. In: Obieg pierwiastków w przyrodzie. Monografia tom II. Warszawa: Wyd Inst Ochr Środow: 2003:539-550.
• [8] Cabała J, Cabała E. In: Kształtowanie środowiska geograficznego i ochrona przyrody na obszarach uprzemysłowionych zurbanizowanych. Katowice–Sosnowiec: WBiOŚ, WNoZ UŚ; 2004;35:5-12.
• [9] Cabała J, Sutkowska K. Prace Nauk Inst Górn Polit Wrocł. 2006;117:13-22.
• [10] Program Ochrony Środowiska dla Gminy Bolesław. Bolesław: Instytut Gospodarki Odpadami Sp z oo; 2005. [online] www.bolesław.top.pl.
• [11] Pierzak J, Rozmus D, Roś J. In: Archeologiczne i historyczne ślady górnictwa i hutnictwa na terenie Dąbrowy Górniczej i okolic. Rozmus D, editor. Kraków 2004; 81-94.
• [12] Cabała J. Metale ciężkie w środowisku glebowym olkuskiego rejonu eksploatacji rud Zn-Pb. Katowice: Wyd Uniwersytetu Śląskiego; 2009.
• [13] Lityński T, Jurkowska H. Żyzność gleby i odżywianie się roślin. Warszawa; Wyd PWN; 1982.
• [14] Karaczewska A, Kabała C. Metodyka analiz laboratoryjnych gleb i roślin. Wydanie 4, Wrocław, marzec 2008. [online] http://www.ar.wroc.pl/~kabala.
• [15] Mapa powiatu olkuskiego (Map of the Olkusz District). Kraków: Wydawnictwo Kartograficzne Compass; 1990.
• [16] Ostrowska A, Gawliński S, Szczubiałka Z. Metody analizy i oceny właściwości gleb i roślin – katalog. Warszawa: Wyd Inst Ochr Środow; 1991.
• [17] Gambuś F. Metale ciężkie w wierzchniej warstwie gleb i w roślinach regionu krakowskiego. Zesz Nauk AR w Krakowie, Rozpr hab. 1993;176:81.
• [18] Zalecenia nawozowe. Cz I. Liczby graniczne do wyceny zawartości w glebach makro- i mikrślementów. P(44), Wyd 2, Puławy: Instytut Uprawy Nawożenia i Gleboznawstwa; 1990:26.
• [19] Zielonka P. Zróżnicowanie zawartości kadmu w glebach wokół ZGH Bolesław w “Bukownie”. Praca magisterska, KChRiŚ, WR-E UR w Krakowie 2010.
• [20] Marschner H. Mineral Nutrition of Higher Plants. Second Edition. Academic Press Limited, Harcourt Brace & Company 1995.