Effect of a landfill site operation on quantitative and qualitative changes of the heavy metal (Pb, Cd, Ni, Co) content in soil profiles

• Autorzy: Rosik-Dulewska C. , Karwaczyńska U.

Warianty tytułu

PL

Wpływ eksploatacji składowiska na zmiany ilościowe i jakościowe metali ciężkich (Pb, Cd, Ni, Co) w profilach glebowych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The object of the studies was an unsealed municipallandfil1 sile "Grundman" in Opole. The landfil1 is located in an abandoned opencast working of limy marl. The landfill site was operated in the years 1945-1998. The goal of the studies was to determine how a fifty-year operation of a landfill site affected the contamination of soil i.e. humic rendzinas, which occur within the impact of the landfill site. The scope of the researeh comprised analysis of heavy metals (Pb, Cd, Ni and Co) in soil profiles: quantitative analysis (total content) and qualitative analysis i.e. fractional composition of metals (sequential chemical extraction). Determination of the total heavy metal content was carried out using methodology adapted in Poland for mineral soils while Tessier's method of sequential chemical extraction was applied for qualitative analysis. Five heavy metal - binding fractions were selected: - Fraction I - exchangeable; - Fraction II - carbonate-bound; - Fraction III - iron and manganese oxides-bound; - Fraction IV - organic matter-bound; - Fraction V - residue bound with silicates. Atomic absorption spectrophotometry (AAS) was employed to analyze water extract for heavy metal content in individual fractions as wel1 as their total forms. Cd and Pb content in soil profiles was higher than the level considered as natural in Poland (class I) - standard set up by the Polish Institute of Crops, Fertilization and Soil Sciences, Puławy). Therefore, the profiles were categorized as class II. The highest heavy metal content (total forms) was determined in soil horizon 0-30 cm. Sequential chemical extraction showed that heavy metals occurred mainly in chemically stabile and biologically inactive forms (fraction V). Significant amount of heavy metals was bound with iron and manganese oxides (fraction III and IV). The smallest amounts of heavy metals were bound with carbonates in fraction II and in exchangeable fraction I. This fact proves their limited availability to plants, soil and water.

PL

Przedmiotem badań było nieuszczelnione składowisko odpadów komunalnych "Grundman" w Opolu, które zostało zlokalizowane w wyrobisku po odkrywkowej eksploatacji złoża margli wapnistych, a eksploatowane w latach 1945-1998. Celem prowadzonych badań było określenie wpływu 50-letniej eksploatacji składowiska na stan zanieczyszczenia gleb - rędzin czarnoziemnych, zalegających w zasięgu jego oddziaływania. Zakres badań obejmowało znaczenie stężeń metali ciężkich (Pb, Cd, Ni oraz Co) w glebach całych profili tak w zakresie ilościowym (całkowita zawartość), jak i jakościowym tzn. z ich podziałem na frakcje (sekwencyjna ekstrakcja chemiczna). Oznaczanie ogólnej zawartości metali ciężkich wykonano wg metodyk przyjętych dla gleb mineralnych, natomiast oznaczanie jakościowe wykonano metodą sekwencyjnej ekstrakcji chemicznej według Tessiera, wydzielając pięć frakcji, z którymi związane są metale ciężkie: - Frakcja 1 - metale wymienne; - Frakcja II - metale związane z węglanami; - Frakcja III - metale związane z tlenkami żelaza i manganu; - Frakcja IV - metale związane z materią organiczną; - Frakcja V - pozostałość związana z krzemianami. Analizę ekstraktów wodnych na zawartość metali ciężkich w poszczególnych frakcjach, jak również ich form całkowitych przeprowadzono metodą absorpcyjnej spektrometrii atomowej (ASA). W profilach glebowych Cd i Pb występowały w ilości większej od zawartości uznawanych przez IUNG za naturalne (klasa I) i zadecydowały o zaliczeniu ich do klasy II. Największe zawartości metali ciężkich (formy całkowite) oznaczono w warstwie do głębokości 30 cm. Z analizy sekwencyjnej ekstrakcji chemicznej metali ciężkich, wykonanej dla gleb z profili wynika, że występują one głównie w postaci związków stabilnych chemicznie i nieaktywnych biologicznie (frakcja V). W znacznej ilości związane są także z tlenkami żelaza i manganu oraz z substancją organiczną (frakcja III i IV). W najmniejszym stopniu pierwiastki te związane są z węglanami (frakcja II) i we frakcji wymiennej (frakcja I), co oznacza, że ich dostępność dla roślin, gleb i wód jest znacznie ograniczona.

Słowa kluczowe

EN

landfill; soil profiles; heavy metals

PL

składowisko; profile glebowe; metale ciężkie

• Wydawca: Towarzystwo Chemii i Inżynierii Ekologicznej
• Czasopismo: Chemia i Inżynieria Ekologiczna
• Rocznik: 2004
• Tom: Vol. 11, nr 11
• Strony: 1203--1214
• Opis fizyczny: Bibliogr. 5 poz., rys.

Twórcy

autor

Rosik-Dulewska C.

• Department of Land Protection, Opole University, ul. Oleska 48, 45-052 Opole

autor

Karwaczyńska U.

• Department of Land Protection, Opole University, ul. Oleska 48, 45-052 Opole

Bibliografia

• [1] Greinert H., Jędrczak A. and Drab M.: Wpływ wysypiska odpadów komunalnych Zielonej Góry na wybrane elementy środowiska [Impact of a municipal landfill site in Zielona Góra on selected elements of the environment]. Arch. Ochr. Środow., 1988, (3-4), 155-173.
• [2] Kwapuliński J. and Pastuszka J.: Ocena wielkości wtórnego skażenia powietrza wybranymi metalami z wysypiska odpadów komunalnych na terenach rolniczych. [Assessment of secondary air pollution with selected metals from a municipal landfill site in agricultural areas]. Arch. Ochr. Środow., 1987, (1-2), 53-63.
• [3] Ostrowska A., Gawliński S. and Szczubiałka Z.: Metody analizy i oceny właściwości gleb i roślin. [Methods for analysis and assessment of soils and plants], Instytut Ochrony Środowiska, Warszawa 1991.
• [4] Tessier A., Campbell P.B.C. and Bissou M.: Sequential Extraction Procedure for the Speciation of Porticulate Trace Metals, Anal. Chem., 1979, 51(7), 848-851.
• [5] Siuta J.: Gleba, diagnozowanie stanu i zagrożenia. [Soil: diagnosing its condition and risk], Instytut Ochrony Środowiska, Warszawa 1995.