PAH soil concentrations in the vicinity of charcoal kilns in Bieszczady

• Autorzy: Lisowska E.

Warianty tytułu

PL

stężenia WWA w glebie w sąsiedztwie wypalarni węgla drzewnego w Bieszczadach

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The aim of the study was to assess the degree of soil contamination by PAHs in the area of charcoal kiln basis, located in the East Carpathian Biosphere Reserve. The concentrations of PAH in soil samples derived from various sampling locations pointed to a strong or a very strong contamination of the ecosystem by these compounds (8,95 μg×g^-1 –283,53 μg×g-1). PAH concentrations in the soil differed significantly between the sampling locations. Analysis of samples from different soil layers (to 30 cm) pointed to a threat of washing out into groundwater. The highest concentrations of PAH corresponded to soil samples collected near kilns (distance of 1.5 m), and were in the range of 17.81 μg×g^-1 – 435.54 μg×g^-1. PAH content in soil gradually decreased with increasing distance from the kilns to values < 1 μg×g^-1. The analysis of the data from three sampling periods (June-August) pointed to higher concentrations of PAHs in soil collected in the middle of the burning season, what was probably due to their more intense emission and a relatively small amount of precipitation.

PL

W niniejszej pracy zostały przedstawione dane dotyczące zanieczyszczenia gleb przez wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne (WWA) w okolicy wypalarni węgla drzewnego, usytuowanych na terenie Rezerwatu Biosfery Karpaty Wschodnie. Celem badań była ocena stopnia zanieczyszczenia gleb przez WWA oraz zasięgu emisji zanieczyszczeń z poszczególnych wypalarni. Stężenia WWA w glebach pochodzących z poszczególnych stanowisk badawczych wskazywały na silne lub bardzo silne zanieczyszczenie ekosystemu tymi związkami (8,95 μg×g^-1 – 283,53 μg×g^-1). Stężenia WWA w glebie różniły się istotnie pomiędzy badanymi stanowiskami. Analiza próbek pochodzących z warstw gruntowych (do 30 cm) wskazywała na zagrożenie przedostawania się części z tych zanieczyszczeń do wód gruntowych. Najwyższe stężenia WWA pochodziły z próbek gleby pobranych najbliżej wypalarni (1,5 m) i mieściły się w przedziale 17,81 μg×g^-1 – 435,54 μg×g^-1. Zawartość WWA w glebie malała stopniowo wraz z odległością od retort (do 60 m), osiągając jednak nadal wysokie wartości dla dwóch najintensywniej działających wypalani (4 i 6): 0,44 μg×g^-1 – 69,3 μg×g^-1. Analiza danych z trzech poborów (czerwiec - październik) wskazuje na wyższe stężenia WWA w glebie w środku sezonu wypałowego, co wynika prawdopodobnie z najintensywniejszej ich emisji oraz stosunkowo małej ilości opadów atmosferycznych.

Słowa kluczowe

EN

PAH; polycyclic aromatic hydrocarbons; charcoal kilns; soil contamination; Bieszczady Mountains

PL

zanieczyszczenia gleby; wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne; wypalarnia węgla drzewnego; Bieszczady

• Wydawca: Institute of Environmental Engineering, Polish Academy of Sciences
• Czasopismo: Archives of Environmental Protection
• Rocznik: 2010
• Tom: Vol. 36, no. 4
• Strony: 41--54
• Opis fizyczny: Bibliogr. 37 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Lisowska E.

• W. Szafer Institute of Botany, Polish Academy of Sciences Lubicz str. 46, 31-512 Kraków

Bibliografia

• [1] Aamot E., E. Steinnes, R. Schmid: Polycyclic aromatic hydrocarbons in Norwegian forest soils: Impact of long-range atmospheric transport, Environ. Pollut., 92, 275-280 (1996).
• [2] Adamczewska M., J. Siepak, H. Gramowska: Studies of levels of polycyclic aromatic hydrocarbons in soils subjected to anthropopressure in the city of Poznań, Pol. J. Environ. Studies, 9(4), 305-321 (2000a).
• [3] Application Note 313, DIONEX: Extraction of PAHs from environmental samples by Accelerated Solvent Extraction (ASE), 1997.
• [4] Bartulewicz J., J. Gawłowski, E. Bartulewicz: Pobieranie i przygotowanie prób do oznaczania związków organicznych metodami chromatografii, Państwowa Inspekcja Ochrony Środowiska Biblioteka Monitoringu Środowiska, Warszawa 1997, 13-27.
• [5] Biosphere Reserve Information. Poland-Slovakia-Ukraine East Carpathian. The MAB programme, www. unesco.org, 26.02.2007.
• [6] Bojakowska I., G. Sokołowska: Polycyclic aromatic hydrocarbons in materials of burned peatlands, Pol. J. Environ. Studies, 12, 401-408 (2003).
• [7] Borkowska M., A. Dutkiewicz, A. Strusiński: Wpływ transportu samochodowego na zawartość benzeno/a/ pirenu w glebie i roślinach, Roczniki PZH, T. XXXIII, 4, 297-302 (1982).
• [8] Brandys J.: Wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne (WWA). Chemiczne substancje toksyczne w środowisku. Komisja Nauk Medycznych - Oddz. PAN w Krakowie, 163-176 (1990).
• [9] Bytnerowicz A., B. Godzik, W. Frączek, K. Grodzińska, M. Krywult, O. Badea, P. Barančok, O. Blum, M. Černy, S. Godzik, B. Mankovska, W. Manning, P. Moravčik, R. Musselman, J. Oszlanyi, D. Postelnicu, J. Szdźuj, M. Varšavova, M. Zota: Distribution of ozone and other air pollutants in forests of the Carpathian Mountains in central Europe, Environ. Pollut., 116, 3-25 (2002).
• [10] Fisher Z., P. Bieńkowski: Some remarks about the effect of smoke from charcoal kilns on soil degradation, Environ. Monitoring & Assessment, 58(3), 349-358 (1999).
• [11] Gawlik M.B., M. Bilek: Możliwości obniżenia emisji wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych ze źródeł antropogenicznych, Medycyna Środowiskowa, 9(1), 79-82 (2006).
• [12] Główny Urząd Statystyczny. Ochrona Środowiska 2009. Informacje i opracowania statystyczne. Wersja elektroniczna. Warszawa 2009.
• [13] Hart J.L., S.L.Van de Gevel, D.F. Mann, W.K. Clatterbuck: Legacy of charcoaling in a Western Highland Rim Forest in Tennessee, The American Midland Naturalist, 159(1), 238-250 (2008).
• [14] Kluska M.: Soil contamination with the polycyclic aromatic hydrocarbons in the vicinity of the Ring Road in Siedlce City, Pol. J. Environ. Studies, 12(3), 309-313 (2003).
• [15] Laurow Z.: Pozyskiwanie drewna i podstawowe wiadomości o jego przerobie, Wyd. SGGW, Warszawa 1999.
• [16] Magnus F.: Toxic substances in environment, Environ. Sci. Technol., [in:] A. Wiley: Interscience Series of Texts and Monographs, 279-281 (1994).
• [17] Maliszewska-Kordybach B.: Zależność między właściwościami gleb i zawartością w nich WWA; na przykładzie gleb z terenów użytków rolnych w województwie lubelskim, Archiwum Ochrony Środowiska, 24 (3), 79-91 (1998b).
• [18] Maliszewska-Kordybach B.: Sources, concentrations, fate and effect of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in the Environment. Part A: PAHs in air, Pol. J. Environ. Studies, 8, 131-136 (1999).
• [19] Maliszewska-Kordybach B., B. Smreczek, A. Klimowicz-Pawlas: Concentrations, sources, and spatial distribution of individual polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in agricultural soils in the Eastern part of the EU. Poland as a case study, Sci. Total Environ., 104(12), 3746-3753 (2009).
• [20] Michalik S.: Karpaty Wschodnie. Międzynarodowy Rezerwat Przyrody, Wyd. 2 - Olszanica, BOSZ, 10-14, 1997.
• [21] Niu J., J. Chen, D. Martens, X. Quan, F. Yang, A. Kettrup, K. W. Schramm: Photolysis of polycyclic aromatic hydrocarbons absorbed on spruce [Picea abies (L.) Karst.] needles under sunlight irradiation, Environ. Pollut., 123, 39-45 (2003).
• [22] Nelson A.H. (ed.): PAHs and related compounds, The Handbook of Environ. Chem., 3, Part I, Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 56-65 (1998).
• [23] Oleszczuk P.: Zanieczyszczenia organiczne w glebach użyźnianych osadami ściekowymi. Część II. Losy zanieczyszczeń w glebie, Ecological Chemistry and Engineering, 14(S2), 185-198 (2007).
• [24] Reid B.J., K.C. Jones, K.T. Sample: Bioavailability of persistent organic pollutants in soils and sediments - a perspective of mechanisms, consequences and assessment, Environ. Pollut., 108, 103-112 (2000).
• [25] Rozporządzenie Ministra Środowiska z 9 września w sprawie standardów jakości gleby oraz standardów jakości ziemi (Dz.U. rok 2002, nr 165, poz. 1359).
• [26] Simonich S.L., R.A. Hites: Importance of vegetation in removing polycyclic aromatic hydrocarbons from the atmosphere, Nature, 370, 49-51 (1994a).
• [27] Sims R.C., M.R. Overcash: Fate of polynuclear aromatic compounds (PNAs) in soil-plant system, Residue Rev., 88, 1-68 (1983).
• [28] Stanković D., B. Krstić, N. Nikoli: Effect of traffic on the soil contamination with polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs), Biotechnol. & Biotechnol., 22(2), 736-741 (2008).
• [29] Steiner C., K.C. Das, M.Garcia, B. Förster, W. Zech: Charcoal and smoke extract stimulate the soil microbiological community in a highly weathered xanthic Ferralsol, Pedobiologia, 51(5-6), 359-366 (2008).
• [30] Technical Note 208, DIONEX: Methods optimization in Accelerated Solvent Extraction (AEE), 1997.
• [31] Uvarov A.V.: Effect of smoke emission from a charcoal kiln on the functioning of forest soil system: A microcosm study, Environ. Monitoring & Assessment, 60(3), 337-357 (2000).
• [32] Van Jaarsveld J.A., W.A.J. Van Pul, F.A. De Leeuw: Modeling transport and deposition of persistent organic pollutants in the European region, Atmos. Environ., 31, 1011 (1997).
• [33] Wcisło E.: Soil contamination with polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in Poland - a Review, Pol. J. Environ. Studies, 7(5), 267-272 (1998).
• [34] Weissenfels W.D., H.J. Klewer, J. Langhoff: Adsorption of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) by soil particles: Influence on biodegradability and biotoxicity, Applied Microbiology and Biotechnology, 36(7), 689-696 (1992).
• [35] Woźniak L., S. Dziedzic: Organic matter and some element contents in soil profile of meadows in the mountain region of Bieszczady - Poland. "Organic matter and element interactions, Austrian - Polish Workshop, ALVA Mitteilungen Heft 3(2005).
• [36] Young M.J., J.E. Johnson, M.D. Abrams: Vegetative and edaphic characteristics on relic charcoal hearths in the Appalachian mountains, Plant Ecology, 125(1), 43-50 (1996).
• [37] Zou L.Y., W. Zhang, S. Atkinson: The characterization of polycyclic aromatic hydrocarbons emissions from burning of different firewood species in Australia, Environ. Pollut., 124, 283-289 (2003).