Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Minerały autigeniczne i osady w strefie hyporeicznej aluwiów Białej Przemszy zanieczyszczonej przez górnictwo rud metali

Ciszewski D., Kucha H., Skwarczek M.

Przegląd Geologiczny

|

2017

|

Vol. 65, nr 10/1

650--660

EN

Sediments and waters of the hyporheic zone have been investigated in the middle reach of the Biala Przemsza River (southern Poland). The river is polluted with mine waters dischargedfrom lead-zinc ore mines, and ground waters sampled from piezometers in a sand bar are polluted to a similar degree down to a depth of at least 3 m. Very high content of heavy metals in the upper 1 m-thick strata of the bar indicates that their accumulation follows start-up of the lead-zinc mining in the mid-20th century. Common authigenic pyrite, gypsum and other less widespread heavy metal minerals are observed in the sediments of both the mining- and pre-mining times. It is related to the intense infiltration of sulphate-rich waters into the sand bar and microbially controlled anoxic conditions, which favour pyrite formation.

2

Strefa hyporeiczna: znaczenie i zarządzanie

Ciszewski D.

Gospodarka Wodna

|

2017

|

Nr 10

318--324

PL

Wymiana wód rzecznych i gruntowych w aluwiach piaszczystych i żwirowych tworzy ekoton nazywany strefą hyporeiczną. Jej znaczenie jest znacznie większe niż wynikałoby ze stosunkowo małych rozmiarów ograniczonych morfologią dna doliny i jej spadkiem oraz miąższością, a także granulometrią aluwiów. Strefa ta stanowi miejsce bytowania wielu organizmów oraz ich refugium w czasie wezbrań. Jest miejscem intensywnej bakteryjnej transformacji zanieczyszczeń płynących rzeką. W obszarach użytkowanych przez człowieka strefa ta jest jednak znacząco zmieniona wskutek regulacji rzek, działalności górnictwa, rolnictwa, rozbudowy miast oraz działalności przemysłowej. Przykładem jest silnie zanieczyszczona rzeka – Przemsza, w której została ona ograniczona wskutek regulacji do pojedynczych niewielkich łach piaszczystych stanowiących miejsce intensywnej bakteryjnej transformacji związków azotu, żelaza i siarczanów. Efektem działalności bakterii jest redukcja ilości tych związków w wodzie rzecznej. Brak świadomości znaczenia tej strefy aż do niedawna przyczyniał się do nieuwzględniania jej w zarządzaniu rzekami. Współcześnie coraz częściej podejmuje się działania zmierzające do jej utrzymania lub odtworzenia; również projekty regulacji nie powinny ograniczać możliwości napływu wód rzecznych w aluwia.

EN

Hyporheic zone is a dynamic ecotone created by active exchange of river and ground waters in sandy and gravelly alluvia. Its importance is much higher than its relatively small dimensions would suggest, limited by the valley bottom morphology and gradient, as well as the thickness and the grain size of the alluvia. The hyporheic zone is a habitat of many organisms and their refuge during floods. It is a place where intensive bacteria transformation of contaminants flowing down the river occurs. In intensively anthropologically changed areas this zone is heavily affected as a result of channelization, mining, agriculture, urbanization and industrial activity. The Przemsza River is an example of a strongly contaminated river with the hyporheic zone confined to small sand bars sparsely dispersed over the riverbed, where intensive bacterial transformation of nitrates, iron compounds and sulphates takes place. Bacterial activity contributes to reduction of these compounds in the river water. Lack of awareness of the role of this zone has until recently been the reason for neglecting it in the river management policy. At present, the activities oriented towards maintenance and rehabilitation of this zone are the more and more frequent, and the river channelization project should not hinder the possibility of the river water inflow into the alluvia.

3

Variability of heavy metal concentrations in waters of fishponds affected by the former lead and zinc mine in Southern Poland

Szarek-Gwiazda E., Ciszewski D.

Environment Protection Engineering

|

2017

|

Vol. 43, nr 1

121--136

EN

The fluctuations of heavy metal (Cd, Pb, Zn, Mn and Fe) concentrations and physicochemical parameters of water were studied for five fishponds located in the Matylda catchment affected by the former Pb and Zn ore mine in the Upper Silesian Industrial Region, southern Poland. Generally, metal concentrations in dissolved phase in pond water were low for most of the year, but their drastic increases were periodically observed (up to Cd 5.8, Pb 147.3, Zn 800.3, Mn 987.8, and Fe 2532.8 μg·dm–3). The factors determining metal concentrations in the pond water have been discussed.

4

Department of Environmental Protection

Ciszewski D.

Geology, Geophysics and Environment

|

2016

|

Vol. 42, no. 2

252--255

5

Contrasting sediment and water chemistry indicates the extent of the hyporheic zone in a polluted river system

Ciszewski D., Aleksander-Kwaterczak U.

Geology, Geophysics and Environment

|

2016

|

Vol. 42, no. 2

151--159

EN

The concentrations of zinc and cadmium were determined in the sediment cores sampled from the floodplain and the channel in the middle reach of the Biała Przemsza River valley (southern Poland). The results were compared to the river water and groundwater chemistry in order to reveal the average extent of the hyporheic flow. The loss of river waters through the river bed due to the natural migration modified by the drainage of the lead-zinc ore mine caused the strong pollution of the river bed sediments with heavy metals to the depth of almost three meters below the water table in the river. Moreover, the similar groundwater and river water chemistry at that depth suggests that the vertical extent of the hyporheic zone, which exceeds a depth of several meters below the channel, can be affected by the drainage of river waters by the lead-zinc mine. The lateral extent of the hyporheic flow, indicated by changes in groundwater chemistry and elevated heavy metal concentrations in the sediments, was of the order of dozen of meters. The investigation documents the large impact of the secondary in situ enrichment of sediments with heavy metals in the hyporheic zone.

6

The effect of long-term contamination by heavy metals on community and genome alterations of Chironomidae (Diptera) in a stream with mine drainage water (southern Poland)

Szarek-Gwiazda E., Michailova P., Ilkova J., Kownacki A., Ciszewski D., Aleksander-Kwaterczak U.

Oceanological and Hydrobiological Studies

|

2013

|

Vol. 42, No. 4

460--469

EN

This paper reports on studies of the effect of heavy metals on the Chironomidae that inhabit the Matylda stream, which has been contaminated for about 100 years by discharge water from a zinc and lead ore mine. Stream sediment was strongly polluted by Cd, Pb, Cu and Zn. These metals did not affect the Chironomidae community but strongly changed the genome system of the Chironomidae species that inhabited the sediment. The salivary gland chromosomes of six species belonging to the two genera Chironomus and Prodiamesa are analyzed. In all species the somatic index is calculated on the basis of somatic chromosome alterations. Chironomus riparius has the highest numbers of somatic alterations and the highest somatic index — 9.67. The smallest chromosome G carries the key structures known as “Balbiani rings”, which play an important role in species development. This chromosome is very sensitive in the genome of the most studied species. The high sensitivity of the C. riparius genome is discussed in light of its DNA organization. The results show a high response of the salivary gland chromosomes to heavy metal pollution, and this makes them a valuable indicator in the assessment of water quality and detection of mutagenic agents in the aquatic environment.

7

Zanieczyszczenie gleb na obszarze historycznej eksploatacji rud ZN-PB (rejon Lgoty)

Aleksander-Kwaterczak U., Ciszewski D.

Górnictwo i Geologia

|

2012

|

T. 7, z. 2

23-33

PL

Przeprowadzono badania profili gleb w rejonie Lgoty w południowej części Wyżyny Olkuskiej na obszarze o długoletniej historii wydobycia i przetwórstwa rud cynkowo-ołowiowych. Profile zostały wykonane w sąsiedztwie zwałów poeksploatacyjnych, znajdujących się przy dawnych szybach wydobywczych tzw. warpiach. Na podstawie otrzymanych wyników oznaczeń stwierdzono wysokie koncentracje metali, głównie cynku, kadmu i ołowiu (odpowiednio 119,3-31 816, 1,7-741,9 oraz 43,3-8583 mg/kg), pozostające jednakże w ścisłym związku ze składem petrograficznym podłoża. Dobre właściwości buforowe gruntów, pH powyżej neutralnego oraz pokrycie zwartą roślinnością powodują, że obszar ten nie wymaga rekultywacji.

EN

Researches of soil profiles were conducted at Lgota in the southern part of Olkusz Upland in southern Poland, with a long history of mining and processing of zinc-lead ores. Profiles were outcropped at waste dump sites located at former shafts called "warpie". The analyses exhibit high heavy metal concentrations, particularly of Zn (119.3-31 816 mg/kg) of Cd (1.7-741.9 mg/kg) and of Pb (43.3-8583 mg/kg), which correspond with petrography of profiles. Good buffer properties, pH over neutral as well as dense plant cover make soil reclamation not necessary.

8

Wpływ wód Wisły na zanieczyszczenie chronionych starorzeczy w rejonie Spytkowic

Ciszewski D., Pociecha A., Wilk-Woźniak E., Zając T.

Górnictwo i Geologia

|

2012

|

T. 7, z. 2

115-128

PL

Starorzecza Wisły w rejonie Spytkowic w dolinie górnej Wisły stanowią obszar chroniony Natura 2000 zagrożony wskutek napływu jej zanieczyszczonych wód. Przeprowadzone badania wód starorzeczy pokazują kilkukrotny wzrost zawartości chlorków, siarczanów, węglanów, fosforanów, azotanów, sodu, potasu, magnezu, wapnia oraz przewodności przy wyższych niż przeciętne stanach wody w Wiśle, chociaż powodzie powodują zmniejszenie koncentracji większości z tych składników. Również osady denne w części starorzecza, do której dopływa woda z Wisły, zawartości cynku, ołowiu i kadmu są przeciętnie 3 razy wyższe niż w jego części położonej poza wałami. Znacząca część kadmu, około 50-70%, pozostaje w formach łatwo przyswajalnych dla organizmów i może powodować ich kumulację w żerujących w dnie małżach.

EN

The oxbow lake at Spytkowice in the upper Vistula River valley is a protected area Natura 2000 endangered by the inflow of contaminated Vistula waters. Investigations of waters of the oxbow lake exhibit multifold increase of chlorides, sulphates, carbonates, phosphates, nitrates, sodium, magnesium, calcium and conductivity at Vistula water stages higher than average however, floods effects in a dilution of these contaminants. Moreover, bottom sediments in parts of the lake affected by the Vistula water inflow are 3 times more contaminated with zinc, lead and cadmium, on average, than that behind flood dykes. The significant part of cadmium, about 50-70% occurs in form the most available for benthic organisms, which may cumulate in sediment-feeding mussels.

9

Phyto- and zooplankton in fishponds contaminated with heavy metal runoff from a lead-zinc mine

Wilk-Woźniak E., Pociecha A., Ciszewski D., Aleksander-Kwaterczak U., Walusiak E.

Oceanological and Hydrobiological Studies

|

2011

|

Vol. 40, No.4

77-85

EN

This investigation focused on plankton inhabiting fishponds, which previously received mine waters from the lead-zinc mine ‘Matylda’, located in southern Poland (Upper Silesia). The purpose of the investigation was to study the effects of chronic and persistent contamination of fishpond bottom sediments with heavy metals originated from the lead and zinc mine. The phytoand zooplankton in the four fishponds were dominated by diatoms, green algae and rotifers. Plankton composition of the reference non-contaminated pond was different, since Chrysophytes dominated, and Copepoda were the most numerous among zooplankton. In the contaminated fishponds, we observed teratological forms, both for phyto-and zooplankton species, but only as individuals. Our results showed that planktonic communities had adapted to chronic and persistent heavy metal contamination.

10

Wykorzystanie metali ciężkich w określaniu wieku osadów

Ciszewski D.

Landform Analysis

|

2010

|

Vol. 12

31-34

PL

Od początku lat 80. XX w. zróżnicowanie koncentracji metali ciężkich zaczęto wykorzystywać do oceny wieku głównie osadów fluwialnych. Charakterystyczne piki, spadki lub wzrosty tych koncentracji na wykresach porównuje się z archiwalnymi danymi o charakterystycznych zmianach produkcji lub emisji metali na obszarze zlewni. Metoda daje najdokładniejsze wyniki przy istnieniu 1-2 dużych źródeł ścieków na obszarze zlewni i wyraźnych zmianach wielkości ich zrzutów. Zazwyczaj wykonuje się kilka profili w osadach pozakorytowych, analizując zawartość metali we frakcji drobnoziarnistej. Ograniczenia w jej stosowaniu wynikają z dokładności istniejących zapisów historii gospodarczej zlewni oraz postdepozycyjnej migracji metali istotnej szczególnie w poziomach położonych poniżej zwierciadła wody.

EN

The changes in heavy metal concentrations are used for estimation of the age of fluvial sediments since the recent decades of 20th century. Characteristic peaks, sudden drops or increases of metal concentrations in vertical profiles of overbank sediments are usually compared with archival data of metal production or emission in the drainage basin. Method gives the best results with 1-2 large pollution sources in a drainage basin with marked changes in quality and quantity of discharged effluents. Usually several or more profiles are performed and metal content is analyzed in fine sediment fraction. The method is usually limited by accuracy and availability of archival data from industrial history of a drainage basin and by postdepositional mobilization of heavy metals which could be significant below average groundwater level.

11

Wpływ historycznej działalności kopalni rud Zn-Pb w Chrzanowie na stan środowiska wodnego doliny Matyldy

Aleksander-Kwaterczak U., Ciszewski D., Szarek-Gwiazda E., Kwandrans J., Wilk-Woźniak E., Waloszek A.

Górnictwo i Geologia

|

2010

|

T. 5, z. 4

21-30

PL

Przeprowadzono standardową analizę wody oraz określono zawartości metali ciężkich w wodach, osadach i wybranych gatunkach roślin, pobranych ze stawów oraz ze strumienia Matylda w rejonie dawnej kopalni rud Zn-Pb Matylda w Chrzanowie. Mimo niemal 40 lat od zamknięcia kopalni koncentracje Zn, Cd i Pb wodzie i roślinach są wciąż bardzo wysokie, a w osadach przekraczają nawet 1000 razy wartości tła geochemicznego.

EN

Standard analyze of water and heavy metals content in waters, sediments and selected plant species were carried out in the fish ponds and the Matylda stream in proximity to former Zn-Pb ore mine Matylda in Chrzanów. Despite almost 40 years since closure of the mine, sediments, waters and plants are strongly polluted by Zn, Cd and Pb with sediment concentrations exceeding even 1000 times geochemical background.

12

Akumulacja osadów na równinach zalewowych rzek silnie zmienionych antropogenicznie: górna Wisła i Odra

Ciszewski D., Czajka J.

Przegląd Geologiczny

|

2009

|

Vol. 57, nr 7

576-576

EN

Overbank sediment profiles of the channelized and heavily polluted Vistula and Odra rivers were investigated in southern Poland. The sediments are usually represented by sandy layers about a dozen centimetres thick, intercalated with black sandy muds few centimetres thick and rich in organic matter. Accumulation of these sediments started by the end of 19th century. The sediments are contaminated with heavy metals in amounts exceeding background values by two orders of magnitude and contain coal particles dispersed in black layers. These fine sediments initially accumulated over gravel bars at the channel banks due to lateral channel stabilization by stony groynes and bank revetments, constructed in 19th and 20th century. Progressively the sediments, which are up to 4 m thick, became a part of 20–30 m wide floodplain zones along many reaches of the upper Vistula and Odra. The distribution of these sediments is related to the degree of channel narrowing and incision induced by 19th and 20th century channelization.

13

Regulacja Odry i zanieczyszczenie jej osadów powodziowych metalami ciężkimi

Ciszewski D.

Gospodarka Wodna

|

2007

|

Nr 6

247-253

PL

Przedstawiono wpływ XIX- i XX-wiecz-nej regulacji koryta Odry na zróżnicowanie depozycji jej osadów powodziowych zanieczyszczonych metalami ciężkimi. Wskazano na zagrożenia dla środowiska wodnego wynikające z występowania takich osadów oraz zaproponowano zabiegi zmierzające do minimalizacji tych zagrożeń.

14

Wykorzystanie 210Pb i metali ciężkich do oceny tempa współczesnej sedymentacji zanieczyszczonych osadów fluwialnych w dolinie górnej Warty

Łokas E., Ciszewski D., Wachniew P., Owczarek P.

Przegląd Geologiczny

|

2006

|

Vol. 54, nr 10

888-894

EN

River floodplains have been recognized as an important sink for suspended sediments and associated contaminants mobilized from upstream catchments. However, information on rates of overbank sedimentation within time span of several tens of years is impossible to obtain using conventional sediment traps. Measurements of the 210Pb content in floodplain sediments provide an alternative approach for obtaining estimates of medium-term (100–150 years) rates of overbank sediment deposition. The use of 210Pb method and heavy metals concentration profiles allowed to obtain retrospective estimates of recent sedimentation rates on floodplain of the Warta River (the Cracow Upland, southern Poland). The results are compared with dating of sediment layers by characteristic peaks of heavy metal concentrations. The highest sediment accretion rate, of the order of 1 cm/year, was found in a levee along river bank. Sediment deposition in flood basin is much slower and usually does not exceed 1 mm/year.

15

Uwarunkowania geomorfologiczne migracji metali ciężkich w osadach fluwialnych : dolina Małej Panwi

Ciszewski D., Malik I., Wardas M.

Przegląd Geologiczny

|

2004

|

Vol. 52, nr 2

163--174

EN

Heavy metal concentrations were investigated in the overbank and channel sediments of the Mała Panew River in southern Poland. Overbank sediment samples were taken in ten vertical profiles up to 2.2 m long within paleochannel infills in four selected XX century floodplains and in 66 profiles,60 cm-long, situated at different height above the water table. Channel sediments were sampled 12 times at the same 10 channel locations within the period of two years. In samples collected, Ba, Cd, Cu, Pb, and Zn concentrations were determined and for selected samples sequential extraction was carried out.Within incised and laterally stable river sections polluted, 20th century sediments occur only in a narrow terrace steps up to 2 m high. Also, in the regulated river section, polluted sediments occur only in several cm thick layers on the 1.8–2.2 m high flood plain. On the contrary, in natural forested valley sections, in which river channel migrates laterally 0.5 m/year on average, the thick polluted sediments occur along the channel at depth up to 2.5 m in a zone about 50 m wide. Differences of heavy metal concentrations between sediment layers of similar age, high proportion of Cd and Zn in the mobile exchangeable fraction and poor buffer capacity of sandy sediments suggest rather high migration rate of Cd and Zn and much lower of Ba, Pb and Cu. Also very high Cd and Zn concentrations in sandy channel sediments could be related to transport of these elements in solution and precipitation. The migration of metals depends most of all on frequency of groundwater level fluctuations. The intensive river bank erosion and clear evidences of metal migration in natural river reaches suggest rapid transfer of these elements between the channel and river banks. Along river reaches with the stable river channel, the floodplain represents a long-term sink for heavy metals and their transfer back to the channel is much slower. The incised river reaches, in which the smallest amount of the heavy metal polluted sediments accumulates are transitional zones for heavy metal load.

16

Zapis XX-wiecznej historii zanieczyszczenia rzeki Małej Panwi metalami ciężkimi w jej osadach

Ciszewski D., Malik I.

Przegląd Geologiczny

|

2003

|

Vol. 51, nr 2

142--147

PL

Koncentracje metali ciężkich były badane w profilach pionowych w osadach aluwialnych akumulowanych w zakolu Małej Panwi, wypływającej w zachodniej części Górnego Śląska. Maksymalne koncentracje Ba, Cd, Cu, Pb i Zn obserwowane w każdym z profili odzwierciedlają maksymalne ładunki tych pierwiastków zrzucane wraz ze ściekami głównie z zakładów chemicznych w Tarnowskich Górach i z huty cynku w Miasteczku Śląskim. Znajomość wieku tych zrzutów zanieczyszczeń umożliwiła określenie także wieku najbardziej zanieczyszczonych warstw. Głębokość występowania pików metali ciężkich tego samego wieku zmienia się gwałtownie pomiędzy kolejnymi odsypami w migrującym lateralnie zakolu rzeki. Osady akumulowane około 1960 roku występują na głębokości 130 cm w odległości 10 m od obecnego koryta, na głębokości 50 cm w odległości 30 m i tylko 15 cm od powierzchni w odległości 45 m od koryta. Również, zmienność koncentracji chromu i talu w osadach, pierwiastków których wielkości zrzucanych ładunków nie były monitorowane, pozwoliła na ocenę wielkości okresu maksymalnego zanieczyszczenia nimi Małej Panwi. Chronologia akumulacji osadów w badanym zakolu została potwierdzona za pomocą datowania porastających je drzew i przez nałożenie dwóch XX w. edycji map.

EN

Heavy metal concentrations have been investigated in vertical profiles of the Mala Panew River sediments, Upper Silesia, southern Poland. Peaks of the Ba, Cd, Cu, Pb and Zn concentrations observed reflect the highest loads of these elements discharged with sewage effluents from chemical plants in Tarnowskie Góry and zinc smelter plants in Miasteczko Śląskie. The known dates of the highest pollution loads allow for fine unit stratigraphy using metal concentrations. The depths of heavy metal peaks of the same age change abruptly between point bar sediments accumulated in actively migrating channel bend. Sediments accumulated at 1960 occur at the depth 130 cm 10 mfrom the present river channel, whereas at the 50 cm depth-30 mfrom the channel and at 15 cm depth-45 m from the channel. Moreover, the timing of the pollution with thalium and chromium, which have never been monitored in sewage effluents, has been estimated. The sediment accumulation chronology obtained is supported by the tree age dating and channel changes on the twentieth 's century maps.

17

Wpływ wezbrań na zmiany koncentracji metali ciężkich w osadach dennych Białej Przemszy

Ciszewski D.

Przegląd Geologiczny

|

1999

|

Vol. 47, nr 11

993-998

PL

Badania zmian koncentracji metali ciężkich w osadach dennych, wywołanych wezbraniami, zostały przeprowadzone na Białej Przemszy. Rzeka ta, płynąca we wschodniej części Wyżyny Śląskiej jest zanieczyszczona ściekami z kopalni rud Zn-Pb. Koncentracje Zn, Cd i Pb w próbkach pobranych w sierpniu 1993 roku zostały porównane z uzyskanymi po powodzi w lipcu 1997 r. Próbki były pobierane trzykrotnie: w sierpniu 1997, listopadzie 1997 i po wezbraniu o ok. 2-3 letniej powtarzalności w marcu 1998. Ekstremalna powódź spowodowała ok. 3-krotny spadek koncentracji metali ciężkich we frakcji < 1 mm na całej ok. 40 km długości badanego odcinka. W okresie od sierpnia 1997 do marca 1998 obserwowano natomiast stopniowy wzrost koncentracji badanych pierwiastków. Po wezbraniu zbliżonym do pełnokorytowego, koncentracje metali ciężkich zmniejszyły się w dolnym biegu Białej Przemszy, a w pobliżu dopływu wód z kopalni do rzeki zanotowano ich wzrost. Obserwowane zmiany wskazują, że w silnie zanieczyszczonym systemie rzecznym wezbrania zarówno małe jak i duże powodują stosunkowo krótkotrwałą poprawę jakości osadów dennych.