Statystyka serwisu |
W marcu 2010 zanotowaliśmy 113049 odwiedzin
szczegóły...
|
|
|
|
Geochemia Polski |
|
|
 Wbrew rozpowszechnionemu mniemaniu Polska nie jest krajem katastrofalnie zanieczyszczonym. Przeglądowe badania geochemiczne wykazały jednak przekroczenia dopuszczalnych zawartości substancji szkodliwych w glebach, wodach i osadach wodnych w niektórych rejonach kraju...
Programy badawcze, ukierunkowane na rozpoznanie stopnia zanieczyszczenia środowiska przyrodniczego, prowadzone są przez Państwowy Instytut Geologiczny od połowy lat 80. XX wieku. Analizom chemicznym poddano ponad 150 tysięcy próbek gleb, osadów zbiorników wodnych i wód powierzchniowych, a wyniki badań zostały opublikowane w formie atlasów. Wszystkie próbki stałe są zgromadzone w archiwum Państwowego Instytutu Geologicznego i mogą być poddawane dalszym badaniom w miarę rozwoju nowych metod analitycznych. Wszystkie prace sfinansowano ze środków Narodowego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej na zlecenie Ministerstwa Środowiska.
Pobieranie próbek wody
Dla zobrazowania aktualnego stanu środowiska wykorzystywana jest metoda kartografii geochemicznej, która umożliwia przedstawianie rozkładu przestrzennego składników chemicznych w formie map. Odpowiednio do założonego celu, mapy są wykonywane w różnych skalach (przeglądowych, regionalnych lub szczegółowych). Atlasy, zawierające oprócz map obszerne komentarze tekstowe, umożliwiają rzetelną ocenę stanu zanieczyszczenia kraju, w tym rejonów miejsko-przemysłowych i obszarów chronionych.
Pomiar współrzędnych
Znajomość przestrzennego rozmieszczenia pierwiastków chemicznych w danym środowisku jest niezwykle ważną informacją nie tylko przy poszukiwaniu i rozpoznawaniu złóż surowców mineralnych, ale również dla celów rolnictwa, leśnictwa, planowania przestrzennego i ochrony środowiska (w tym stanu zdrowia ludzi i zwierząt zamieszkujących dany teren). Stąd też mapy geochemiczne przedstawiające rozkłady przestrzenne pojedynczych pierwiastków, zanieczyszczenia sumaryczne lub stopień skażenia według różnych kategorii (wytycznych, wskazówek i rozporządzeń) znajdują coraz szersze zastosowanie. Są niezbędne przy podejmowaniu decyzji dotyczących szczegółowego rozpoznania, monitoringu i remediacji gleb, a także przy analizowaniu związków między czynnikami środowiskowymi i zdrowiem ludzi. W miarę wzrostu świadomości ekologicznej społeczeństwa jednostki administracji państwowej różnego szczebla, agencje ekologiczne, instytuty naukowe i wyższe uczelnie coraz częściej korzystają z informacji zawartych w opracowaniach geochemicznych wykonanych przez Państwowy Instytut Geologiczny.
Archiwum próbek geochemicznych
Badania w dziedzinie kartografii geochemicznej są kosztowne, więc w pierwszym etapie wykonywane są mapy przeglądowe, które pozwalają na szybką i stosunkowo niedrogą ocenę zanieczyszczeń środowiska na dużych obszarach (np. dla całego kraju) oraz na wydzielenie regionów szczególnie skażonych o charakterze regionalnym lub lokalnym.
Często już na tym etapie badań możliwe jest wskazanie ewentualnych źródeł zanieczyszczeń. Ich oddziaływanie na środowisko jest kontrolowane w sposób ciągły poprzez systematyczny monitoring osadów rzecznych i strumieniowych, szczególnie łatwo i szybko pozwalających rejestrować wprowadzanie zanieczyszczeń do środowiska wodnego.
Terenowy magazyn próbek
W drugim etapie badań wykonuje się mapy obrazujące stopień zanieczyszczeń w skalach regionalnych na obszarach wytypowanych wcześniej, a na końcu badania szczegółowe w wybranych rejonach. Taki tok postępowania znakomicie ogranicza zarówno czas wykonywania badań, jak i ich koszt. Najczęściej powierzchnia obszarów zakwalifikowanych do badań szczegółowych stanowi nieznaczny procent obszaru badanego w pierwszym etapie.
Wychodząc z powyższych założeń, w 1990 r. rozpoczęto prace w dziedzinie kartografii geochemicznej ukierunkowane głównie na problemy ochrony środowiska powierzchni Ziemi w całym kraju. Zestawienie zakończonych i aktualnie realizowanych opracowań dostępne jest pod adresem http://www.mapgeochem.pgi.gov.pl
Etap pierwszy (1990–1995)
W tej fazie badań opracowano Atlas geochemiczny Polski - 1:500 000 (wydrukowany w skali 1:2 500 000), obejmujący badania warstwy powierzchniowej gleb, osadów wodnych i wód powierzchniowych na terenie całego kraju.
W opracowaniu wykonano generalną ocenę zanieczyszczenia gleb, wód powierzchniowych i osadów różnorodnych zbiorników wodnych w skali przeglądowej. Oprócz określenia zawartości przeciętnych (tła geochemicznego) rozpoznano rejony o szczególnie wysokim nagromadzeniu pierwiastków (anomalie o charakterze regionalnym lub lokalnym). W przypadku niektórych anomalii możliwe było również określenie przyczyn ich powstania. Anomalie antropogeniczne zanotowano w obszarach historycznej eksploatacji kruszców, wieloletniej działalności przemysłowej i komunalnej, jak również w miejscach magazynowania toksycznych substancji chemicznych (mogilników), nielegalnych składowisk odpadów i zrzutu ścieków. Źródłem anomalii naturalnych jest zróżnicowany skład litologiczno-chemiczny podłoża geologicznego kraju. Naturalne zróżnicowanie zawartości szeregu pierwiastków (Ba, Co, Cr, Cu, Fe, Mg, Ni, V i Y) w glebach i osadach strumieniowych pozwoliło na wyróżnienie na terenie Polski dwu wyraźnych prowincji geochemicznych: południowej, obejmującej Karpaty, Dolny Śląsk, Górny Śląsk i niewielkie rejony Wyżyny Lubelskiej, oraz północnej, obejmującej pozostałą część kraju. Gleby i aluwia prowincji południowej, położone na terenach o starszym (przedczwartorzędowym) podłożu, zawierają większe koncentracje tych pierwiastków w stosunku do prowincji północnej. Ich mniejsze zawartości w prowincji północnej spowodowane są pokryciem tego obszaru plejstoceńskimi utworami glacjalnymi, które są głównie piaszczyste i mocno wyługowane.
Wbrew rozpowszechnionemu mniemaniu Polska nie jest krajem katastrofalnie zanieczyszczonym. Przeglądowe badania geochemiczne wykazały jednak przekroczenia dopuszczalnych zawartości substancji szkodliwych w glebach, wodach i osadach wodnych w niektórych rejonach kraju. Generalnie stwierdzono nieznaczny stopień (dotyczący ok. 1% powierzchni kraju) zanieczyszczenia gleb uprawnych metalami. Zwiększone w stosunku do przeciętnych zawartości kadmu, ołowiu, cynku czy miedzi zostały, co prawda, odnotowane w warstwie powierzchniowej gleb w większych polskich miastach, jednak należy podkreślić, że są znacznie mniejsze niż w aglomeracjach wielu innych krajów Unii Europejskiej. W obszarach o znacznej koncentracji przemysłu, a szczególnie w rejonach wydobycia oraz przeróbki rud metali (na Dolnym i Górnym Śląsku), jak również na obszarach miast dochodzi do koncentracji wielu pierwiastków toksycznych dla organizmów żywych.
W wodach powierzchniowych wykryto niepokojąco wysokie zawartości wielu związków: fosforanów, chlorków, siarczanów, baru, manganu, potasu, sodu i cynku. W ostatnich kilku latach stan chemiczny wód powierzchniowych uległ znacznej poprawie, zarówno na skutek zaniechania produkcji w wielu zakładach przemysłowych, jak i na skutek wdrożenia nowoczesnych technologii i budowy nowych oczyszczalni ścieków komunalnych i przemysłowych.
Jednym z pierwiastków szkodliwych dla organizmów żywych jest ołów, którego zawartość w glebach Polski przedstawia mapa poniżej.
Powiększ obraz >>>
Zawartość ołowiu w powierzchniowej warstwie gleb Polski
Zawartość ołowiu różnicuje się nieznacznie w glebach z obszaru Niżu Polskiego. W części wschodniej kraju jest niższa od 13 mg/kg, a w części zachodniej mieści się w zakresie 9–25 mg/kg. W glebach Karpat i Sudetów występują zawartości ołowiu przekraczające 13 mg/kg, a w niektórych obszarach 50 mg/kg. W większości gleb Górnego Śląska zawartość ołowiu jest wyższa od 50 mg/kg, co wiąże się z występowaniem formacji dolomitów kruszconośnych triasu na powierzchni lub pod niewielkim nadkładem oraz z antropogenicznym wzbogaceniem w ołów warstwy powierzchniowej gleb poprzez wydobyty urobek i produkty wzbogacania rud cynkowo-ołowiowych.
Etap drugi (1991–2005)
W ramach prac tego etapu wykonano atlasy geochemiczne w skalach regionalnych (1:100 000 lub 1:50 000) w najważniejszych obszarach miejsko-przemysłowych. Ten etap rozpoznania ograniczono do rejonów wykrytych anomalii, które obejmują nieznaczny procent obszaru Polski. Opracowano atlasy geochemiczne aglomeracji Górnego Śląska, Warszawy, Krakowa, Kielc, Łodzi, Poznania, Szczecina, Wałbrzycha, Wrocławia, Pobrzeża Gdańskiego, Częstochowy i Legnicko-Głogowskiego Okręgu Miedziowego.
Terenem jednego z pierwszych opracowań regionalnych był Górny Śląsk, który zajmuje pozycję wyjątkową w obrazie geochemicznym Polski, stanowiąc wyrazistą regionalną anomalię zespołu pierwiastków Pb-Zn-Cd.
Obszar ten jest najgęściej zaludnionym i najbardziej uprzemysłowionym okręgiem w Polsce. Region budują węglonośne utwory karbońskie, przykryte na północy i na wschodzie skałami węglanowymi triasu, w których występują złoża rud cynkowo-ołowiowych.
W strukturze przemysłu dominuje górnictwo, przemysł paliwowo-energetyczny i metalurgiczny. Wydobywanie kruszców z licznych płytkich kopalń oraz prymitywna technologia wytopu metali z rud, prowadzona szczególnie intensywnie w XVI–XIX w., spowodowały rozproszenie odpadów poprodukcyjnych wokół wyrobisk i trwającą do dziś ciągłą migrację metali do środowiska gruntowo-wodnego. Współcześnie na terenie aglomeracji górnośląskiej działają zarówno zakłady produkujące cynk, jak i kilkanaście obiektów przemysłu żelaza i stali, które odprowadzają odpady na składowiska i wylewiska.
Powiększ obraz >>>
Zawartość kadmu w glebach aglomeracji górnośląskiej
Dla ułatwienia oceny stopnia zanieczyszczenia terenów i szerokiego wykorzystania wyników badań w opracowaniach regionalnych zamieszczane są mapy nałożonych na siebie anomalii wielu pierwiastków. Ten sposób prezentacji kartograficznej służy do klasyfikacji gruntów do poszczególnych grup użytkowania, zgodnie z aktualnie obowiązującymi wytycznymi.
Powiększ obraz >>>
Zawartość miedzi w glebach Krakowa i okolic
Etap trzeci (1996–2022)
Wykonanie szczegółowych map geochemicznych w skali 1:25 000 planowane jest dla najbardziej zanieczyszczonych rejonów kraju (ok. 1,5% powierzchni Polski):
– śląsko-krakowskiego obszaru występowania anomalii Pb-Cd-Zn (ok. 2400 km2),
– rejonów oddziaływania hut miedzi Głogów i Legnica (ok. 1200 km2),
– niektórych rejonów dawnego górnictwa i hutnictwa na Dolnym Śląsku (ok. 500 km2).
Ten etap badań geochemicznych zainicjowano w regionie śląsko-krakowskim. Szczegółowe zdjęcie geochemiczne, ukierunkowane na rozpoznanie i ocenę chemicznej degradacji tego obszaru, rozpoczęto w 1996 r. opracowaniem arkusza pilotowego Szczegółowej mapy geochemicznej Górnego Śląska (SMGGŚ) 1:25 000 – Sławków. Projekt systematycznego kartowania jest w trakcie realizacji, a jego zakończenie przewiduje się na rok 2022 r. Zaawansowanie prac prezentuje załączony skorowidz. Pełna wersja elektroniczna atlasów arkuszy: Olkusz, Nowa Góra, Myślachowice i Chrzanów, wydanych w 2008 r. dostępna jest pod adresem http://www.mapgeochem.pgi.gov.pl
Efektem końcowym opracowania każdego z arkuszy w skali 1:25 000 jest atlas zawierający monopierwiastkowe mapy geochemiczne i tekst objaśnień (w wersji drukowanej i elektronicznej).
Badania obejmują analizy gleb z dwu zakresów głębokości: 0,0−0,3 m i 0,8−1,0 m oraz osadów i wód z rzek, strumieni, rowów, kanałów i zbiorników wód stojących. Gleby pobierane są z gęstością 16 próbek/km2. Odległość między miejscami pobierania próbek na ciekach wynosi 250 m. Zawartość Ag, Al, As, Ba, Ca, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Hg, Mg, Mn, Ni, P, Pb, S, Sr, Ti, V i Zn w glebach i osadach wodnych oznaczana jest po roztworzeniu próbek w wodzie królewskiej. W próbkach gleb oznaczane jest też pH, a w próbkach gleb powierzchniowych, dodatkowo, zawartość węgla organicznego oraz ich skład mechaniczny. Analizy wód obejmują oznaczenia: Ag, Al, As, B, Ba, Ca, Cd, Cl, Co, Cu, Fe, K, Li, Mg, Mn, Mo, Na, Ni, P, Pb, Rb, Sb, SiO2, SO4, Sr, Ti, Tl, U, Zn, pH i EC.
Wyniki dotychczas przeprowadzonych badań wykazały intensywne zanieczyszczenie gleb i osadów wodnych przez As, Cd, Hg, Pb i Zn w obszarach wydobycia i przeróbki rud Zn−Pb oraz na wychodniach triasowych dolomitów kruszconośnych. Wody powierzchniowe w rejonach eksploatacji rud Zn−Pb charakteryzują się zwiększonymi wartościami przewodnictwa elektrycznego, prawie obojętnym pH, koncentracją metali ciężkich oraz Na, K, Li i SO4. Za zanieczyszczenie wód powierzchniowych przez Na, Cl, K, Li, B, Ba, Sr i SO4 odpowiedzialne są górnictwo węgla kamiennego i związany z nim przemysł energetyczny.
Powiększ obraz >>>
Zawartość ołowiu w glebach aglomeracji górnośląskiej (0,0 - 0,3 m)
Obszary najbardziej intensywnych anomalii ołowiu oraz kadmu i cynku w glebach zanotowano w kilku rejonach. Pas tych anomalii rozciąga się od Strzemieszyc na zachodzie (na ark. Strzemieszyce), poprzez Sławków i Bukowno (na ark. Sławków) po Olkusz (na ark. Olkusz) na wschodzie. Anomalne zawartości ołowiu, kadmu i cynku występują też w glebach arkusza Dąbrowa Górnicza, a kolejny pas anomalii zaczyna się w rejonie Długoszyna na zachodzie (na ark. Jaworzno) i rozdzielając się dochodzi do Chrzanowa i Trzebini (na ark. Chrzanów). Na arkuszu Nowa Góra najsilniejsze anomalie ołowiu, kadmu i cynku obserwuje się w glebach w rejonie dawnej kopalni galmanów Katarzyna - między Psarami, Płokami, Lgotą i Ostrężnicą.
Największe ilości ołowiu (>1000 mg/kg), kadmu (> 30 mg/kg) i cynku (>800 mg/kg) występują w glebach w miejscach koncentracji wydobycia, przeróbki i hutnictwa rud cynkowo-ołowiowych, zarówno historycznych (Krążek, Ujków, Starczynów, Stary Olkusz, Psary, Lgota, rejon kopalni rud cynku i ołowiu Matylda w Chrzanowie), jak i współczesnych (huta cynku w Bukownie, kopalnie rud cynku Olkusz-Pomorzany i Trzebionka). Stopień antropogenicznej kontaminacji rejonu śląsko-krakowskiego przybliża porównanie zawartości przeciętnych metali (wyrażonych wartością median) w glebach powierzchniowych oraz w glebach z głębokości 0,8−1,0 m. Powierzchniowa warstwa gleb jest najbardziej zanieczyszczona przez ołów i siarkę. Zawartość tych pierwiastków jest sześciokrotnie większa w glebach z zakresu głębokości 0,0−0,3 m w stosunku do warstwy z głębokości 0,8−1,0 m. Czterokrotne wzbogacenie gleb powierzchniowych występuje w przypadku cynku, a trzykrotne – dla fosforu i manganu.
W powierzchniowej warstwie gleb w rejonach objętych anomaliami ołowiu, kadmu i cynku występują też silne anomalie srebra (>4 mg/kg), arsenu (>40 mg/kg), miedzi (>40 mg/kg) i rtęci (>0,2 mg/kg).
Z punktu widzenia użytkowania gleb najuboższe w badane pierwiastki są gleby leśne, najczęściej silnie piaszczyste. Podwyższona jest w nich jedynie zawartość węgla organicznego (najczęściej 1,5−6,0%). Gleby pól uprawnych, ogródków przydomowych i działkowych oraz trawników przyulicznych są nieco bogatsze w większość pierwiastków. Wpływ czynnika antropogenicznego wyraża się wyraźnie większymi zawartościami wielu pierwiastków w glebach z obszarów z zabudową miejską w stosunku do gleb z terenów bez zabudowy.
Anna Pasieczna, Józef Lis
|
|
Więcej artykułów popularnonaukowych znajdziesz TUTAJ
|
|
|
|
