Natural and anthropogenic soil enrichment in heavy metals in areas of former metallic ore mining in the Sudety Mts

• Autorzy: Karczewska A , Bogda A. , Galka B. , Szulc A. , Czwarkiel D. , Duszynska D.
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This paper discusses the concentrations of heavy metals in soils at 6 sites of historic metal ore mining activities in the Sudety Mts. The main aim was to illustrate the difficulties in assessing if soil enrichment in metals originated from natural or anthropogenic factors. Such an ability to distinguish the difference is required by Polish legislation concerning the need for reclamation. Waste material collected from mine spoils usually contained very high amounts of some heavy metals (Cu, Pb, Zn, Ni, and As: up to 9940, 13600, 6150, 17600, and 40600 mg kg⁻¹, respectively). Also the soils considered as natural contained high concentrations of metals, with maximum values for Cu, Pb, Zn, Ni, and As: 3430, 2090, 3660, 4400, and 11500 mg kg⁻¹, respectively, usually exceeding many times the typical soil values and soil quality standards. Metal concentrations in the sesoils indicated strong spatial diversity. We concluded that the enrichment by heavy metals was apparently of mixed origin, both natural and anthropogenic, with unknown contributions by each factor. Additional data, including metal solubility, are needed for the assessment of the environmental risk and the need for reclamation.

PL

Praca poświęcona jest zawartości metali ciężkich w glebach na obszarze sześciu dawnych ośrodków górnictwa rud metali w Sudetach. Przedstawiono problemy metodyczne związane z rozróżnieniem naturalnych (geochemicznych) i antropogenicznych przyczyn wzbogacenia tych gleb w metale ciężkie. Rozróżnienie takie jest wymagane przez polskie regulacje prawne dotyczące oceny potrzeby rekultywacji. Materiał odpadowy zgromadzony na hałdach górniczych zawierał znaczne ilości metali ciężkich (Cu, Pb, Zn, Ni i As - do: 9940, 13600, 6150, 17600 i 40600 mg‧kg⁻¹). Także gleby uznane za naturalne wykazywały na obszarach górniczych wysokie koncentracje metali, sięgające: 3430, 2090, 3660, 4400 i 11500 mg‧kg⁻¹, odpowiednio dla Cu, Pb, Zn, Ni i As. Koncentracje te wielokrotnie przekraczają wartości typowe dla polskich gleb oraz wartości dopuszczalne określone w standardach jakości gleb i ziem. Przestrzenne rozmieszczenie metali w badanych glebach charakteryzowało się silnym zróżnicowaniem. Stwierdzono, że pochodzenie metali ciężkich w tych glebach ma mieszany – naturalny i antropogeniczny – charakter, a udział obu składników nie jest znany. Dla oceny ryzyka środowiskowego oraz decyzji o potrzebie rekultywacji tych terenów niezbędne są dodatkowe dane, w szczególności dotyczące rozpuszczalnych form metali w glebach.

Słowa kluczowe

EN

environment risk; anthropogenic factor; soil; ore mining activity; concentration; natural factor; ore mining; Sudetes Mountains; heavy metal

• Wydawca: -
• Czasopismo: Polish Journal of Soil Science
• Rocznik: 2006
• Tom: 39
• Numer: 2
• Opis fizyczny: p.131-142,fig.,ref.

Twórcy

autor

Karczewska A

• University of Agriculture, Grunwaldzka 53, 50-357 Wroclaw, Poland

autor

Bogda A.

autor

Galka B.

autor

Szulc A.

autor

Czwarkiel D.

autor

Duszynska D.

Bibliografia

• [1] Adriano D.C.: Trace Elements in the Terrestrial Environment. Springer, Berlin, Heidelberg, New York, 1986.
• [2] Alloway B.J. (Ed.): Heavy Metals in Soils. Blackie, Glasgow, 1995.
• [3] Bogda A., Karczewska A., Maciejewska A., Lisowski R.: Proc. 15th Int. Symp. on Environmental Biogeochemistry. Wrocław, 423, 2001.
• [4] Dudka S.: The Science of the Total Environment, 121, 39, 1992.
• [5] Duszyńska D.: Assessment of the local geochemical background of arsenic and heavy metals concentrations in forest soils in the valley of Złoty Potok, Złote Mts (in Polish). Agricultural University, Institute of Soil Science and Agricultural Environment Protection, Wrocław, 2005.
• [6] Dziekoński T.: Mining and processing of metal ores in Lower Silesia from the 13th centuryuntil the middle 20th century (in Polish). Ossollineum, Wrocław, 1972.
• [7] Hudson-Edwards K.A., Schell C., Macklin M.G.: Appl. Geochem., 14, 1015, 1999.
• [8] Kabata-Pendias A., Pendias H.: Trace Elements in Soils and Plants (3rd ed.), CRC Press, Boca Raton, Fl, 2001.
• [9] Karczewska A.: Heavy metals in soils polluted by the emissions from copper smelters – theforms and solubility (in Polish). Zesz. Nauk. AR, 184, 432, Wrocław, 2002.
• [10] Karczewska A., Bogda A., Gałka B.: Rocz. Glebozn., 55, 3, 111, 2004.
• [11] Karczewska A., Bogda A., Gałka B., Krajewski J.: Assessment of environmental hazards in the vicinity of polymetallic ore deposits Żeleźniak-Wojcieszów, Kaczawskie Mts,SW Poland (in Polish). Wyd. AR, Wrocław, 2005.
• [12] Karczewska A., Krajewski J., Bogda A, Gałka B.: Proc.7th ICOBTE (Eds G.R. Gobran and N. Lepp), 2, 80, Uppsala, 2003.
• [13] Krajewski J.: Arch. Och. Środ., 3-4, 109, 1992.
• [14] Kwong Y.T.J., Roots C.F., Roach P., Kettley W.: Environ. Geology, 30, 98, 1997.
• [15] Levy D.B., Custis K.H., Casey W.H., Rock P.A.: Appl. Geochem., 12, 203, 1997.
• [16] Lottermoser B.: Mine Wastes. Characterization, Treatment and Environmental Impacts. Springer, Berlin, 2003.
• [17] McBride M.B.: Environmental Chemistry of Soils. Oxford University Press, New York, NY, 1994.
• [18] McLaughlin M.J., Zarcinas B.A., Stevens D.P., Cook N.: Comm. in Soil Science and Plant Analysis, 31, 11, 1661, 2000.
• [19] The law of environmental protection (in Polish),Dz. U. 62, 627, 2001.
• [20] Prüeß A.: Contaminated Soils. 3rd ICOBTE (Ed. R Prost), Institut National de la Recherche Agronomique, Paris, 415, 1997.
• [21] Salomons W.: J.Geochem. Explor., 52, 5, 1995.
• [22] Smith E., Naidu R., Alston A.M.: Adv. Agron., 64, 149, 1998.
• [23] Staffa M.: Adictionary of tourist geography of the Sudety Mts Złote Mts (in Polish). Wyd.I-BIS, Wrocław, 1993.
• [24] Staffa M.: Adictionary of tourist geography of the Sudety Mts. Rudawy Janowickie Mts (inPolish). Wyd. I-BIS, Wrocław, 1998.
• [25] Staffa M.: Adictionary of tourist geography of the Sudety Mts. Kaczawskie Mts (in Polish) Wyd. I-BIS, Wrocław, 2000.
• [26] W.R.B., World Reference Base for Soil Resources. World Soil References Reports, 84, FAO, Rome, 1998.
• [27] Xiangdong L., Thornton I.: Appl. Geochem., 11, 1-2, 355, 1996.