Assessment of Selected Heavy Metals Content in Soil of Agricultural Activity

• Autorzy: Joanna Świdwa-Urbańska , Marcin Zalewski

Warianty tytułu

Ocena zawartości wybranych metali ciężkich na przykładzie gleb użytkowanych rolniczo

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

A representative sample of agricultural soil was studied for assessing the level of toxic heavy metals that could be passed on to crops; this can be the first step towards determining the possibility of its further use, especially in areas where strong industrialization progress is visible. The soil texture, pH, and bulk density along with the total amount of lead (Pb), cadmium (Cd), and nickel (Ni) were analyzed for characterizing the status of the soil at two depths: TOP (a composite sample from 0-30 cm deep) and BOTTOM (a composite sample from 30-60 cm deep). The sampling scheme was a square grid with 16 regularly spaced points. The heavy metals concentration values were below legal limits but higher than the regional geochemical background level, suggesting an anthropogenic origin. The pollution load index (PLI) was implemented as a tool for computing the generalized heavy metal pollution status. A geostatistical analysis of the data shows a spatial variation on a detailed scale, both in the horizontal and vertical dimensions, with the TOP soil showing higher average Pb and Cd concentrations. (original abstract)

W pracy przedstawiono badania gleb reprezentatywnego obszaru użytkowanego rolniczo w celu oceny poziomu toksycznych metali ciężkich, które mogłyby przedostać się do upraw. Może to stanowić pierwszy krok do określenia możliwości dalszego wykorzystania gleb, zwłaszcza na obszarach, na których widoczny jest silny postęp industrializacyjny. W celu scharakteryzowania stanu gleby na dwóch głębokościach analizowano strukturę gleby, pH, gęstość objętościową oraz całkowitą zawartość ołowiu (Pb), kadmu (Cd) i niklu (Ni): TOP (próbka 0-30 cm) i BOTTOM (próbka 30-60 cm). Schemat pobierania próbek był oparty na kwadratowej siatce z 16 punktami rozmieszczonymi regularnie. Wartości stężenia metali ciężkich były poniżej prawnych limitów, ale wyższe niż regionalny poziom tła geochemicznego, co sugeruje ich pochodzenie antropogeniczne. Indeks PLI został wdrożony jako narzędzie do obliczania ogólnego stanu zanieczyszczenia metalami ciężkimi. Analiza geostatystyczna danych pokazuje zmienność przestrzenną w szczegółowej skali, zarówno w wymiarze poziomym, jak i pionowym, przy czym poziom TOP gleby wykazuje wyższe średnie stężenia Pb i Cd. (abstrakt oryginalny)

Słowa kluczowe

EN

Agriculture; Heavy metals

PL

Rolnictwo; Metale ciężkie

• Czasopismo: Geomatics and Environmental Engineering
• Rocznik: 2019
• Numer: nr 13/3
• Strony: 103--113

Twórcy

autor

Joanna Świdwa-Urbańska

• AGH University of Science and Technology Kraków, Poland

autor

Marcin Zalewski

• Student AGH University of Science and Technology, Krakow, Poland

Bibliografia

• Gorlach E.: Phytoavailability of heavy metals as affected by liming and plant spieces. Polish Journal of Soil Science, vol. 27, no. 1, 1994, pp. 59-67.
• Kabata-Pendias A., Piotrowska M.: Podstawy oceny chemicznego zanieczyszczenia gleb. Metale ciężkie, siarka i WWA. Biblioteka Monitoringu Środowiska, 28, PIOŚ, IUNG, Warszawa 1995.
• Kabata-Pendias A., Pendias H.: Biogeochemia pierwiastków śladowych. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 1999.
• Kabata-Pendias A.: Trace Elements in Soils and Plants. 3rd ed. CRC Press, 2000.
• Chaney R.L., Ryan J.A., Li Y.-M., Welch R.M., Reeves P.G., Brown S.L., Green C.E.: Phyto-availability and bio-availability in risk assesment for Cd in agricultural environments. [in:] OECD Proc. Sources of Cadmium in the Environment (Stockholm, Sweden, Oct. 15-22, 1995). OECD, Paris, 1996, pp. 49-78.
• Terelak H., Piotrowska M.: Zawartość ołowiu w glebie użytków rolnych Polski i wybranych województw. [in:] Kabata-Pendias A., Szteke B. (red.), Ołów w środowisku - problemy ekologiczne i metodyczne: materiały z sympozjum, które odbyło się w dniach 6-7 listopada 1997, Zeszyty Naukowe - Polska Akademia Nauk. Komitet przy Prezydium PAN "Człowiek i Środowisko", 21, PAN, Warszawa 1998, pp.19-24.
• Terelak H., Pietruch C.: Kadm w poziomach powierzchniowych gleb użytków rolnych Polski. [in:] Kabata-Pendias A., Szteke B. (red.), Kadm w środowisku - problemy ekologiczne i metodyczne: wydanie specjalne dedykowane Alinie Kabata-Pendias z okazji jubileuszu 50 lat pracy naukowej, Zeszyty Naukowe - Polska Akademia Nauk. Komitet przy Prezydium PAN "Człowiek i Środowisko", 26, PAN, Warszawa; Instytut Uprawy Nawożenia i Gleboznawstwa, Puławy, pp. 41-47.
• Dube A., Zbytniewski R., Kowalkowski T., Cukrowska E., Buszewski B.: Adsorption and migration of heavy metals in soil. Polish Journal of Environmental Studies, vol. 10(1), 2001, pp. 1-10.
• Gong Q.: Deng J., Xiang Y, Wang Q, Yang L., Calculating Pollution Indices by Heavy Metals in Ecological Geochemistry Assessment and a Case Study in Parks of Beijing. Journal of China University of Geosciences, vol. 19, issue 3, 2008, pp. 230-241.
• Rahman S., Khanam D., Adyel T., Islam M. Ahsan M., Akbor M.: Assessment of Heavy Metal Contamination of Agricultural Soil around Dhaka Export Processing Zone (DEPZ), Bangladesh: Implication of Seasonal Variation and Indices. Applied Sciences, vol. 2, no. 3, 2012, pp. 584-601
• Rabee A., Al-Fatlawy Y.F., Abdown A.N., Nameer M.: Using Pollution Load Index (PLI) and Geoaccumulation Index (I-Geo) for the Assessment of Heavy Metals Pollution in Tigris River Sediment in Baghdad Region. Journal of Al-Nahrain University, vol. 14, no. 4, 2011, pp. 108-114.
• Rozporządzenie Ministra Rolnictwa i Rozwoju Wsi z 21 marca 2002 r. w sprawie dopuszczalnych stężeń metali ciężkich zanieczyszczających glebę, Dz.U. 2002, nr 37, poz. 344 [repeal of the law].
• Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 9 września 2002 r. w sprawie standardów jakości gleby oraz standardów jakości ziemi, Dz.U. 2002, nr 165, poz. 1359 [repeal of the law].
• Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 1 września 2016 r. w sprawie sposobu oceny zanieczyszczenia powierzchni ziemi. Dz.U. 2016, poz. 1395.

Identyfikatory

DOI

10.7494/geom.2019.13.3.103