Structure and thermal history of the Wełnowiec dump, Poland : a municipal dump rehabilitated with coal waste

The Wełnowiec municipal dump, Katowice, Poland, rehabilitated with coal waste, is self-heating and igniting. This paper presents a novel application of the use of electrical- and resistivity geophysical methods in the investigation of burning coal waste to help explain why the heating occurred. Geoelectrical methods allowed the internal structure of the dump to be revealed, and the municipal wastes and their rehabilitation cover containing coal waste to be differentiated. Instead of a planned 2.2-m-thick multi-barrier system, the cover consists of irregularly distributed material of varying thickness ( 5%). This caused the fire to arise 3–4 years after the coal waste deposition. In areas where the rehabilitation layer is<3m thick, a landslide enabled oxygen access, initiating self-heating. Changes in conductivity clearly identify sites of active burning where measured conductivity values are more than twice those for parts of the dump with no thermal activity. Field observations in particular, complemented to a degree by petrographic, mineralogical and geochemical data, enabled four types of heating zones to be distinguished, namely, (1) initial zones of fire overtaking new volumes of coal waste, (2) active zones with temperatures < 400–500 °C in exhalation vents, (3) overburned zones characterized by long-lasting high temperatures (800-900 °C) and (4) short-lived zones, ephemeral (< 1–2 months) with temperatures between 70 and 100 °C. The geophysical methods applied could not distinguish between these zones. The combined results strongly suggest that the use of coal waste as a remediation layer covering waste dumps should be prohibited. Coal waste which, by its nature, is too prone to unpredictable self-heating and self-ignition with the potential environmental consequences that follow

Wpływ systemu uprawy na aktywność enzymatyczną gleb

The aim of this study was to determine the effect of the soil tillage system on soil enzymatic activity. The performed investigations, employing two soil tillage systems: classical (ploughing) and simplified (no-tillage), were carried out on Luvisols and Arenosols differing typologically, with regard to their kind and species. The activity of the following five enzymes was determined in soil samples: dehydrogenases, acid phosphatase, alkaline phosphatase, urease and protease. The applied enzymes tests turned out to be good indicators differentiating the examined soil objects depending on the employed tillage system. The employment of the simplified tillage system stimulated significantly the activity of the analysed enzymes irrespective of the soil type. This effect was particularly apparent in the top layer (0-10 cm) of the soil. An exceptionally wide range of activity was obtained for dehydrogenases indicating the usefulness of this group of enzymes for the evaluation of changes in the soil environment under the influence of the soil tillage system. The observed activity stimulation of the examined enzymes was accompanied by advantageous changes in soil chemical conditions.Celem pracy było określenie wpływu systemów uprawy na aktywność enzymatyczną gleb. Analizowano dwa systemy uprawy roli: tradycyjny (płużny) i uproszczony (bezorkowy) na glebach płowych i arenosolach. W próbkach glebowych analizowano aktywność pięciu enzymów: dehydrogenaz, kwaśnej i alkalicznej fosfatazy, ureazy oraz proteazy. Testy enzymatyczne okazały się dobrymi wskaźnikami różnicującymi badane obiekty glebowe w zależności od systemu uprawy roli. Stosowanie uprawy uproszczonej stymulowało istotnie aktywność analizowanych enzymów, niezależnie od typów gleby. Szczególnie szeroki zakres aktywności uzyskano dla dehydrogenaz, co wskazuje na przydatność tej grupy enzymów do oceny zmian zachodzących w środowisku glebowym pod wpływem systemu uprawy roli. Ponadto w powierzchniowych warstwach stymulacji aktywności badanych enzymów towarzyszyły korzystne zmiany właściwości chemicznych gleb

The mineral nitrogen content in the soil of an apple orchard in relation to the soil treatment applied

Przeprowadzono trzyletnie badania (2000–2002) w młodym sadzie jabłoniowym, założonym w roku 1997 na glebie płowej typowej. W badaniach uwzględniono następujące metody pielęgnacji gleby w rzędach drzew: ugór herbicydowy utrzymywany za pomocą glifosatu; ściółkowanie czarną folią polietylenową; ściółkowanie słomą pszenną warstwą o grubości około 15 cm i ugór mechaniczny utrzymywany za pomocą ręcznego gracowania. Celem przeprowadzonych badań była ocena wpływu różnych metod pielęgnacji gleby w młodym sadzie jabłoniowym na zawartość mineralnych form azotu N-NH₄⁺ i N-NO₃⁻ w glebie. Wykazano, że sposób utrzymania gleby był decydującym czynnikiem kształtującym zawartość mineralnych form azotu w glebie. Gleba utrzymywana w ugorach herbicydowym i mechanicznym zawierała istotnie więcej N-NH₄⁺ i N-NO₃⁻ niż gleba przykryta ściółkami. O zawartości mineralnych form azotu w glebie decydowały w dużej mierze reakcje biochemiczne katalizowane przez enzymy.A three-year research study (2000–2002) was carried out in a young apple orchard originally founded on typical podzolic soil in 1997. The following methods for treating the soil among the rows of trees were considered: herbicide fallow maintained with glifosat; mulching with black polyethylene foil; mulching with a layer of wheat straw with a thickness of about 15 cm and mechanical fallow maintained by means of mechanical hoeing. The aim of the study was to evaluate the influence of the various methods applied in treating the soil in the young apple orchard on the content of the mineral nitrogen forms, i.e. N-NH₄⁺ and N-NO₃⁻ within the soil various methods of soil treatment applied in the young apple orchard on the content of mineral nitrogen forms, i.e. N-NH₄⁺ and N-NO₃⁻ in the soil. It was shown that the method of treating the soil was a decisive factor in influencing the content of the mineral nitrogen forms in the soil. The soil maintained as herbicidal or mechanical fallow contained significantly more N-NH₄⁺ and N-NO₃⁻ than did the soil covered with the mulch. The biochemical reactions catalysed by enzymes were, to a high extent, decisive for the content of the mineral nitrogen forms in the soil

Sorption properties and enzymatic activity of municipal park soils in regions of varying impact of anthropologic pressure

Badaniami objęto gleby 12 ogrodów parkowych usytuowanych w strefie podmiejskiej oraz w centrach miast, na terenach o podobnych warunkach fizjograficznych, lecz będących pod bezpośrednią presją skażeń antropogenicznych. Prace badawcze prowadzono w granicach administracyjnych następujących miast: Kraków, Lublin, Miasteczko Śląskie, Szczecin, Zabrze, Zamość. Właściwości sorpcyjne i poziom aktywności enzymatycznej gleb badanych ogrodów parkowych wahał się w szerokich granicach, jednak wyraźnie zależał od ich lokalizacji. W glebach ogrodów usytuowanych w strefach podmiejskich wartości pojemności sorpcyjnej i stopnia wysycenia kompleksu sorpcyjnego zasadami były kilkakrotnie niższe, natomiast aktywność badanych enzymów (dehydrogenaz, fosfatazy kwaśnej, fosfatazy alkalicznej, ureazy i proteazy) była kilkakrotnie większa niż w glebach położonych w centrach miast, co świadczy o zróżnicowaniu układów ekologicznych na terenach zurbanizowanych w części centralnej i peryferyjnej.Experiments were carried out on soils derived from 12 park gardens situated in suburban zones or in city centres in areas of similar physiographic conditions exposed to direct anthropogenic influence. Investigations were performed within administrative boundaries of the following towns and cities: Kraków, Lublin, Miasteczko Śląskie, Szczecin, Zabrze and Zamość. Soil sorption properties and levels of enzymatic activities in the examined park gardens fluctuated widely and distinctly depended on their location. In soils of park gardens situated in suburban areas, values of sorption capacity and level of saturation of sorption complexes with bases were several times lower, whereas the activity of the examined enzymes (dehydrogenase, acid phosphatase, alkaline phosphatase, urease and protease) was several times higher in comparison with the soils situated in town centres indicating a differentiation in the ecological systems in central and suburban city areas

Enzymatic indicators of anthropogenic transformation of soils in suburban areas

Badaniami objęto gleby 12 ogrodów parkowych usytuowanych w strefie podmiejskiej oraz w centrach miast, na terenach o podobnych warunkach fizjograficznych, lecz będących pod bezpośrednią presją skażeń antropogenicznych. Prace badawcze prowadzono w granicach administracyjnych następujących miast: Kraków, Lublin, Miasteczko Śląskie, Szczecin, Zabrze, Zamość. Poziom aktywności enzymatycznej badanych gleb wahał się w szerokich granicach, jednak wyraźnie zależał od ich lokalizacji. Aktywność dehydrogenaz, fosfatazy kwaśnej, fosfatazy alkalicznej, ureazy i proteazy była kilkakrotnie większa w glebach położonych na przedmieściach niż w centrach miast, co świadczy o zróżnicowaniu układów ekologicznych na terenach zurbanizowanych w części centralnej i peryferyjnej. Uzyskane wyniki mogą być pomocne w doborze wskaźników do szybkiej oceny stanu środowiska glebowego na terenach zurbanizowanych.Soils for comparative study were collected from 12 parks located in suburban zones and city centres, in areas of similar physiographic conditions but directly exposed to anthropogenic contamination. The research was conducted within the administrative boundaries of the following localities: Kraków, Lublin, Miasteczko Śląskie, Szczecin, Zabrze and Zamość. Levels of enzymatic activity in the studied soils varied widely, clearly depending on their location, though. The activity of dehydrogenases, acid phosphatase, alkaline phosphatase, urease and protease was several times higher in the soils taken from the outskirts as compared to those from city centres, which shows differentiation between ecological systems in both city zones. The results of this study may be helpful in selecting indicators used for quick assessment of the state of soil environment in urban areas