Anthropogenic enrichment of soils with heavy metals in the flooded area in the Opole city region

Abstract

Według niektórych autorów [Ilnicki i in. 2001, Skorbiłowicz 2006] pogorszenie jakości powierzchniowych wód płynących jest powodowane przede wszystkim przez zanieczyszczenia punktowe i powierzchniowe, w tym pochodzące z terenów rolnych i leśnych. Jednocześnie za główną przyczynę zanieczyszczenia metalami ciężkimi osadów aluwialnych miast są uważane emisje pochodzące ze środków transportu, komunikacji, zakładów przemysłowych oraz odprowadzane do rzek niedostatecznie oczyszczone ścieki komunalno - przemysłowe (zanieczyszczenia punktowe) [Lewandowski i in. 1998, Kabata- Pendias, Pendias 1999]. W dolinach rzecznych - terenach zalewowych, równocześnie z procesem aluwialnym zachodzi proces darniowy sprzyjający akumulacji masy organicznej. Ilość i skład jakościowy organicznych koloidów glebowych odgrywa istotną rolę w procesach przemieszczania, immobilizacji i transformacji metali ciężkich. Wytworzone z osadów aluwialnych zadarnione gleby, położone między wałami przeciwpowodziowymi na terenie miasta Opola narażone są nie tylko na zanieczyszczenia punktowe (komunikacyjne i przemysłowe), ale także na skażenia powodowane corocznymi wylewami powodziowymi, które są nośnikiem osadów o wysokiej koncentracji metali ciężkich, których źródłem są także zanieczyszczenia powierzchniowe. Celem pracy było określenie stopnia wzbogacenia w metale ciężkie gleb terenów zalewowych rzeki Odry występujących na terenie miasta Opola.The main cause of pollution of alluvial sediments with heavy metals are emissions coming from transportation means, communication, industrial plants and insufficiently treated municipal and industrial wastewater (point pollution) introduced to rivers. Quantity and the qualitative composition of organic soil colloids plays essential part in the processes of transportation, immobilization and transformation of heavy metals. Turf soils created from alluvial sediments, located between flood banks in the area of Opole City are exposed not only to point pollution (communication and industrial), but also to contamination caused the annual floods which are source of sediments with high concentration of heavy metals, which come from surface sources of contamination. The aim of the work was to determine the concentration and disposition of heavy metals in soils of flooding area (of the Odra river and Ulga Channel) in the region of Opole city. The total concentration of Zn, Pb, Cu, Cd and some soil properties (including: texture, pH, organic carbon concentration and sorption properties) were examined in twenty five soil profiles. Used soils representing alluvial soils, varied in texture and contained but the clay fraction was high in all samples. The high concentration and diversification of content of total carbon was also observed. Total contents of heavy metals ranged were: 35- 780 mg Zn, 9.0- 52.0 mg Cu, 19.0-143.0 mg Pb, 0.40-2.60 mg Cdźkg-1 d.m. The heavy metal concentration can be presented by the following series: Zn>Pb>Cu>Cd. Contamination of tested alluvial soils in the Opole area reflect occurrence of floods and emission of all contamination from the area of the city. Turf alluvial soils on within the area of Opole city show granulometric composition and they are characterized by large variability of content of eluting fraction and organic carbon in dependence on the place of sedimentation. Content of heavy metals shows variability in soils of investigated studied profiles, and the average coefficient their of geochemical accumulation according to Czarnowska [1996] is: Zn (7.3), Cu (3.7), Pb (5.3), Cd (6.1). Assessment of the degree of pollution with heavy metals of investigated alluvial soils in Opole city shows both local influence of the anthropogenic pressure as well as influence of flood phenomena. Emissions with low content of Zn, Cu, Pb, Cd may be the source of heavy metals in soils in areas with potentially low degree of threat with anthropogenic pressure. Those contaminants may gradually undergo immobilization in surface layers of soil profiles