mgr inŜ. Aldona SZCZEPOCKA
Zakład Monitorowania Bezpieczeństwa
Katedra Analiz i Prognoz Bezpieczeństwa
Szkoła Główna SłuŜby PoŜarniczej
KRYTERIA OCENY ZANIECZYSZCZEŃ GLEB
METALAMI CIĘśKIMI
Celem pracy jest przedstawienie źródeł zanieczyszczeń gleb
metalami cięŜkimi, wartości naturalnych (tłowych) oraz przedsta-
wienie norm i rozporządzeń zawierających kryteria oceny zanie-
czyszczeń gleb metalami cięŜkimi obowiązujące w Polsce na tle
innych krajów europejskich.
The paper presents sources of soil pollution from heavy metals, na-
tural values background along with standards and ordinances on
estimating soil pollution from heavy metals which are currently in
force in Poland. Comparison of presented standards and ordi-
nances with similar ones in European countries is given as well.
Wstęp
Gleba stanowi podstawowy nieodnawialny element geoekosystemu, który
charakteryzuje się określonymi właściwościami fizycznymi, chemicznymi i biolo-
gicznymi, ukształtowanymi pod wpływem wielowiekowego działania naturalnego
procesu glebotwórczego oraz rolniczej i pozarolniczej działalności człowieka.
Właściwości gleby znajdują się w stanie określonej równowagi, która moŜe ulegać
zmianom (korzystnym bądź niekorzystnym) pod wpływem tej działalności. Natu-
ralny obieg pierwiastków śladowych w przyrodzie podlega róŜnego rodzaju znie-
kształceniom pod wpływem chemicznego zanieczyszczenia środowiska w wyniku
gospodarczej i technicznej działalności człowieka. W odróŜnieniu od powietrza lub
wód proces oczyszczania gleb jest bardzo powolny [6].
Szczególnie niebezpieczne dla organizmów Ŝywych są zanieczyszczenia gleb
metalami cięŜkimi (liczba atomowa > 20 lub gęstości ponad 5 g/cm³, o wyŜszym
od glinu potencjale normalnym). Zanieczyszczona metalami cięŜkimi gleba moŜe
przekazywać je do dalszych ogniw łańcucha pokarmowego, tj. roślin, zwierząt
i człowieka lub stanowić źródło wtórnego zanieczyszczenia powietrza lub wód,
a tym samym oddziaływać na człowieka z pominięciem tego łańcucha. Niezwykle
istotnym dla środowiska, a tym samym dla zdrowia człowieka, jest prawidłowa
ocena zanieczyszczenia gleb metalami cięŜkimi i wynikających z tego zagroŜeń.
WaŜny jest tu oczywiście rodzaj emisji i jej natęŜenie oraz depozycja w glebie, ale
równieŜ naleŜy brać pod uwagę sposób uŜytkowania przestrzeni wraz z jej natural-
nymi cechami, takimi jak rodzaj i właściwości gleb, czy teŜ warunki klimatyczne.
Źródła zanieczyszczeń metalami cięŜkimi
Analiza zawartości metali cięŜkich w glebie wymaga w pierwszej kolejno-
ś
ci oceny genezy ich pochodzenia, tj. ustalenia, czy ich źródłem jest skała macie-
rzysta czy teŜ czynniki antropogeniczne. Naturalna zawartość metali cięŜkich w
glebach Polski (tab. 1.) nie stanowi zwykle zagroŜenia dla przyrody oŜywionej.
Tabela 1.
Naturalna najczęstsza zawartość wybranych metali cięŜkich w glebach Polski
[mg/kg s.m. gleby] [11]
Pierwiastek
Gleby lekkie
Gleby średnie i cięŜkie
Gleby organiczne
Pb
Zn
Cu
Cd
Hg
Ni
20
25
6
0,1
0,05
8
30
90
15
0,3
0,2
15
25
60
5
0,05
0,02
10
Brak znajomości biogeochemicznego tła (naturalnej zawartości) jest często
powodem daleko idącego uproszczenia w interpretowaniu przyczyny stwierdzane-
go stanu rzeczy. Przekroczenie umownego poziomu zawartości składnika traktuje
się jako zanieczyszczenie gleby i to nawet wtedy, gdy w roślinach wcale nie wy-
stępuje nadmiar tego składnika [10]. Powierzchnia gleb o naturalnej zawartości
metali cięŜkich systematycznie maleje. Głównym źródłem metali cięŜkich w gle-
bach jest przede wszystkim intensywna ich eksploatacja górnicza, działalność
przemysłowa, motoryzacja, energetyka, odpady przemysłowe i komunalne oraz
chemizacja rolnictwa (tab. 2.).
Zawartość metali cięŜkich w glebach Polski jest silnie zróŜnicowana i zaleŜy
głównie od takich czynników, jak:
−
geochemiczny charakter glebotwórczego podłoŜa, czyli skały macierzystej
gleby,
−
glebotwórcze procesy wietrzenia utworów geologicznych oraz kumulacji i wy-
mywania składników,
−
agrotechniczne czynniki kumulacji, wymywania i wynoszenia składników
z plonami,
−
depozyty przemysłowych i bytowo-gospodarczych zanieczyszczeń (w tym
odpadów).
Powinno się równieŜ uwzględniać lokalizację obszaru w stosunku do źródła zanie-
czyszczeń; przykładowo, w glebach pozostających w zasięgu oddziaływania ko-
palni miedzi (Legnica-Głogów) maksymalne stwierdzone zawartości metali cięŜ-
kich przekraczają wielokrotnie poziom dopuszczalny: Pb
−
18400, Zn
−
4000,
Cu
−
9800, Cd
−
11, Ni
−
450 mg/kg [11].
Dobrym wskaźnikiem skutków zanieczyszczenia gleb metalami cięŜkimi są
ich zawartości w roślinach. Szerokie badania prowadzone w dolinie rzeki Białej,
przejmującej wody z rejonu kopalń i Zakładów Metalurgicznych Bolesław, wyka-
zały bardzo wysoką zawartość Zn, Pb i Cd (tab. 3.).
Tabela 2.
Zawartość niektórych metali cięŜkich w wybranych źródłach zanieczyszczeń
[mg/kg s.m.] [7]
Zawartość metali cięŜkich
Autor
Źródło
Cd
Zn
Hg
Cu
Pb
Ni
Popioły
z węgla
kamiennego
200
−
4000
100
−
4000
[3]
Pyły
kominowe
elektrowni
2
−
100
70
−
000
110
−
1600
[3]
Osady
z oczysz-
czalni ście-
ków
8
−
562
2
−
1500
1150
−
10000
700
−
49000
0,1
−
55
14
−
1250
50
−
3000
58
−
2970
50
−
3000
3
−
950
16
−
5300
[10]
wg [8]
Nawozy
fosforowe
7
−
170
50
−
1450
0,01
−
0,12
1
−
300
7
−
225
7
−
32
[5]
Odpady
komunalne
2
−
4
67
−
627
0,2
−
1,4
30
−
156
8
−
209
11
−
110
[8]
Tabela 3.
Zawartość niektórych metali cięŜkich w roślinach z mokradeł rzeki Białej
woj. śląskie [7]
Zawartość w mg/kg s.m.
Roślina
Zn
Pb
Cd
Carex Sp.
Części podziemne
Deschampsia grass
Korzenie
Mentha aquatica
Liście
Pharagmites communis
Typha
korzenie
6500
2600
576
280
korzenie
220
1050
480
370
210
korzenie
250
12
5
40
liście
1,5
Coraz większe zagroŜenie zanieczyszczeniami gleb metalami cięŜkimi pocho-
dzi od pojazdów samochodowych. Specyfikę tego zagroŜenia stanowi pasmowy
układ obszarów zanieczyszczonych. Zawartość metali cięŜkich w glebach przyle-
głych do tras komunikacyjnych, parkingów, placów składowych jest uzaleŜniona
głównie od natęŜenia ruchu, oddalenia od jezdni, ukształtowania terenu oraz jego
uŜytkowania.
RównieŜ skład chemiczny materiałów eksploatacyjnych i paliw ma wpływ na
zanieczyszczenie gleb przy trasach komunikacyjnych. I tak, przykładowo, Pb wy-
stępował w części paliw lekkich (benzynach) w ilościach od 0,15 do 0,30 g/l jako
ś
rodek przeciwstukowy podwyŜszający liczbę oktanową. Obecnie w benzynach
bezołowiowych zawartość Pb nie moŜe przekraczać wartości 0,005 g/l. Zn jest
produktem zuŜycia silnika. W czasie uŜytkowania oleje silnikowe wchłaniają pro-
dukty spalania paliwa i oleju oraz produkty zuŜycia silnika, między innymi Zn.
Powodem skaŜenia środowiska są przede wszystkim nieuniknione wycieki olejów
silnikowych, co ma miejsce bardzo często na terenach parkingów lub giełd samo-
chodowych. Zn dodatkowo dostaje się do środowiska naturalnego na skutek ście-
rania się opon samochodowych i tarcz hamulcowych.
ZagroŜenie od motoryzacji będzie wzrastać w związku z ciągłym wzrostem
natęŜenia ruchu, programem budowy autostrad i tranzytowym połoŜeniem Polski.
Oprócz dróg niebezpieczeństwo moŜe stanowić infrastruktura transportu, m.in.:
parkingi, stacje benzynowe, zakłady naprawcze oraz giełdy samochodowe.
Przeprowadzone przez autorkę badania wykazały, Ŝe giełdy samochodowe mogą
być zagroŜeniem dla terenów przyległych, głównie takich, na których produkowa-
na jest Ŝywność. W tab. 4. przedstawione są zawartości Zn, Pb oraz Ni w glebach
na terenie giełdy samochodowej w Słomczynie oraz na terenach przyległych
o róŜnym uŜytkowaniu.
Tabela 4.
Zawartość Zn, Pb i Ni w mg/kg w glebach giełdy samochodowej w Słomczynie
oraz na terenach przyległych (wg badań autorki)
Miejsce poboru prób
Zn
Pb
Ni
Teren giełdy samochodowej:
1.
Stanowiska sprzedaŜy samochodów
2.
Stanowiska sprzedaŜy i magazyno-
wania części zamiennych
Tereny przyległe:
1.
Łąka 0 m od drogi
5 m od drogi
10 m od drogi
2.
Las 0 m od drogi
5 m od drogi
10 m od drogi
3.
Sad 0 m od drogi
5 m od drogi
10 m od drogi
4.
Trasa główna: Grójec – Warszawa
−
Kalwaria
5.
Pole orne (800 m od giełdy)
0 m od drogi
5 m od drogi
10 m od drogi
6.
Pole orne (3 km od giełdy)
0 m od drogi
5 m od drogi
10 m od drogi
612,3
679,1
507,6
419,0
408,7
56,4
61,9
65,4
231,7
196,2
177,5
446,0
591,3
520,6
489,7
69,5
66,4
59,8
397,8
420,4
501,3
339,4
308,5
41,2
44,9
39,8
95,7
84,0
89,1
356,2
411,6
394,2
354,6
36,7
40,8
37,9
94,5
114,0
107,6
72,3
68,7
18,6
17,2
15,9
14,9
19,1
20,5
81,2
99,0
78,4
75,9
19,6
21,0
17,8
Czynniki wpływające na ocenę ryzyka
Toksyczność metali cięŜkich zaleŜy od funkcji, jakie spełniają w procesach
metabolicznych organizmów oraz ich podatności na bioakumulację. Potencjalne
zagroŜenie moŜe być wyraŜone poprzez wskaźnik akumulacji stanowiący stosunek
ś
redniego stęŜenia pierwiastka w roślinie do jego zawartości w glebie (rys. 1.).
Rys. 1. Wskaźnik bioakumulacji pierwiastków śladowych w roślinach [3]
Szczególne zagroŜenie z uwagi na podatność do akumulacji, przy jednocześnie
znacznych emisjach do środowiska, pochodzi od Cd, Zn, Hg, Cu i Pb. Reakcja
roślin na wysokie stęŜenie pierwiastków śladowych w środowisku, obejmująca
zmiany fizjologiczne i anatomiczne, jest róŜna w zaleŜności od ich gatunku. Gene-
ralnie wyróŜnić moŜna trzy grupy roślin (rys. 2.): a – rośliny tolerujące wysokie
stęŜenia, b – rośliny posiadające zdolność do adaptacji, c – rośliny wraŜliwe na
wzrost stęŜenia [4].
Bioakumulacja metali cięŜkich w poszczególnych częściach roślin nie nastę-
puje równomiernie. Najczęściej największa ich zawartość występuje w liściach,
w korzeniach lub bulwach, a stosunkowo najmniejsza w nasionach. Z powyŜszych
względów ocena zawartości metali cięŜkich w glebie powinna równieŜ uwzględ-
niać sposób uŜytkowania rozpatrywanego obszaru. Mechanizmy oddziaływania
metali cięŜkich na organizmy Ŝywe są róŜnorodne, a oddziaływanie na rośliny,
zwierzęta i człowieka jest niejednakowe (rys. 3.).
Ryzyko przechodzenia metali cięŜkich do łańcucha pokarmowego, jak równieŜ
ich migracji do wód gruntowych, zaleŜy od właściwości fizykochemicznych gleby
oraz warunków klimatycznych. Szczególnymi zdolnościami do wiązania metali
cięŜkich charakteryzuje się frakcja ilasta (montmerylonit, ilinit). WaŜną rolę
w procesach wiązania metali cięŜkich odgrywają wodorotlenki Fe, Mn i Al, któ-
rych pojemność sorpcyjna jest zaleŜna m.in. od odczynu gleby.
Rys. 2. Trzy typy reakcji roślin na wzrastające stęŜenie pierwiastka śladowego
w środowisku [4]
Metal
Roślina
Zwierzę
Człowiek
Cd
·
•
Cu
•
•
Hg
·
•
Ni
•
•
Pb
·
•
Zn
•
•
WraŜliwość:
·
−
mała
•
−
średnia
−
duŜa
Rys. 3. WraŜliwość organizmów Ŝywych na metale cięŜkie [Gerlach wg 11]
Mobilność związków metali cięŜkich jest zaleŜna od ich rozpuszczalności.
O formie występowania (rozpuszczalnej lub nierozpuszczalnej) decyduje głównie
odczyn gleby, pojemność sorpcyjna i potencjał oksydacyjno-redukcyjny. O mobil-
ności metali cięŜkich w glebach decydują równieŜ skład granulometryczny oraz
dynamika wilgotności. W warunkach klimatycznych Polski najsilniejsze wymywa-
nie metali cięŜkich ma miejsce w kwaśnych glebach lekkich, których właściwości
sorpcyjne są najmniejsze. O mobilności pierwiastka (moŜliwości wejścia w obieg
biologiczny) decyduje w znacznej mierze równieŜ niedostatek tlenu w glebie. Gle-
by o składzie granulometrycznym glin i iłów, przy dobrym natlenieniu i duŜej za-
wartości części organicznych dają silne wiązania metali cięŜkich. Wiązania są tym
silniejsze, im większa jest masa atomowa i wartościowość pierwiastka.
Zalecenia i poziomy referencyjne
Ustalenie stopnia zanieczyszczenia środowiska glebowego metalami cięŜkimi
w celu oceny ryzyka, określenia środków zapobiegawczych i zaradczych oraz
ewentualnej remediacji obszaru wymaga znajomości wielkości dopuszczalnych
stęŜeń uwzględniających warunki lokalne. Instytut Uprawy, NawoŜenia i Glebo-
znawstwa w Puławach (IUNG) na podstawie wieloletnich obszernych badań okre-
ś
lił graniczne zawartości metali cięŜkich w glebach dla celów uŜytkowania rolni-
czego (tab. 5.).
Tabela 5.
Graniczne zawartości w mg/kg metali cięŜkich w powierzchniowej warstwie
(0
−−−−
20 cm) gleb o róŜnym stopniu zanieczyszczenia (IUNG 1992)
Stopień zanieczyszczenia gleb
Wyszcze-
gólnienie
Grupa
gleb
0
I
II
III
IV
V
Ołów
(Pb)
a – g
b – g
c – g
30
50
70
70
100
200
100
250
500
500
1000
2000
2500
5000
7000
> 2500
> 5000
> 7000
Cynk
(Zn)
a – g
b – g
c – g
50
70
100
100
200
300
300
500
1000
700
1500
3000
3000
5000
8000
> 3000
> 5000
> 8000
Miedź
(Cu)
a – g
b – g
c – g
15
25
40
30
50
70
50
80
100
80
100
150
300
500
750
> 300
> 500
> 750
Nikiel
(Ni)
a – g
b – g
c – g
10
25
50
30
50
75
50
75
100
100
150
300
400
600
1000
> 400
> 600
> 1000
Kadm
(Cd)
a – g
b – g
c – g
0,3
0,5
1,0
1
1,5
3
2
3
5
3
5
10
5
10
20
> 5
> 10
> 20
Przy zaliczeniu gleby do odpowiedniego stopnia zanieczyszczenia uwzględ-
niono oprócz odczynu gleby (pH w 1 n KCl), skład granulometryczny (% frakcji
<0,02 mm) i zawartość substancji organicznej. Właściwości te decydują o dostęp-
ności dla roślin i zawartości metali cięŜkich glebach. Uwzględniając wymienione
cechy, wydzielono w obrębie kaŜdego stopnia zanieczyszczenia trzy grupy gleb:
a)
gleby bardzo lekkie o małej zawartości frakcji spławianej (<10%), niezaleŜnie
od pH;
–
gleby lekkie (10 – 20% frakcji spławianej), bardzo kwaśne (pH < 4,5);
kwaśne (pH 4,5 – 5,5) i słabo kwaśne (pH 5,6 – 6,5);
b)
gleby lekkie (10 – 20% frakcji spławianej), odczyn obojętny (pH > 6,5);
–
gleby średnie (20 – 35% frakcji spławianej), bardzo kwaśne (pH < 4,5)
i kwaśne (pH 4,5 – 5,5);
–
gleby cięŜkie (>35% frakcji spławianej), bardzo kwaśne (pH < 4,5) i kwaśne
(pH 4,5 – 5,5);
–
gleby mineralno-organiczne (substancje organiczne 6 – 10%) bez względu
na pH;
c)
gleby średnio cięŜkie (20 – 35% frakcji spławianej) i cięŜkie (>35% frakcji
spławianej), słabo kwaśne (pH 5,5 – 6,5) lub obojętne (pH>6,5);
–
gleby organiczno-mineralne i organiczne (substancji organicznych > 10%),
bez względu na odczyn pH.
IUNG zaleca rolnicze uŜytkowanie gleb, proponując sześciostopniową klasyfi-
kację w zaleŜności od stopnia zanieczyszczenia metalami cięŜkimi:
STOPIEŃ 0 – zawartość naturalna – gleby niezanieczyszczone o naturalnych za-
wartościach metali śladowych, które mogą być przeznaczone pod wszystkie upra-
wy ogrodnicze i rolnicze, zgodnie z zasadami racjonalnego wykorzystania rolniczej
przestrzeni produkcyjnej.
STOPIEŃ I – zawartość podwyŜszona – gleby te mogą być przeznaczone pod
wszystkie uprawy polowe, z ograniczeniem upraw warzyw przeznaczonych dla
dzieci.
STOPIEŃ II – słabe zanieczyszczenie – na glebach takich zachodzi juŜ obawa
chemicznego zanieczyszczenia roślin. Wykluczyć więc naleŜy przede wszystkim
niektóre uprawy ogrodnicze, jak np. sałata, szpinak, kalafior. Dozwolona jest
uprawa roślin zboŜowych, okopowych i pastewnych.
STOPIEŃ III – średnie zanieczyszczenie – wszystkie uprawy na takich glebach są
naraŜone na skaŜenie. Dopuszcza się uprawę roślin zboŜowych, okopowych i pa-
stewnych pod warunkiem okresowej kontroli poziomu metali w konsumpcyjnych
częściach roślin. Zalecane są uprawy roślin przemysłowych oraz traw nasiennych.
STOPIEŃ IV – gleby silnie zanieczyszczone – gleby takie (szczególnie gleby
lekkie) powinny być wyłączone z produkcji rolniczej oraz zadarnione lub zadrze-
wione. Na glebach lepszych moŜna uprawiać rośliny przemysłowe (len, konopie,
wiklina). Dopuszcza się produkcję materiału siewnego zbóŜ i traw, a takŜe ziem-
niaków dla przemysłu spirytusowego (na spirytus jako dodatek do paliwa) i rzepa-
ku na olej techniczny. Zaleca się zabiegi rekultywacyjne, a głównie wapnowanie
i wprowadzanie substancji organicznej.
STOPIEŃ V – gleby bardzo silnie zanieczyszczone – gleby o takim stopniu zanie-
czyszczenia naleŜy wyłączyć z produkcji rolniczej i poddać zabiegom rekultywa-
cyjnym. MoŜna uprawiać (na glebach przydatnych) len, konopie oraz rzepak (na
olej techniczny), a w dolinach rzek – wiklinę.
Oprócz klas czystości gleb IUNG w Puławach opracował granice tolerancji
zawartości pierwiastków toksycznych. Oprócz progowej zawartości metali cięŜ-
kich, dla których stworzono klasy czystości gleb, przedstawiono równieŜ graniczną
zawartość fluoru oraz arsenu, chromu, manganu i Ŝelaza. Wartości te zamieszczone
są w tabeli 5.
Tabela 5.
Granice tolerancji zawartości pierwiastków toksycznych w glebach
według IUNG Puławy [mg/kg]
Pierwiastek
Zawartość normalna
Dopuszczalna zawartość
progowa
Arsen (As)
1 – 20
20
Kadm (Cd)
0,1 – 1
3
Nikiel (Ni)
2 – 50
50
Fluor (F)
2 – 100
100
Cynk (Zn)
3 – 50
300
Miedź (Cu)
2 – 60
100
Ołów (Pb)
10 – 70
100
Chrom (Cr)
15 – 70
100
Rtęć (Hg)
0,02 – 0,15
2
Mangan (Mn)
300 – 600
śelazo (Fe)
10000 –30000
Zagadnienie standardów jakości gleb i ziemi reguluje Rozporządzenie ministra
ś
rodowiska z dnia 9 września 2002 r. (Dz. U. Nr 165, poz. 1359). Wartości do-
puszczalne stęŜeń podane są w zaleŜności od sposobu uŜytkowania dla trzech grup
gruntów:
1) grupa A:
a)
nieruchomości gruntowe wchodzące w skład obszaru poddanego ochronie
na podstawie przepisów ustawy Prawo wodne,
b)
obszary poddane ochronie na podstawie przepisów o ochronie przyrody;
2)
grupa B
−
grunty zaliczone do uŜytków rolnych z wyłączeniem gruntów pod
stawami i gruntów pod rowami, grunty leśne oraz zadrzewione i zakrzewione,
nieuŜytki, a takŜe grunty zabudowane i zurbanizowane z wyłączeniem terenów
przemysłowych, uŜytków kopalnych oraz terenów komunikacyjnych;
3)
grupa C
−
tereny przemysłowe, uŜytki kopalne, tereny komunikacyjne.
Ponadto klasyfikacja uwzględnia głębokość badanego poziomu (mppt) oraz
wodoprzepuszczalność gruntu. Wartości dopuszczalnych stęŜeń w części dotyczą-
cej metali cięŜkich w glebie lub ziemi zamieszczono w tab. 6.
Tabela 6.
Wartości dopuszczalne stęŜeń metali cięŜkich w glebie lub ziemi mg/kg
suchej masy [wg 9]
Grupa B
Grupa C
Głębokość [m ppt]
0
−
0,3
0,3
−
15,0
>15
0
−
2
2
−
15
Wodoprzepuszczalność gruntów [m/s]
do poniŜej do poniŜej
do PoniŜej
Lp. Zanieczyszczenie Grupa A
1×10
-7
1×10
-7
1×10
-7
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
1 Arsen
20
20
20
25 25
55
60 25
100
2 Bar
200
200 250
320 300
650 1000 300
3000
3 Chrom
50
150 150
190 150
380 500 150
800
4 Cyna
20
20
30
50 40
300 350 40
300
5 Cynk
100
300 350
300 300
720 1000 300
3000
6 Kadm
1
4
5
6
4
10
15
6
20
7 Kobalt
20
20
30
60 50
120 200 50
300
8 Miedź
30
150 100
100 100
200 600 200
1000
9 Molibden
10
10
10
40 30
210 250 30
200
10 Nikiel
35
100
50
100 70
210 300 70
500
11 Ołów
50
100 100
200 100
200 600 200
1000
12 Rtęć
0,5
2
3
5
4
10
30
4
50
Wartości referencyjne zalecane lub wynikające z uregulowań prawnych w in-
nych krajach przede wszystkim uwzględniają kryterium uŜytkowania z podziałem
na: rolnictwo, ogrody, parki, komunikację, przemysł i uŜytkowanie wielofunkcyj-
ne. Podawane wartości obejmują: wartości maksymalne dopuszczalne, wartości
zalecane po oczyszczeniu gleby, wartości progowe, przy których oczyszczanie
gruntu jest konieczne [12]. Wartości te róŜnią się często kilkakrotnie i przy ich
porównywaniu naleŜy ustalić, dla jakich warunków zostały opracowane. Zawartość
stęŜeń dopuszczalnych metali cięŜkich w glebie obowiązująca w Polsce [9] mieści
się w wartościach proponowanych w innych krajach uprzemysłowionych, takich
jak Dania, Holandia, Finlandia, Niemcy, Kanada [12]. W szczególności jest zbli-
Ŝ
ona do Listy Berlińskiej podającej wartości ingerencji oraz cele oczyszczania.
W Liście Berlińskiej wyodrębniono 4 kategorie (tab. 7.):
kategoria I a: tereny ochrony wód,
kategoria I b: powierzchnie o wraŜliwym wykorzystaniu,
kategoria II: pradolina,
kategoria III: wyŜyna.
Tabela 7.
Wartości zanieczyszczeń metalami cięŜkimi w gruncie podane w mg/kg
suchej masy
Lp.
Substancje szkodliwe
I a
I b
II
III
1
Arsen
10
7
20
40
2
Ołów
100
100
500
600
3
Kadm
2
1,5
10
20
4
Chrom (łącznie)
150
100
400
800
5
Chrom VI
5
5
25
50
6
Kobalt
100
100
200
300
7
Miedź
200
100
500
600
8
Nikiel
200
50
250
300
9
Rtęć
0,5
0,5
1
10
10 Cynk
500
300
2000
3000
11 Cyna
100
100
300
100
W kryteriach zanieczyszczenia gleb metalami cięŜkimi zawartych w tzw. Liście
Holenderskiej wyróŜnia się 3 poziomy zanieczyszczenia:
A – wartość poziomu odniesienia,
B – wartość poziomu kontrolnego do podjęcia (dokładniejszych) badań,
C – wartość poziomu kontrolnego do podjęcia oczyszczania.
Polskie ustawodawstwo jest zazwyczaj bardziej rygorystyczne niŜ Lista Ber-
lińska w stosunku do terenów ochrony wód. Natomiast Lista Berlińska stawia nie-
co wyŜsze wymogi pozostałym powierzchniom o wraŜliwym wykorzystaniu, któ-
rych odpowiednikiem są obszary poddane ochronie przyrody.
Dyrektywa Rady 86/278/EEC z dnia 12 czerwca 1986 r. w sprawie ochrony
ś
rodowiska, a szczególnie gleb, przy stosowaniu osadów ściekowych w rolnictwie
przyjmuje wartości dopuszczalnych stęŜeń metali cięŜkich w glebie (wyraŜonych
w mg/kg suchej masy gleby o pH 6
−
7): kadm od 1 do 3; miedź od 50 do 140; ni-
kiel od 30 do 75; ołów od 50 do 300; cynk od 150 do 300; rtęć od 1,0 do 1,5.
Właściciel gleby powinien teŜ zapewnić, aby podane stęŜenia nie spowodowały
zagroŜenia dla zdrowia ludzi lub stanu środowiska, a w szczególności dla wód
podziemnych. Przyjęto teŜ wartości dopuszczalnych ładunków metali cięŜkich,
które mogą być wprowadzone w ciągu roku na grunty rolne, średnio w okresie 10
lat. Wartości dopuszczalne podaje się w kg na hektar i rok, jako średnia z 10 lat.
Wartości dopuszczalne wynoszą: kadm < 0,15; miedź < 12; nikiel < 3; ołów < 15;
cynk <30; rtęć < 0,10 [6].
Tabela 8.
Wartości kontrolne do oceny poziomu stęŜenia metali cięŜkich w gruncie –
Lista Holenderska
Zawartość w mg/kg s.m.
dla poszczególnych poziomów referencyjnych
Lp.
Substancja
A
B
C
1
Chrom
x
250
800
2
Kobalt
20
50
300 (120)
3
Nikiel
x
100
500 (40)
4
Miedź
x
100
500 (190)
5
Cynk
x
500
3000 (300)
6
Arsen
10
30
50 (40)
7
Molibden
x
40
200 (185)
8
Kadm
20
5
20 (6)
9
Cyna
200
50
300
10
Bar
x
400
2000 (600)
11
Rtęć
x
2
10 (0,3)
12
Ołów
150
600 (50)
W dyrektywie tej określono równieŜ sposób pobierania próbek. Reprezenta-
tywne próbki glebowe do analizy naleŜy zwykle przygotować przez zmieszanie 25
próbek pobieranych z powierzchni pól nie przekraczających 5 ha, eksploatowanej
w sposób jednorodny, a więc zajęty przez tę samą uprawę. Próbki muszą być po-
bierane z głębokości 25 cm. JeŜeli miąŜszość warstwy ornej jest mniejsza od
25 cm, głębokość pobierania próbek nie moŜe być mniejsza niŜ 10 cm [6].
Podsumowanie i wnioski
♦
Interpretacja pomierzonych zawartości metali cięŜkich musi uwzględniać ro-
dzaj i typ źródła zanieczyszczeń, uŜytkowanie terenu oraz lokalne właściwości
gleb.
♦
Ocena zagroŜenia dla środowiska w wyniku zanieczyszczenia gleby metalami
cięŜkimi jest problemem wieloaspektowym i powinna uwzględniać ich mobil-
ność oraz bioakumulację aktualnie oraz w zmieniających się warunkach, np.
rosnącego obciąŜenia emisją, zmiany uŜytkowania terenu itp.
♦
Stosowane zalecenia i wartości referencyjne w zakresie zawartości metali cięŜ-
kich w glebie mieszczą się w przedziale wartości progowych proponowanych
przez inne państwa wysoko uprzemysłowione.
♦
Analizę ryzyka przeprowadza się poprzez porównanie pomierzonych zawartoś-
ci metali do wielkości uznanych za bezpieczne.
S U M M A R Y
Aldona SZCZEPOCKA
CRITERIA FOR ESTIMATING SOIL POLLUTION
FROM HEAVY METALS
The paper presents criteria for estimating soil pollution from heavy metals. The
most fundamental sources of soil pollution along with variety of factors affecting
the risk management process are given. Among those factors are: land-use
methods, water permeability of soil, soil type, content of floatable fractions, reac-
tion and organic substances content. The paper discusses standards and recom-
mendations on boundary levels of heavy metals content being in force in Poland
and compares them to Netherlands and German standards. On comparison, Polish
legislation bears a close resemblance to the Berlin List which gives interference
values and purposes of soil purification. Polish legislation is more rigorous in com-
parison to the Berlin List with respect to water purification control areas. However,
the Berlin List imposes moderately higher requirements for the rest of surfaces of
sensitive use which equivalents are areas under nature preservation.
PIŚMIENNICTWO
1.
Gworek B., Barański A., Czarnomski K., Sienkiewicz J., Porębska G.: Proce-
dura oceny ryzyka w zarządzaniu gruntami zanieczyszczonymi metalami cięŜ-
kimi. Instytut Ochrony Środowiska, Warszawa 2000.
2.
Raport o stanie uŜytków rolnych w Polsce 1980 – 1990. IUNG, maszynopis,
1992.
3.
Kabata-Pendias A., Pendias H.: Pierwiastki śladowe w środowisku biologicz-
nym. Wyd. Geologiczne, Warszawa 1979.
4.
Kabata-Pendias A., Piotrowska M.: Zanieczyszczenie gleb i roślin uprawnych
pierwiastkami śladowymi. CBR, Warszawa 1984.
5.
Kabata-Pendias A., Pendias H.: Biogeochemia pierwiastków śladowych. PWN,
Warszawa 1993.
6.
Kowalik P.: Ochrona środowiska glebowego. PWN, Warszawa 2001.
7.
Odum H.: Heavy metals in the Environment. Using Wetlands for Their Re-
moval. Lewis Publishers, 2000.
8.
Rosik-Dulewska Cz.: Podstawy gospodarki odpadami. PWN, Warszawa 2002.
9.
Rozporządzenie ministra środowiska z dnia 9 września 2002 r. w sprawie stan-
dardów jakości gleby oraz standardów jakości ziemi. Dz. U. 2002, nr 165, poz.
1359.
10.
Siuta J.: Gleba – diagnozowanie stanu i zagroŜenia. Instytut Ochrony Środowi-
ska, Warszawa 1995.
11.
Turski R., Baran S.: Degradacja, ochrona i rekultywacja gleb. Wyd. AR
w Lublinie, Lublin 1995.
12.
Visser I.F.: Contaminated Land Policies in Serie Industrialised Countries.
Technical Soil Protection Committee. The Hague. Netherlands, 1993.