The physiochemical and microbiochemical properties of soils developing in landfills with ash and slag from power plants
Sposób cytowania
Mocek-Płóciniak, A. (2018). Właściwości fizyczno-chemiczne oraz mikrobiologiczno-biochemiczne gleb kształtujących się na składowisku popiołów i żużli elektrownianych. Poznań: Wydawnictwo Uniwersytetu Przyrodniczego w Poznaniu.
Rozprawa naukowa nr 499
Większość gleb Polski (ok. 98%) ukształtowała się ze skał osadowych, wśród których dominują mineralne substraty polodowcowe z rodzaju piasków, glin, iłów i utworów pyłowych. Gleby te są stosunkowo mało przekształcowe działalnością człowieka, gdyż w większości stanowią użytki rolne bądź leśne. Wraz ze wzrostem wskaźnika urbanizacji powiększa się stale obszar tzw. gleb technogenicznych. Cechują się one silnymi przekształceniami wskutek pozaroniczej i leśnej działalności człowieka, wynikającej z procesów urbanizacji oraz industrializacji. Proces powstawania i rozwoju tych gleb nazywany jest technogenezą. Początek zainteresowania glebami technogenicznymi zaobserwowano na przełomie lat 70. i 80. ubiegłego wieku. Natomiast szczegółwowe bdania ich genezy oraz parametrów fizyczno-chemicznych datują się na przełom XX i XXI wieku, gdy w Europie powołano grupę roboczą ds. gleb terenów miejskich, przemysłowych, komunikacyjnych, kopalnianych i militarnych – SUITMA.
Do gleb określanych w klasyfikacji WRB (Word Reference Base fir Soil Resources) technosolami należą zarówno wcześniej ukształtowane gleby silnie przeksztacone na skutek antropopresji, jak i te będące bezpośrednim wytworem działalności przemysłowej. Z tymi dwoma grupami gleb mamy do czynienia w wielu regionach kraju, szczególnie na obszarach górniczych i w elektrowniach.
[fragmenty książki]
Cel pracy. Celem podjętych badań była ocena właściwości fizyczno-chemicznych i mikrobiologiczno-biochemicznych gleb kształtujących się z odpadów elektrownianych zdeponowanych na rekultywowanym składowisku usytuowanym obok elektrowni „Adamów” w Turku.
Materiał. Na obiekcie wybrano pięć punktów badawczych (P-1–P-5), w których w latach 2012–2015 pobierano próbki glebowe z następujących głębokości: 0–5 cm, 5–15 cm, 30–60 cm, 80–100 cm.
Metodyka badań. W pobranym materiale oznaczono szereg podstawowych właściwości fizyczno-chemicznych, według powszechnie przyjętych metod obowiązujących w gleboznawstwie. Ponadto określono zawartości około 45 pierwiastków śladowych, wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych (WWA) oraz skład mineralogiczny. Spośród parametrów mikrobiologiczno-biochemicznych oznaczono liczebności podstawowych grup drobnoustrojów: ogólną ilość bakterii heterotroficznych, promieniowców, grzybów pleśniowych oraz bakterii z rodzaju Azotobacter sp., według metod powszechnie stosowanych w mikrobiologii rolniczej. Określono także aktywność enzymatyczną dehydrogenaz, fosfatazy zasadowej, ureazy i proteaz. Uzyskane wyniki poddano analizie statystycznej, wykorzystując wielocechową analizę wariancji, współczynniki korelacji oraz analizę zmiennych kanonicznych.
Wyniki i wnioski. Na podstawie uzyskanych rezultatów badań można stwierdzić, że po ponad 20-letniej, prawidłowo przeprowadzonej rekultywacji składowiska, na podstawie Modelu PAN, na jego powierzchni kształtują się gleby industrioziemne zaliczane według taksonomii międzynarodowej do Spolic Technosols. Nie są one zanieczyszczone podstawowymi metalami ciężkimi oraz wielopierścieniowymi węglowodorami aromatycznymi. Stwierdzono jedynie wyraźnie większe zawartości arsenu, baru, indu, selenu, cyny i strontu, które mogą inhibująco wpływać na wzrost oraz rozwój zarówno roślin, jak i mikroorganizmów glebowych. Ponadto wykazują odczyn zasadowy i dość znaczną zawartość węgla organicznego, w większości w postaci fragmentów niepełnego spalania (tzw. black carbon). Charakteryzują się wysoką pojemnością sorpcyjną oraz dużą zasobnością w przyswajalny potas i magnez, a niską w fosfor oraz łatwo dostępne formy azotu. Stosunkowo mała liczebność podstawowych grup drobnoustrojów oraz niska aktywność enzymatyczna świadczą o tym, że kształtujące się z popiołów lotnych i żużli paleniskowych gleby technogeniczne nie osiągnęły jeszcze trwałej równowagi biologicznej oraz nie wykształciły w swojej budowie morfologicznej wyraźnych poziomów genetycznych w postaci typowych epi- i endopedonów.
1. Wstęp
2. Zarys rekultywacji naturalnych i antropogenicznych materiałów macierzystych gleb w Konińsko-Tureckim Zagłębiu Węglowym
2.1. Wprowadzenie
2.2. Charakterystyka naturalnych i antropogenicznych materiałów macierzystych gleb w omawianym zagłębiu
2.3. Historia zabiegów rekultywacyjnych w Polsce i Zagłębiu Konińsko-Tureckim Węgla Brynatnego
2.4. Biologiczna rekultywacja terenów zdegradowanych
3. Cel pracy i hipotezy badawcze
4. Obiekt badań
4.1. Wprowadzenie
4.2. Pokrywa glebowa
4.3. Szata roślinna
4.4. Warunki meteorologiczne
5. Materiał i metodyka badań
5.1. Materiał badawczy
5.2. Metody analizy statystycznej
6. Omówienie wyników i dyskusja
6.1. Właściwości fizyczne gleb
6.2. Właściwości mineralogiczne gleb
6.3. Właściwości chemiczne gleb
6.4. Właściwości mikrobiologiczno-biochemiczne gleb
7. Wnioski
Literatura
Aim of study. The aim of this study was to assess the physicochemical, microbiological and biochemical properties of soils developing from waste deposited in a recultivated landfill located near the 'Adamów' power station in Turek, Poland.
Material. Five sites (P-1–P-5) were selected: in the landfill, where between 2012 and 2015 soil samples were collected for laboratory investigations at the following depths: 0–5 cm, 5–15 cm, 30–60 cm and 80–100 cm.
Methodology of study. A wide range of basic physicochemical properties were measured in the samples according to widely accepted methods used in soil science. The content of about 45 trace elements, polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH) and the mineralogical composition were determined. Apart from that, the samples were analysed microbiologically and biochemically for basic groups of microorganisms, i.e. total count of heterotrophic bacteria, actinobacteria, moulds and bacteria of the Azotobacter sp. genus, which were identified using widely applied methods in agricultural microbiology. The enzymatic activity of dehydrogenases, alkaline phosphatase, urease and proteases was also determined. The results were analysed statistically using multivariate analysis of variance, correlation coefficients and canonical variate analysis.
Results and conclusions. The research results showed that after over twenty-year-long landfill recultivation according to the PAS model the development of industrial soils could be observed on the landfill surface. According to the international taxonomy, these soils are classified as Spolic Technosols. They were not contaminated with heavy metals or polycyclic aromatic hydrocarbons. However, there were noticeably higher amounts of arsenic, barium, indium, selenium, tin and strontium, which might inhibit the growth and development of plants and soil microorganisms. Apart from that, the pH of technosols was strongly alkaline and they contained a relatively high amount of organic carbon, usually in the form of incompletely combusted fragments, i.e. black carbon. The soils were characterized by high sorption capacity and high content of available potassium and magnesium, but low content of phosphorus and easily accessible forms of nitrogen. The relatively low count of basic groups of microorganisms and low enzymatic activity point to the fact that the technogenic soils developing from fly ash and furnace slag have not reached a stable biological balance yet, nor have they developed distinct genetic levels in the form of typical epi- and endopedons in their morphological structure.

Wydawnictwo Uniwersytetu Przyrodniczego w Poznaniu
ISBN: 978-83-7160-888-9
Rok wydania: 2018
Wyd. I
Strony: 174
Wersja papierowa: oprawa miękka
Format: B5
Dostępność: nakład wyczerpany
Słowa kluczowe
rekultywacja, grunty, tereny poeksploatacyjne, gleby antropogeniczne, aktywność enzymatyczna, mikroorganizmy, szata roślinnaKeywords
reclamation, grounds, post-industrial areas, anthropogenic soils, enzymatic activity, microorganisms, vegetationNasze kategorie
inżynieria środowiska i inżynieria mechaniczna, rozprawa naukowa
Abstract


