REKLAMA


 

REKLAMA


 

Jezioro Wspólne Jezioro Wspólne Joanna Szyborska

Badania geochemiczne osadów jezior i rzek przez kilkadziesiąt lat były szeroko wykorzystywane w prospekcji złóż mineralnych. Obecnie są powszechnie stosowane do oceny zanieczyszczenia środowiska wód powierzchniowych metalami ciężkimi i szkodliwymi substancjami organicznymi


Malecka_Kinga

Autorką tekstu jest
Kinga Małecka

Państwowy Instytut Geologiczny – PIB
Wydział Geologii Uniwersytetu Warszawskiego
Magazyn PAN „Academia”
e-mail: Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript.  

 

Kinga Małecka interesuje się geochemią środowiska, głównie osadami wód powierzchniowych oraz wpływem antropopresji na środowisko naturalne 

 


Obecnie tworzone osady jeziorne na terenie Polski powstają przede wszystkim w wyniku sedymentacji allochtonicznej, czyli przynoszonej z zewnątrz zbiornika. Są to osady budujące zlewnię jeziora nanoszone głównie poprzez spływ powierzchniowy i erozję brzegów jeziora. W samym jeziorze natomiast autochtoniczny (powstający w miejscu) materiał, dzięki któremu tworzy się osad, to sedymentacja biogeniczna, głównie skorupki mięczaków, okrzemek, małżoraczków oraz bezpostaciowa materia organiczna. W jeziorach krystalizują także minerały, m.in. kalcyt, wiwianit, piryt oraz wodorotlenki żelaza i glinu. Na zatrzymywanie w osadach pierwiastków ma wpływ materia organiczna, minerały ilaste oraz skorupki okrzemek. Oprócz naturalnych czynników regulujących chemizm osadów jeziornych duże znaczenie mają również czynniki antropogeniczne, w szczególności odprowadzanie ścieków komunalnych i przemysłowych do jezior i rzek znajdujących się na obszarze zlewni jeziora. Nie bez znaczenia jest także stosowanie nawozów naturalnych i sztucznych na polach uprawnych okalających jezioro.

 

Na skład osadów jeziornych ma wpływ wiele czynników. Warto wziąć wszystkie pod uwagę podczas oceny stopnia zanieczyszczenia metalami ciężkimi i innymi szkodliwymi substancjami.

 

Czynnikiem najbardziej determinującym skład osadów jeziornych jest budowa geologiczna, ponieważ pierwiastki występujące w podłożu misy jeziornej, jak również terenów przyległych do jeziora tworzących jego zlewnię są bardzo często uruchamiane przez deszcze i, migrując wraz ze spływem powierzchniowym, osadzają się w jeziorze. Nie bez znaczenia jest kształt misy jeziornej. Im bardziej skomplikowany, tym łatwiej zatrzymywane są pierwiastki. Duże znaczenie mają także warunki fizykochemiczne oraz zagospodarowanie terenów przyległych do zbiorników jeziornych. Ilość pierwiastków w osadach może zależeć również od strefy sedymentacji. W badaniach wykonanych na terenie Polski porównano jeziora z północno-środkowej części kraju, mierząc zawartość pierwiastków metali ciężkich i ziem rzadkich (REE) w strefie brzegowej i największej głębi jeziora, czyli tzw. głęboczku. Baseny jeziorne zlokalizowane były na podłożu o jednorodnej budowie geologicznej, połowa z nich na gruntach o wysokiej przepuszczalności, takich jak piaski i żwiry, a połowa na gruntach o niskiej przepuszczalności (gliny, iły).

 

Geochemiczna zmienność

 

Zawartości pierwiastków, w tym m.in. arsen, kadm, rtęć, ołów i ziem rzadkich, były zbliżone do wartości tła geochemicznego, czyli ich naturalnej zawartości na terenie północnej Polski. Badania wykazały, że osady jeziorne pobrane ze strefy profundalnej zawierały więcej metali ciężkich niż pobrane ze strefy litoralnej. Odnotowano także, że osady jezior na utworach piaszczystych charakteryzują się niższą zawartością pierwiastków śladowych niż takie, których zlewnia znajduje się na utworach słabo przepuszczalnych, bogatych w minerały ilaste (gliny zwałowe, iły zastoiskowe). Na przykład występowanie kobaltu, niklu i wanadu w osadach jezior uwarunkowane jest budową geologiczną terenu, na którym znajdują się badane jeziora. Następuje tu wietrzenie materiału polodowcowego i migracja uruchomionych składników do jezior wraz ze spływem powierzchniowym. Obecność tych pierwiastków łączy się z występowaniem żelaza. W strefie brzegowej pierwiastki te mogą być wiązane przede wszystkim z wodorotlenkami żelaza, w głęboczkach jezior (strefa profundalu) zaś ich występowanie związane jest prawdopodobnie z siarczkami żelaza.

 

Jezioro Księże leżące na terenie Borów Tucholskich. Fot. Joanna Szyborska

 

Analiza zawartości pierwiastków metali ciężkich oraz pierwiastków będących składnikami faz uczestniczących w zatrzymywaniu metali w osadach (m.in. glinu, żelaza, manganu, wapnia, magnezu, sodu, potasu) pozwala na wykazanie istniejących zależności pomiędzy omawianymi pierwiastkami i pierwiastkami ziem rzadkich. Osady jeziorne nie były dotychczas badane ze względu na zawartość REE, dlatego brak jest informacji o ich naturalnej zawartości na terenie Polski. Zaobserwowano, że pierwiastki ziem rzadkich występowały w strefie profundalnej w niższych zawartościach niż w strefie brzeżnej jezior. Osady denne pobrane ze strefy litoralnej zawierały wyższe koncentracje REE. Stwierdzono, że jeziora z podwyższoną zawartością metali ciężkich miały także wyższą koncentrację pierwiastków ziem rzadkich. Zdarza się, że niska zawartość metali ciężkich pobranych z najgłębszej strefy jeziora nie jest skorelowana z minimalną zawartością ziem rzadkich w osadach. Związane jest to najczęściej z wszędobylskim pierwiastkiem występującym w osadach cyrkonem (Zr), który wykazuje duże powinowactwo do ziem rzadkich, często tworząc z nimi minerały, jak np. cyrkon (krzemian cyrkonu) zawierający zwykle domieszki tych pierwiastków.

 

Naturalne zależności

 

Osady strefy profundalnej charakteryzują się podwyższoną zawartością pierwiastków metali ciężkich w stosunku do tych ze strefy litoralnej. Natomiast pierwiastki REE występują w wyższych stężeniach w osadach strefy brzeżnej niż w głębi jeziora. Zróżnicowanie koncentracji w osadach pomiędzy metalami ciężkimi i ziemiami rzadkimi wynika z różnicy w powinowactwie do faz mineralnych. W wypadku pierwiastków śladowych znaczną rolę odgrywa ilość materii organicznej oraz minerałów ilastych występujących w strefie profundalnej, REE związane są natomiast z materiałem okruchowym występującym w strefie litoralnej jezior. W jeziorach znajdujących się na gruntach o niskiej przepuszczalności (gliny, iły) stwierdzono wyższe zawartości pierwiastków metali ciężkich oraz REE niż w osadach jezior położonych na podłożu o wysokiej przepuszczalności, takich jak piaski i żwiry.

 

Zarastające Jezioro Łuckie położone na terenie Poleskiego Parku Narodowego. Fot. Joanna Szyborska

 

Występowanie pierwiastków śladowych w osadach jeziornych w dużej mierze zależy od rodzaju utworów geologicznych, na których znajduje się jezioro oraz od strefy sedymentacji osadu jeziornego. Metale ciężkie gromadzą się w wyższych stężeniach w strefie najgłębszej jeziora, gdzie ich akumulacji sprzyja nie tylko redukcyjne środowisko, lecz także wysoka zawartość materii organicznej i obecność minerałów ilastych. Zdarza się, że na ich obecność w osadach największy wpływ ma działalność człowieka. Pierwiastki ziem rzadkich obecne są w wyższych zawartościach w osadach strefy litoralnej i są związane przede wszystkim z materiałem okruchowym (minerałami pierwotnymi, najprawdopodobniej z monacytami), pochodzącym z erozji skał budujących obszar bezpośredniej zlewni jeziora, antropopresja odgrywa tu mniejszą rolę. Dlatego pierwiastki ziem rzadkich mogą być pomocne podczas określania naturalnych koncentracji pierwiastków w osadach, należy jednak pamiętać, że sedymentacja jeziorna jest procesem złożonym, na który wpływają różne czynniki naturalne.

 

 

Chcesz wiedzieć więcej?

Bojakowska I., Gliwicz T. (2003). Wyniki geochemicznych badań osadów wodnych Polski w latach 2000-2002.
Bojakowska I., Sokołowska G. (1997). Akumulacja pierwiastków śladowych w osadach jeziornych w zależności od strefy ich sedymentacji. Przegląd Geologiczny, 45 (5): 50 - 08.


© Academia nr 1 (25) 2011

 

 

Oceń artykuł
(0 głosujących)

Nie przeocz

Tematy

agrofizyka antropologia kultury antropologia społeczna archeologia archeometalurgia architektura Arctowski arteterapia astrofizyka astronomia badania interdyscyplinarne behawioryzm biochemia biologia biologia antaktyki biologia płci biotechnologia roślin borelioza botanika chemia chemia bioorganiczna chemia fizyczna chemia spożywcza cywilizacja demografia edukacja ekologia ekologia morza ekonomia energia odnawialna etnolingwistyka etnomuzykologia etyka ewolucja fale grawitacyjne farmakologia filozofia finansowanie nauki fizyka fizyka jądrowa gender genetyka geochemia środowiska geoekologia geofizyka geografia geologia geologia planetarna geoturystyka grafen historia historia idei historia literatury historia nauki historia sztuki humanistyka hydrogeologia hydrologia informatyka informatyka teoretyczna internet inżynieria inżynieria materiałowa język językoznawstwo kardiochirurgia klimatologia kobieta w nauce komentarz komunikacja kosmologia kryptografia kryptologia kulinaria kultoznawstwo kultura lingwistyka literatura literaturoznawstwo matematyka medycyna migracje mikrobiologia mineralogia mniejszości etniczne mniejszości narodowe modelowanie procesów geologicznych muzykologia mykologia na czasie nauka obywatelska neurobiologia neuropsychologia nowe członkinie PAN 2017 oceanografia ochrona przyrody orientalistyka ornitologia paleobiologia paleontologia palinologia parazytologia PIASt politologia polityka społeczna polska na biegunach prawo protonoterapia psychologia psychologia zwierząt punktoza Puszcza Białowieska robotyka rozmowa „Academii” seksualność smog socjologia szczepienia sztuka technologia wieś w obiektywie wulkanologia zastosowania zdrowie zoologia zwierzęta źródła energii żywienie

Komentarze

O serwisie

Serwis naukowy prowadzony przez zespół magazynu Academia PAN.Academia Zapraszamy do przysyłania informacji o badaniach, aktualnie realizowanych projektach naukowych oraz imprezach popularyzujących naukę.

 

Dla użytkowników: Regulamin

Pliki cookies

Informujemy, że używamy ciasteczek (plików cookies) w celu gromadzenia danych statystycznych, emisji reklam oraz prawidłowego funkcjonowania niektórych elementów serwisu. Pliki te mogą być umieszczane na Państwa urządzeniach służących do odczytu stron, a korzystając z naszego serwisu wyrażacie Państwo zgodę na używanie cookies, zgodnie z aktualnymi ustawieniami przeglądarki.

Więcej informacji o celu używania i zmianie ustawień ciasteczek w przeglądarce: TUTAJ

Wydanie elektroniczne

Kontakt

  • pisz:

    Redakcja serwisu online
    Academia. Magazyn Polskiej Akademii Nauk
    PKiN, pl. Defilad 1, pok. 2110
    (XXI piętro)
    00-901 Warszawa

  • dzwoń:

    tel./fax (+48 22) 182 66 61 (62)

  • ślij:

    e-mail: academia@pan.pl