Badania geochemiczne i biogeochemiczne
w trzech polskich parkach narodowych

   

artykuł z kwartalnika Parki Narodowe Nr 4/2003

W czerwcu 2003 roku Państwowy Instytut Geologiczny zakończył realizację tematu badawczego: „Ocena stopnia skażenia środowiska przyrodniczego w wybranych parkach narodowych w Polsce w świetle badań geochemicznych i biogeochemicznych”, finansowanego przez Narodowy Fundusz Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej. Badania te są unikatowe w skali Polski ze względu na ich interdyscyplinarny charakter oraz zakres wykonanych prac. Wymagało to współpracy wielu specjalistów z różnych dziedzin. Owocem chwilami trudnej, ale bardzo cennej współpracy jest opracowanie, będące prawdziwą „kopalnią wiedzy” na temat chemizmu środowiska przyrodniczego w badanych parkach narodowych. Podobne badania były dotychczas prowadzone w Polsce tylko w Górach Świętokrzyskich w latach 1994-1996, we współpracy z Służbą Geologiczną Stanów Zjednoczonych.

Pobieranie osadów jeziora Wigry
do badań uzupełniających
(Fot. Z. M. Migaszewski)

 

Do badań wytypowano następujące parki: Magurski, Świętokrzyski i Wigierski. Jako kryteria wyboru przyjęto lokalizację i stopień antropopresji. Celem badań była ocena stopnia zanieczyszczenia trzech parków narodowych w Polsce na podstawie wykonanych kompleksowych analiz chemicznych próbek gleb (z uwzględnieniem wszystkich poziomów glebowych) i skał oraz biowskaźników roślinnych (porostu Hypogymnia physodes i sosny Pinus sylvestris – kory oraz jednorocznych i dwuletnich igieł), oznaczeń izotopowych siarki (d34SCDT) i węgla (d13CPDB) w igłach sosny, obserwacji powierzchni igieł sosny w skaningowym mikroskopie elektronowym z analizatorem rentgenowskim. Analizy chemiczne, które objęły oznaczenia 28 pierwiastków (metodami spektrometrii emisyjnej – ICP-AES i spektrometrii absorpcyjnej – AAS), pH, całkowitego węgla organicznego i nieorganicznego, wykonano w akredytowanym Centralnym Laboratorium Chemicznym Państwowego Instytutu Geologicznego w Warszawie.

   

W pierwszym etapie badań dla każdego parku wyznaczono 16 stanowisk (z wyjątkiem Magurskiego, gdzie 20 dołączono dodatkowe stanowisko na Magurze Wątkowskiej), następnie sporządzono szczegółową charakterystykę przyrodniczą, obejmującą zdjęcie fitosocjologiczne, opis fizjograficzny, charakterystykę pokrywy glebowej itp. Dodatkowo, w Magurskim Parku Narodowym zbadano wody z 16 źródeł, a w Wigierskim Parku Narodowym – osady jeziora Wigry oraz osady i wody rzek wpływających do jeziora Wigry, w tym Czarnej Hańczy.

 

Wyniki wykonanych badań stanowią podstawę oceny stopnia zanieczyszczenia wymienionych parków narodowych. Autorzy mają jednak świadomość, że nieostro.ne wysuwanie wniosków na podstawie wyników analiz chemicznych rozmaitych elementów środowiska przyrodniczego może prowadzić do nadinterpretacji uzyskanych danych. Wysokie zawartości niektórych pierwiastków, np. w glebach, mogą wiązać się z różniącymi się procesami mineralizacji w podłożu skalnym. Ponadto, niekoniecznie muszą one stanowić zagrożenie dla organizmów, zwłaszcza gdy warunki geochemiczne ograniczają mobilność wielu pierwiastków (np. metali ciężkich), uniemożliwiając ich przyswajanie przez rośliny. Z tego te. względu tak istotnego znaczenia nabierają analizy chemiczne szerokiego spektrum próbek, jak równie. wykorzystanie do oceny stanu środowiska przyrodniczego innych danych – pochodzących z bezpośrednich obserwacji w terenie lub uzyskanych z wykorzystaniem innych metod instrumentalnych, np. mikroskopu elektronowego.

Otrzymane wyniki badań potwierdziły przypuszczenia zespołu badawczego i z pewnością również większości czytelników, że najmniej zanieczyszczony jest Wigierski Park Narodowy. Koncentracje pierwiastków w tym parku mogą te. stanowić pewien poziom odniesienia (poziom tła) dla tego typu badań w Polsce, ze względu na minimalny wpływ czynników antropogenicznych.

    

Bardzo ciekawie przedstawiają się obserwacje powierzchni igieł sosny przy użyciu skaningowego mikroskopu elektronowego. Wskazały one jednoznacznie na antropogeniczne pochodzenie niektórych pierwiastków, zwłaszcza w Magurskim Parku Narodowym, gdzie w kilku próbkach igieł aparaty szparkowe były dosłownie zaczopowane przez cząstki pyłów przemysłowych (fot. obok).

   

Oznaczenia izotopowe, które pozwalają na ocenę stopnia antropopresji oraz identyfikację prawdopodobnego źródła zanieczyszczeń, potwierdziły wnioski nasuwające się z interpretacji wyników analiz chemicznych. Parki Świętokrzyski i Magurski charakteryzują się zbliżonym stanem środowiska przyrodniczego, mimo wpływu różnych źródeł zanieczyszczeń. Rejestrowane koncentracje metali ciężkich i siarki w glebach są zarówno pochodzenia naturalnego (geologicznego i/lub biologicznego) oraz antropogenicznego. Najwyższe koncentracje potencjalnie toksycznych pierwiastków stwierdzono w powierzchniowych poziomach glebowych, co wiąże się ze wzbogaceniem tych ostatnich w naturalne sorbenty pochodzenia organicznego i mineralnego.

Sferyczne cząstki pyłów przemysłowych

(glinokrzemianów Ca, Fe, K, Mg, Na) o średnicy

około 1-3 µm, wypełniające pojedyncze szparki

igły jednorocznej z południowej części

Magurskiego Parku Narodowego (Fot. L. Giro)

Porównując gleby z trzech parków, najwyższe średnie koncentracje Cd, Hg, Ni, Pb i S stwierdzono w Magurskim Parku Narodowym. Świętokrzyski Park Narodowy posiada zbliżone do Magurskiego koncentracje Cd, natomiast wyższe Mn i Zn w ściółce; powierzchniowa warstwa gleb w Wigierskim Parku Narodowym jest wzbogacona w Al. Skład chemiczny igieł sosny odzwierciedla w znacznym stopniu chemizm gleb. Igły sosny z Magurskiego Parku Narodowego kumulują większe ilości Ni, S i Hg (szczególnie igły 2-letnie), ze Świętokrzyskiego – Cd, Mn i S, natomiast z Wigierskiego – Al. Plechy porostu Hypogymnia physodes, które są dobrymi biowskaźnikami zanieczyszczeń powietrza, w Magurskim Parku Narodowym są szczególnie wzbogacone w Fe i Pb, w Świętokrzyskim w Zn i S, natomiast w Wigierskim w Al.

Ekosystemy leśne są jednymi z najsłabiej zbadanych pod względem składu chemicznego typami ekosystemów. Brakuje norm jakości, do których mo.na się odnieść przy ich ocenie. Istniejące kryteria maksymalnych dopuszczalnych koncentracji pierwiastków odnoszą się do gleb i roślin uprawnych. Wśród badanych parków można jednak zaobserwować zróżnicowany wpływ przemysłowych źródeł zanieczyszczeń. Największe obawy wzbudza południowa, przygraniczna strefa w Magurskim Parku Narodowym, z uwagi na wpływ transgranicznych zanieczyszczeń pochodzących ze Słowacji. Na obszarze Świętokrzyskiego Parku Narodowego zaznacza się wpływ zanieczyszczeń ponadregionalnych, pochodzących z sektora zachodniego – głównie z uprzemysłowionego obszaru morawsko-śląsko-krakowskiego i rejonu Konina. Zanieczyszczone gleby występujące w niektórych częściach szczególnie parku Magurskiego stanowią element środowiska przyrodniczego, który będzie podlegać dłuższemu procesowi renaturalizacji. Przy obecnym stanie wiedzy nie stwierdzono jednak większego zagrożenia dla badanych ekosystemów leśnych.

We wszystkich trzech parkach narodowych prowadzone badania spotkały się z dużym zainteresowaniem i życzliwością poszczególnych służb. Zespołowi badawczemu udzielano zawsze wszechstronnej pomocy, za co na łamach „Parków Narodowych” pragniemy jeszcze raz serdecznie podziękować. W rozmowach podkreślano brak dobrego, kompleksowego opracowania dotyczącego chemizmu różnych elementów środowiska przyrodniczego. Te ostatnie są wprawdzie często obiektami badań, lecz mają one na ogół charakter wybiórczy obejmując tylko pojedyncze składniki przyrody. Brak takich spójnych danych to nie tylko problem naszego kraju. Optymizmem napawa jednak fakt, że zaczyna ukazywać się coraz więcej artykułów zawierających informacje o więcej ni. jednym elemencie środowiska przyrodniczego, a holistyczne podejście staje się bardzo popularne. Badania opisane w artykule są przykładem takiego całościowego podejścia, gdzie środowisko przyrodnicze jest traktowane jak mozaika wzajemnie powiązanych i przenikających się elementów, wchodzących ze sobą w różnego typu interakcje.

  

Parki narodowe to nie tylko obszary o wyjątkowych walorach przyrodniczych i kulturowych, lecz równie. unikatowe obiekty do prowadzenia różnych badań naukowych. Autorzy mają nadzieję, że dzięki wykonanym badaniom powstał nie tylko obraz stanu środowiska przyrodniczego w trzech polskich parkach narodowych, lecz równie. została stworzona możliwość wykorzystania uzyskanych wyników do prowadzenia systematycznego monitoringu badanych elementów środowiska przyrodniczego dla zapewnienia i przywrócenia odpowiedniej ich jakości.

  

 

Zdzisław M. MIGASZEWSKI

(zmig@pu.kielce.pl),

Agnieszka GAŁUSZKA

(aggie@pu.kielce.pl)

 

Agnieszka Gałuszka jest stypendystką Fundacji

na Rzecz Nauki Polskiej dla młodych naukowców.

strona główna Wigierskiego Parku Narodowego