GEOLOGIJA 48/1, 97–105, Ljubljana 2005
Koliko `ivega srebra je akumulirano v poplavnih sedimentih reke
Idrijce?
What is the amount of mercury accumulated in the Idrijca River overbank
sediments?
Gorazd @IBRET & Mateja GOSAR
Geolo{ki zavod Slovenije, Dimi~eva 14, SI-1000 Ljubljana, gorazd.zibret@geo-zs.si,
mateja.gosar@geo-zs.si
Klju~ne besede: Idrija, `ivo srebro, Slovenija, onesna`enje, aluvij, re~ne terase Key words: Idrija, mercury, Slovenia, pollution, alluvium, river terraces
Kratka vsebina
Del rudni{kih in `galni{kih odpadkov Rudnika `ivega srebra Idrija so odlagali v korito reke Idrijce, ki je material ob visokih vodah transportirala nizvodno. Odlo`il se je v aluvialnih sedimentih reke Idrijce, So~e ter v Tr`a{ki zaliv in bistveno prispeval k obremenitvi z `ivim srebrom. Namen raziskave je bil ugotoviti koli~ino `ivega srebra, odlo-`enega v aluvialnih sedimentih Idrijce. To smo dosegli tako, da smo pomno`ili vsebnost `ivega srebra v sedimentih z njegovo maso. Za izra~un koli~ine materiala smo kartirali kvartarne sedimente reke Idrijce, to je njene terasne sisteme od Idrije do izliva Ba~e v Idrijco. Za dolo~itev prostorske razporejenosti vsebnosti `ivega srebra v sedimentih smo vzor~ili aluvialne ravnine po vzor~ni shemi, ki omogo~a analizo variance. To je bilo pomembno za dolo~itev vsebnosti `ivega srebra tudi v aluvialnih ravninah, ki niso bile vzor~ene. Statisti~na obdelava je pokazala, da je vsebnost `ivega srebra v aluviju najbolj odvisna od polo`aja materiala znotraj aluvialne ravnine, torej od tega, ali material le`i na poplavni ravnici, ki je najbolj onesna`ena, na prvi ali kateri vi{ji terasi. Ob upo{tevanju tega dejstva ter podatkov kartiranja smo ocenili, da je v aluvialnih sedimentih reke Idrijce od Idrije do izliva Ba~e akumulirano 2029 ton `ivega srebra.
Abstract
Part of mine tailings and roasted ore remains of the Idrija mercury mine was deposited in the bed of the Idrijca River that transported the load downstream at high waters. It was deposited in alluvial sediments of the Idrijca and So~a Rivers, and in the Trieste Bay, essentially contributing to mercury pollution of environment. The goal of the reported research was to estimate the mercury amount accumulated in the Idrijca alluvial deposits. This was attained by multiplying the mercury contents in sediments by their weight. For calculation of this amount the Idrijca Holocene sediments in the terrace systems from Idrija to confluence of Ba~a river into it were mapped. For assessing the spatial distribution of mercury contents in sediments the alluvial floodplains were sampled according to an analysis-of-variance sampling design. This was important for establishing the amounts of mercury also in alluvial deposits that were not sampled. The analysis of variance indicated the mercury contents in alluvium to be the most dependent upon the position of the material within the alluvial plain, i.e. either on the most polluted floodplain, on the first or on some higher terrace. By considering this indication and the mapping results we estimated the amount of mercury accumulated in the Idrijca river alluvial sediments from Idrija to the confluence of Ba~a at 2029 tons.
98
Gorazd @ibret & Mateja Gosar
Uvod
Rudarjenje velikokrat negativno vpliva na okolje (Salomons, 1995). To potrjujejo primeri iz vsega sveta. Kovine se prena{ajo po vodi in zraku. Posledica tega so lahko povi{ane vsebnosti le-teh v tleh, sedimen-tih in zraku ter ekolo{ke {kode, ki jih po-vzro~i prisotnost in kemi~na preobrazba vnesenih strupenih snovi. Posledica fizi~ne remobilizacije opu{~enih rudni{kih in to-pilni{kih jalovi{~ so povi{ane vsebnosti te`-kih kovin v aluvialnih sedimentih nizvodno od vira onesna`enja in so tako lahko bistveni vir onesna`enja rek (Hudson-Edwards, 2003).
Izkori{~anje `ivosrebrove rude v Idriji je trajalo od leta 1490 do 1995. V tem petsto-letnem obdobju so izkopali 12.760.700 t rude (Mlakar , 1974), ki je vsebovala nekaj manj kot 145.000 t `ivega srebra, iz rude pa so pridobili pribli`no 107.500 t `ivega srebra. Razlika, to je pribli`no 37.500 t, se je izgubila pri predelavi (Dizdarevi} , 2001). Te koli~ine so pre{le v razli~ne dele okolja, ki bo zaradi obstojnosti `ivega srebra {e dolgo mo~no obremenjeno. V obdobju med 1868 in 1977 so ve~ino `galni{kih ostankov vsipa-vali neposredno v Idrijco (^ a r , 1992). Ta material se je ob poplavah prena{al nizvo-dno in kasneje odlo`il na poplavnih ravnicah reke Idrijce in So~e (Gosar et al., 1997; Biester et al., 2000), ali pa je kon~al v Tr`a{kem zalivu (Horvat et al., 1999; Bi-e s t e r et al. 2000; C o v e l l i et al., 2001; Horvat et al., 2003). Po obnovitvi proizvodnje leta 1983 zaradi ekolo{kih razlogov ni bilo ve~ dovoljeno vsipavanje `galni{kih ostankov v strugo Idrijce (^ a r , 1992).
Z raziskavo sku{amo odgovoriti na vpra{anje, koliko `ivega srebra je akumulirano v aluvialnih sedimentih reke Idrijce. V pri-~ujo~em ~lanku je opisana metodologija dela ter rezultati raziskave, katero bi bilo zanimivo raz{iriti {e na aluvialne sedimente So~e, sedimente Tr`a{kega zaliva ter delno tudi na `ivo srebro v tleh v okolici Idrije. Na tak{en na~in bi lahko odgovorili tudi na vpra{anje, kje je 37.500 ton izgubljenega `ivega srebra.
Delni rezultati obravnavane raziskave so bili predstavljeni na 7. mednarodni konferenci “Mercury as a global pollutant” v Ljubljani (@ibret & Gosar, 2004) in na 17. posvetovanju slovenskih geologov (@ i -bret & Gosar, 2005).
Aluvialni sedimenti reke Idrijce
Poplavni sedimenti se odlagajo ob velikih poplavah v re~nih sistemih (O t t esen et al., 1989). Takrat koli~ina vode s suspendiranimi delci ter drobci kamnin za nekajkrat pre-se`e koli~ino, ki lahko potuje po re~nem koritu, vodni nivo naraste za nekaj metrov, reka pa se razlije po poplavni ravnini. Ob poplavah, {e posebno v njihovem zadnjem stadiju, se nekaj sedimenta odlo`i na teh ravninah, ki so obi~ajno kar precej vi{je od nivoja obi~ajnega re~nega toka. Tako v dalj{em ~asovnem obdobju nastanejo skoraj vodoravne plasti poplavnih sedimentov. Ob eni poplavi se lahko odlo`i od nekaj milimetrov do nekaj deset centimetrov sedimenta. Skupna debelina poplavnih sedimentov na poplavni ravnici pa lahko dose`e tudi nekaj metrov (Ottesen  et al., 1989).
V zapolnitvi re~ne doline oziroma nasipno naplavne ravnine (slika 1, po Kelme-lisu et al., 1994) lo~imo obrobni in osrednji del. Na obrobnem delu se kopi~ijo sedimenti nastali z gravitacijskimi procesi (bl) s pobo-~ij, ki obdajajo dolino. To so koluvialni materiali in sedimenti, nastali pod vplivom masnih premikanj. Poleg navedenih lahko sem uvr{~amo tudi sedimente aluvialnih vr{ajev. Ti sedimenti so v primeru doline reke Idrijce v podrejeni koli~ini in v raziskavo niso bili vklju~eni. Osrednji del predstavlja re~na na-plavna ravnina (Skaberne, 1996), znotraj katere lo~imo re~no korito (ch) in obre`no ravnino (fp + nl + c + ts + rtl + rth), ki smo jo v ~lanku poimenovali aluvialna ravnina.
Na re~ni naplavni ravnini oziroma aluvialni ravnini lahko lo~imo dele, ki jih ob poplavah ob~asno zalije voda, in dele, kamor voda tudi ob velikih poplavah ve~ ne se`e in so tako zunaj aktivnega re~nega vpliva. Dele, katere ob poplavah zalije voda, imenujemo poplavna ravnina (fp, slika 1). Znotraj nje se lahko razvijejo obre`ni nasipi (nl) in prebojne pahlja~e, ki v primeru reke Idrijce niso izrazite, ter `lebovi (c), ki so pogostni predvsem v spodnjem toku Idrijce, kjer so poplavne ravnice ve~jih dimenzij. Poplavna ravnina v primeru reke Idrijce preide preko je` (terasnih odsekov, ts) v obmo~ja obre`ne ravnine ali teras (rtl + rth), na katera ne se`ejo re~ni vplivi, ali pa so le-ti razmeroma redki. Na takih obmo~jih se uveljavijo drugi procesi, kot so preperevanje in nastajanje tal, delovanje vetra in podobno. Terase pred-
Koliko ‘ivega srebra je akumulirano v poplavnih sedimentih reke Idrijce?
99
stavljajo razli~no stare obre`ne ravnine, ki so na razli~nih vi{inah. Njihov nastanek je posledica neenakomernega menjavanja obdobij pove~ane neto sedimentacije in obdobij intenzivnej{e erozije (S k a b e r n e , 1996).
Na poplavnih ravnicah reke Idrijce se aluvialni sedimenti ob visokih vodah odlagajo. Le`e od 1 do 5 metrov nad aktivnim re~nim koritom, znotraj njih pa je velikokrat opazen eden ali ve~ odto~nih kanalov globine do 50 centimetrov, mnogokrat ob je`ah prvih teras. S pedolo{kega stali{~a le`e na poplavnih ravninah nerazvita hidromorfna tla, talni tip obre~na tla, katerih mati~na osnova so mlade re~ne naplavine ([kori}, 1977).
Prve terase so od 0,5 do 7 metrov nad poplavno ravnico. Zanje so zna~ilna razvita tla in odsotnost sve`ih, recentno akumuliranih sedimentov ter skoraj popolna odsotnost odto~nih kanalov (`lebov). Ocenjujemo, da vi{ino prvih teras dose`ejo najmanj 50-letne vode. Oceno smo povzeli iz pogovorov z do-
ma~ini. Vse vi{je terase smo pri analizi variance obravnavali kot enoten faktor, ~eprav smo jih na karti raz~lenili glede na njihovo vi{ino od re~nega korita. Za poplavne ravnice in terase je zna~ilna uravnanost povr{ja, kar je bil pogoj, da smo dolo~en sediment obravnavali kot naplavino Idrijce.
Za aluvialne sedimente Idrijce je zna~ilna prevladujo~a pe{~eno meljasta sestava (>95%) s poredkimi od 1 do 5 centimetrov tankimi plastmi peska in prodnatega peska. Pe{~eno-meljasti sedimenti se na vseh vzor-~enih lokacijah kon~ajo s pe{~enim prodom, ki le`i na nivoju aktivnega re~nega korita, kar smo dokazali s pomo~jo ro~ne vrtalne garniture. Prodniki velikosti do 10 centimetrov so na nivoju re~nega korita onemogo~a-li nadaljnje odvzemanje vzorcev.
Za rabo tal na aluvialnih ravnicah so zna-~ilne njive in travniki, redko gozd in gmajna. Zato je izredno pomembno, da se dolo~i stopnja onesna`enja le-teh z `ivim srebrom.
Slika 1. Shematski prikaz re~nih geomorfolo{kih struktur (poenost. po K e l m elis et al., 1994): fp -
poplavna ravnica; nl - nasip; ch - aktivno re~no korito; c - `leb; ts - je`a (terasni odsek); rtl - prva,
druga in tretja terasa; rth - visoke terase; bl - koluvialni sedimenti; fp + nl + c + ts + rtl + rth -
aluvialna ravnina.
Figure 1. Scheme of alluvial geomorphological structures (simplified after K e l m e l i s et al., 1994) for gravel bed meandering river like Idrijca: fp - floodplain; nl - natural levees; ch - active channel; c - chute; ts - terrace scarp; rtl - lower river terraces; rth - higher river terraces; bl - bluffs; fp + nl
+ c + ts + rtl + rth - alluvial plain.
100
Gorazd @ibret & Mateja Gosar
Materiali in metode
Osnovna podatka, potrebna za izra~un akumuliranega `ivega srebra, sta koli~ina sedimenta ter vsebnost in porazdelitev `ive-ga srebra v njem. Za prvi podatek je bilo potrebno kartirati poplavne ravnice in tera-sne sisteme ob reki Idrijci. Podatke smo na-na{ali na topografsko karto v merilu 1 : 5.000, ki je bila pove~ana s karte 1 : 25.000. Pri tem je bil poudarek na dveh parametrih: povr{ini poplavne ravnice ali terase ter njena relativna vi{ina glede na re~-no korito. Delno so se meritve izvajale z geodetsko opremo, zaradi zamudnosti takih meritev pa tudi le z opremo GPS (Global Positioning System) in na podlagi vizualnih ocen.
Naslednji korak k re{itvi problema so podatki o vsebnosti in porazdelitvi Hg v poplavnih sedimentih. To smo ugotovili z vzor-~enjem z ro~no vrtalno garnituro in kemi~no analizo vzorcev. Vzorci so bili pobrani glede na:
•   dol`ino transporta onesna`il od vira onesna`enja (Idrija);
•  relativno vi{ino teras;
•  polo`aj in globino vzorca znotraj ene terase (na profilih smo vzor~evali v 6, 10 ali 20-centimetrskih intervalih, po mo`nosti do prodnate baze)
Tabela 1 in slika 2 prikazujeta polo`aj vzor~enih profilov na poplavnih ravnicah ter {tevilo odvzetih vzorcev.
Laboratorijska obdelava vzorcev je obsegala su{enje pri temperaturi 25°C in drobljenje sprijetih grud, ne pa skeleta, v kera-mi~ni terilnici. S suhim sejanjem smo pridobili, frakcijo manj{o od 0,063 mm. V tej je bila dolo~ena vsebnost `ivega srebra z neplamensko atomsko absorpcijsko spektro-metrijo (AAS) po izlu`evanju z zlatotopko (me{anica HCl : HNO3 : H2O v razmerju 3:1:2; 1 ura/95oC). 21 vzorcev je bilo dodatno analizirano po frakcijah (podatki iz Gosar, 1997) z namenom ugotoviti razliko vsebnosti Hg v najdrobnej{i frakciji (<0,063 mm) glede na vsebnosti Hg v celotnem materialu. Vzorci so bili analizirani v laboratoriju ACME v Vancouvru v Kanadi. Vzorce in na-klju~no izbrane dvojnike ter standardne materiale smo poslali v laboratorij po naklju~-nem vrstnem zaporedju. S tem smo zagotovili nepristranskost analitike in enakomerno porazdelitev morebitnega spreminjanja analiznih pogojev preko vseh vzorcev. Zanesljivost kemi~nih analiz smo ocenili kot zelo zadovoljivo.
Analiza variance poka`e, kateri nivo vsebuje najve~ji dele` variabilnosti. To je pomembno za oceno vsebnosti `ivega srebra v terasah, ki niso bile vzor~ene. Varianco smo
Tabela 1. Oznaka profila, vzor~en material (fp= poplavna ravnica, 1st= prva terasa, 2nd= vi{je terase), pribli`ni polo`aj profilov, globina profila ter {tevilo odvzetih vzorcev na posameznem
profilu.
Table 1. Profiles name, sampled material (fp=floodplain, 1st=1st terrace, 2nd=higher terraces), location of sampled profiles, depth of the profile and the number of samples inside the profile.
PROFIL	MATERIAL	POLO@AJ	GLOBINA (cm)	[T. VZORCEV
PROFILE	MATERIAL	LOCATION	DEPTH (cm)	NO. OF SAMPLES
SPI-1	fp	Spodnja Idrija	80	4
SPI-2	1st	Spodnja Idrija	160	8
T-l	fp	Travnik	140	7
T-2	1st	Travnik	60	3
OT-1	fp	Otalež	240	12
OT-2	fp	Otalež	220	11
TEM-1	2nd	Temnik	60	10
TEM-2	1st	Temnik	110	17
TEM-3	fp	Temnik	110	22
IDB-1	fp	Idrija pri Ba~i	200	21
IDB-2	1st	Idrija pri Ba~i	80	8
IDB-3	fp	Idrija pri Ba~i	150	15
IDB-4	fp	Idrija pri Ba~i	210	34
IDB-5	1st	Idrija pri Ba~i	60	11
B-l	fp	Ba~a pri Modreju	380	19
B-2	fp	Ba~a pri Modreju	380	19
B-3	1st	Ba~a pri Modreju	400	20
Skupaj: Total:
241
Koliko ‘ivega srebra je akumulirano v poplavnih sedimentih reke Idrijce?
101
Slika 2. Polo`aj vzor~enih aluvialnih ravnin.
Figure 2. Macrolocation of sampled alluvial plains (in upper left ellipse the valley is wide and contains much accumulated alluvial sediments, lower right ellipse represents area of narrow valley
with little accumulated sediment).
prou~evali na {tirih ravneh po shemi analize variance (slika 3). Celotno varianco anali-znih vrednosti lahko zapi{emo kot vsoto varianc na razli~nih nivojih, kar prikazuje ena~ba 1 (Miesch , 1976).
s     = s        + s
celotna           oddaljenost
'   ^znotraj   '   "globii
(1)
Vzor~ni plan je temeljil na naklju~nem izboru makro in mikrolokacij vzor~enih profilov. Prav tako so bili za analizo variance naklju~no izbrani vzorci iz profilov. Ker je analiza variance parametri~na statisti~na metoda, jo lahko uporabljamo le pri normalno porazdeljenih populacijah (Miesch , 1976), zato je bila normalnost zagotovljena z logaritmiranjem, saj so se logaritmirani podatki dosti bolje prilegali Gaussovi krivulji kot nelogaritmirani. [tevilo vzorcev, ki so bili upo{tevani v analizi variance, je bilo 31.
Glede na rezultate analize variance smo ocenili vsebnosti `ivega srebra v terasah in
poplavnih ravnicah, ki niso bile vzor~ene. Oceno smo naredili glede na spremenljivko, ki izkazuje najvi{jo statisti~no zna~ilnost variabilnosti, ostale tri pa privzeli kot konstante. Za primer: ~e vsebuje spremenljivka “dol`ina transporta sedimenta” najve~ variabilnosti, potem bomo ra~unali vsebnosti `i-vega srebra v aluvialnih sedimentih glede na oddaljenost le-teh od Idrije, vse ostale spremenljivke (globina vzorca, terasa in polo`aj znotraj terase) pa bodo v posamezni ravnini konstantne.
Idrijca je glede na klasifikacijo rek v spodnjem toku tavajo~a reka s prodnatim dnom (gravel bed wandering river, M iall, 1996). Zanjo sta zna~ilni eno ali dve aktivni re~ni koriti, sinusni potek korita, prodnato dno in nasipi ter poplavni sedimenti s terasami. Posebnost Idrijce je ta, da je korito mnogokrat usekano v mati~no kamnino, {e posebej v zgornjem delu toka. Zato reka ne more v celoti razviti karakteristi~ne zgradbe korita
102
Gorazd @ibret & Mateja Gosar
Slika 3. Shema analize variance (n=31). Opis posameznih nivojev: 1 - variabilnost vsebnosti `ivega
srebra glede na dol`ino transporta sedimenta (aluvialna ravnina kot enota); 2 - variabilnost vsebnosti `ivega srebra znotraj aluvialne ravnine (poplavna ravnica oziroma posamezna terasa kot
enota); 3 - variabilnost vsebnosti `ivega srebra znotraj posamezne terase ali poplavne ravnice (vzor~na to~ka profila kot enota); 4 - variabilnost vsebnosti `ivega srebra glede na globino vzorca v
profilu (vzorec kot enota);
Figure 3. The scheme of analysis of variance (n=31). Description of levels: 1 - alluvial plane as one unit with respect to distance from Idrija; 2 - variance within the alluvial plane, floodplain and terraces as one unit; 3 - variance within the floodplain or terrace; 4 - depth of collected sample.
in ravnic. Pri aluvialnih sedimentih reke Idrijce je bil upo{tevan karakteristi~ni profil, prikazan na sliki 4. Predpostavili smo bolj ali manj ravno prodnato bazo, sistem teras, ki imajo izravnano vodoravno povr{je ter pribli`no enak naklon je`e, kot je naklon hribine. Ta model je bil delno potrjen tudi z vzor~enjem, saj smo pri vrtanju naleteli na prod v globini, ki je ustrezala nivoju prodnatega dna reke.
Izra~un koli~ine in mase `ivega srebra, nakopi~enega v posamezni poplavni ravnici ali terasi, je potekal po ena~bi 2. Predpostavili smo, da imajo posamezne terase obliko prizem s poljubno osnovno ploskvijo (slika 4). Prostornina prizme se izra~una tako, da pomno`imo povr{ino osnovne ploskve (Ai, v m2) z vi{ino prizme (di, v m). ? pomeni gostoto materiala (v kg/m3), ki je bila ocenjena po literaturnih podatkih na 2.082 kg/m3 (SIme-tric, 2004), CHg pa vsebnost `ivega srebra v mediju. ? je brezdimenzijska konstanta in predstavlja korekcijo rezultata, potrebno zaradi tega, ker je bila analizirana le najdrob-nej{a frakcija (<0,063 mm) in le-ta ka`e na ve~je vsebnosti `ivega srebra, kot so v celotnem materialu. ? je ocenjen iz analiz `ivega srebra v 21 vzorcih, analiziranih po granu-lometri~nih frakcijah. Izkazalo se je, da frakcija pod 0,063 mm vsebuje okoli 1,8 krat ve~-je vsebnosti `ivega srebra kot celotni material, torej zna{a vrednost konstante ? 0,56.
mHg = At ¦dj ¦ p ¦ CHg -\\f (2)
Izračun se je izvršil za vsako poplavno ravnico in teraso posebej glede na podatke iz terenskega ogleda in meritev ter laboratorijskih analiz oziroma ocen vsebnosti živega srebra. Končno maso nakopičenega živega srebra v poplavnih sedimentih reke Idrijce pa smo izračunali tako, da smo sešteli vse posamezne vrednosti.
Rezultati in diskusija
Rezultate analize variance prikazuje tabela 2. Pokazalo se je, da dale~ najve~ opazovane variabilnosti (54,8%) vsebuje polo-`aj vzor~ne to~ke znotraj aluvialne ravnine glede na to, ali gre za poplavno ravnico, prvo ali vi{jo teraso. Pri ocenjevanju vsebnosti `ivega srebra v sedimentih reke Idrijce ni pomembno, koliko smo od Idrije oddaljeni (28,4% celotne variabilnosti), postranskega pomena pa je tudi polo`aj to~ke znotraj posamezne poplavne ravnice ali terase (2,6%) ali globina odvzetega vzorca (14,2%). Pri tem ni pravila, ali vsebnosti `ivega srebra z globino nara{~ajo ali padajo. Nekateri geoke-mi~ni profili ka`ejo na trend nara{~anja, spet drugi na trend padanja. Verjetno so poplavne ravnice, ki ka`ejo trend nara{~anja vsebnosti `ivega srebra z globino, podvr`ene hi-trej{emu recentnemu usedanju materiala kot
Koliko ‘ivega srebra je akumulirano v poplavnih sedimentih reke Idrijce?
103
Slika 4. Privzeti prerez skozi aluvialno ravnico reke Idrijce.
Figure 4. Assumed cross section through the alluvial plain (“prodna baza” = gravel river bed; “poplavna ravnica” = floodplain; “1. terasa” = 1st terrace, “nivo Idrijce” = water level; “hribina” = bedrock; A1 = area of floodplain; A2 = area of 1st terrace; d1 = height of floodplain; d2 = height of
1st terrace).
ravnice, kjer ta trend ni opazen ali je celo obraten.
Glede na rezultate analize variance smo pri ra~unanju koli~ine akumuliranega `ive-ga srebra upo{tevali vsebnost `ivega srebra v vseh poplavnih ravnicah kot konstanto. Ta je bila izra~unana kot povpre~je vsebnosti `ivega srebra v vseh vzor~enih ravnicah in globinah. Vsebnost `ivega srebra za prvo in vse ostale vi{je terase je bila ocenjena po enaki metodi. Vrednosti zna{ajo 342,3 mg/kg za poplavno ravnico, 145,3 mg/kg za prvo teraso ter 718 mg/kg Hg za vi{je terase. Ob tem velja pripomniti, da so bile najvi{je vsebnosti Hg v poplavnem sedimentu reke Idrijce zabele`ene na povr{ini poplavnih ravnic, in sicer med 200 in 500 mg/kg. Ta vrednost
se bistveno zmanj{a (na okoli 50 mg/kg na povr{ini) `e na prvi terasi.
Ocenjena prostornina vseh poplavnih ravnic od Idrije do izliva Ba~e je 4,05×106 m3, prvih teras 2,31×106 m3 ter vseh ostalih vi{jih teras prav tako 2,31×106 m3. Skupna nako-pi~ena koli~ina `ivega srebra v aluvialnih sedimentih reke Idrijce zna{a 2029 ton. To pomeni, da je 5% `ivega srebra, ki je bilo izgubljeno v okolju zaradi rudarjenja v Idriji, v poplavnih sedimentih reke Idrijce od mesta Idrija do izliva Ba~e v Idrijco.
Ta rezultat je primerljiv z rezultati drugih raziskovalnih skupin. @ a g a r in sodelavci (2004) so dolo~ili, da je v Tr`a{ki zaliv v zadnjih 500 letih bilo prineseno 2.500 ton Hg, @agar in [irca (2001) pa, da je
Tabela 2. Komponente analize variance in njihov dele` pri celotni varianci vsebnosti `ivega srebra v
poplavnih sedimentih reke Idrijce.
Table 2. Components of variance of mercury concentration in the Idrijca River overbank sediments.
KOMPONENTE ANALIZE VARIANCE COMPONENTS OF VARIANCE
% celotne variance % of total variance
oddaljenost od vira onesna`enja distance from the source of pollution
28,34
razli~ne poplavne ravnice in terase znotraj ene aluvialne ravnine different floodplains and terraces within alluvial plain
54,78
razli~ni vzor~eni profili znotraj ene poplavne ravnice ali terase different profiles within one floodplain or terrace
2,60
globina odvzetega vzorca znotraj vzor~enega profila depth of sample within profile
14,28
104
letni vnos `ivega srebra v zaliv pribli`no 1.500 kg.
Sklep
V 500-letni zgodovini idrijskega rudnika se je v okolje izgubilo ocenjenih 37.500 ton `ivega srebra. Nekaj tega se je razpr{ilo v okolje po zraku, kar ima za posledico avre-olo povi{anih vrednosti `ivega srebra v tleh (G o s a r & [ a j n , 2003). Nekaj Hg je nako-pi~eno v deponijah pre`gane in siroma{ne rude v sami Idriji, del pa ga je odplavila reka Idrijca ob visokih vodah. To `ivo srebro se je nakopi~ilo v poplavnih sedimentih Idrijce, So~e ter sedimentih v Tr`a{kem zalivu. V pri~ujo~i raziskavi smo ocenili, da je 5% v okolju izgubljenega `ivega srebra v aluvialnih ravnicah ob Idrijci. To oceno smo dobili s pomo~jo podatkov o morfologiji aluvialnih ravnin ter podatkov o vsebnosti `ivega srebra v materialu, ki aluvialne ravnine sestavlja. Z dodatnimi raziskavami, predvsem sedimentov reke So~e in sedimentov Tr-`a{kega zaliva, bi bilo mogo~e zaokro`iti zgodbo o 37.500 tonah `ivega srebra, “izgubljenih” zaradi rudarjenja in predelave rude v Idriji.
What is the amount of mercury
accumulated in the Idrijca river
overbank sediments?
Extended summary
Part of the mine and roasted ore residues of Idrija mercury mine has been deposited in the Idrijca river channel. This material has been transported downstream during the floods and deposited in the alluvial sediments of the Idrijca and So~a Rivers and in the sediments of Trieste Bay. The main idea of the present work was to estimate the amount of mercury deposited in alluvial sediments of the Idrijca River. This has been performed by mapping the Holocene alluvial deposits. We drew special attention to two parameters:
•  area of deposits and
•  height above the active channel.
In the second part of research we determined the mercury concentration in these sediments and its spatial distribution. The
Gorazd @ibret & Mateja Gosar
total number of collected and analyzed samples was 241. They were sampled in 17 profiles on 6 locations - alluvial plains (Figure 1, Table 1 and Figure 2). Only the smallest fraction (<0.063 mm) was analyzed. The sampling plan enabled the analysis of variance. This is important for estimation of mercury concentration in the whole area of the Idrijca River alluvial sediments, including the mercury concentration in depth. It has been found that mercury concentrations mainly depend on the position within the alluvial plain. In other words, mercury content depends on its position on the floodplain, on the first terrace or on other higher terraces. This level of the analysis of variance design carries 54,8% of total variability.
The floodplain is the most contaminated area with maximum values extending up to 500 mg/kg. The concentrations rapidly decrease in the first terraces (50 mg/kg) and in other higher terraces where the maximum concentration drops to 7.5 mg/kg Hg. The level »depth of collected sample« carries 14,3% of total variability. The mercury concentration does not depend on the microlo-cation within one terrace or floodplain (2,6% of tot. var.) neither on the distance from the source of pollution (28,4% of tot. var.).
The estimation of mercury accumulation has been based on the assumption that all floodplains or terraces are homogeneously contaminated with mercury, regardless of distance from the Idrija, and depth. The degree of contamination of every unit have been assumed as an average value of all samples collected inside this unit (floodplain, 1st terrace or any other higher terraces). The volume of all deposited material in the flo-odplains from Idrija to affluent of Ba~a in the Idrijca near the town Most na So~i is estimated at 4.05×106 m3 with the average Hg concentration of 342,3 mg/kg. These values for all 1st terraces are 2.31×106 m3 and 145,3 mg/kg and for all higher terraces 2.31×106 m3 and 7,8 mg/kg respectively. With the estimation of alluvial silty sand density at 2,082 kg/m3 we calculated that if all alluvial material were made of the analyzed material (<0.063 mm), it would contain 3623 tons of mercury. The last step was to correct this result to the value appropriate to the deposited material. For 21 samples different fractions have been analyzed and it came out that smallest fraction contains 1.8 times
Koliko ‘ivega srebra je akumulirano v poplavnih sedimentih reke Idrijce?
105
more mercury than all fractions together. The correction factor for the last result is then 0.56. The final result is that 2029 tons of mercury is deposited in the alluvial sediments of the Idrijca River. This is 5% of total estimated mercury which has been dissipated in the environment during the 500 years of mining in Idrija.
Literatura
B i e s t e r , H., G o s a r , M. & C o v e l l i , S. 2000: Mercury speciation in sediments affected by dumped mining residues in the drainage area of the Idrija mercury mine, Slovenia. - Environ. Sci. Technol., 34/16, 3330-3336.
^ a r , J. 1992: Rudni{ki `galni{ki ostanki in radioaktivnost.- Idrijski razgledi XXXVII, 1-2, 106-110, Idrija.
C o v e l l i , S., F a g a n e l i , J., H o r v a t , M. & B r a m b a t i , A. 2001: Mercury contamination of coastal sediments as a result of long-term cinnabar mining activity (Golf of Trieste, northeren Adriatic sea). - Applied Geochemistry, 16/5, 514-558.
D i z d a r e v i } , T. 2001: The influence of mercury production in Idrija mine o the environment in the Idrija region and over a broad area. - RMZ - Materials and Geoenvironment, 48/1, 56-64, Ljubljana.
Gosar, M. & [ajn, R. 2003: Geochemical soil and attic dust survey in Idrija, Slovenia. - Journal de Physique IV, 107, 561-565.
Gosar, M. 1997: @ivo srebro v sedimentih in zraku na ozemlju Idrije kot posledica orudenja in rudarjenja, doktorska disertacija. - Naravoslov-notehni{ka fakulteta Univerze v Ljubljani.
G o s a r , M., P i r c , S. & B i d o v e c , M. 1997: Mercury in the Idrijca River sediments as a reflection of mining and smelting activities of the mercury mine Idrija. - Journal of Geochemical Exploration, 58, 125-131.
H o r v a t , M., C o v e l l i , S., F a g a n e l i , J., L o -g a r , M., M a n d i } , V., R a j a r , R., [ i r c a , A. & @agar, D. 1999: Mercury in contaminated coastal environments; a case study : the Gulf of Trieste. - Sci. total environ., 237/238, 43-56.
H o r v a t , M., K o n t i } , B., O g r i n c , N., J e -r e b , V., L o g a r , M., F a g a n e l i , J., R a j a r , R., [ i r c a , A., P e t k o v { e k , G., @ a g a r , D. & D i -z d a r e v i ~ , T. 2003: Remediation of mercury polluted sites due to mining activities. - Crit. rev. anal. chem, 33, 291-296.
Hudson-Edwards, K.A. 2003: Sources, mineralogy, chemistry and fate of heavy metal-bearing particles in mining-affected river systems. - Mineralogical magazine, 67/2, 205-217.
K e l m e l i s , J.A. et al. (skupno 27 avtorjev) 1994: Science for floodplain management into the 21st century. - U.S. Scientific Assessment and Strategy Team, U.S. Interagency Floodplain Management Review Committee & U.S. Administration Floodplain Management Task Force, Washington, D.C., dostopno na URL <http:// edc.usgs.gov/sast/www/ch_5sast.htm>,  90.
M i a l l , D.A. 1996: The Geology of Fluvial Deposits. - Berlin, Heidelberg, New York: SpringerVerlag, 213-217 & 459-474.
M i e s c h , A.T. 1976: Geochemical survey of Missouri; methods of sampling, laboratory analyzing, and statistical reduction of data. - Geological survey professional paper, USGS, 954-a, 39, Washington.
M l a k a r , I. 1974: Osnovni parametri proizvodnje rudnika Idrija skozi stoletja do danes.-Idrijski razgledi, XIX/3-4, 1-40, Idrija.
Ottesen, R.T., B o g e n , J. B o l v i k e n , B. & V o l d e n , T. 1989: Overbank sediment: a representative sample medium for regional geochemi-cal mapping.- Journal of Geochemical Exploration, 32, 257-277, Amsterdam.
Salomons, W. 1995: Environmental impact of metals derived from mining activities: Process, prediction, prevention. - Journal of Geochemical Exploration, 52, 5-23.
SImetric web page, dostopno na URL <http:/ /www.simetric.co.uk/si_materials.htm>, last upgraded 9.10.2004, quotted 24.5.2005.
S k a b e r n e , D. 1996: Re~ni sistemi in njihovi sedimentacijski modeli. - Geologija, 37/38, 251-269.
[ k o r i } , A. 1977: Tipovi na{ih tala. - Sveu~i-li{~na naklada Liber, 134 str., Zagreb.
@agar, D. & [irca, A. 2001: Mass balance and sediment transport modelling of mercury in the gulf of Trieste. - RMZ Materials and Geoen-vironment, 48/1, 179-185.
@ a g a r , D., W a r w i c k , J.J., Knap , A., Raj a r , R., [ i r c a , A., H o r v a t , M., O g r i n c , N., K o t n i k , J. & ^ e t i n a , M. 2004: Historical Mercury Mass Balance of the Idrijca and So~a River Catchment. - RMZ Materials and geoenvironment, 51/2, 1464-1466.
@ i b r e t , G. & G o s a r , M. 2004: Calculation of mercury accumulation in the Idrijca River over-bank sediments. - RMZ Materials and geoenvi-ronment, 51/1, 326-330.
@ i b r e t , G. & G o s a r , M. 2005: Izra~un koli-~ine akumuliranega `ivega srebra v sedimentih reke Idrijce. - Geolo{ki zbornik, 18, 137-140.