Geokemične lastnosti tal, poplavnega sedimenta ter stanovanjskega in podstrešnega prahu na območju Mežice
Geochemical properties of soil, overbank sediment, household and attic dust
in Mežica area (Slovenia)
Robert ŠAJN, Mateja GOSAR & Milan BIDOVEC Geološki zavod Slovenije, Dimičeva 14, 1000 Ljubljana, Slovenija
kovf¿eCMeezkaede' ge°kemija' onesnaženie> tla> bivalni prah, poplavni sediment, težke metals' Me^' geochemistry> Polutlon. soil. household dust, overbank sediments, heavy
Kratka vsebina
Na podlagi kemičnih analiz vzorcev smo izdelali prostorske porazdelitve za ^T™6 Se°kemicne združbe ter ločili naravne geokemične porazdelitve prvin od antropogeno povzročenih. V raziskavah smo upoštevali 20 kemičnih prvin (Al, Ca, Fe, K Mg Si, Ti, Ba Co, Cr, Cu Mn, Mo, Ni, Pb, Rb, Sr, V, Zn in Zr). Določili smo 3 naravni geokemične zdruzbe: Si-Al-K-Rb-Ni-Cr-Co-Ba-Sr, Ti-V-Fe-Zr-Mn-Co, Ca-Mg-Mo-Cu-deia atntropogeno Povzroeeno združbo Pb-Zn, ki kaže vpliv rudniške in topilniške
Abstract
Spatial distributions of geochemical associations were distinguished based on the is t anal^tof samPles- Nat!?al geochemical distributions of elements were distin! K M* Si i? Rnnthp°P?.ge£1C «»«J^iy«Jemical elements were considered (Al, Ca, Fe, K, Mg, Si, Ti Ba, Co, Cr, Cu, Mn, Mo, Ni, Pb, Rb, Sr, V, Zn in Zr). Three natural ^¿ochem-ical associations (Si-Al-K-Rb-Ni-Cr-Co-Ba-Sr, Ti-V-Fe-Zr-Mn-Co, Ca-Mg-Mf-Cu-S) ?«na ™ h/0P°?enlc association Pb-Zn were determined. The anthropogenic association
is a result of mining and smelting activity in this area.
Uvod
Geokemična skupina Geološkega zavoda Slovenije je v preteklem desetletju na ozemlju Mežice in njene okolice v okviru večih geokemičnih študij obravnavala različne vrste geokemičnih vzorčnih sredstev kot so tla, poplavni sediment ter stanovanjski in podstrešni prah. V pričujočem članku predstavljamo rezultate raziskave tal in vsebnosti slednih prvin v tleh primerjamo s
tistimi v poplavnih sedimentih ter v stanovanjskem in podstrešnem prahu.
Ozemlje Mežice je zaradi rudniške in topilniške dejavnosti ter tudi zaradi geo-genih danosti močno obremenjeno s težkimi kovinami, zlasti s svincem in cinkom, ki so ju tod pridobivali več kot 300 let. Iz leta 1665 so ohranjeni prvi napisani dokumenti, ki omenjajo rudarjenje v Mežiški dolini. Manjši rudniki so bili raztreseni po vsej dolini in okolici, bogato galenitno rudo pa
so topili kar tam kjer so jo pridobivali. Po letu 1896 se je metalurška dejavnost osredotočila v Žerjavu (S o u v e n t, 1994).
Namen članka je določiti nivoje slednih prvin v obravnavnih vzorčnih sredstvih na ozemlju Mežice ter ločiti naravne - geogene anomalije od tehnogenih oziroma antro-pogenih.
Materiali in metode dela
V letih 1991/1992 smo v okviru avstrij-sko-hrvaško-slovenskega projekta delovne skupine Alpe-Jadran z naslovom "Metodologija geokemičnih raziskav v kartiranju in geokemiji okolja na karbonatnih kamninah" vzorčevali tla v Mežici in okolici. Na slovenski strani smo zbrali 263 vzorcev tal iz 82-ih talnih profilov v mreži 1x1 km (sliki 1 in 2). Tla smo vzorčevali v vertikalnih profilih po talnih horizontih. Na sosednjem ozemlju v Avstriji je bilo pobrano še 244 vzorcev tal iz 65-ih talnih profilov. P. Vreča s sodelavci (v tisku) obravnava vse zbrane vzorce, mi pa se bomo v pričujočem članku zaradi zanimivosti ožjega območja
okoli rudnika in topilnice omejili na slovenske vzorce.
Na obravnavanem ozemlju je razvoj tal v tesni zvezi z matično podlago, morfologijo ozemlja in rabo tal. Na strmih pobočjih iz karbonatnih kamnin, ki so večinoma porasla z gozdom, prevladuje talni tip rendzi-na (profil A-C). Od 82 preiskanih profilov jih kar 57 pripada temu talnemu tipu. Ponekod se z rendzino prepletajo rjava pokarbonatna tla (19 profilov), ki predstavljajo nadaljnji razvoj tal na karbonatnih kamninah (profil A-(B)rz-C). Kambični (B)rz horizont je nastal zaradi kopičenja ne-topnega ostanka pri preperevanju nekar-bonatne matične podlage. Na bazičnih kamninah (filiti, marmorji, peščenjaki) smo opazovali evtrična rjava tla (5 profilov), v enem primeru na kisli podlagi pa na dis-trična rjava tla. Talne tipe smo določali v skladu s klasifikacijo po Š k o r i č u (1977).
Priprava vzorcev za kemične analize je potekala po navodilih, podanih v poročilu P i r c a et al. (1987), ki so podobna priporočilom UNESCO projekta IGCP 259 (D a r n 1 e y et al., 1994). Vzorci tal so bili zračno sušeni, narahlo pretrti v keramični
Fig. 1. Researched area
terilnici in sejani skozi sito z odprtinami 2 mm. Frakcija pod 2 mm je bila mleta na analitsko zrnavost (<0,063 mm).
Kislost v vzorcih mineralnih horizontov tal smo določali elektrometrično v suspen-ziji iz 10 g vzorca in 25 ml 0,01M CaCl2 po klasični metodi (R h o a d e s, 1982, H o d -nik, 1988). Z metodo rentgenske fluores-cence so bile določene vsebnosti 11 glavnih (Al, Ca, Cl, F, Fe, K, Mg, Na, P, Si, Ti) in 16 slednih prvin (Ba, Co, Cr, Cu, Ga, Mn, Mo, Nb, Ni, Pb, Rb, Sr, V, Y, Zn, Zr) v laboratoriju Arsenal na Dunaju (tabela 1).
V postopku statistične obdelave podatkov smo upoštevali vseh 229 vzorcev. Za oceno povezav med prvinami smo uporabili multivariatno statistično metodo - faktorsko analizo vrste R (L e M a i t r e, 1982; K o š m e 1 j, 1983; Daviš, 1986; Rodi-o n o v et al., 1987). Kot mero povezave med spremenljivkami smo privzeli korelacijski koeficient (r).
Iz skupine 27 obravnavanih prvin smo izločili 7 prvin - Cl, F, Na, P, Ga, Nb in Y, ker te niso kazale smiselnih povezav z ostalimi prvinami ter so imele nizek delež komunal-nosti pri faktorski analizi. Faktorska analiza je začetno število 20 obravnavanih opazovanj skrčila na 4 sintetične spremenljivke, ki predstavljajo geokemične združbe prvin. Te zajemajo več kot 75% celotne variabilnosti. Rezultati faktorske analize so prikazani v obliki matrike značilnih roti-ranih faktorskih obremenitev (tabela 2).
Tab. 2. Dominantne vrednosti rotiranih faktorskih obremenitev; n=229
Tab. 2. Characteristic values of rotated factor loadings; n=229
Prvina	F1	F2	F3	F4	Kom.
Si	0.86				91.3
Al	0.85				89.7
K	0.85				83.0
Rb	0.83				79.9
Ni	0.79				81.0
Co	0.65	0.59			79.1
Cr	0.64				64.6
Ba	0.61		-0.55		78.4
Sr	0.55				55.9
Ti		0.91			92.9
V		0.84			76.8
Fe		0.83			88.6
Zr		0.66			66.0
Mn		0.55			51.6
Mg			0.90		88.9
Ca			0.76		86.1
Mo			0.53		50.5
Cu			-0.75		75.1
Zn				0.85	74.9
Pb				0.80	79.8
Var.	29.1	21.7	15.4	10.5	76.7
F1 ... F4 - Faktorske obremenitve; Factor loadings
Kom. - Komunalnost v %; Communality in % Var. - Varianca v %; Variance in %
SI. 2. Digitalni model reliefa območja Mežice z lokacijami vzorčenja v talnih profilih Fig. 2. Digital relief model of Mežica area with soil profile locations
Prvina
Element
Tab. 1. Povprečja vsebnosti prvin v vzorčnih sredstvih na območju Mežice Tab. 1. Averages of chemical elements in sampling materials on Mežica area
Površinski talni horizont
Upper soil
Spodnji
talni horizont
Bottom soil
Poplavni sediment nad Črno
Overbank sediment upstream from Črna
Poplavni sediment pod Črno
Overbank sediment downstream from Črna
Stanovanjski prah (Leše)
Household dust (Leše)
Podstrešni prah (Leše)
Attic dust (Leše)
n	107	122	3	5	1	1
Al	3,95	7,35	7,15	4,81	1,59	3,32
Ca	2,32	4,03	5,01	8,35	7,20	9,02
Fe	2,67	3,65	5,02	3,39	1,38	2,58
K	0,95	1,54	1,55	1,13	0,66	1,11
Mg	1,28	1,87	3,66	5,82	2,08	2,06
Na	0,14	0,18	1,26	0,72	0,80	0,37
P	0,126	0,075	0,077	0,054	0,110	0,172
Ti	0,39	0,50	0,71	0,36	0,13	0,14
As	_	_	14	19	<5	59
Ba	246	240	353	564	462	259
Cd	_	_	2,7	22,6	5,8	8,9
Co	17	21	13	11	6	7
Cr	80	83	69	59	122	76
Cu	39	26	20	36	91	63
La	_	_	31	22	10	14
Mn	935	970	946	616	280	583
Mo	3	4	3	57	9	8
Nb	_	-	23	9	3	4
Ni	31	48	39	35	47	28
Pb	485	94	156	3325	227	1758
Sb	_	-	6	12	18	19
Sc	_	_	17	10	2	5
Sn	_	_	4	6	25	21
Sr	80	95	178	128	88	173
Th	_	-	8	9	2	5
V	134	139	109	65	27	82
Y	_	_	14	10	4	8
Zn	209	130	591	5297	1202	1015
Zr	134	146	28	26	10	15
Hg	-	-	60	90	850	1845
Povprečne vrednosti Al, Ca, Fe, K, Mg, Na, P in Ti so v %, Hg v mg/t, preostalih prvin pa v g/t; Podatki za poplavni sediment (B i d o v e c, 1997) in tla (P i r c, 1993; A n d j e l o v, 1994);
Average values of Al, Ca, Fe, K, Mg, Na, P and Ti are in %, Hg in mg/t, remaining elements in g/t); Databases for overbank sediments (Bidovec, 1997) and soil (Pirc, 1993; Andjelov, 1994)
Rezultate raziskave smo prikazali v obliki kart porazdelitev vsebnosti obravnavanih prvin in faktorskih vrednosti. V postopku izdelave geokemičnih kart smo uporabili interpolacijsko metodo univerzalnega krigiranja z linearnim vario-gramom (P e r i š i č, 1983; Daviš, 1986). Pri interpolaciji posameznih prvin smo upoštevali 107 vzorcev zgornjih ter 122 vzorcev spodnjih talnih horizontov. Ana-
lizne vsebnosti prvin smo interpolirali v osnovni celici 250 x 250 m.
Mejne vsebnosti razredov smo izbrali na osnovi percentilov porazdelitve interpoli-ranih vrednosti. Odločili smo se za 7 vsebnost-nih razredov: 0-10,10-25, 25-40, 40-60, 60-75, 75-90 in 90-100 percentilov porazdelitve prvine. Vsebnostne razrede smo postavili tako, da so vrednosti okrog povprečja v širših razredih, nizke in visoke pa v ožjih razredih.
Tab. 3. Slovenska povprečja vsebnosti kemičnih prvin v vzorčnih sredstvih (tla 0-10 cm, n=819
n=119 (Hg); poplavni sediment, n=142* stanovanjski prah, n=41; podstrešni prah, n=41)
Tab.3. Averages of chemical elements in sampling materials in Slovenia (soil 0-10 cm, n=819 n=119 (Hg); overbank sediments, n=142; hause-hold dust, n=41; attic dust, n=41)
Prvina Tla
Poplavni Stanovanjski Podstrešni sediment prah	prah
Ele- Ele. Soil Overbank
ment		sediment
Al	6,92	5,18
Ca	0,78	5,82
Fe	3,80	2,77
K	1,40	1,17
Mg	0,83	2,31
Na	0,47	0,72
P	0,063	0,053
Ti	0,36	0,27
As	<5	<5
Ba	360	281
Cd	0,5	0,4
Co	26	10
Cr	88	60
Cu	23	19
La	30	24
Mn	902	606
Mo	<2	<2
Nb	6	5
Ni	46	32
Pb	34	21
Sb	<5	<5
Sc	13	10
Sn	<2	<2
Sr	82	104
Th	11	9
V	113	69
Y	15	12
Zn	104	78
Zr	46	28
Hg	160	60
Household dust
Attic dust
1,64 7,00 1,36 0,74 1,52 0,75 0,136 0,12 <5 344 2,4 6 86 139 18 355
3
4
45 138 <5 7
23 109 2
27 4 655 17 685
2,52 7,58 1,67 1,10 1,46 0,33 0,245 0,14 11 319 1,2 6
53 51 13 477 2 4
27 145 <5 4 11 119 4 58 8 286 18 1075
Povprečne vrednosti Al, Ca, Fe, K, Mg, Na, P in liso v /o, Hg v mg/t, preostalih prvin pa v g/t-Ocenjene vrednosti za poplavni sediment so ' povzete po Bid o vcu, 1997, za tla po Pire u 1993 m Andjelovu, 1994);
Average values of Al, Ca, Fe, K, Mg, Na, P and Ti aiV /o' Hg ln remaining elements in g/t)-Estimate values for overbank sediments are ' taken from B i d o v e c , 1997 and for soil from Pire, 1993; And j elo v, 1994)
Rezultati in razprava
Osnovne statistične vrednosti
Porazdelitve geokemičnih združb prvin v tleh na ozemlju Mežice smo primerjali s
povprečjem vsebnosti prvin v tleh Slovenije (A n d j e 1 o v, 1994; Pire, 1993), z vsebnostmi v urbanih sedimentih z ene lokacije na obravnavanem ozemlju (Š a j n, 1999) in z vsebnostmi v poplavnih sedimentih (B i d o v e c , 1997) (tabeli 1 in 3).
Naravna porazdelitev kemičnih prvin v vzorčnih sredstvih
Geokemična združba Si, Al, K, Rb, Ni, Cr, Co, Ba in Sr
Faktor 1 (tabela 2) je prvi po moči in pojasni 29 % variabilnosti. Visoke vrednosti faktorja 1 so vezane na B horizont distri-čnih rjavih tal, nastalih na karnijskem laporju in skrilavem glinovcu ter na ladinij-skem skrilavem glinovcu, meljevcu, laporju, drobi, peščenjaku, konglomeratu, breči in tufu, nizke vrednosti pa na tla nastala na norijskem in retijskem skladovitem glavnem dolomitu ter na masivnem wetter-steinskem apnenecu in dolomitu corde-volske starosti. Vsebnosti geokemične združbe se z globino povečujejo. Ta skupina kemičnih prvin predstavlja najizrazitejši naravni vzorec obnašanja prvin na območju Mežice.
Primerjava kemizma mežiških tal s slovenskim povprečjem v tleh (tabeli 1 in 3) je pokazala, da mediane Al, K, Ni, Cr, Co in Sr v zgornjih talnih horizontih predstavljajo povprečno 74 % delež, vsebnosti teh prvm v spodnjih talnih horizontih pa nihajo na nivoju slovenskega povprečja. Enako velja tudi za poplavni sediment. Vsebnosti omenjenih prvin v stanovanjskem podstrešnem prahu na območju Mežice (Lese pri Ravnah na Koroškem) predstavljajo povprečno 80 % delež ocenjenega slovenskega povprečja v tleh.
Geokemična združba Ti, V, Fe, Zr, Mn in Co
Faktor 2 (tabela 2) je drugi po moči in pojasni 22 % celotne variabilnosti. Visoke vrednosti faktorja 1 so vezane na B horizont pokarbonatnih rjavih tal, nastalih na karbonatnih kamninah. Tudi vsebnosti te geokemične združbe se z globino povečujejo (16 %) toda ne tako močno, kot je primer v prejšnji skupini.
SI. 3a. Porazdelitev faktorja 3 (Mg, Ca, Mo, -Cu in -Ba) v vrhnjem talnem horizontu Fig. 3a. Distribution of factor 3 (Mg, Ca, Mo, -Cu and -Ba) in top soil
Faktor 3
SI. 3b. Porazdelitev faktorja 3 (Mg, Ca, Mo, -Cu in -Ba) v spodnjih talnih horizontih Fig. 3b. Distribution of factor 3 (Mg, Ca, Mo, -Cu and -Ba) in bottom soil
Mediane navedenih prvin z izjemo Zr v zgornjih talnih horizontih nihajo nekoliko pod slovenskim povprečjem, v spodnjih talnih horizontih pa te vrednosti presežejo za povprečno 10 %. Vsebnosti omenjenih
-j
O)
prvin v stanovanjskem in podstrešnem prahu na območju Mežice predstavljajo povprečno 30 % oz. 54 % delež ocenjenega slovenskega povprečja v tleh (tabeli 1 in 3).
SI. 4a. Porazdelitev faktorja 4 (Pb in Zn) v vrhnjem talnem horizontu Fig. 4a. Distribution of factor 4 (Pb and Zn) in top soil
Faktor 4
SI. 4b. Porazdelitev faktorja 4 (Pb in Zn) v spodnjih talnih horizontih Fig. 4b. Distribution of factor 4 (Pb and Zn) in bottom soil
Geokemična združba Mg, Ca, Mo, -Cu in -Ba
Faktor 3 (tabela 2; sliki 3a in 3b) predstavlja najslabše izražen naravni trend na raziskanem območju. Pojasni približno
15% celotne variance. Tudi ta geokemična asociacija ponazarja naravno porazdelitev prvin. Vsebnosti Ca, Mg in Mo naraščajo z globino, Cu in Ba pa vpadajo. Visoke vrednosti faktorja 3 so vezane na rendzine
nastale na zgornjetriasnem skladovitem glavnem dolomitu ali pa na zgornje in sred-njetriasnih apnencih in dolomitih.
V primerjavi z ocenjenimi povprečji vsebnosti Ca, Mg in Mo v slovenskih tleh (tabeli 1 in 3) smo ugotovili več kot 2 krat višje vsebnosti v zgornjem, ter skoraj 3,5 krat višje vsebnosti v spodnjih talnih horizontih. Še večje so razlike, če primerjamo vsebnosti s poplavnim sedimentom in podstrešnim prahom, ki omenjeno povprečje presežeta za okrog 14 krat. Cu in Ba v vseh vzorčnih sredstvih z izjemo poplavnega sedimenta nihata na nivoju slovenskega povprečja.
Antropogeno povzročena porazdelitev kemičnih prvin
Geokemična združba Pb in Zn
Antropogeno porazdelitev prvin nakazuje faktor 4, ki pojasni okrog 11 % celotne variabilnosti prvin. Predstavlja prvine, ki so bile v večjem delu antropogeno vnesene v tla. Faktorske vrednosti se spreminjajo z globino: v zgornjih talnih horizontih so vrednosti za nekajkrat višje kot v spodnjih talnih horizontih (tabela 1 in 2, sliki 4a in 4b).
Vsebnost Pb v zgornjem talnem horizontu tal iz mežiškega območja za več kot 14 krat presega ocenjeno slovensko povprečje, vsebnost Zn pa za skoraj 3 krat. V spodnjih talnih horizontih so te razlike manjše, Pb preseže povprečje za 2 krat, Zn pa za približno 25 % (tabela 2, sliki 5 in 6).
Razlike so bolj očitne na močno onesnaženih lokacijah z globljimi talnimi profili (rjava tla). Pri rendzinah, pri katerih smo navadno vzeli le vzorca dveh horizontov (OhAh, AC) so te razlike manjše. Primerjava vsebnosti svinca v organskem (Oh) horizontu s tistimi v zgornjem in spodnjem mineralnem horizontu jasno kaže veliko obremenitev organskega in zgornjega mineralnega horozonta s svincem, verjetno predvsem zaradi zračnega transporta. Podobno, a manj izrazito porazdelitev ima tudi cink, kar je pa tudi pričakovati, saj sodita oba v isti faktor oz. v isto geokemično združbo. V zelo onesnaženem profilu 1, ki je v bližini Žerjava in v profilih 2 in 9, ki sta od Žerja-
va malo bolj odmaknjena, a vseeno jasno obremenjena zaradi vpliva topilnice, so vsebnosti svinca in cinka zelo visoke v organskem in zgornjem mineralnem horizontu tal. V globjih horizontih se nivoja obeh prvin približata nivoju ozadja. Za primer neonesnažene lokacije navajamo profil 38, ki leži na skrajnem NE delu obravnavanega ozemlja. Znotraj tega profila nihajo vsebnosti težkih kovin v mejah ozadja, kalcij in magnezij pa z globino naraščata. Profila 6 (blizu rudnika Topla) in 71 (ob pojavu svinca v Začnovem hlevu) vsebujeta visoke vrednosti svinca in cinka. V organskih horizontih ni prišlo do obogatitve teh prvin, nasprotno, v profilu 6 količina Zn celo naraste v spodnjem horizontu. Zanimivo je tudi razmerje Pb : Zn v tih dveh profilih, saj se dobro sklada z rudo, ki je v bližini. Z geokemičnega stališča predstavlja Topla v rudiščih severnih Karavank poseben primer. Cink močno prevladuje nad Pb, tako da je njuno razmerje kar od 4:1 do 6:1 (Š t r u c 1, 1974). Sklepamo torej, do so visoke vrednosti svinca in cinka v teh dveh profilih posledica geogenih dejavnikov -torej orudenja.
Še večje so razlike če primerjamo vsebnosti Pb in Zn v poplavnem sedimentu s slovenskim povprečjem. Vsebnosti Pb in Zn v vzorcih zbranih nad Črno presežejo slovensko povprečje za več kot 7 krat. Te vrednosti lahko pripišemo vplivu ozadja oz. pojavu Pb-Zn orudenj. Velikanske razlike pa opazimo v vzorcih zbranih ob strugi reke Meže pod Črno. Vsebnost Pb preseže slovensko povprečje poplavnih sedimentov za več kot 100 krat, Zn pa za več kot 45 krat (tabela 2, sliki 5 in 6). Drastično povečanje vsebnosti Pb in Zn v poplavnih sedimentih je zanesljiva posledica rudarjenja in metalurške dejavnosti. Flotacijski mulj je namreč dolga leta odtekal v reko Mežo in jo naredil mrtvo (S o u v e n t, 1994).
Daljinski vpliv metalurške dejavnosti na območjih Mežice in Raven na Koroškem se odraža tudi na vsebnosti Pb in Zn v urbanih sedimentih. Za razliko od prvin, na katere človek nima večjega vpliva in katerih vsebnosti nihajo na nivoju slovenskega povprečja v tleh, smo ugotovili za 6 oz. 10 krat višje vsebnosti Pb in Zn v stanovanjskem prahu in 50 oz. 10 krat višje v podstrešnem prahu (tabela 2, sliki 5 in 6).
2000 1800 1600 1400 1200
«
■S 1000
•o o.
800 600
□ Poplavni sediment (Overbank sediment) EE3 Tla (Soil)
544Ž Stanovanjski prah (Household dust) Podstrešni prah (Attic dust)
	400
	200
	0
	2000
	1800
	1600
	1400
	1200
4?	
S	1000
C	
N	
	800
	600
	400
	200
	0
> =
E « O C
oil
II
«S
x/> a A k. (9 £
Slovensko povprečje (Slovenian average)
t
3.325 g/t
S go
.Sli
>N o O
O C O...
2 e P
.8 s
° S E p
□ Poplavni sediment (Overbank sediment) ES3 Tla (Soli)
^	Stanovanjski prah (Household dust)
M	Podstrešni prah (Attic dust)
5.297 g/t
Mežica slabši antropogeni vpiv : (smaller anthropogenic inflence)
= v O.C > c
SI. 5. Porazdelitev vsebnosti Pb v vzorčnih sredstvih na območju Mežice
Fig. 5. Distribution of Pb content in sampling materials in Mežica area
SI. 6. Porazdelitev vsebnosti Zn v vzorčnih sredstvih na območju Mežice
Fig. 6. Distribution of Zn content in sampling materials in Mežica area
Zaključki
Z geokemičnimi raziskavami na območju Mežice smo ugotovili vsebnosti in prostorske porazdelitve kemičnih prvin v tleh ter ločiti naravne geokemične porazdelitve prvin od antropogeno povzročenih. V raziskavah smo upoštevali porazdelitve 20 kemičnih prvin (Al, Ca, Fe, K, Mg, Si, Ti, Ba, Co, Cr, Cu, Mn, Mo, Ni, Pb, Rb, Sr, V, Zn in Zr).
Ločili smo 3 naravne geokemične združbe: Si-Al-K-Rb-Ni-Cr-Co-Ba-Sr, Ti-V-Fe-Zr-Mn-Co, Ca-Mg-Mo-Cu-Ba. Glavna lastnost prvin naravnih geokemičnih
združb je, da njihova vsebnost z globino raste ter, da ni velikih razlik med vsebnostjo v različnih vzorčnih sredstvih.
Z okoljevarstvenega vidika je posebno zanimiva antropogeno povzročena geoke-mična združba Pb-Zn, na katero je močno vplivala rudniška in topilniška dejavnost v mežiški dolini. Za obe prvini je značilno, da njune vsebnosti v tleh z globino praviloma močno vpadajo ter tudi, da so nekajkrat obogatene v vseh vzorčnih sredstvih na raziskanem območju glede na slovenska povprečja.
Zaskrbljujoče je dejstvo, da so na ozemlju Mežice v stanovanjskem prahu (Leše pri
Ravnah na Koroškem) vsebnosti Pb in Zn zelo visoke in presegajo tudi večkratne vsebnosti ugotovljene v tleh. Ker je vzorec stanovanjskega prahu odvzet na lokaciji, kjer je možen vpliv metalurške dejavnosti z območij Mežice in Raven na Koroškem, bo odgovor o vplivih na okolje dala šele sistematična raziskava urbanih sedimentov na območju obeh potencialnih onesnaževalcev.
Geochemical properties of soil, overbank sediment, household and attic dust in Mežica area (Slovenia)
In the frame of an international Austrian-Croatian-Slovene project "Methodology of geochemical mapping and geochemistry of the environment on carbonate terrains" soil was sampled in the Mežica area in 1991/1992. In Slovenia 263 soil samples in 82 profiles were collected. Samples of overbank sediment and urban sediment (household and attic dust) were also included in this research.
Based on the chemical analyses of samples spatial distributions of geochemical associations were distinguished. Natural geochemical distributions of elements were distinguished from anthropogenic ones. Twenty chemical elements were considered (Al, Ca, Fe, K, Mg, Si, Ti, Ba, Co, Cr, Cu, Mn, Mo, Ni, Pb, Rb, Sr, V, Zn in Zr).
Three natural geochemical associations (Si-Al-K-Rb-Ni-Cr-Co-Ba-Sr, Ti-V-Fe-Zr-Mn-Co and Ca-Mg-Mo-Cu-Ba) were distinguished. The main characteristics of these geochemical associations are following: their contents in soil increase with depth and do not differentiate between sampling materials.
From the environmental point of view is very interesting Pb-Zn anthropogenic geochemical association which is the result of mining and smelting activity in the Mežica valley through many centuries. Pb and Zn contents in soil decrease rapidly with depth and are enriched in all sampling materials with respect to the Slovenian average.
The fact, that Pb and Zn contents in attic dust in Mežica area (village Leše) multiply exceed values in soil, is very alarming. Further systematic research of urban sediments should be extended also to nearby
regions with heavy ironwork industry (Ravne na Koroškem).
Zahvale
Raziskave so potekale pod okriljem mednarodnega sodelovanja Alpe-Jadran s kolegi z Woest-Alpine (Linz), Geooeko (Dunaj) in Zagrebškega geološkega zavoda. Zahvaljujemo se Geološkemu zavodu Slovenije, ki nam je omogočil delo pri reševanju geoke-mične problematike in Ministrstvu za znanost in tehnologijo Republike Slovenije za financiranje raziskav.
Acknowledgement
The study was performed in the frame of the Alpe-Adria common research project with colleagues of the Woest-Alpine, Linz, Geooeko, Vienna, and the Geological Survey of Croatia. Thanks to the Geological Survey of Slovenia for enabling the investigation, and to the Ministry for Science and Technology , R. Slovenia for funding.
Literatura
A n d j e 1 o v, M. 1994: Rezultati radiometri-čnih in geokemičnih meritev za karto naravne radioaktivnosti Slovenije. -Geologija, 36, 223 -248, Ljubljana.
B i d o v e c, M. 1997: Uporaba poplavnega sedimenta za ugotavljanje ozadja in stopnje onesnaženja. -Magistrsko delo, Knjižnica Odseka za geologijo, NTF, 133 str., Ljubljana.
D a r n 1 e y, A. G., B j o r k 1 u n d, A., B o 1 v i k e n , B., G u s t a v s s o n, N., K o v a 1, P. V., P 1 a n t, J. A., S t e e n f e 1 d, A., Tau-c h i d , M. & X u e j i n g, X. 1994: IGCP Project 259 & 360.-Newsletter 6. IUGS UNESCO, Geological Survey of Canada, 15 pp., Ottawa.
D a v i s, J. C. 1986: Statistic and data analysis in geology. -Willey & Sons, 651 p., New York.
H o d n i k, A. 1988: Kemične analize talnih vzorcev, rastlinskih vzorcev in odcednih vod. -Poročilo, Katedra za pedologijo, prehrano rastlin in ekologijo, BTF, Ljubljana.
K o š m e 1 j, B. 1983: Uvod v multivariatno analizo. -Univerza Edvarda Kardelja, Ekonomska fakulteta Borisa Kidriča, 272 str., Ljubljana
LeMaitreR. W. 1982: - Numerical Petrology; Statistical interpretation of geochemical data. - Elsevier Publ. Co., 281 p., Amsterdam.
P e r i š i č, M. 1983: Primenjena geostatistika (knjigi 1 in 2). - Rudarski institut Beograd, 534 str., Beograd.
P i r c, S. 1993: Regional geochemical surveys of carbonate rocks; final report; USG Project
Number: JF 881-0. -Poročilo, Knjižnica Odseka za geologijo, NTF, 30 str., Ljubljana.
P i r c, S„ L e n a r č i č, T., P e h, Z. & Svrkota, R. 1987: Geochemical surveys on carbonate terrains in Yugoslavia 1985 - 1987. -Poročilo, Knjižnica Odseka za geologijo FNT 121 p., Ljubljana.	' '
R h o a d e s, J. D. 1982: Soluble salts. - In- A L. P a g e (ed.), Methods of soil analysis, Part II Soil science society of America, 167 - 208, Madison, Wisconsin.
R o d i o n o v, D. A., K o g a n, R. I., G o -iubova, V. A., Smirnov, B. I. & Sirotin-skaja, S. V. 1987: Spravočnik po matemati-ceskim metodam v geologiji. - Nedra, 332 str., Moskva.
Souvent, P. 1994: Rudnik Mežica nekoč danes m jutri,- V: A. Lah (ed.), Okolje v Sloveni-.bo™lk' Tehniška založba Slovenije, 533 -541^ Ljubljana.	J
S a j n, R. 1999: Geokemične lastnosti urbanih sedimentov na ozemlju Slovenije. -Geološki zavod Slovenije, 136 str., Ljubljana.
S k o r i č, A. 1977: Tipovi naših tala. -bv«icilišna naklada Liber, 134 str., Zagreb
S t r u c 1 , I: 1974: Nastanek karbonatnih kamnin m cmkovo svinčeve rude v anizičnih plasteh Tople,- Geologija, 17, 300 - 397, Ljubljani.
V r e č a P, P i r c, S. & S a j n, R. (v tisku) Natural and anthropogenic influences on geochemistry of soils in barren and mineralized carbonate terrains. -Journal of Geochemical Exploration.	r