GEOLOGIJA 50/1, 131–145, Ljubljana 2007
Onesnaženost tal v okolici Litije kot posledica rudarskih in metalur{kih dejavnosti ter naravnih danosti
Soil pollution in surroundings of Litija as a reflection of mining, metallurgy
and natural conditions
Robert [AJN & Mateja GOSAR
Geolo{ki zavod Slovenije, Dimi~eva ul. 14, 1001 Ljubljana, Slovenija e-mail: robert.sajn@geo-zs.si, mateja.gosar@geo-zs.si
Ključne besede: geokemija, rudarjenje, metalurgija, težke kovine, onesnaženje, Litija, Slovenija
Key words: geochemistry, mining, smelting, heavy metals, pollution, Litija, Slovenia
Izvle~ek
Na obmo~ju Litije in bližnje okolice smo raziskovali vplive rudarjenja in naravnih danosti na stanje obremenjenosti okolja s težkimi kovinami. Z vzor~enjem smo zajeli 30 km2. Na 120-tih enakomerno porazdeljenih lokacijah smo vzor~ili tla v dveh globinah: od 0 do 5 cm (A talni horizont) in od 15 do 30 cm (B talni horizont).
Na celotnem raziskanem ozemlju je v zgornjem talnem horizontu mejna vsebnost katerekoli od zakonsko obravnavanih težkih kovin presežena na 24 km2, opozorilna na 20 km2 ter kriti~na na 1,6 km2. Obremenjenost spodnjega talnega horizonta je nekoliko manj{a. Najbolj so povi{ane vsebnosti svinca, živega srebra in arzena. Obmo~je povi{anih vsebnosti zajema hrib Sitarjevec in v njegovem vznožju lokalnost Podsitarjevec, kjer je odlagali{~e jalovine in metalur{kih žlinder. Povi{ane vsebnosti obravnavanih težkih kovin smo ugotovili tudi v neposredni bližini nekdanje topilnice.
Abstract
The influence of mining and metallurgic activities as well as natural conditions on heavy metal pollution in Litija and surroundings was defined. Sampling grid in an area of 30 km2 was determined. Soil samples were collected on 120 equally distributed locations in two different depths: horizon A (0-5cm) and horizon B (20-30cm).
In total researched area concentrations of considered elements in upper soil horizon exceed the official limit concentration on 24 km2, warning concentration on 20 km2 and critical concentration on 1.6 km2. Pollution of bottom soil horizon is several times lower. The highest are contents of lead, mercury and arsenic. Areas of enhanced concentrations include a hill Sitarjevec and hill base Podsitarjevec, where the dumps of mining waste and metallurgic slag are situated. Increased concentrations of heavy metals were determined also in the immediate vicinity of former smelter.
Uvod                                    in baritna rudi{~a, od katerih so najve~ja
Sitarjevec, Zavrstnik, Zagorica in Maljek. V Litijskem rudnem polju, natan~neje        Rudarstvo se je na tem obmo~ju za~elo že med naseljema {tangarske Poljane na zaho-        zelo zgodaj. Domnevajo, da so v Litiji ru-du in Mamolj na vzhodu, so v deset kilome-        darili že Kelti, vendar za to ni trdnih do-trov dolgem pasu od nekdaj rudarili na {te-        kazov. Najdi{~a žlindre v neposredni bližini vilnih lokacijah. Gre za svin~eva, cinkova        Litije pri~ajo o rudarjenju v rimskih ~asih.
132
Robert [ajn & Mateja Gosar
Od srednjega veka pa vse do leta 1965 so z manj{imi prekinitvami na tem obmo~ju pridobivali svinec, cink, živo srebro, srebro, železo in barit.
Kljub temu da je rudarstvo v okolici Litije pred ve~ desetletji zamrlo, so {tevilni sledovi rudarjenja v okolju {e opazni. Najdemo {tevilne vhode v opu{~ene rudnike, deponije siroma{ne rude, prikamnine in žlindre, zavedamo se ogroženosti zaradi možnosti izbruhov ujete rudni{ke vode v zapu{~enem rudniku Sitarjevec in kislih izcednih vod, ki odtekajo iz rudnika.
Ugotavljanje obremenjenosti okolja s težkimi kovinami v Litiji in okolici smo obravnavali v zadnjih letih v ve~ vzporednih raziskavah. Vsebnosti v podstre{nem prahu in v tleh na vrtovih vzor~evanih hi{ je v diplomskem delu obravnavala M. Je-mec (2006). Ugotavljanje porazdelitve težkih kovin v tleh v okolici teh polimetalnih rudnikov pa je bila naloga raziskave, ki jo predstavljamo v tem prispevku.
hodov ni. Sava naredi pri Litiji najve~-ji ovinek na vsej svoji poti skozi Posavsko hribovje. Ob tem zavoju je nekaj ve~ ravnega sveta, ki se nadaljuje {e ob spodnjem toku Reke do [martnega pri Litiji. Sava je na obmo~ju Litije s svojo erozijo ustvarila {ir{e dolinsko dno z nekaj terasami in deli Litijo na dva dela; starej{i del se nahaja na desnem bregu reke Save ob vznožju Sitar-jevca, novej{i del pa je na levem re~nem bregu, na obmo~ju Gradca in Gra{ke Dobrave. Vzhodno od Litije se razprostira obsežno rodovitno Litijsko polje vse do izliva potoka Reke v Savo.
Obravnavali smo ozemlje, ki je veliko 6 x 5 km (slika 1). Na raziskovalnem ozemlju so bolj ali manj strnjena naselja in vasi, ponekod so tudi samotni zaselki. Najve~ povr{in se uporablja v kmetijske obdelovalne namene ter vrtove, veliko povr{ine, kot na primer hrib Sitarjevec, pa prekriva me{ani gozd.
Opis raziskanega ozemlja
Geografski opis raziskovanega ozemlja
Dolina Save je v zgornjem Zasavju vrezana v alpski smeri, pre~nih naravnih pre-
Geolo{ki opis ozemlja
Geolo{ka zgradba ozemlja povzemamo po Mlakarju (1994) in delno tudi po Osnovni geolo{ki karti lista Ljubljana, v merilu 1: 100.000 (Premru, 1982) (slika 2).
Slika 1. Lega raziskanega ozemlja z lokacijami vzor~enja Figure 1. Location of study area with sampling locations
Onesnaženost tal v okolici Litije kot posledica rudarskih in metalur{kih dejavnosti ter naravnih ...   133
Aluivhiliii sedi m en Ti (Alluvial sediments)
karbonski skrilavci in peščenjaki (Carboniferous shies and sandstones)
RcLnc terase (River teraces)
Triasne nekarbonatnc kamnine (Triassic non-carbonate rocks)
r
Triasne karbonatne kamnine (Triassic carbonate rocks}
Slika 2. Pregledna geološka karta raziskanega ozemlja Figure 2. Generalized geological map of study area
[ir{e ozemlje Litije pripada litijskemu antiklinoriju. Narivi, prelomi in tektonske drse kažejo na premikanje od severa proti jugu. Na obmo~ju Litije so tri tektonske enote, in sicer: Litijska antiklinala, na katero sta narinjena Litijski in Dolski nariv.
Najstarej{e kamnine so karbonske in permske starosti. Predstavljajo jih glinav-ci, muljevci, meljevci, kremenovi pe{~enja-ki in konglomerati. Izdanjajo na ve~jem delu raziskovanega ozemlja. Nahajajo se na severnem obrobju litijsko-{marskega ozemlja, v coni {tangarske Poljane–Kepa– Zavrstnik, vzdolž Bere~anovega in Bede-novega grabna, Dragarjevi dolini in Malje-ku. Karbonske plasti pe{~enjakov z vložki temnosivega glinavca ali konglomerata so na zahodnem obmo~ju Litije in [martnega, na Sitarjevcu, na Velikem Vrhu, ob Ponovi-{kem prelomu, na obmo~ju hriba Cvingar, Slatna, Ojstermanovem hribu, na obmo~ju Zagorice, predelu vzhodno od Teneti{ ter na obmo~ju Gradi{kih Laz.
V zgornje karbonskih kamninah so na{li rastlinske ostanke zahodno od Zavrstnika. Le-ti imajo pomembno vlogo pri interpretaciji nastanka kamnin (Kolar-Jurkov-{ek & Jurkov{ek, 1986).
Mezozojski skladi se za~nejo s skitski-mi kamninami. Najve~ je rde~kastega do
rumenkastega in plo{~astega dolomita, ki ponekod vsebuje oolitne le~e, pe{~enjake, glinavce in meljavce. Te plasti se nahajajo na obmo~ju [martnega, Grma~, Po{~avni-ka, na grebenu južno od Dragarjeve doline, na vmesnem prostoru med Jablani{kim potokom in Reko ter na Pajkovem hribu. Ani-zijske in ladinijske plasti dolomita, tufa in tufita izdanjajo jugozahodno od [martnega pri Litiji. Ladinijske plasti se nahajajo jugozahodno od [martnega, na grebenu Ti~-nica–Grma~e, kjer je dolomit s posameznimi polami ~rnega roženca ter sivo zelene tufe in tufite z rožencem. Tufske kamnine z ro-žencem leže neposredno na skitskih skladih (Pajkov hrib, Slatna, Pa{ava, Roje) in predstavljajo majhne izdanke (Mlakar, 1994).
Najmlaj{e kamnine na litijskem ozemlju predstavljajo kvartarne usedline, ki jih delimo v starej{i in mlaj{i zasip. V starej{i zasip uvr{~amo usedline iz gline in ilovice s prodniki ali gru{~em ter ostanki wurm-skih postglacialnih sedimentov. Izdanjajo na obmo~ju mesta Litije, naselij Teneti{ in [martno, v coni Ježa–Grbin–[marska Do-brava–Zavrstnik in predelu jugovzhodno od Gradi{kih Laz. Mlaj{i zasip, iz proda in peska, najdemo vzdolž reke Save med Kres-ni{kimi Poljanami in Litijo, okoli pritokov Reka, ~rnega potoka ter Jablani{ki potok,
134
na obmo~ju Grma~ in Zavrstnika ter Ko-strevni{ki dolini. Ponekod se je na pobo~-jih nakopi~il tudi gru{~, ki zavzema ve~ji obseg le na severnih pobo~jih Sitarjevca, na Po{~avniku in Ti~nici, Ojstermanovem hribu in {pilju (Mlakar, 1994).
Tla na obravnavanem obmo~ju
Na obravnavanem ozemlju prevleduje-jo klastiti karbonske in permske starosti. Na tej mati~ni osnovi se prepletajo distri~-na rjava tla in distri~ni ranker. Distri~ni ranker se pojavlja le mestoma, ve~inoma na strmih pobo~jih, kjer erozija prepre-~uje nadaljnji razvoj. Po svojih zna~ilnostih je podoben rendzini (A–C profil). Distri~na rjava tla predstavljajo razvitej{i stadij tal na nekarbonatnih kamninah. So že globlja in ve~inoma so porasla z gozdom, na nekaterih platojih pa jih izkori{~ajo za travnike, pa{nike in tudi za njive. Zgradba profila je A–(B)–C. Gre predvsem za gozdna tla, ki jih le poredkoma izkori{~ajo za kmetijstvo ([kori}, 1977).
Na karbonatnih fluvioglacialnih prodnih zasipih ter dolomitih in apnencih se pojavljata rendzina (A–C profil) in evtri~na oziroma pokarbonatna rjava tla (A–(B)–C profil). Zaradi valovitega reliefa, vrta~ in kotanj, je globina pokarbonatnih tal razli~na (Stritar, 1990).
Med obre~na tla na pe{~eno-prodnatem aluviju spadajo tla na sipkem produ Save. Neposredno ob vodotoku so sipine in pro-di{~a. Prodi{~em sledijo v notranjosti plitva, vendar že utrjena obre~na tla. Na starej-{ih re~nih nanosih brez vpliva podtalnice so razvita evtri~na rjava tla.
Rudnik Sitarjevec in topilnica svinca Litija
Litijski rudnik ali Sitarjevec spada med na{a ve~ja rudna nahajali{~a, Litija pa je verjetno najstarej{e slovensko rudarsko mesto (Mlakar, 1994). Hrib Sitarjevec se razprostira nad mestnim jedrom Litije in meri 448 metrov nadmorske vi{ine. Uvr{~a-mo ga v niz rudi{~, ki so nastala v Posavskih gubah. Žilno rudi{~e Sitarjevec ima dolgo zgodovino in je bilo celo eno najve~jih tovrstnih rudi{~ v Avstro-Ogrski monarhiji. V njem so kopali predvsem svinec, živo srebro, srebro, železo in v zadnji fazi tudi barit.
Robert [ajn & Mateja Gosar
Pas, ki obsega rudarska dela je dolg okoli 600 metrov in {irok med 250 in 300 metrov. Najvi{ji rov je na koti 420 m, najnižjo to~ko pa so dosegli s Kidri~evim slepim ja{kom na koti 171,5 m. Rudarska dela so se raztezala na okoli 250 metrih vi{inske razlike, dolžina rovov pa je ob zaprtju rudnika leta 1965 zna{ala vsaj 15 km. Na sliki 3 so prikazane lokacije odlagali{~ jalovine in metalur{kih žlinder.
Za~etek rudarstva v litijskem obmo~ju domnevno sega že v ~as Keltov, ki so tu kopali svin~evo rudo. V ve~jem obsegu so tu rudarili tudi Rimljani (Godec, 1992).
V okolici Litije so v srednjem veku delale manj{e topilnice železa. Vzporedno z železovo rudo so verjetno od ~asa do ~asa kopali v manj{em obsegu tudi svin~evo in cinkovo rudo (^e{miga, 1959). Že v za~et-ku 16. stoletja je bil v Litiji vi{ji rudarski urad. Prvi pisani dokument o rudarjenju na tem podro~ju je nagrobni spomenik rudarskemu mojstru Christofu Brukherschmidu z letnico 1537, ki stoji danes v {marski cerkvi. Leta 1604 je rudnik prenehal delovati (^e-{miga, 1959). Valvasor je leta 1689 napisal, da kažejo kosi rude z opu{~enih odvalov na neko~ velik rudnik svinca in živega srebra (^e{miga, 1959). Leta 1792 so v Pasjeku vzhodno od Litije zgradili topilnico železa, za katero so rudo ob~asno kopali tudi na Si-tarjevcu (Fabjan~i~, 1972)
1838. leta so podelili pravice za raziskovanje železove rude na hribu Sitarjevec. 1878. je za~ela delovati Rudarska družba (Gewerkschaft Littai), ki je delovala do leta 1941, leta 1925 so jo preimenovali v slovensko podjetje Rudarska združba Litija. V tistem ~asu je bilo na Sitarjevcu le nekaj opu{~enih rudarski del (Almin in Karlov rov). Na obsežen limonitni klobuk so naleteli že v za~etni fazi raziskav, v letu 1874 pa so odkrili 30 do 50 cm debelo baritno in ci-nabaritno rudno žilo. V letih 1875 in 1876 so pridobivali le živo srebro. Pri poglabljanju pa so naleteli tudi na galenit in od leta 1877 je bila proizvodnja svinca glavna dejavnost (Fabjan~i~, 1972). Kmalu po za~etku od-kopavanja, so zgradili ~ez reko Savo do bližine litijske železni{ke postaje 364 metrov dolgo ži~nico, po kateri so skozi Avgustov rov dovažali rudo neposredno v prebiralni-co (Mohori~, 1978). Tu so rudo prali, lo-~evali ter sortirali za nadaljnjo obdelavo. V letu 1886 so v Litji za~eli pridobivati tudi srebro, najve~ so ga pridobili leta 1890 in sicer 614,7 kg. Znano je, da so v tem ~asu
Onesnaženost tal v okolici Litije kot posledica rudarskih in metalur{kih dejavnosti ter naravnih ...   135
Slika 3. Lega odlagali{~ jalovine in metalur{kih `linder Figure 3. Locations of mine and metallurgic waste deposits
na Dunaju iz litijskega srebra izdelali spominske kovance imenovane litijski tolarji (Fabjan~i~, 1972). Do leta 1883 so vso ži-vosrebrno rudo s 15 % Hg prodajali Idriji, tistega leta pa so jo za~eli predelovati tudi sami. Ruda predelana leta 1885 je vsebovala 2,7 % Hg. Tega leta so pridobili tudi najve~ živega srebra (26,3 t), najve~ svinca pa leto prej (1.900 t). Okrog leta 1890 je Litija dajala okrog 10 % avstrijske proizvodnje svinca (Fabjan~i~, 1972). Po letu 1894 v Litiji niso ve~ kopali živosrebrne rude, v letu 1897 pa je obstala tudi proizvodnja svin-~eve rude. To je bil razlog, da so si v topilnici nato vse do leta 1917 pomagali s koncentrati pridobljenimi v drugih kranjskih, koro{kih, ~e{kih, bosanskih, srbskih in celo afri{kih rudi{~ih (Mohori~, 1978). Zato je proizvodna svinca mo~no narasla in zna{ala leta 1914 kar 3.660 ton, naslednje leto pa so pridobili tudi najve~ srebra, in sicer 2.750 kg in celo 2,13 kg zlata (Fabjan~i~, 1972). Slika 4 prikazuje topilnico leta 1910.
Dolgotrajni sodni procesi in visoke od-{kodninske zahteve, ki so jih postavljali okoli~ani zaradi {kod, ki jih je povzro~al dim topilnice in prah na okoli{kih gozdovih in kulturah ter splo{na gospodarska kriza, so povzro~ili zaprtje topilnice leta 1917 (Mohori~, 1978). Obrat se je zopet urad-
no odprl leta 1918, vendar so dela obstala že leta 1922 zaradi spora s ~ebelarji, ki so se pritoževali zaradi onesnaževanja ~ebelje pa{e s strupenimi plini iz predelovalnih naprav (Mlakar, 1994). Dela so obnovili leta 1924, do intenzivnej{ega obratovanja pa je pri{lo {ele leta 1927, ko so zagnali gravitacijsko separacijo s flotacijo. Takrat je tona svinca vsebovala 20 do 25 g srebra, ruda pa 7 do 10 % svinca (Fabjan~i~, 1972). Konec leta 1930 so ustavili proizvodnjo svinca zaradi velikega padca cen.
Leta 1941 so Nemci rudnik zaplenili, rudarska dela pa so za~eli istega leta obnavljati, zaradi potrebe po baritu. Zaradi partizanske diverzantske dejavnosti so se leta 1944 raziskave ustavile. V letih 1943 in 1944 so pridobili 2.299 ton barita. Med okupacijo je zgorel tudi celoten jamomerski arhiv.
Leta 1947 so ponovno za~eli z raziskovalnimi deli, tako da so leta 1951 za~eli z izkopavanjem barita. Z letom 1961 je rudnik za~el poslovati kot samostojna enota v okviru rudnikov svinca in topilnice Mežica. Kljub padanju vsebnosti prvin v rudi, ki se je bližala rentabilnostni meji, so nekaj let {e vztrajali pri proizvodnji svin~evega koncentrata in barita. Zaradi pomanjkanja rudnih rezerv, nizke vsebnosti kovin in barita v rudi, težav z vdori vode v najglob-
136
Robert [ajn & Mateja Gosar
Slika 4. Topilnica svinca v Litiji leta 1910 Figure 4. Smelter in Litija in 1910
ljih delih ter zaradi vrtanja v kremenovem pe{~enjaku, ki je povzro~al hudo rudarsko bolezen na plju~ih – silikozo, je leta 1965 rudnik prenehal obratovati. Uradno je prenehal obstajati 28. aprila 1966, ko so v katastru izbrisali eksplotacijsko polje Litija (Fabjan~i~, 1972).
V vsem tem ~asu, od zgodnjega za~etka rudarjenja v Litiji pa do ukinitve rudnika, so po oceni Drovenika in sodelavcev (1980) pridobili iz doma~e rude 50.000 ton Pb, 1.000 kg Ag ter 42,5 ton Hg ter 30.000 ton barita. Fabjan~i~ (1972) je zbral podatke o proizvodnji v Litiji, ki je predelovala tudi uvoženo rudo. Ocenjuje, da so po letu 1880 pridobili okoli 68.000 ton Pb, skoraj 12 t srebra in kar 150 t živega srebra.
Rudnik ob zaprtju ni bil primerno saniran. Takrat so vhode v rudnik zaminirali. Ker so nekateri rovi tik pod povr{jem, je pri{lo do zru{kov in nastale so nove povezave s povr{jem, ki so marsikje tudi nevarne, saj so neozna~ene in skrite v podrasti gozda. Le-te so za obiskovanje zanimivega, a nevarnega podzemlja uporabljali raziskovalci starih rudni{kih rovov in zbiralci mineralov, saj Sitarjevec slovi kot rudnik z najbolj pestro mineralno sestavo v Sloveniji. Pojav-
lja se preko {estdeset razli~nih mineralov (cerusit, barit, cinabarit, galenit, limonitni kapniki,…). V zapu{~enih in delno zaru-{enih rudni{kih rovih se tvorijo limonitni kapniki (slika 5) in limonitne pregrade, za katerimi zastajajo velike koli~ine limonit-nega blata in rudni{ke vode (slika 6). To pa predstavlja nevarnost za okolico Sitarjev-ca. Pride lahko do poru{itve teh pregrad in posledi~no do izlitja ve~ kubi~nih metrov zajezenega materiala na povr{je. Tako bi zaradi poru{itve ve~je pregrade limonitno blato lahko zalilo tudi Litijo. Skozi nižje leže~e rove, kot je na primer Savski rov (slika 6), tudi stalno izteka onesnažena rudni-{ka voda.
Materiali in metode dela
Vzor~enje tal in analitika
Vzor~enje tal je potekalo leta 2004 v mreži 500 x 500 m na ozemlju, velikem približno 30 km2 (slika 1) Vzor~ili smo v dveh globinah oziroma talnih horizontih: v globini od 0 do 5 cm oziroma A talni horizont brez morebitnega organskega horizonta in v
Onesnaženost tal v okolici Litije kot posledica rudarskih in metalur{kih dejavnosti ter naravnih ...   137
Slika 5. Limonitni stalagmit v opu{~enem rudni{kem rovu (foto M. Gosar)
Figure 5. Limonitic stalagmite in abandoned mine (foto M. Gosar)
globini 15–30 centimetrov oziroma B talni horizont.
Na 120 vzor~nih lokacijah je bilo odvzeto skupno 240 vzorcev tal. Posamezen vzorec je predstavljal kompozit vzorca v osrednji to~ki in {tirih 10 metrov oddaljenih to~-kah severno, vzhodno, južno in zahodno od osrednje. Celotni tako zbrani vzorec je tehtal približno en kilogram. Zbrani vzorci so bili zra~no posu{eni, potem pretrti v kerami~ni terilnici in sejani. Frakcija pod 2 mm je bila zmleta v ahatnem krogli~nem mlinu in dodatno presejana pod 0,125 mm. Vzor~enje, priprava vzorcev in analitika je opravljena po že uveljavljeni metodologiji ([ajn, 1999, 2003).
Kemi~na analiza vzorcev tal je bila opravljena v laboratoriju ACME Analytical Laboratories Ltd. v Vancouvru v Kanadi. Za kemi~ne prvine razen Hg je bila uporabljena plazemska emisijska spektro-metrija (ICP) po {tirikislinskem razklopu (HClO4, HCl, HF in HNO3), ki je potekal pri temperaturi 200 °C. Vzorce so analizirali na 42 prvin (Al, Ca, Fe, K, Mg, Na, P, S, Ti, Ag, As, Au, Ba, Be, Bi, Cd, Ce, Co, Cr, Cu, Hf, La, Li, Mn, Mo, Nb, Ni, Pb, Rb, Sb, Sc, Sn, Sr, Ta, Th, U, V, W, Y, Zn in Zr). Za dolo~itev vsebnosti Hg je bilo 0,5 g vzorca prelito s 3 ml zlatotopke (me{anica kislin HCl, HNO3 in H2O v razmerju 3:1:2), eno uro segrevano na 95 °C in potem razred~eno do 100 ml z destilirano vodo. V raztopini je bila dolo~ena vsebnost Hg z neplamensko AAS. Vzorce in naklju~no izbrane dvojnike ter geolo{ke standardne materiale GXR-2, GXR-5 in GXR-6 so v laboratoriju analizirali po naklju~nem zaporedju. V ~lanku smo se omejili le na obravnavo vsebnosti in prostorsko porazdelitev zakonsko normiranih težkih kovin (Ur. list RS 68/96). Ob~ut-ljivost, pravilnost in natan~nost analitike obravnavanih prvin je bila zadovoljiva.
Obdelava podatkov in prikaz prostorske porazdelitve prvin
Za statisti~ne izra~une smo uporabili program Statistica 6.1. Izra~unane osnovne statistike so: minimalne in maksimalne vrednosti, mediane in povpre~ne vredno-
Slika 6. Ujeta voda in limonitno blato v rudni{kih rovih (foto M. Gosar)
Figure 6. Captured mine water and limonitic mud in abandoned mine (foto M. Gosar)
138
sti normalnih ali logaritmiranih podatkov. Ocena normalnosti je izdelana na osnovi statisti~nega preizkusa asimetri~nosti, splo{~enosti ter vizualnega opazovanja histogramov.
Rezultate smo prikazali v obliki kart porazdelitev vsebnosti težkih kovin v zgornjem (0–5 cm) in spodnjem (20–30 cm) horizontu tal (slike 7, 8, 9, in 10). V postopku izdelave smo uporabili interpolacijsko metodo univerzalnega krigiranja z linearnim variogramom (Davis, 1986), opravili pa smo jo s programom Surfer for Windows (Keckler, 1994).
Mejne vsebnosti razredov smo izbrali na osnovi percentilov porazdelitve interpoli-ranih vrednosti tako, da so vrednosti okrog povpre~ja v {ir{ih razredih, nizke in visoke pa v ožjih razredih. Odlo~ili smo se za 7 vsebnostnih razredov: 0–10, 10–25, 25–40, 40–60, 60–75, 75–90 in 90–100 percentilov porazdelitve prvine. Izdelali smo tudi karto prostorske porazdelitve zakonsko normiranih kovin v tleh glede na mejne, opozorilne in kriti~ne vrednosti, ki so dolo~ene v Uradnem listu RS 68/96.
Rezultati
Arzen (As)
V vzetih vzorcih na obmo~ju Litije, zna-{a mediana arzena za zgornji talni horizont (0–5 cm) 14 mg/kg, opazovane vsebnosti pa nihajo od 5 do 78 mg/kg (tabela 1). V spodnjem talnem horizontu (20–30 cm) je vrednost mediane za As 14 mg/kg in variira od najmanj{e vsebnosti 7 do najvi{je 41 mg/kg. Obe mediani sta enaki kot mediana za slovenska tla (14 mg).
Najvi{je vrednosti arzena so bile dolo~e-ne v zgornjem talnem horizontu (0–5 cm) na celotnem hribu Sitarjevec, {ir{em obmo~ju nekdanje topilnice v Litiji in na JZ obravnavanega ozemlja (južno od reke Reke) (slika 7a). Nekoliko so vsebnosti povi{ane tudi nad Ponovi~ami, v okolici Pod{entjurja. V spodnjem talnem horizontu na Sitarjevcu so vsebnosti arzena nižje kot v zgornjem horizontu tal. To potrjuje antropogeni vnos arzena v tla. V spodnjem horizontu tal so vsebnosti arzena nekoliko povi{ane pri Po-novi~ah ter v okolici [martnega (slika 7b).
Na treh lokacijah, ki se nahajajo ob vznožju hriba Sitarjevec ob reki Savi, smo ugotovili presežene kriti~ne vsebnosti (55 mg/kg, Uradni listi, 1996) arzena v tleh (78 mg/kg,
Robert [ajn & Mateja Gosar
73 mg/kg in 69 mg/kg). Domnevamo, da so posledica rudarskih in metalur{kih dejavnosti v preteklosti.
Kadmij (Cd)
Nekoliko povi{ane vsebnosti kadmija smo ugotovili v dolini reke Save od Pod-{entjurja do Litije ter v Ponovi~ah. Tudi pri Podsitarjevcu in {martnem so vsebnosti kadmija nekoliko povi{ane. Najvi{ja izmerjena vsebnost Cd je bila v zgornjem (1,5 mg/kg) in spodnjem (1,7 mg/kg) talnem horizontu v dolini reke Save v bližini Ponovi~. Kadmij je vezan predvsem na sedimente reke Save. Za kadmij velja, da so vi{je vsebnosti v zgornjem talnem horizontu (0–5 cm), z globino se vsebnosti kadmija praviloma manj{ajo. Kriti~na in opozorilna vrednost kadmija v tleh ni presežena. Mejna vrednost (1 mg/kg, Uradni listi, 1996) pa je presežena le na {tirih vzor~enih lokacijah v dolini reke Save (tabela 2).
Kobalt (Co)
Mediana za kobalt je v zgornjem talnem horizontu (7,7 mg/kg) in spodnjem talnem horizontu (9 mg/kg) nižja kot je povpre~-je za slovenska tla (16 mg/kg) (tabela 1). Prostorski porazdelitvi kobalta v obeh obravnavanih horizontih jasno kažeta na ob-mo~je z nekoliko vi{jimi vsebnosti kobalta od {martnega proti Kostrevnici in Jablani-{ki dolini, nadalje v Ponovi~ah ter tudi v Zavrstniku in Grma~ah. Na raziskanem ob-mo~ju je za kobalt zna~ilno, da se vsebnosti z globino pove~ujejo. Opozorilna vrednost ni presežena na nobeni lokaciji, mejna (20 mg/kg) pa na dveh lokacijah na skrajnem JV obravnavanega ozemlja v obeh talnih horizontih ter na skrajnem SV le v spodnjem horizontu (tabela 2).
Krom (Cr)
Na podlagi raziskanih vzorcev zna{a mediana kroma v zgornjem talnem horizontu na obravnavanem obmo~ju 54 mg/kg, vsebnosti pa nihajo v razponu od 16 do 160 mg/ kg (tabela 1). V spodnjem talnem horizontu zna{a mediana za krom 61 mg/kg, vsebnosti so v razponu od 22 do 230 mg/kg (tabela 1). Mediana za slovenska tla zna{a 91 mg/kg in je vi{ja kot mediani obeh obravnavanih horizontov. Najvi{ji izmerjeni vsebnosti v obeh talnih horizontih sta bili dolo~eni na lokaciji zahodno od [martnega in zna{ata v zgornjem horizontu 160 mg/kg, v spodnjem
Onesnaženost tal v okolici Litije kot posledica rudarskih in metalur{kih dejavnosti ter naravnih ...   139
Tabela 1. Mediane in razponi (mg/kg) vsebnosti prvin v zgornjem in spodnjem talnem horizontu na obravnavanem ozemlju in v Sloveniji, n = 120 ([ajn, 2003)
Table 1. Medians and ranges of elements (mg/kg) in topsoil and bottom soil in study area
and in Slovenia
Prvina
Slo
Md
Litija
Md
(tla/soil 0–5 cm)
(Min – Max)
Litija
Md
(tla/soil 20–30 cm)
(Min – Max)
As	14	14	(5.0 - 78)	14	(7.0 - 41)
Cd	0.45	0.41	(0.10 - 1.5)	0.24	(0.050 - 1.7)
Co	16	7.7	(1.0 - 25)	9.0	(1.0 - 30)
Cr	91	54	(16 - 160)	61	(22 - 230)
Cu	31	18	(7.7 - 43)	16	(4.8 - 41)
Hg	0.065	0.35	(0.065 - 6.0)	0.22	(0.080 - 6.0)
Mo	0.80	0.83	(0.30 - 1.7)	0.62	(0.20 - 1.5)
Ni	50	18	(4.6 - 41)	20	(4.5 - 47)
Pb	42	120	(24 - 790)	74	(28 - 610)
Zn	130	93	(31 - 420)	95	(30 - 490)
Skupno/ Total
Mejno limit
24
Tabela 2. Onesna`enost raziskanega obmo~ja (km2) Table 2. Pollution of researched area (km2)
Tla/Soil (0–5 cm)
Opozorilno Warning
As	5.7	1.8
Cd	0.29	-
Co	0.26	-
Cr	0.23	-
Cu	0.19	0.05
Hg	3.4	1.1
Mo	-	-
Ni	-	-
Pb	22	20
Zn	1.3	0.28
20
Kriti~no Critical
0.52
0.02
1.6 0.01
1.6
Mejno Limit
2.4 .050 0.76
1.6
2.4
13
0.75
16
Tla/Soil (20–30 cm)
Opozorilno Warning
0.18
0.10
0.42
10 0.10
11
Kriti~no Critical
0.07
0.07
pa 230 mg/kg in sta verjetno posledici obratovanja usnjarne IUV Vrhnika. To je tudi edina lokacija kjer vsebnost kroma presega opozorilno vrednost (150 mg/kg, Uradni listi, 1996) (tabela 2).
Baker (Cu)
Vsebnosti bakra so nizke. Mediani zgornjega horizonta (18 mg/kg, tabela 1) in spodnjega horizonta tal (16 mg/kg) sta za polovico manj{i kot mediana za slovenska tla (31 mg/kg) (tabela 1). Prostorska porazdelitev bakra kaže na relativno vi{je vsebnosti v dolini Save in na obmo~ju [martnega in [marske Dobrave ter pri Podsitarjevcu. Vsebnosti bakra se z globino zmanj{ujejo. Mejna vrednost ni bila presežena (tabela 2).
Živo srebro (Hg)
Mediana za Hg v zgornjem talnem horizontu (0–5 cm) zna{a 0,35 mg/kg, vsebnosti pa nihajo v razponu med 0,065 do 6 mg/kg (tabela 1). V spodnjem talnem horizontu (20–30 cm) je mediana nekoliko nižja 0,22, vsebnosti Hg pa nihajo v razponu od 0,08 do 6,0 mg/kg. Obe mediani za tla na litijskem obmo~ju presegata slovensko povpre~je za tla, ki zna{a 0,065 mg/kg (tabela 1).
Prostorsko je anomalija živega srebra najbolje izražena na obmo~ju rudnika Si-tarjevec in nekdanje topilnice Litija vse do Zagorice in hriba Slatine (sliki 8a in 8b). Na teh obmo~jih so v preteklosti tudi izko-ri{~ali živosrebrovo rudo. Anomalija Hg se v spodnjem horizontu (20–30 cm) nekoliko
140
Robert [ajn & Mateja Gosar
9.t        12        13        IS        17       21
Slika 7a. Porazdelitev arzena v zgornjem horizontu tal (0-5 cm) Figure 7a. Spatial distribution of arsenic in topsoil (0-5 cm)
9.t        12        13        IS        IT        31
Slika 7b. Porazdelitev arzena v spodnjem horizontu tal (20-30 cm) Figure 7b. Spatial distribution of arsenic in bottom soil (20-30 cm)
zmanj{a, vendar {e vedno zajema precej{en            Najvi{je izmerjene vsebnosti Hg v zgor-
del Sitarjevca, obmo~je Zagorice, ter hrib        njem (6,0 mg/kg) in spodnjem talnem hori-
Slatine.                                                               zontu (5,9 mg/kg) (tabela 1) smo ugotovili
Onesnaženost tal v okolici Litije kot posledica rudarskih in metalur{kih dejavnosti ter naravnih ...   141
Hg (mg/kg)
0,12        0.1&       «23       ».34       0.47       0.75
Slika 8a. Porazdelitev `ivega srebra v zgornjem horizontu tal (0-5 cm) Figure 8a. Spatial distribution of mercury in topsoil (0-5 cm)
i —L4tt V.S ---CS;
Hg (mg/kg)
012        0.1g       «23       0.34       0.47       0.75
Slika 8b. Porazdelitev `ivega sebra v spodnjem horizontu tal (20-30 cm) Figure 8b. Spatial distribution of mercury in bottom soil (20-30 cm)
na travnikih in pa{nikih Kmetijske Zadru-        Podkraju, na severnem vznožju Sitarjevca
ge Litija zahodno od [martnega. Visoke        v bližini opu{~enega rudni{kega rova.
vsebnosti živega srebra smo zasledili tudi v
142
Robert [ajn & Mateja Gosar
4S         S9         79         120        160        270
Slika 9a. Porazdelitev svinca v zgornjem horizontu tal (0-5 cm) Figure 9a. Spatial distribution of lead in topsoil (0-5 cm)
4S         S9         79         120       160       270
Slika 9b. Porazdelitev svinca v spodnjem horizontu tal (20-30 cm) Figure 9b. Spatial distribution of lead in bottom soil (20-30 cm)
Molibden (Mo)                                zonta zna{a 0,83 in spodnjega 0,62 mg/kg
Vsebnosti molibdena so v mejah geoke-         (tabela 1). To je blizu slovenskega povpre~ja
mi~nega ozadja. Mediana zgornjega hori-         (0,8 mg/kg). Na litijskem prostoru so najvi-
Onesnaženost tal v okolici Litije kot posledica rudarskih in metalur{kih dejavnosti ter naravnih ...   143
{je vsebnosti molibdena v tleh v zgornjem horizontu tal (1,7 in 1,6 mg/kg) SV od Litije, to je na {ir{em obmo~ju mesta Litije in Svibnega s Stre{nim Vrhom. Manj{a ozemlja s povi{animi vsebnostmi molibdena so tudi na Kostrevni{kem ozemlju, Podsitar-jevcu, Grma~ah in hribu nad Ponovi~ami. V spodnjem horizontu tal je molibdena nekoliko manj, rahla povi{anja je opaziti po dolini reke Save od Ponovi~ do Spodnjega Loga.
Nikelj (Ni)
Vsebnosti niklja so na celotnem obravnavanem ozemlju nizke, se z globino pove~uje-jo in predstavljajo naravno ozadje. Mediana zgornjega horizonta zna{a 18, spodnjega pa 20 mg/kg (tabela 1). Tudi vsebnosti niklja ne presegajo mejne vrednosti (tabela 2).
Svinec – Pb
Na podlagi raziskanih vzorcev zna{a mediana svinca v zgornjem talnem horizontu na obravnavanem obmo~ju 120 mg/kg, vsebnosti pa nihajo v razponu od 24 do 790 mg/ kg (tabela 1). V spodnjem talnem horizontu zna{a mediana za svinec 74 mg/kg, vsebnosti so v razponu od 28 do 610 mg/kg (tabela 1). Mediana za slovenska tla zna{a 42 mg/ kg in je nižja kot mediani obeh obravnavanih horizontov. Kriti~na vrednost za svinec v tleh (530 mg/kg, Uradni listi, 1996) je v zgornjem horizontu tal presežena na osmih lokacijah, v spodnjem pa na petih. Najve~ svinca smo dolo~ili na severnem pobo~ju Sitarjevca (790 in 770 mg/kg).
Prostorski porazdelitvi svinca v zgornjem in spodnjem talnem horizontu sta si podobni, s tem da so vsebnosti v zgornjem horizontu nekoliko vi{je (sliki 9a in 9b). Povi{ane vsebnosti so na Sitarjevcu in v njegovem vznožju pri Podsitarjevcu ter vse do Zavrstnika in Grma~. Manj{e anomalije svinca so opazne tudi v Zagorici, Maljeku ter nad Pod{entjurjem.
Cink (Zn)
Prostorska porazdelitev za cink v tleh nam pokaže najvi{je vsebnosti v dolini Save v bližini Ponovi~. Tam smo ugotovili povi{ane vsebnosti cinka tako v spodnjem (490 mg/kg) kot v zgornjem (420 mg/kg) horizontu tal (tabela 1). Na obmo~jih Litije, Grbine, Zagorice, Podsitarjevca in Za-vrstnika pa se vsebnosti cinka z globino zmanj{ujejo. Do povi{anih vsebnosti cinka je pri{lo deloma zaradi rudarjenja, pa tudi
naplavine Save so prina{ale s cinkom obogaten material. Opozorilna vrednost (300 mg/kg, Uradni listi, 1996)je presežena na treh lokacijah, tako v zgornjem kot spodnjem horizontu. Vse na{tete lokacije so v dolini Save in v spodnjem horizontu je nekoliko ve~ cinka kot v zgornjem. Mejna vrednost je presežena {e na devetih lokacijah (tabela 2).
Onesnaženost raziskanega ozemlja s težkimi kovinami
V tabeli 2 so prikazani deleži onesnaženosti raziskanega obmo~ja za posamezno kemi~no prvino (Ur. list RS 68/96). Povr{ine so bile dolo~eno ra~unsko, na podlagi na-{ih vzorcev. Zato so nekatere povr{ine zelo majhne, kar pravzaprav pomeni, da sta le eden ali dva vzorca presegla neko vsebnost. Glede na dejstvo, da so najbolj povi{ane vsebnosti živega srebra, arzena in svinca, jih lo~eno obravnavamo. Na koncu podajamo tudi oceno celotne onesnaženosti.
Kriti~na vsebnost Hg v zgornjem sloju tal (0–5 cm) je presežena na ozemlju Pod-sitarjevca, kjer so kopali rudo in jo tudi sortirali, na obmo~ju velikem 2 ha, opozorilna vsebnost na {ir{em obmo~ju Podsitarjevca (1,1 km2) ter mejna vsebnost na celotnem hribu Sitarjevec (3,4 km2). V spodnjem sloju tal (20–30 cm) kriti~na vsebnost Hg ni presežena. Na obmo~ju Grma~, kjer ima travnike in pa{nike Kmetijska Zadruga (42 ha), je presežena opozorilna vsebnost, mejna vsebnost pa na ozemlju velikem 2,4 km2, ki obsega obmo~ja Zagorice in Jezov, hrib Slatina, Zavrstnik in posamezne predele Sitarjevca (tabela 2).
Kriti~na vsebnost As v zgornjem sloju tal (0–5 cm) je presežena na hribu Sitarjevec, na obmo~ju velikem 52 ha, opozorilna vsebnost na {ir{em obmo~ju hriba Sitarjevec (1,8 km2), mejna vsebnost pa ob vznožju hriba Sitarjevec, na obmo~ju Po{~avnika, Gra-{ke Dobrave in Gornjega Loga (5,7 km2). V spodnjem sloju tal (20–30 cm) kriti~na vsebnost As ni presežena. Le na posameznih manj{ih obmo~jih je presežena opozorilna vsebnost na obmo~ju velikem 18 ha, mejna vsebnost pa na obmo~ju velikem 2,4 km2 (tabela 2).
Kriti~na vsebnost Pb v zgornjem sloju tal (0–5 cm) je presežena na ozemlju rudnika Sitarjevec ter v neposredni okolici topilnice, na obmo~ju velikem 1,6 km2. Opozorilna
144
Robert [ajn & Mateja Gosar
Ur. lisi RS 68/96
Nconcsna&eno       Mejno           Opozorilno          Kritično
(Nonpolhiled)       (Until)           {Wim ing)          (Critical)
Slika 10a. Celotna onesna`enost zgornjega horizonta tal (0-5 cm) s te`kimi kovinami Figure 10a. Spatial distribution of limit, warning and critically polluted topsoil (0-5 cm)
Ur. list RS 68/96
Nconcsna&eno      Mejno        Opozorilno        Kritično I Noil polluted)       (Until)           {Warning)          (Critical)
Slika 10b. Celotna onesna`enost spodnjega horizonta tal (20-30 cm) s te`kimi kovinami Figure 10b. Spatial distribution of limit, warning and critically polluted bottom soil (20-30 cm)
vsebnost je presežena na obmo~ju velikem         tiji in Maljeka na vzhodu, Litijsko ozemlje
20 km2, to je na obmo~ju Zavrstnika, [mart-         s Pod{entjurjem, Pogonikom ter Svibnim in
nega, [marske Dobrave vse do Brega pri Li-         Stre{nim Vrhom. Na 22 km2 pa je preseže-
Onesnaženost tal v okolici Litije kot posledica rudarskih in metalur{kih dejavnosti ter naravnih ...   145
na mejna vsebnost za Pb v tleh. V spodnjem sloju tal (20–30 cm) je kriti~na vsebnost za Pb v tleh presežena na ozemlju Podsitarjev-ca, velikem 7 ha, opozorilna vsebnost na ob-mo~ju velikem 10 km2, ki zajema {ir{e ob-mo~je hriba Sitarjevec, [martnega in Litije ter Maljek, mejna vsebnost pa na ozemlju velikem 13 km2 (tabela 2).
Na celotnem raziskanem ozemlju (okoli 30 km2) je v zgornjem talnem horizontu (0–5 cm) mejna vsebnost katerekoli od zakonsko obravnavanih težkih kovin presežena na 24 km2, opozorilna na 20 km2 ter kri-ti~na na 1,6 km2. Obremenjenost spodnjih talnih horizontov (20–30 cm) je nekoliko nižja. Mejna vsebnost težkih kovin je presežena na 16 km2, opozorilna na 11 km2 ter kriti~na na 7 ha (sliki 10 a in 10b).
Kriti~ne vsebnosti težkih kovin v zgornjem sloju tal (0–5 cm) so presežene na hribu Sitarjevec in v neposredni bližini nekdanje topilnice. V najve~ji meri je ta anomalija posledica pridobivanja svinca in njegove predelave. Opozorilna vsebnost je presežena na velikem obmo~ju vse od Za-vrstnika, {martnega, Litije do Gornjega Loga, na severu tudi na velikem obmo~ju Svibnega, na vzhodu pa na ozemlju od Grbina vse do Brega pri Litiji ter na obmo~ju Maljeka. V spodnjem sloju tal (20–30 cm) so kriti~ne vsebnosti težkih kovin presežene le na majhnem obmo~ju pri Podsitarjevcu. Opozorilne vsebnosti pa so presežene na nekoliko manj{em ozemlju kot velja za zgornji horizont tal (sliki 10 a in 10b).
Zahvala
Za financiranje predstavljene raziskave se zahvaljujemo ob~ini Litija in Agenciji za raziskovalno dejavnost RS.
Literatura
^e{miga, I. 1959: Rudarstvo LR Slovenije. – Nova proizvodnja, 267 str., Ljubljana.
Davis, J.C. 1986: Statistic and data analysis in geology. – Willey & Sons, 651 p., New York.
Drovenik, M., Pleni~ar, M. & Drovenik, F. 1980: Nastanek rudi{~ v SR Sloveniji. – Geologija, 23/1, 1–137, Ljubljana.
Fabjan~i~, M. 1972: Kronika litijskega rudnika. Rokopis. – Arhiv Geolo{kega zavoda Ljubljana, Ljubljana.
Godec, I. 1992: Litija neko~ in danes. – Ko-{arka{ki klub Litija, 56 str., Litija.
Jemec, M. 2006: Porazdelitev kemi~nih prvin v tleh in podstre{nem prahu na obmo~ju Litije. Naravoslovnotehni{ka fakulteta, Diplomsko delo, 84 p. Ljubljana.
Keckler, D. 1994: Surfer for Windows (Manual). – Golden Software, Inc., 1/1 – 23/3 str., Denver, Colorado.
Kolar-Jurkov{ek, T. & Jurkov{ek, B. 1986: Karbonska (westfalijska) makroflora iz Zavrst-nika. – Rudarsko-metalur{ki zbornik, 33/1–2, 3–34, Ljubljana.
Mlakar, I. 1994: O problematiki Litijskega rudnega polja. – Geologija, 36/1, 249–338, Ljubljana.
Mohori~, I. 1978: Problemi in dosežki rudarjenja na Slovenskem: zgodovina rudarstva in to-pilni{tva v stoletju tehni~ne revolucije. Knjiga 1, Osnove rudarskega dela. – Založba Obzorja, 281 str., Maribor.
Premru, U., 1982: Osnovna geolo{ka karta SFRJ. 1 : 100.000, list Ljubljana. – Zvezni geo-lo{ki zavod, Beograd.
Stritar, A. 1990: Raba in varstvo tal v Sloveniji. – Partizanska knjiga, 174 str., Ljubljana
[ajn, R. 1999: Geokemi~ne lastnosti urbanih sedimentov na ozemlju Slovenije. – Geolo{ki zavod Slovenije, 136 str., Ljubljana.
[ajn, R. 2003: Distribution of chemical elements in attic dust and soil as reflection of litho-logy and anthropogenic influence in Slovenia. In: XIIth International Conference on Heavy Metals in the Environment; 2003, Grenoble. Journal de Physique, Les Ulis, 107, 1173–1176, Grenoble.
[kori}, A. 1977: Tipovi na{ih tala. – Sve-u~ili{~na naklada Liber, 134 str., Zagreb.
Uradni list RS, 1996: Uredba o mejnih, opozorilnih in kriti~nih imisijskih vrednostih nevarnih snovi v tleh. – Uradni list Republike Slovenije, 68/96, 5773–5774, Ljubljana.