Soil enzymatic activity in the impact zone of sulphur compounds emission

Activity of various enzymes is used for the assessing the effect of anthropogenic fsctors on soil microbiological activity. Dehydrogenase activity is considered a measurement of total soil microbiological activity. A crucial element of anthropogenic transformations of the natural environment is acid soil degradation caused by the storage of acid forming substances, such as eg elementary sulphur and atmospheric pollution with its compounds. In Poland the largest areas strongly polluted with sulphur are situated in the Tarnobrzeg Sulphur Basin, where pulverized sulphur (transported by wind from the minefields and places of storage) and the products of its oxidation, such as acid rains or dry deposit have found its way not only to the soils covering the mining area but also to the soils beyond the boundary of the mine area. The research aimed to assess the influence of pollution emitted during the thirty-year-long exploitation of sulphur deposits on the microbiological activity of soils situated in the vicinity of “Grzybow” Sulphur Mine. The investigated soils taken from the areas situated in neighbouring of mine are characterized by low, as a rule below 1, level of degydrogenase activity and acid soil reaction and generally a high share of sulphate sulphur in the total sulphur content. The conducted assessment of the activity of studied enzymes shows, that the pollution of the soil environment around the mine remains on the level which may pose a threat to living organisms. The cause of the considerable decrease of the level of dehydrogenase activity of studied soils may be their acid reaction which is the result of long-term emission of sulphur compounds. In the surface soil layer sulphur is oxidized to sulphuric acid, which cause a strong soil acidification.

Aktywność różnych enzymów wykorzystuje się do oszacowania wpływu antropogenicznych czynników stresowych na aktywność mikrobiologiczną gleb. Za miarę całkowitej aktywności mikrobiologicznej w glebie uznaje się aktywność dehydrogenaz, których oznaczenie jest często stosowane jako ocena stopnia antropogenicznych przekształceń gleb. Istotnym elementem antropogenicznych przekształceń środowiska przyrodniczego jest kwasowa degradacja gleb, której przyczyną jest składowanie kwasotwórczych substancji, np. siarki elementarnej i zanieczyszczenie atmosfery jej związkami. W Polsce największe obszary gleb silnie zasiarczonych występują w Tarnobrzeskim Zagłębiu Siarkowym, gdzie rozpylona siarka (transportowana eolicznie z pól górniczych i miejsc składowania) oraz produkty jej utlenienia w postaci kwaśnych deszczy lub suchego opadu dostawała się nie tylko do gleb położonych na terenie kopalń, ale także do gleb znajdujących się poza ich granicami. Celem badań była ocena wpływu zanieczyszczeń emitowanych podczas 30-letniej eksploatacji złóż siarki na aktywność mikrobiologiczną gleb położonych w sąsiedztwie Kopalni Siarki Grzybów. Badane gleby, pobrane z terenów położonych w sąsiedztwie kopalni charakteryzują się niskim, z reguły poniżej jedności, poziomem aktywności dehydrogenaz glebowych oraz kwaśnym odczynem i z reguły wysokim udziałem siarki siarczanowej w zawartości siarki ogółem. Aktywność dehydrogenaz w poziomach powierzchniowych badanych gleb mieściła się w granicach od 0,13 do 1,85 cm³H₂ kg^–1 d^–1 i zmniejszała się wraz ze wzrostem głębokości gleby (w poziomach podpowierzchniowych kształtowała się w zakresie od 0,11 do 0,28 cm³H₂ kg^–1 d^–1). Przeprowadzone oznaczenia aktywności badanych enzymów wskazują, że wielkość zanieczyszczenia środowiska glebowego wokół kopalni pozostaje na poziomie, który może zagrażać organizmom żywym. Przyczyną znacznego obniżenia poziomu aktywności dehydrogenaz badanych gleb może być ich kwaśny odczyn, który jest wynikiem długoletnich emisji związków siarki. Siarka w powierzchniowej warstwie gleby ulega utlenieniu do kwasu siarkowego, który powoduje silne zakwaszenie gleb. Badane gleby znajdujące się w zasięgu długoletniego oddziaływania otworowej kopalni siarki Grzybów charakteryzowały się wartościami pH w KCl w zakresie od 3,25 do 4,75 i na tej podstawie zostały zaliczone do gleb kwaśnych i bardzo kwaśnych.