Geochemistry and mineralogy of technogenic soils developed on old mine heaps of abandoned iron ore mines in the Ławęczna area (Holy Cross Mountains, south-central Poland)

Open access

Abstract

The article presents the results of preliminary geochemical and mineralogical studies of technogenic soils (Technosols) of abandoned iron ore mines on the Ławęczna Hill near Miedziana Góra in the Holy Cross (Świętokrzyskie) Mountains, southcentral Poland. The results of chemical analyses (XRF) were used to calculate the soil enrichment factors of arsenic, copper, iron, lead and zinc, and compare the element concentrations to their levels in uncontaminated soils across Poland and in the city of Kielce. The highest values of soil enrichment factors of metals (As 27.699, Ni 26.455, Cu 9.353, Zn 3.344, Pb 0.62) were recorded for the sand fraction composed of iron oxyhydroxides and hematite, whereas the lowest (Ni 0.22, Cu 0.069, Zn 0.007, Pb 0.028) for the clay–silt and sand fractions, which were primarily composed of calcite and quartz as well as for gravel fraction. The clay-silt fraction shows the highest enrichment in arsenic (27.69). The examined metals and arsenic show positive geochemical anomalies.

Bowell R. et al., 2014. The environmental geochemistry of arsenic – an overview. Reviews in Mineralogy and Geochemistry. 79 (1): 1–7.

Czarnocki J., 1957. Tektonika Gór Świętokrzyskich. Prace Geologiczne PIG XVIII, t. II, z. 3: 23–28.

Gałuszka A., Migaszewski Z.M., 2011. Geochemical background an environmental perspective. Mineralogia 42(1): 10.

Gałuszka A., Migaszewski Z.M., Dołęgowska S., Michalik A., 2018. Geochemical anomalies of trace elements in unremediated soils of Mt. Karczówka, a historic lead mining area in the city of Kielce, Poland. Science of the Total Environment 639: 397–405.

Gałuszka A., Migaszewski Z.M., Dołęgowska S., Michalik A., Duczmal-Czernikiewicz A., 2015. Geochemical background of potentially toxic trace elements in soils of the historic copper mining area: a case study from MiedziankaMt., Holy Cross Mountains, south-central Poland. Environmental Earth Science 74 (6): 4589–4605.

Gałuszka A., Migaszewski Z.M., Duczmal-Czernikiewicz A., Dołęgowska S., 2016. Geochemical background of potentially toxic trace elements in reclaimed soils of the abandoned pyriteuranium mine (south-central Poland). International Journal Environmental Science and Technology 13: 2653–2660.

IUSS Working Group WRB, 2015. World reference Base for Soil Resources 2014, update 2015. International soil classification for naming soils and creating legends for soil maps. World Soil Resources Reports No. 106. FAO, Rome.

Kabata-Pendias A., 2001. Trace elements in soils and plants: 33–34.

Konon A., 2008. Regionalizacja tektoniczna Polski – Góry Świętokrzyskie i regiony przyległe. Przegląd Geologiczny 56 (10): 921–923.

Konstantynowicz E., 1971. Występowanie złóż rud miedzi i przejawów miedzionośnych w Górach Świętokrzyskich. Monografia przemysłu miedziowego w Polsce, t.1, Wydawnictwo Geologiczne: 231–237.

Kowalska J.B., Mazurek R., Gąsiorek M., Zaleski T., 2018. Pollution indices as useful tools for the comprehensive evaluation of the degree of the soil contamination – a review. Environmental Geochemistry and Health: 10.

Król P., Urban J., 2012. Geologiczne i historyczne dziedzictwo górnictwa miedzianogórskiego. Wydawnictwo JP Kielce: 6–23, 73–97.

Król P., Urban J., 2003. Kopalnie w Miedzianej Górze i w Ławęcznej oraz ochrona ich pozostałości. Rocznik Świętokrzyski Seria B – Nauki Przyrodnicze 29: 4–6, 20–25.

Krysiak A., Karczewska A., 2008. Formy arsenu w zanieczyszczonych glebach rejonu Złotego Stoku w świetle sekwencyjnej ekstrakcji. Roczniki Gleboznawcze – Soil Science Annual 59 (1): 118–127.

Lenartowicz L., 1994. Atlas geochemiczny Kielc. PIG-PIB, Kielce: 5–7.

Lis J., Pasieczna A., 1995. Atlas geochemiczny Polski. PIG, Warszawa.

Rubinowski Z., 1971a. Rudy metali nieżelaznych w Górach Świętokrzyskich i ich pozycja metalogeniczna. Biuletyn Instytutu Geologicznego 247: 46–56.

Rubinowski Z., 1971b. Geologia oraz okruszcowanie miedzianogórskiej strefy dyslokacyjnej. Kwartalnik Geologiczny 15(3): 745–746.

Skowroński A., 2007. Zarys geochemii poszukiwawczej. Wydawnictwo AGH, Kraków: 11–12.

Thornton I., Farago M., 1997. The geochemistry of arsenic. Arsenic. Exposure and health effects: 1–4.

Urban J., 1979. Mineralizacja strefy utlenionej złoża w Ławęcznie na podstawie materiałów z hałd. Kwartalnik Geologiczny 23 (2): 507–508.

Uzarowicz Ł., 2011. Technogenic soils developed on mine spoils containing iron sulfides in select abandoned industrial sites: environmental hazards and reclamation possibilities. Polish Journal of Environmental Studies 20(3): 776–780.

Wojciechowski A., 2002. Hałdy dawnego górnictwa świętokrzyskiego jako źródło metali kolorowych i szlachetnych. Przegląd Geologiczny 50(3): 243–244.

Soil Science Annual

formerly Roczniki Gleboznawcze

Journal Information

Index Copernicus Value- 93.69 pkt

CiteScore 2017: 1.13

SCImago Journal Rank (SJR) 2017: 0.468
Source Normalized Impact per Paper (SNIP) 2017: 0.781

Metrics

All Time Past Year Past 30 Days
Abstract Views 0 0 0
Full Text Views 50 50 15
PDF Downloads 47 47 13