AUTOREFERAT - JÓZEF  ŻYCHOWSKI

 

Data i miejsce urodzenia - 20 marca 1954 roku w Jedliczu

Wykształcenie

1973 – 1977– Studia wyższe na Wydziale Geograficzno-Biologicznym (kierunek Geografia) w Wyższej Szkole Pedagogicznej w Krakowie (obecnie Uniwersytet Pedagogiczny)

 

1977 – Obrona pracy magisterskiej „Wpływ użytkowania terenu na rozwój młodych form dolinnych” z wynikiem bardzo dobrym. Promotor doc. dr Tadeusz Ziętara.

 

1986 – Obrona rozprawy doktorskiej ”Wpływ wybranych elementów środowiska geograficznego na odpływy w małych zlewniach Beskidu Niskiego” i uzyskanie stopnia naukowego doktora Nauk o Ziemi na Wydziale Geograficzno-Biologicznym AP w Krakowie. Promotor doc. dr Tadeusz Ziętara. Recenzenci: doc. dr hab. Zofia Pietrygowa (IMGW Kraków), prof. dr hab. Janina Koniar–Schaefer (Politechnika Krakowska).

 

Praca zawodowa

1977 – 1978 – Wyższa Szkoła Pedagogiczna w Krakowie – asystent stażysta

1978 – 1980 - Wyższa Szkoła Pedagogiczna w Krakowie – asystent

1980 – 1987 - Wyższa Szkoła Pedagogiczna w Krakowie – starszy asystent

1987 – 2014 adiunkt w Zakładach: Geografii Fizycznej oraz Ochrony i Kształtowania Środowiska Geograficznego Instytutu Geografii, Uniwersytet Pedagogiczny

 

2014 (I) - habilitacja na Wydziale Nauk o Ziemii Uniwersytetu Jagiellońskiego

2014 (X) - profesor Uniwesytetu Pedagogicznego. 

Dorobek naukowy

     Dorobek zawarty jest w 36 pracach recenzowanych, 2 pozycjach książkowych (w jednej rozdział) oraz 28 pozycjach w postaci materiałów konferencyjnych i w 2 ekspertyzach dotyczących lokalizacji cmentarzy. Ponadto, dwa artykuły czekają na druk oraz trzy są w recenzji. Moje prace są oparte o badania terenowe z wykorzystaniem nowoczesnych metod pomiarowych, a niektóre z nich bazują na wieloletnich pomiarach i obserwacjach. W swoich badaniach poza opisem jakościowym proponowałem i stosowałem miary ilościowe. Poszukiwałem zależności pomiędzy różnymi parametrami elementów środowiska. Uzyskane wyniki starałem się weryfikować tam, gdzie było to możliwe.

     Praca habilitacyjna pt. „Wpływ masowych grobów z I i II wojny światowej na środowisko przyrodnicze” podejmuje po raz pierwszy w skali świata problem wpływu masowych grobów na środowisko. Dotyczy ona podstawowego problemu geograficznego jakim są skutki antropogenicznego oddziaływania na środowisko. Oryginalna w tej pracy jest również metodyka opracowania wyników. Problem wpływu masowych grobów na środowisko nie był dotychczas rozpatrywany w Polsce, a nawet na świecie. W kilku państwach, np. w Australii, Brazylii, Portugalii, RPA, Wielkiej Brytanii, USA, Kanadzie, Niemczech i w Polsce prowadzi się badania nad wpływem cmentarzy na wody w strefie saturacji i rzadko aeracji.

     Po uzyskaniu stopnia doktora opublikowałem 3 artykuły w języku angielskim. Jeden z nich w renomowanym czasopiśmie z listy filadelfijskiej Environmental Earth Sciences. Następny jest obecnie poprawiany po recenzjach i uwagach redakcyjnych. Moje prace były prezentowane na 33 konferencjach i publikowane na wielu Uniwersytetach w Polsce: Łódzkim, Jagiellońskim, Wrocławskim, Toruńskim, Śląskim, Rzeszowskim, Szczecińskim, Pedagogicznym oraz na AGH i w PAN. Szereg prac publikowałem w polskich czasopismach (Wiadomości Ziem Górskich, Przegląd Geologiczny, Pomorania Antiqua, Ekonomia i Środowisko, Ecological chemistry and engineering, Acta Scientiarum Polonorum Formatio Circumiectus, Przegląd Geograficzny).

 

Problematyka badań naukowych 

     W trakcie studiów magisterskich przedmiotem moich badań była geografia fizyczna. Szczególną uwagę zwróciłem na wpływ czynnika antropogenicznego, czyli zmian w użytkowaniu, na rozwój młodych form dolinnych w zlewni Osławy. Badania terenowe polegały na poznaniu morfologii dolin w zlewni Osławy. Stwierdziłem, że las sprzyja - szczególnie podczas większych opadów -  głębokim rozcięciom pokryw zwietrzelinowych przez okresowe cieki, których doliny mają małe szerokości dna i dużą stromość zboczy. Na zboczach tych po wylesieniu obserwowałem gwałtowny rozwój procesów stokowych. W miejscach, w których występują duże miąższości pokryw zwietrzelinowych bardzo rozważnie należy decydować o zalesianiu, a nawet nie dopuszczać do niego. Uzyskane wyniki po przeprowadzonych dodatkowych badaniach, dotyczących odpływów, publikowałem w późniejszym okresie.

Żychowski J. 2002. Zalesianie stoków górskich w strefach nadgranicznych przyczyną degradacji środowiska przyrodniczego w przyszłości . [w:] Czynniki i bariery regionalnej współpracy transgranicznej - bilans dokonań. 50 Zjazd Polskiego Towarzystwa Geograficznego. Uniwersytet Rzeszów.

   

    Po studiach zostałem zatrudniony w Zakładzie Geografii Fizycznej IG WSP i moje zainteresowania początkowo dotyczyły geomorfologii. Poszukiwałem metod ilościowych, które pozwolą sparametryzować środowisko. Zaproponowałem wraz ze współpracownikami wskaźnik rozwinięcia powierzchni, czyli wskaźnik urzeźbienia. Pozwala on na ilościowe ujęcie rzeźby oraz przedstawienie zobiektywizowanej klasyfikacji urzeźbienia. Istotnym ograniczeniem ówczesnych badań przestrzeni był pomiar powierzchni na mapach. Wraz z G. Kawką uzyskałem patent na urządzenie pozwalające planimetrować nieregularne powierzchnie.

Lach J., Tabor J., Żychowski J., 1979. Der Dehnungskoeffizient fur die Oberflache als morphometrisches Mass des Reliefs. Wissenschaftliche Zeitschrift. Dresden.

 

Lach J., Tabor J., Żychowski J., 1980. Współczynnik rozwinięcia powierzchni jako wskaźnik syntetycznego przedstawienia rzeźby. Rocznik Naukowo-Dydaktyczny WSP w Krakowie z. 71, Prace Geograficzne VIII.

 

Kawka G., Żychowski J., 1984. Układ pomiarowy powierzchni plam barwnych tworzących obraz Patent PRL, OPIS nr 193379.

     

     W swojej pracy doktorskiej określiłem wpływ wybranych elementów środowiska geograficznego - z uwzględnieniem ich cech - na odpływy w 2 małych zlewniach. Elementy środowiska przyrodniczego przedstawiłem ilościowo i traktowałem kompleksowo  wykazując różnice pomiędzy zlewniami. To holistyczne podejście oparte zostało o badania kameralne, terenowe oraz o własne wieloletnie pomiary limnigraficzne. Szczególną uwagę zwróciłem na charakterystykę parametrów odpływów: w tym na czasy koncentracji i trwania fal wezbraniowych w zależności od charakteru opadów oraz na zależność objętości odpływów uzyskanych z hydrogramów jednostkowych od opadów atmosferycznych. Ustaliłem funkcje wykazujące zależności pomiędzy opadami ulewnymi i rozlewnymi a dobowymi falami wezbraniowymi. Badania te potwierdziły, że poza użytkowaniem terenu również wielkości i charakter opadów decyduje o sposobie transformacji opadu w odpływ. Ustaliłem także, że duże opady ulewne lub burzowe w ciągu doby wywołują relatywnie większe odpływy w zlewni o wyższym zalesieniu. Ponadto ustaliłem jakie wielkości opadów, i które właściwości zlewni mają wpływ na sposób podnoszenia się stanów wody w korytach po okresach bezdeszczowych.

Żychowski J., 1988. Wpływ wybranych elementów środowiska geograficznego na odpływy w małych zlewniach Beskidu Niskiego, Streszczenia prac habilitacyjnych i doktorskich, 1987.

 Żychowski J., 1988. Wpływ wybranych elementów środowiska geograficznego na kształtowanie wezbrań w małych zlewniach wschodniej części Beskidu Niskiego, Sprawozdania z Posiedzeń Komisji Naukowych, Tom XXX/1-2, Styczeń-grudzień 1986 r.

 Żychowski J., 2000. Przyczyny różnej transformacji opadów w odpływy w dwóch zlewniach Beskidu Niskiego. [w:] "Działalność człowieka i jego środowisko", red. Z. Zioło. Wyd. Nauk. AP, Kraków. S. 93 - 121.

 

 

 

 

 

Pociask-Karteczka J., Żychowski J., 2014. Powodzie błyskawiczne (flash floods) - przyczny i przebieg. [w:] Monografie Komisji Hydrologicznej PTG - t. 2, (red.) Ciupa T., Suligowski R., Woda w mieście. Instytut Geografii, Uniwesytet Jana Kochanowskiego, Kielce 2014. s. 213 - 227.

Badania, które prowadziłem nad odpływami w 5 małych zlewniach Beskidu  Niskiego zwróciły moją uwagę na wpływ antropopresji na procesy korytowe w Jasiołce w Beskidzie Niskim. Analizowałem przyczyny erozji wgłębnej w Karpatach oraz zmienności procesów korytowych w czasie. Stwierdziłem, że pobór żwirów z dna koryta Jasiołki, przy wykorzystaniu ciężkiego sprzętu, obniżył bazę erozyjną dla bocznych dopływów o ponad 1m. Ustaliłem tu również szybkość erozji wgłębnej w dnie koryta bocznego dopływu Jasiołki. Badania te wykazały znaczną erozję w korytach oraz obniżanie się poziomu wód gruntowych na zboczach dolin, w których obserwowałem obniżenie bazy erozyjnej.

Żychowski J., 1995. Zagrożenie dla środowiska geograficznego eksploatacją żwirów na Jasiołce, Człowiek a Środowisko, 44 Zjazd Polskiego Towarzystwa Geograficznego, Toruń 24-27 sierpnia 1995.

           

     W celu ilościowej oceny  przestrzennego rozmieszczenia elementów środowiska geograficznego w zlewniach, np. użytkowania ziemi, terenów o określonych nachyleniach rzeczywistych, wychodni kompleksów skalnych itp., skonstruowałem stosowny miernik. Pozwala on porównać wskaźniki dotyczące tego samego elementu środowiska w badanych zlewniach oraz rozmieszczenie różnych elementów w tej samej zlewni.

Żychowski J., 1991. Propozycja ilościowej oceny przestrzennegorozmieszczenia cech elementów środowiska geograficznego w zlewniach. Rocznik Naukowo-Dydaktyczny WSP w Krakowie z. 142, Prace Geograficzne XIII.

     

     Na podstawie 17 zlewni Beskidu Niskiego i Pogórzy ustaliłem zależność pomiędzy średnim nachyleniem zlewni obliczonym metodami uproszczonymi (Kajetanowicza, Strahlera) oraz dokładną metodą Steinhausa (1947).

Żychowski J., 1999. Średnie nachylenie zlewni. Ogólnopolska Konferencja Hydrologiczna Kraków - Dobczyce, 21-23 Maja 1999 r., "Interdyscyplinarność w badaniach dorzecza" (materiały konferencyjne).s. 173-175.

 

     Do kompleksowej oceny jakości wody zaproponowałem miernik regionalnej fizyczno-chemicznej jakości wody do picia. Pozwala on porównać zawartości różnych jonów (WR_z) oraz  jakość wody w regionach (WJ) niezależnie od wielkości stężeń badanych jonów. Współczynnik ten jest miarą względną.

Żychowski J. 2002. Miernik regionalnej fizyczno - chemicznej jakości wody do picia. [w:] "Stan i antropogeniczne zmiany jakości wód w Polsce", v. II. Wyd. Uniwersytetu Łódzkiego, red. Burchard J., Łódź, s. 275- 282.

 

     Oceniłem  także zróżnicowanie opadów na sąsiednich posterunkach opadowych (7 km) położonych w Beskidzie Niskim. W badaniach tych zwróciłem uwagę na: częstość dni z deszczem o różnej wysokości opadu, całkowitą liczbę dni z deszczem, wydajność dobowych opadów o różnej wysokości, wydajność dobowych opadów o różnym czasie trwania, częstość opadów dobowych o różnym czasie trwania oraz zmienność wysokości dobowych opadów o czasie trwania powyżej 5 dni. Stwierdziłem, że największe różnice pomiędzy posterunkami Jaśliska i Tylawa dotyczą lat, w których opady znacznie przewyższały średnie z wielolecia. Przyczyną wykazanych różnic okazały się głównie wysokie rozlewne opady oraz burze. Mniejsze różnice między posterunkami występują w okresach małych opadów.

Żychowski J., 1996. Ocena porównawcza reprezentatywności posterunków opadowych w Beskidzie Niskim. Rocznik Naukowo-Dydaktyczny WSP w Krakowie, z. 184, Prace Geograficzne XVI. S. 83-101.

 

     Badałem też wpływ rzeźby rusztowej na zróżnicowanie odpływów gruntowych w zlewniach o podobnej wielkości. Do tego celu wykorzystałem własne pomiary limnigraficzne. Badania te objęły: charakterystyki odpływów wód gruntowych, krzywe recesji, wpływ środowiska na parametry krzywych recesji oraz zależność zasobów wód gruntowych od właściwości środowiska. Wykazałem istotne różnice w odpływie gruntowym pomiędzy badanymi zlewniami. W zlewni Mszanki - z główną doliną subsekwentną, w porównaniu z doliną poprzeczną Bełczy - o upadzie warstw niezgodnym z biegiem cieku, występują dwukrotnie większe odpływy gruntowe, retencyjność zlewni itp.

Żychowski J., 1999. Zróżnicowanie odpływów gruntowych w rzeźbie rusztowej na przykładzie reprezentatywnych zlewni Beskidu Niskiego. Wiadomości Ziem Górskich, 33-49.

 

     We współautorskiej monografii historyczno-geograficznej gminy Brzesko przedstawiłem stan antropogenicznego przekształcenia jej środowiska geograficznego. Badania dotyczyły zanieczyszczenia powietrza atmosferycznego – emisji i imisji, jakości chemicznej wód powierzchniowych i podziemnych, skażenia bakteriologicznego wody, odpadów przemysłowych i komunalnych, zawartości pierwiastków w podłożu (własne badania terenowe) oraz gospodarki wodnej. Wykazaliśmy prawidłowość zmienności w czasie wskaźników zanieczyszczenia, np. w powietrzu, wodzie, podłożu itp. Wskazaliśmy miejsca oraz lata, w których wystąpiły najwyższe chwilowe stężeniach badanych zanieczyszczeń. Określiliśmy także przyczyny poznanych prawidłowości.

Lach J., Żychowski J., 2006. Antropogeniczne przeobrażenia środowiska przyrodniczego. [w:] Kiryk F., Lach J., (red.). Brzesko. Dzieje miasta i regionu. Urząd miejski w Brzesku, 1037 - 1057.

 

     W szeregu artykułach podejmowałem problem wpływu działalności człowieka i właściwości środowiska na przestrzenne zróżnicowanie w nim różnych pierwiastków. Badania te wykonałem na urządzeniu o światowym standardzie (Elmer Perkins 2001, Annalyst 200) Dotyczyły one: obiegu Zn i Cu w strefie progu Pogórza Karpackiego, przestrzennej zmienności względnej zawartości Zn i Cu w wybranych jednostkach samorządowych, ich stężeń w wyróżnionych środowiskach, zależności zawartości Cu i Zn od właściwości środowiska oraz delimitacji koncentracji Zn i Cu na terenie Bochni. W pracy dotyczącej obiegu Zn i Cu zbadałem ich zawartości w podłożu (wyniki własne), w skałach i w roślinach (wyniki własne), ich depozycję mokrą i suchą oraz sposób odprowadzania badanych pierwiastków wraz z plonami koniczyny. Uwzględniłem także historię prowadzonych tu upraw (własne obliczenia). Stwierdziłem, że z badanych środowisk odprowadzane są relatywnie duże ilości pierwiastków: Zn w dolinie Raby i Cu na Przedgórzu oraz Pogórzu Karpackim. Ustaliłem, że obiegi Zn - w części północnej (Dolina Raby) i Cu - w południowej (Przedgórze oraz Pogórze Karpat) są podobne.

     Badania dotyczyły także zawartości wielu pierwiastków w charakterystycznych środowiskach gminy Brzesko. Ze względu na zawartości charakterystycznych pierwiastków wyróżniłem tu różne typy środowisk: lasu i otwartych pól, między domami, przy drogach oraz w pobliżu różnych miejsc działalności człowieka. Wykazałem duże zróżnicowanie przestrzenne koncentracji pierwiastków na stosunkowo małej powierzchni. Na zróżnicowanie to wpływa także położenie terenu na różnych formach rzeźby. Badania te pozwoliły także wskazać pierwiastki, które są charakterystyczne dla karpackiej i kotlinowej części terenu badań. Szczególną uwagę zwróciłem na miejsca, w których występują maksymalne zawartości ciężkich pierwiastków.

    W kolejnym opracowaniu rozpoznałem przestrzenne zróżnicowanie zawartości Zn oraz Cu w podłożu okolic Bochni. W pracy tej przeprowadziłem delimitację miejsc o charakterystycznych ich zawartościach. Ustaliłem również prawidłowości zmiany koncentracji Zn i Cu wraz z oddalaniem się od jezdni i w zależności od właściwości środowiska, np. przeważających kierunków wiatrów, form terenu, zabudowy, lasu itp. Wykazałem między innymi, że najwyższe zawartości Zn występują w sąsiedztwie dworca PKS, przystanku w centrum miasta, w górnych częściach stromych podjazdów, na zboczach wciosów drogowych oraz w pobliżu ocynkowanych, bocznych barier drogi. Natomiast największe zawartości Cu występowały w pobliżu jezdni. Dotyczyło to zwłaszcza długich podjazdów oraz najbliższego sąsiedztwa jezdni (do 5 m) od strony zawietrznej. Najniższe stężenia Zn i Cu stwierdziłem na obszarach dobrze przewietrzanych: wierzchowinach, stokach pogórza, za zwartą zabudową itp. Ustaliłem przyczyny małych stężeń Cu i Zn na osiedlach. Wykazałem także inną prawidłowość zmiany zawartości Zn względem Cu w miarę oddalania się od jezdni. Dostrzegłem inną koncentrację badanych pierwiastków w zachodniej części terenu badań, gdzie obserwuje się wzmożoną działalność człowieka oraz odmienną w części wschodniej - z małymi podmiotami gospodarczymi. Wykazałem różne korelacje pomiędzy Zn i Cu w zależności od usytuowania terenu badań względem przeważających kierunków wiatrów.

Żychowski J.,2000. Obieg cynku i miedzi w strefie progu Pogórza Karpackiego na przykładzie okolic Bochni. [w:] " Działalność człowieka i jego środowisko", red. Z. Zioło. Wyd. Nauk. AP, Kraków. S.153-163.

 

Żychowski J., Kolber M., 2003. Zróżnicowanie składu chemicznego gleb na obszarze zurbanizowanym w strefie progowej Karpat (na przykładzie gminy Brzesko, [w:] Dynamika zmian środowiska geograficznego pod  wpływem antropopresji (red. J. Lach), Narodowy Fundusz Ochrony środowiska i Gospodarki Wodnej, Akademia Pedagogiczna, Kraków, s.240 - 249).

 

Żychowski J. Kolber M., 2005. Zróżnicowanie zawartości cynku w glebach w  strefie progowej Karpat. [w:] Struktury i procesy społeczno - gospodarcze w różnych wymiarach terytorialnych. Universytet Szczeciński, Polskie Towarzystwo Geograficzne, Oddział Szczeciński. Szczecin. Oficyna IN PLUS. 54 Zjazd Polskiego Towarzystwa Geograficznego "Geograficzne aspekty badań morza i wybrzeża". Szczecin - Świnoujście 9 - 11. 06. 05.

 

Żychowski J. 2006. Theeffect of abiotic environment on Cu content in soil on the example of urbanized area. Ecological chemistry and engineering.  13. 591 - 596.

 

Żychowski J., 2007. Delimitation of zinc and copperconcentrationin Bochnia soil. Ecological chemistry and engineering. V. 14, No. 1. 91-97.

     

     Kolejnym  problemem badawczym był wpływ środowiska geograficznego na jakość wód gruntowych w terenie wiejskim. Badałem zanieczyszczenia wód jonami: manganu, miedzi, cynku, glinu, fluorkowymi, detergentami anionowymi i kationowymi za pomocą chromatografu jonowego DX-120 DIONEX. W pracy tej wykazałem zróżnicowanie przestrzenne chemizmu wody podziemnej w zależności od właściwości środowiska oraz czynników antropogenicznych w gminie Nowy Wiśnicz. Przekroczenia dopuszczalnych zawartości jonów manganu i detergentów wystąpiły sporadycznie w dnie doliny lub na niższych lokalnych spłaszczeniach. Detergenty stwierdziłem w 25 na 95 badanych studni w 8 wsiach. Ich stężenia przekroczyły dopuszczalne rozporządzeniem zawartości tylko w kilku studniach. Jony glinu, cynku i miedzi występowały rzadko, a jeśli nawet, to w małych stężeniach. Takie przypadki miały miejsce w dolnych częściach stoków. W badanych próbkach wykazałem niedobór fluorków.

Żychowski J. 2002. Jakość wód podziemnych w gminie Nowy Wiśnicz. [w:] Geograficzne uwarunkowania rozwoju Małopolski. Pod red. Zb. Górki, A. Jelonka, Kraków.

           

    Problemem badawczym, który zainicjował prof. dr hab. Jan Lach, a który realizowałem od roku 1995, był wpływ cmentarzy na jakość wód podziemnych. Pierwsze wyniki badań referowałem na konferencji w Krakowie w roku 1996. Większość wyników przedstawiałem regularnie (od roku 1997) na konferencjach dotyczących jakości wody organizowanych w Uniwersytecie Łódzkim. Część wyników prezentowałem na kilku innych uniwersytetach oraz w PAN w Krakowie. Prace te dotyczyły: zawartości różnych jonów, wybranych aminokwasów, związków organicznych oraz bakterii w wodach podziemnych pod cmentarzami lub w ich otoczeniu.

    Pierwsza recenzowana publikacja z tego tematu dotyczyła oceny zanieczyszczenia wód podziemnych w podłożu 77 cmentarzy, położonych w różnych regionach południowo-wschodniej Polski. Badania te przeprowadziłem wraz z współpracownikami dla kilku jonów: NO₃^-, Cl^-, SO₄^2-, PO₄^3-, F^-, NH₄⁺i K⁺. Największe przekroczenia dopuszczalnej zawartości dla wody pitnej wystąpiły w przypadku jonów NO₃^-, SO₄^2-, NH₄⁺ K⁺ oraz w mniejszym stopniu PO₄^3-i Cl^-. Największe p rzekroczenia udokumentowałem w dnach dolin położonych na Pogórzach, w Kotlinie Sandomierskiej, Oświęcimskiej i Żywieckiej oraz w mniejszym stopniu na Wyżynie Krakowskiej i w Dołach Jasielsko-Sanockich. Relatywnie niższe koncentracje tych jonów wystąpiły w Beskidach i na Wyżynie Lubelskiej. Najniższe stężenia stwierdziłem na Wyżynie Miechowskiej i Działach Proszowickich, a więc tam, gdzie woda gruntowa występuje głęboko. Jakość wody w studniach na cmentarzach nie budzi większych zastrzeżeń również na wierzchowinach w centralnej części pogórzy. Natomiast w strefie progowej Karpat odnotowałem pojedyncze przypadki bardzo wysokich zawartości kilku jonów: NH₄⁺, PO₄^3- i NO₃^-. Bardzo zróżnicowane wyniki miały miejsce w strukturach wapiennych, w których zwierciadło wody gruntowej leży głęboko, a dopływ zanieczyszczeń zależy od przebiegu szczelin. Badania wskazały duże znaczenie podłoża, rzeźby terenu, warunków pogodowych oraz wahań zwierciadła wody w negatywnym oddziaływaniu cmentarzy na środowisko.

Żychowski J., Kolber M., Górski P., 1996. Poster: Stan fizyko-chemiczny wód podziemnych w pobliżu cmentarzy, [w:] Ogólnopolskie Sympozjum "Dynamika zmian środowiska geograficznego pod wpływem antropopresji", (materiały konferencyjne), Kraków, 26-27. 09.1996. s.165–166.

 

Żychowski J., Lach J., Kolber M., 2000. Właściwości fizyczno–chemiczne wód podziemnych nekropolii Polski południowo-wschodniej, w: "Stan i antropogeniczne zmiany jakości wód w Polsce", v. I. Red. Burchard J., wyd. Uniwersytetu Łódzkiego, Łódź, s. 249–261.

     

     Nieco później badania te rozszerzyłem wraz z współpracownikami także o analizy chemizmu wód podziemnych w otoczeniu nekropolii w południowej Polsce. Szczególną uwagę zwróciliśmy tu na rolę warunków podłoża. Najmniejsze zanieczyszczenia wód podziemnych w otoczeniu cmentarzy wystąpiły w sytuacjach, gdy leżą one na aluwiach holocenu oraz na starorzeczach wypełnionych słabo przepuszczalnymi osadami. Jest to szczególnie wyraźne na terenach o małym spadku. Natomiast duże zanieczyszczenie, wystąpiło wówczas, gdy wodonoścem były piaski i żwiry, zwłaszcza podścielone nieprzepuszczalnymi iłami miocenu, np. wypełniające dno Kotliny Sandomierskiej. Duże stężenia jonów zauważyliśmy także na progach Wyżyny Krakowskiej i w Karpatach. W regionach tych większe nachylenie sprzyjało rozprzestrzenianiu się badanych jonów na większe odległości. Stężenia jonów były zmienne w czasie i nawiązywały do ilości opadów. Najczęściej występowały dwukrotne przekroczenia dopuszczalnej zawartości jonów siarczanowych i potasowych oraz podobne przekroczenia jonów fosforanowych. Te jednak potwierdziliśmy w otoczeniu znacznie mniejszej liczby cmentarzy. Natomiast przekroczenia jonów amonowych, a szczególnie fluorkowych, wystąpiły sporadycznie. Rzadko notowaliśmy też wysokie przekroczenia dopuszczalnej zawartości azotanów na terasach rzek.

Żychowski J., Lach J., Kolber M., 2000. Przestrzenna zmienność chemizmu wód podziemnych w otoczeniu nekropolii w Polsce południowej, [w:] "Stan i antropogeniczne zmiany jakości wód w Polsce". V.I. Wyd. Uniwersytetu Łódzkiego, Łódź, s. 261–269.

 

    Pierwsze badania dotyczące wpływu masowego grobu na podłoże oraz wody gruntowe przeprowadziłem w Niepołomicach i dotyczyły one grobu z okresu II wojny światowej. Górna część badanego profilu zawierała relatywnie duże ilości pierwiastków pochodzących z ciał ludzkich: Na, Ca, Cl, C, N, P i S. Koncentracje tych pierwiastków rosły w głąb badanego profilu. Natomiast w miejscu porównawczym ich stężenia malały z głębokością. Zawartości badanych pierwiastków w miejscach porównawczych były kilka razy mniejsze, np. Ca – 4 razy, Na, Cl – 3 razy, S – 2 do 4 razy oraz N – 8 razy. W badanych osadach potwierdziłem również występowanie związków fosforu: Na₃P, Cu₃P₂, Ca₃P₂, PCl₃, Ca(H₂PO₄)₂, P₃N₅, Al(H₂PO₄)₃, K₃P, PBr₅ i [PH₄]J oraz siarczków:  Na₂S, CuS, ZnS, NiS, K₃S, PbS i MnS. Woda pobrana z kałuży oraz z rowu leżącego poniżej masowego grobu charakteryzuje się dużą zawartością wielu jonów: azotanowych, fosforanowych, żelaza, manganu, cynku i miedzi.

Żychowski J., 2000. Wpływ masowego grobu zlokalizowanego w utworach aluwialnych na jakość środowiska przyrodniczego. [w:] "Środowisko przyrodnicze i gospodarka Dolnego Śląska u progu trzeciego tysiąclecia", 49 Zjazd Polskiego Towarzystwa Geograficznego, Szklarska Poręba, 20-24 IX 2000 r., Wrocław 2000 r. s.161 - 167.

 

Żychowski J., 2000. Wpływ lokalnego, holoceńskiego czynnika na jakość utworów terasy plejstoceńskiej, [w:] Transformacja dolin plejstoceńskich w holocenie. Strefowość i piętrowość zjawiska. (13-14 kwietnia 2000 r.), Sympozjum PAN, Komitet Badań Czwartorzędu, Stowarzyszenie Geomorfologów Polskich, UŚ Wydział Nauk o Ziemi, s.127-130.

 

    Nowatorskim przedsięwzięciem, chyba nawet w skali światowej, było badanie zawartości wybranych aminokwasów: lizyny, kwasu glutaminowego, glicyny, leucyny i izoleucyny w wodach podziemnych na wybranych cmentarzach południowo-wschodniej Polski. Związki te są produktem rozkładu białek, czyli pośrednim etapem dekompozycji. Są to zarówno proste, jak i bardziej złożone aminokwasy, które jak lizyna rozkładają się w wyniku dekarboksylacji na mniej złożone produkty, np. kadawerynę (toksyczny jad trupi). Badania te przeprowadziłem wraz z współpracownikami na chromatografie kolumnowym HPLC. Analizowaliśmy próby z 71 studni położonych na cmentarzach w podłożach: piaszczystym (16), aluwialnym (26), lessowym (20) oraz glin fliszowych (9). Dodatkowo pobraliśmy również 18 prób w celu ustalenia tła hydro - aminokwasowego. Zawartości lizyny w badanych wodach, pobranych z cmentarzy, są dwukrotnie wyższe niż kwasu glutaminowego. Największą zawartość lizyny stwierdziliśmy w wodach podziemnych cmentarzy położonych na terasach rzek - 2,3 mg/1. Zawartości lizyny w próbkach pobranych na wymienionych cmentarzach są około o 1/3 wyższe w porównaniu z tłem. Jedynie w podłożu gliniastym stężenie lizyny było większe w materiale porównawczym. Kwas glutaminowy występował w większości badanych osadów w podobnym stężeniu, około 1,1 mg/l - w glinach 0,9 mg/l. Lepszym miernikiem zanieczyszczeń organicznych okazała się więc lizyna.

     Kolejne badania wykazały, że największe zawartości glicyny występują w wodach pod cmentarzami zlokalizowanymi na utworach aluwialnych oraz na lessach. Jej średnia zawartość w tych utworach przekracza 10 ppm i jest wyższa od zawartości pozostałych aminokwasów. Największe różnice, pomiędzy koncentracją glicyny w badanych wodach z cmentarzy a ich tłem hydro – aminokwasowym, stwierdziliśmy w utworach lessowych. Różnice te są także wysokie w utworach aluwialnych i w piaskach. Natomiast w podłożu gliniastym występują najmniejsze zawartości glicyny. Jej migrację ogranicza słabo przepuszczalne podłoże. Ustaliliśmy, że stężenia glicyny wyższe od 12 ppm, wskazują na pochodzenie z dekompozycji pochówków. Ponadto zauważyliśmy, że miejsce pochówku wyraźnie różnicuje koncentrację omawianych aminokwasów.

Żychowski J., Lach J., Kolber M.,2002. Zróżnicowanie zawartości lizyny i kwasu glutaminowego w wodach podziemnych na wybranych  cmentarzach w Polsce południowo - wschodniej. [w:] "Stan i antropogeniczne zmiany jakości wód w Polsce", v. II. Red. Burchard J., wyd. Uniwersytetu Łódzkiego, Łódź, s. 241–251.

 

Żychowski J., Lach J., Kolber M., 2003. Zróżnicowanie zawartości wybranych aminokwasów w wodach podziemnych na cmentarzach w różnych podłożach".[w:] XIII Ogólnopolska Konferencja Naukowa pt. "Chemizm opadów atmosferycznych, wód powierzchniowych i podziemnych. Uniwersytet Łódzki, 12 - 14. 11. 2003 r. Łódź. Przegląd Geologiczny. 51, 11.

 

Żychowski J., Lach J., Kolber M., 2003. Występowanie aminokwasów: glicyny, leucyny i izoleucyny w wodach podziemnych na cmentarzach zlokalizowanych w różnych środowiskach. Przegląd Geologiczny. T. 51, nr 11, s. 962–963.

 

Żychowski J., Lach J., Kolber M., 2005. Zróżnicowanie zawartości  glicyny, leucyny  i izoleucyny w wodach podziemnych na cmentarzach zlokalizowanych w różnych podłożach [w:] "Stan i antropogeniczne zmiany jakości wód w Polsce", v. III, red. Burchard J., wyd. Uniwersytetu Łódzkiego, Łódź, s. 281–290. 

           

     Swoje  zainteresowania dotyczące zawartości aminokwasów w wodach gruntowych rozszerzyłem o badania zawartości innych, wybranych związków organicznych: lizyny, kadaweryny, bromodwuchlorometanu, chlorfenwinfosu, kolaminy, chlorku chlorocholiny i fosfamidonu. Próbki wody gruntowej pobrałem z piezometru założonego w obrębie masowego grobu. Stwierdziłem tu niższe zawartości lizyny - 1,45 mg/l w stosunku do wyników uzyskanych dla cmentarzy. Wskazują one na końcowy etap rozkładu. Stosunkowo wysoka zawartość kolaminy (1,98 µg/l) w badanej wodzie gruntowej, świadczy o wolnym rozkładzie tłuszczów w tym środowisku. Z kolei występowanie chlorfenwinfosu (1,21 mg/l) wyklucza zasadowe środowisko miejsca pochówku. W badanych próbkach stwierdziłem relatywnie wysokie zawartości toksycznego chlorku chlorocholiny (2,41µg/l), który działa korodująco na metale. Ponadto udowodniłem występowanie, myślę małych stężeń, również groźnej dla zdrowia, kadaweryny (0,11 mg/l).

Żychowski J., 2007. Wpływ masowego grobu na zawartość wybranych związków organicznych w wodzie gruntowej [w:] "Stan i antropogeniczne zmiany jakości wód w Polsce", v. IV, red. Ziułkiewicz  M., wyd. Uniwersytetu Łódzkiego, Łódź, 359–366.

           

     Analizowałem  także, wraz z współpracownikami, zawartości tych jonów, które są najczęściej badane na świecie w wodach gruntowych pod cmentarzami. Próbki wody pobieraliśmy z piezometrów założonych w masowym grobie oraz w miejscu porównawczym. Ich analizę przeprowadziliśmy metodą chromatografii cieczowej. Ponadto próbki gruntu badaliśmy metodą ASA (Elmer Perkins 2001, Aanalyst 200). Tuż po nawierceniu otworu stwierdziliśmy, w próbce wody z piezometru, zdecydowanie wyższe zawartości jonów fosforanowych oraz znacznie mniejsze jonów azotanowych, niż w miejscu porównawczym. Woda gruntowa charakteryzuje się pod masowym grobem, w stosunku do wody porównawczej, większą - od 2 do 5 razy - koncentracją jonów azotanowych, amonowych, fosforanowych, chlorkowych i siarczanowych. W próbkach pobranych z różnych głębokości podłoża masowego grobu potwierdziliśmy też występowanie pierwiastków w stężeniach większych, np.: F, Ni i Cl (kilka razy większych), P, N, S i K (dwa razy większych) oraz nieco mniejszych J, Mn, Cu i Zn, niż w miejscu porównawczym.

Żychowski J., Lach J., Kolber M., 2007. Wpływ podłoża z masowym pochówkiem z II wojny światowej na skład chemiczny wód gruntowych [w:] "Stan i antropogeniczne zmiany jakości wód w Polsce, v. IV, red. Ziułkiewicz M., wyd. Uniwersytetu Łódzkiego, Łódź, s. 349–358.

 

     Szczegóło we badania zjawiska dekompozycji przeprowadziłem wraz z współpracownikami na masowym grobie w Niepołomicach. W tym celu dokonaliśmy odsłonięcia dwu profili. Jeden w otoczeniu, a drugi ponad pochówkiem. Ponadto wykonaliśmy dwa odwierty, jeden w masowym grobie oraz drugi porównawczy. Badania mineralogiczno – petrograficzne pobranych próbek przeprowadziliśmy za pomocą: mikroskopu polaryzacyjnego oraz mikroskopu skaningowego. Badaliśmy również względną koncentrację pierwiastków: Na, K, Mg, Ca, Cr, Mn, Fe, Ni, Cu, Zn, Cd, Al, Si, Pb, N, P, S, F, Cl i I oraz wybranych związków chemicznych metodą ASA. Do opracowania wyników wykorzystaliśmy program statystyczny Statistica. Różnice pomiędzy zawartością pierwiastków w badanych profilach oraz malejące wraz z głębokością ich stężenia wskazują na to, że z miejsca pochówku migruje wiele pierwiastków: P, Cl, F, Na, Zn, Cu, I oraz K, Ca, S i N. Natomiast nie potwierdziliśmy, że Cd, Cr i Al oraz prawdopodobnie Pb pochodzą także z dekompozycji pochówku. Do pierwiastków związanych ze środowiskiem naturalnym zaliczyliśmy Fe i Mn. Wiele jonów, np. Ca, K, Mg, Ni i Cd, migruje z miejsca pochówku razem z wodą i wytrąca się w postaci różnych związków w strefie wahań zwierciadła wody. Na wodorotlenkach żelaza zaobserwowaliśmy związki fosforu (skutek sorpcji jonów fosforanowych). Wyższe zawartości pierwiastków w górnych częściach profili oraz wysokie rH (25) wskazują na przewagę procesów utleniania. Natomiast w dolnej części badanych profili, częste podnoszenie się zwierciadła wody prowadzi do procesów redukcji. Wskazuje na to niskie rH (12). Znaczne powiększenia mikroskopu pozwoliły też dostrzec w piaszczystych osadach - pobranych z bezpośredniego otoczenia grobów - wtórne minerały i skupienia organiczne.

Żychowski J., Pawlikowski M., Lach J., 2006. Produkty dekompozycji szczątków organicznych na przykładzie masowego grobu w Niepołomicach. Uczelniane Wydawnictwo Naukowo-Dydaktyczne. Kwartalnik AGH. Geologia. 32, 2, 203 - 225.

 

     Przy współpracy z archeologiem i geologiem badałem również wpływ grobu Gotów z okresu rzymskiego, położonego w Babim Dole koło Gdańska na zmiany mineralogiczne i chemiczne osadów oraz zasypiska. Próbki pobieraliśmy z kilku środowisk: z głębokości, na której znajdował się pochówek, ze stref nienaruszonych otoczenia grobu oraz z warstw orsztynowych zawierających tlenki i wodorotlenki żelaza. Obserwacje morfologii koncentracji związków żelaza oraz produktów korozji brązowych zapinek prowadziliśmy przy pomocy mikroskopu skaningowego. Preparaty proszkowe z osadów obserwowaliśmy za pomocą mikroskopu Polmi A. Natomiast jony fosforanowe w roztworach z próbek pochodzących z otoczenia pochówku mierzyliśmy spektrofotometrem Spekol. Praca ta wykazała między innymi, że produktami korozji zapinek z brązu są tlenki, węglany, fosforany, chlorki i siarczany miedzi, które powstały przy udziale produktów dekompozycji pochówku. Produkty pokrywające brązowe zapinki okazały się słabo krystaliczne. Brak było w nich związków cyny, które w zapinkach są jednym z głównych składników brązu. Powodem była głównie niska temperatura, która jest przyczyną przemiany fizycznej cyny. W badaniach tych potwierdziliśmy sorpcję - wyprowadzanych z grobu - związków fosforu przez tlenki żelaza. Osad z otoczenia grobu, jak i osad zasypiska zawierały też znikome stężenia fosforu genetycznie związanego z dekompozycją. Badane stężenia jonów PO₄^3- wskazują na ich migrację ku pobliskiej  Raduni.

Mączyńska M., Pawlikowski M., Żychowski J., 2006. Wyniki badań mineralogicznych i chemicznych grobu 104 i jego otoczenia. Cmentarzysko kultury wielbarskiej Babi Dół-Borcz, powiat Kartuzy. Pomorania Antiqua. Muzeum Archeologiczne w Gdańsku, tom XXI. 249- 263.

 

     Rozpocząłem również badania nad wpływem cmentarzy i masowych grobów na obecność bakterii w wodach podziemnych. Badałem występowanie bakterii, które zlokalizowano w pobliżu pochówków w Europie i w Australii: Bacillus cereus, Staphylococcus aureus, Staphylococcus sp. T., Clostridium perfringens, bakterie z rodzaju paciorkowców - faecal streptococci (FS) oraz fekalne bakterie podobne do pałeczki okrężnicy - thermotolerant coliforms (TTC). Bakterie te występują w dużej ilości w ludzkim organiźmie, a ponadto liczono je w klimatach podobnych do polskiego. Badania te prowadziłem w otoczeniu 9 cmentarzy i masowych grobów oraz w miejscach porównawczych. Największe różnice stwierdziłem pomiędzy ilością bakterii (Staphylococcus aureus i faecal streptococci FS) w wodzie ze studni, położonych na lub poniżej pochówków w Mikluszowicach, Cerekwi i w Bieczu, a ich tłem bakteriologicznym. Wyższym liczebnościom bakterii (Staphylococcus aureus oraz w mniejszym stopniu - thermotolerant coliforms TTC) sprzyja podłoże piaszczyste, płytki poziom wody gruntowej, młody wiek pochówku oraz teren osuwiskowy. Badania przeprowadzone w stabilnych warunkach pogodowych klimatu umiarkowanego, wskazują na mały wpływ pochówków na liczebność bakterii w wodach podziemnych w ich otoczeniu.

Żychowski J., 2009. Wpływ wybranych cmentarzy i masowych grobów z I i II wojny światowej na obecność bakterii w wodach podziemnych [w:] "Stan i antropogeniczne zmiany jakości wód w Polsce", v. VI, red. Ziułkiewicz M., wyd. Uniwersytetu Łódzkiego, Łódź.

Żychowski J., Bryndal T., 2014. Impact of cemeteries on groundwater contamination by bacteria and viruses - a review. Journal of Water and Health, in Press, IWA Publishing 2014. doi:10.2166/wh.2014.119 Available online 10 September 2014.

     Wpływ pochówków na środowisko badałem również kompleksowo uwzględniając elementy biotyczne. Badania te dotyczyły wpływu masowego grobu na zawartości pierwiastków w: osadach podłoża, żywicy sosny, hubie brzozy, nadziemnej części mchu oraz w naskorupieniu na ściętym pniu sosny. Stałe próbki analizowałem metodą ASA. Natomiast próbki powietrza z nad masowego grobu przebadałem chromatografem gazowym. Skalę wpływu oceniłem na podstawie różnic w koncentracji pierwiastków w środowisku grobu względem miejsc porównawczych. W otoczeniu badanego grobu wykazałem relatywnie duże zawartości pierwiastków pochodzących z dekompozycji: P, S, N, C, Cl, Na oraz Ca. Szczególnie charakterystyczna była wysoka zawartość P w podłożu oraz w powietrzu. W powietrzu nad masowym grobem stwierdziłem także wiele związków chemicznych w postaci gazowej: H₂, HBr, HJ, SO₂, CH₄, C₂H₆, C₃H₈, C₄H₁₀, C₂H₂, PH₄, H₂S. Analiza jakościowa gazów, po wyeliminowaniu tła, potwierdziła występowanie w powietrzu gazów z grupy fosforowodorowych. Natomiast nie potwierdziłem  występowania N i P w żywicy. Jest to prawdopodobnie związane z tym, że sosna ma korzeń palowy, który penetruje głębszy profil podłoża.

Żychowski J., 2009. Zawartości pierwiastków w wybranych elementach środowiska przyrodniczego otoczenia masowego grobu położonego w Puszczy Niepołomickiej. Acta Scientiarum Polonorum Formatio Circumiectus 8 (3-4), s. 41-54.

Żychowski J., 2014. Conditios favoring the occurrance of Ignis Fatuus phenomenon over a mass graves in Niepołomice (S Poland). Procedia - Social and Behavioral Sciences, 120, 347 - 355.

     W celu  poznania wpływu wybranych krakowskich cmentarzy na kilka komponentów środowiska przyrodniczego, badałem zawartość pierwiastków w podłożu ponad pochówkami, koniczynie, grzybach oraz stężenia jonów w wodach gruntowych. Uzyskane wyniki porównałem z tłem geochemicznym i z wynikami pomiarów, przeprowadzonych na innych cmentarzach w południowo-wschodniej Polsce. Zwróciłem także uwagę na produkty geologiczne dekompozycji. Ponad pochówkami stwierdziłem niskie zawartości pierwiastków. Wysokie koncentracje jonów żelaza w wodach gruntowych wskazują na ich korzystną obecność w osadach dla sorpcji produktów dekompozycji. Relatywnie małe koncentracje zanieczyszczeń są związane z właściwą lokalizacją cmentarzy, czyli tam, gdzie głęboko zalegają wody gruntowe, obecne są sorbenty w osadach, powierzchnie cmentarzy są nieprzepuszczalne oraz drożne są systemy odwodnień.

Żychowski J., 2010. Wpływ krakowskich cmentarzy na środowisko przyrodnicze. Przegląd Geograficzny, 82, 3, s. 409-433.

 

     W pracy tej przedstawiłem wyniki badań prowadzone na świecie nad wpływem cmentarzy na jakość wód podziemnych. W Europie badania takie rozpoczął van Haaren w roku 1951. Kontynuowano je sporadycznie w latach 70. i 80. ubiegłego wieku w Niemczech (Schraps 1972), Wielkiej Brytanii (Gray et al. 1974), Kandzie (Levine et al. 1984) oraz RPA (Alfodi, Croukamp 1988). Natomiast regularne badania rozpoczęto dopiero końcem lat 80., a przede wszystkim w latach 90., w: Brazylii (Pacheco 1986, Mendes et al. 1989), RPA (Fisher, Croukamp 1993, Engelbrecht 1993), Australii (Knight, Dent 1995) i w Polsce (Żychowski i in. 1996). Tego rodzaju prace badawcze, ale w mniejszym zakresie, realizowano także w innych państwach, np. w USA, Wielkiej Brytanii, Portugalii oraz Francji. Ponadto ukazało się kilka raportów na ten temat (Ucisik, Rushbrook 1998, Creely 2004, Morgan 2004). Szczególnie zwracam uwagę na warunki środowiska, które według badaczy zasadniczo wpływają na zanieczyszczenie chemiczne wody. Najwyższe wskaźniki zanieczyszczenia występują na cmentarzach zlokalizowanych w klimatach ciepłych i wilgotnych, np. w RPA i Brazylii. Większość badaczy uważa, że największym zagrożeniem ze strony cmentarzy są jony zawierające azot i fosfor oraz bakterie i wirusy.

Żychowski J., 2010. Przegląd wyników badań prowadzonych na świecie nad wpływem cmentarzy na chemizm wód podziemnych, [w:] Antropogeniczna transformacja środowiska przyrodniczego. Księga Jubileuszowa dedykowana Profesorowi Janowi Lachowi, red. Wilczyńska-Michalik W., Wydawnictwo Attyka, Kraków, 2010, s. 67-90.

 

     W innych badaniach uwzględniono znaczenie związków żelaza oraz minerałów ilastych w procesie dekompozycji zwłok. Szczególną uwagę zwrócono na współwystępowanie związków fosforu w zróżnicowanych podłożach 9 wybranych masowych grobów z I i II wojny światowej. Badania te prowadzono za pomocą mikroskopów, skaningowego i polaryzacyjnego. Próbki pobierano z różnych głębokości z wykopów oraz odwiertów prowadzonych na/lub w otoczeniu grobów. Stwierdzono, że fosfor w utworach aleurytowych o małej zmienności stosunków wodnych występował w postaci słabokrystalicznej.

     Natomiast w materiałach psamitowo-aleurytowych o dużej zmienności wilgotności był on w związkach bezpostaciowych. Trwalsze agregatowe skupienia produktów dekompozycji stwierdzono na ziarnach kwarcu z otoczkami ilasto-żelazistymi. Fragmenty tkanek miękkich potwierdzono jedynie w grobach z II wojny. Wykazano także, że skład jakościowy podłoża nie różnicuje grobów z I i II wojny światowej. Powstawanie i obecność w podłożu produktów dekompozycji zależy przede wszystkim od wykształcenia osadów, w które złożono pochówki. Istotne znaczenie posiadają także stosunki wodne.

 Żychowski J., 2011. Geological aspects of decomposition of corpses in mass graves from WW1 and 2, located in SE Poland, Environmental Geology. DOI 10.1007/s12665-010-0867-x, Springer, First online, ss. 20. Environmental Earth Sciences, 64, (2), 437-448.

 

     W sposób syntetyczny analizowałem problem wpływu masowych pochówków na środowisko przyrodnicze w rozprawie habilitacyjnej „Wpływ masowych grobów z I i II wojny światowej na środowisko przyrodnicze”. Wyd. AP Kraków 2008, 1 – 305. Praca przedstawia ocenę wpływu masowych grobów na właściwości chemiczne podłoża oraz wody podziemnej w zależności od właściwości ich środowisk przyrodniczych. Problem ten dostrzeżono w ostatnich latach w związku z dużą liczbą zmarłych podczas katastrof przyrodniczych oraz w wyniku badań prowadzonych nad wpływem cmentarzy na jakość wód podziemnych w kilku krajach świata (Ucisk, Rushbrook 1998; Trick i inni 2001; Matos 2001; Creely 2004; Morgan 2004; Dent 2004). Badania te dotyczyły również procesów i migracji produktów dekompozycji w zależności od badanych środowisk oraz określiły, jakie powinny być charakterystyki grobów i cechy ich środowisk, by lokalizacja cmentarzy była najkorzystniejsza.

 

Do najważniejszych osiągnięć w pracy habilitacyjnej zaliczam: 

     W prowadzonych badaniach zastosowałem kilka najnowocześniejszych metod badawczych. Badania środowiskowe dotyczące zawartości pierwiastków oraz wybranych związków chemicznych w podłożu, przeprowadziłem metodą absorpcyjnej spektroskopii atomowej (Perkin Elmer 2001, Aanalyst 50/300). Stężenia jonów mierzyłem za pomocą chromatografu cieczowego HPLC. Badania mineralogiczno-petrograficzne wykonałem za pomocą mikroskopu polaryzacyjnego oraz mikroskopu skaningowego połączonego z półilościowymi analizami chemicznymi itp. Pomiary te charakteryzuje wysoki stopień precyzji i można je uznać za obiektywne, a w związku z faktem, iż w Polsce wykonano je po raz pierwszy, będą punktem odniesienia do dalszych tego rodzaju badań.

     

     W pracy przedstawiłem, nieznany w Polsce i rozproszony na świecie dorobek naukowy na temat stanu dotychczasowych badań nad wpływem cmentarzy na środowisko. Zebrałem i zestawiłem czynniki, które sprzyjają oraz te, które ograniczają migrację zanieczyszczeń w otoczeniu pochówków. Tymi problemami zainteresowali się głównie dyrektorzy cmentarzy.

     

     Liczne wnioski, które zestawiłem na końcu pracy mają w mojej ocenie pragmatyczny wymiar. Pozwolą one bowiem właściwie lokalizować, rozbudowywać i wykorzystywać cmentarze stosownie do lokalnych warunków i możliwości.

     

     Każdy z badanych problemów rozpatrywałem stosując odrębną i różnorodną metodykę badawczą, np.: zawartości pierwiastków i związków chemicznych w podłożu, ocenę środowiska przyrodniczego, zanieczyszczenie wody, produkty mineralogiczno-petrograficzne dekompozycji itp.

    Zawartości różnych pierwiastków oceniłem względną miarą własnego pomysłu. Łączyłem również pierwiastki, zawarte w każdym z 245 badanych grobów, w sensowne grupy i ustaliłem ich rankingi dla każdej z nich. Wyniki te pozwoliły ustalić w jaki sposób właściwości środowiska i grobów wpływają na zawartości pierwiastków.

     Ocenę środowiska badanych miejsc, istotną dla porównań wyników pomiarów w przyszłości, przeprowadziłem za pomocą obiektywnej metody statystycznej, wykorzystując ilościową, względną ocenę właściwości środowiska, które wymieniane były w wynikach światowych badań. Każdą z 26 właściwości oceniłem w 5 stopniowej skali uwzględniającej ich zmienność jakościową.

     Rozdział dotyczący zanieczyszczenia wody podziemnej poprzedziłem oceną warunków klimatyczno – pogodowych. Pozwoli ona na porównanie uzyskanych wyników z pomiarami przeprowadzonymi w przyszłości. Wykazałem zakres zanieczyszczeń badanej wody, porównując stężenia jonów w wodzie z badanych grobów z: tłem hydrogeologicznym, dopuszczalnymi rozporządzeniem ministra koncentracjami oraz badając zmienność w czasie wyników pomiarów dotyczących tego samego miejsca.

 

     Ocenę wpływu masowych grobów na  środowisko przeprowadziłem na podstawie ustalenia, czy istnieje niezależność pomiędzy wyróżnionymi właściwościami środowiska badanych grobów a zawartością charakterystycznych pierwiastków w podłożu. Relację tą sprawdziłem testem niezależności chi-kwadrat. Wykluczenie takiej niezależności pozwoliło udowodnić zależność stochastyczną pomiędzy badanymi zmiennymi. Wspomniany test przeprowadziłem dla dwóch grupowań, w których 240 grobów pogrupowałem w 9 grup. W jednym przypadku groby grupowałem ze względu na charakterystyczne właściwości środowiska i grobów. Drugie grupowanie dotyczyło wyselekcjonowanych pierwiastków typowych dla podłoża masowych grobów. Jednakową liczbę grup grobów w obu grupowaniach zapewniła nie hierarchiczna metoda k – średnich. Metoda ta wymagała jednak znajomości parametrów 9 grobów, wokół których dokonywałem grupowań. Ilość grup oraz wspomniane parametry grobów, zarówno dla właściwości środowiska oraz dla zawartości pierwiastków, ustaliłem metodą Warda w programie Statistica. W grupowaniach tych nie uwzględniłem wszystkich parametrów grobów - 26 badanych zmiennych jakościowych (właściwości środowiska i grobów) oraz 20 zmiennych ilościowych (względne zawartości pierwiastków). Zapewne część zmiennych było wzajemnie skorelowane i dlatego dokonałem ich selekcji. W tym celu przeprowadziłem dwa grupowania grobów według zmiennych metodą Warda oraz różnymi miarami odległości w zależności od zmiennych (jakościowych oraz ilościowych). W każdej z uzyskanych grup dwóch grupowań wybrałem, za pomocą współczynnika zmienności, charakterystyczne właściwości środowiska i grobów oraz pierwiastki.

    Na tej podstawie stwierdziłem zależność stochastyczną z prawdopodobieństwem 79 % pomiędzy powierzchnią grobu, nachyleniem terenu położonego wyżej, utworami podłoża, wilgotnością miejsca pobory próby oraz użytkowaniem otoczenia grobu a pierwiastkami Cr, Cu, Zn, P i S zawartymi w podłożu masowych grobów.

     

     Wpływ masowych grobów na środowisko rozpatrywałem również uwzględniając tylko 86 badanych pochówków, dla których zawartości pierwiastków pomierzyłem także w miejscach porównawczych.

     

     W przedłożonej rozprawie przedstawiłem także nie analizowany dotąd na świecie problem zawartości związków chemicznych w zasypisku ponad pochówkiem: Cu₃P₂, K₃P, Na₃P, Ca₃P₂, PH₄J, Ca(H₂PO₄)₂, Na₂S, CuS, PbS. Badania  wykonałem dla 21 grobów. Uzyskane wyniki pozwoliły pogrupować te groby. Wykazałem, że łączy je w grupy głównie: sposób pochówku, okres ich utworzenia, wzajemne położenie oraz w nieco mniejszym stopniu sposób odwodnienia grobu. Duże groby z okresu II wojny światowej zawierają bardzo mało siarczków przy dużym udziale fosforków i wyróżniającym się udziale Ca(H₂PO₄)₂. W pozostałych grobach z okresu II wojny stwierdziłem znaczny udział Ca(H₂PO₄)₂ oraz relatywnie duży udział siarczków. Największe zróżnicowanie dotyczy grupy grobów z I wojny światowej. W grobach z tego okresu występuje stosunkowo mało Ca(H₂PO₄)₂ oraz siarczków.

        

      W mojej pracy rozwinąłem także wcześniej rozpoczęte badania mineralogiczno-petrograficzne. Szczególną uwagę zwróciłem na występowanie materii organicznej, związków fosforu, a także współwystępowanie związków żelaza oraz minerałów ilastych. Analizy wykonałem w otoczeniu 9 wybranych masowych grobów o zróżnicowanych podłożach. Próbki pobierałem z przeprowadzonych wykopów w otoczeniu grobów oraz wykonanych odwiertów na masowych grobach. Uzyskane wyniki pozwoliły dostrzec szereg prawidłowości. Ustaliłem zależność pomiędzy wykształceniem osadów, wahaniami zwierciadła wody gruntowej oraz nachyleniem stoku, na którym leżą pochówki a szybkością dekompozycji i migracją jej produktów. Zauważyłem, że większy udział minerałów ilastych w osadach, zwiększa występowanie uwodnionych wtórnych tlenków i wodorotlenków Fe. Tak wzbogacone osady absorbują także w większym stopniu antropogeniczny P. Najczęściej takie sprzyjające podłoże występowało na lokalnych spłaszczeniach oraz na stokach o niewielkim nachyleniu. Produkty rozkładu absorbują przede wszystkim minerały ilaste i związki Fe, które sprzyjają sorpcji P i ograniczają odprowadzanie produktów dekompozycji poza miejsce pochówku. W jednorodnych osadach, np. piaszczystych, na powierzchni tylko nielicznych ziaren kolmatują produkty dekompozycji, które są także wzbogacone w bezpostaciowe związki fosforu. Migrację produktów dekompozycji ogranicza także występowanie jednorodnego iłu pozbawionego szczelin oraz rozwiniętego butwiejącego systemu korzeniowego. Dłuższa stagnacja zwierciadła wody podziemnej prowadzi do dobrego uporządkowania strukturalnego związków pochodzących z dekompozycji, a w konsekwencji do powolnej ich krystalizacji ponad zwierciadłem wody podziemnej. W badanych osadach grobów z II wojny światowej nie potwierdziłem wtórnych minerałów w postaci krystalicznej. Stwierdziłem także, że rozwój procesów dekompozycji i migrację jej produktów ułatwia wymieszana i spulchniona zasypka wykopu pod grób. Miejsce to jest podatne na okresowe nasączanie się wodą atmosferyczną.

   

     W rozprawie habilitacyjnej dokonałem także oceny jakości wód podziemnych i w małym zakresie, także wód powierzchniowych w otoczeniu pochówków. Badania te przeprowadziłem dla 11 jonów na terenie i w pobliżu 26 masowych grobów z I i II wojny światowej oraz porównawczo dla cmentarzy. Obejmowały one chemiczną ocenę jakości wody podziemnej w obrębie grobów lub w ich sąsiedztwie i porównanie jej z tłem geochemicznym. Badałem także zmienność w czasie składu chemicznego wody podziemnej. Uzyskane wyniki odniosłem także do dopuszczalnych zawartości badanych jonów w wodzie pitnej. Najwyższe przekroczenia dopuszczalnej zawartości oraz znaczne różnice pomiędzy jakością wody podziemnej pod grobami a miejscami porównawczymi dotyczą jonów fosforanowych, żelaza, manganu oraz w mniejszym stopniu jonów miedzi, cynku i glinu. Najwyższe stężenia jonów występują w otoczeniu największych masowych grobów z II wojny oraz w sąsiedztwie tych, które leżą na terasach rzek: Wisły, Dunajca i Raby. W miejscach tych, poziom zwierciadła wody leży płytko lub podnosi się okresowo. Natomiast w wodach gruntowych zalegających głęboko nie stwierdziłem wysokich zawartości tych jonów. Jony fosforanowe wykazywały największą zmienność w ciągu roku na cmentarzach położonych na terasach rzek oraz na stokach w Karpatach. Duże zróżnicowanie przestrzenne zawartości jonów w wodach gruntowych w sąsiedztwie cmentarzy wynika przede wszystkim z: różnej przepuszczalności podłoża, zróżnicowanej wielkości opadów, okresowych wahań temperatury powietrza w pobliżu zera oraz od zróżnicowania przestrzennego zawartości związków żelaza i minerałów ilastych.

     Największe różnice pomiędzy koncentracją badanych jonów w wodach podziemnych otoczenia grobów a miejscami porównawczymi występują w obrębie podłoża piaszczystego leżącego na iłach mioceńskich. Woda gruntowa - szczególnie w okresach dużych wahań jej zwierciadła - jest nośnikiem produktów dekompozycji. W otoczeniu cmentarzy zlokalizowanych na wierzchowinach wzniesień, gdzie wody podziemne zalegają głęboko w strukturach fliszowych, jakość wody jest niezadowalająca tylko ze względu na zawartość jonów żelaza i manganu.

 

Creely K.S., 2004. Infection risks and embalming. Research Report TM/04/01. www.iom-world.org/pubs/IOM_TM0401.pdf

Dent B.B, 2004. The Hydrogeological Context of Cemetery Operations and Planning in Australia. Abstrakt pracy doktorskiej na stopień PhD uzyskany w Australii. Dent B.B., z dnia 8.06.07 roku

Matos B.A., 2001. Avaliação da ocorrência e do transporte de microrganismos no aqüífero freático do cemitério de Vila Nova Cachoeirinha, município de São Paulo.São Paulo, Tese (Doutorado) -        Instituto de Geociências, Universidade de São Paulo). 1-115.

Morgan O., 2004. Infectious disease risks from dead bodies following natural disasters. Rev Panam. Salud. Publica. [online]. May 2004, vol.15, no.5 [cited 12 March 2005]. 307-312.

Trick J.K, Klinck B. A., Coombs P., Chambers J., Noy D.J., West J., Williams G.M., 2001. Pollution Potential of Cemeteries: Impact of Danescourt Cemetery, Wolverhampton. British Geological Survey    Internal Report, IR/01/104. 29.

Ucisik A.S., Rushbrook P., 1998. The impact of cemeteries on the environment and public health - an introduction briefing. WHO, Regional Office forEurope. World Health Organization. Rept. EUR/ICP/  EHNA 01 04 01 (A). 1-11.