J. Schlaghamersky: Ochrana životního prostředí - ochrana půdy Zemědělství a ochrana půdy Průměrné ztráty živin v důsledku sklizně (odstranění biomasy) v polním a lesním hospodářství (kg ha"1 a"1) kultura N K Ca P Mg vysetá louka 400 400 140 50 35 cukrová řepa 250 380 85 35 50 krmná kukuřice 230 200 50 38 30 přírodní louka (4-6 sečí) 220 290 90 35 25 mrkev 120 150 100 22 20 špenát 120 115 30 17 20 okurky 45 60 20 17 15 smíšený les 4 3 3,5 0,5 0,5 J. Schlaghamersky: Ochrana životního prostředí - ochrana půdy Zemědělství a ochrana půdy Roční ztráta živin z půdy: srovnání obilí - smrk ■ t t 100 5 N kg/ha n 20 : 1 D 20 : 1 í 35 4 K20 kg/ha n 10 : 1 CaO + MgO 1 : 1 Na základě ročních hodnot: 5000 kg obilí (bez slámy), resp. 14 plnometru dřeva (hroubí s kůrou) na hektar J. Schlaghamersky: Ochrana životního prostředí - ochrana půdy Zemědělství a ochrana půdy Hnojení půdy má za cíl: - doplnění přirozených zásob živin - náhradu živin ztracených v důsledku slizně a uvolnění do vody a atmosféry - tím zachování a zlepšování úrodnosti a biologické aktivity půdy - za účelem optimální výživy rostlin (vysoké výnosy vysoké kvality). Ztráta živin je dnes často vyrovnávána průmyslovým hnojivem. Z hlediska ochrany životního prostředí je užívání průmyslových hnojiv problematické - škodami při těžbě a přepravě surovin - emisemi škodlivin při výrobě a energetickou náročností jak výroby, tak distribuce J. Schlaghamersky: Ochrana životního prostředí - ochrana půdy Zemědělství a ochrana půdy Organická hnojiva: - statková (mrva, kejda, močůvka) - kompost - zelené hnojivo (zaorané rostliny jako lupina, jetel, řepka, různé traviny) - čistírenský kal Čím vyšší hodnota C/N, tím pomalejší je rozklad látky v půdě. Poměr C/N kejda 2- 10 kompost 10- 20 mrva 20- 30 sláma 70-100 Rozklad organických hnojiv probíhá záporně exponenciálně: 50 % slámy za 4 měsíce, 90 % až za 9 let. J. Schlaghamerskv: Ochrana životního prostredí- ochrana půdy Zemědělství a ochrana půdy Anorganická (průmyslová) hnojiva: Jedno nebo vícesložková, často je užívána směs N, P, K (1 : 0,4 : 0,8). Živiny jsou rostlinám i mikroorganismům okamžitě k dispozici. Dávkování je jednodušší než u organických hnojiv. Při aplikaci pomalu se rozpouštějících granulí lze také u nich zajistit pomalejší J. Schlaghamersky: Ochrana životního prostředí - ochrana půdy Zemědělství a ochrana půdy Čistírenské kaly: Obsahují hodně živin i stopových prvků, mohou být dobrým hnojivem. C/N = 5-10 Většina živin se stává dostupná v krátko až střednědobém horizontu. Při aplikaci velkého množství najednou mohou v půdě dočasně nastat anaerobní podmínky vlivem velkého obsahu vody, míra mineralizace je tím snížena. Kompost z org, odpadů: Obsahuje méně živin, zato však má vysoký obsah org. hmoty se stabilizačním účinkem v půdě. C/N = cca 25 - pomalejší rozklad. Dostupnost živin po aplikaci je horší, může dojít k dočasné imobilizaci N v mikroorganismech. Na lehkých půdách chudých na vápník či lehce kyselých může opakované hnojení kaly či kompostem zvednout pH o asi 1 jednotku. J. Schiaghamersky: Ochrana životního prostředí - ochrana půdy Zemědělství a ochrana půdy Průměrné hodnoty vstupů těžkých kovů do půdy pro celkovou plochu zemědělského půdního fondu ČR podle nejdůležitějších zdrojů (g ha"1 a"1) zdroj Cd Cr Pb Hg hnojiva 0,639 7,610 1,624 0,004 aplikace kalů ČOV 0,058 4,250 1,790 0,060 atmosférická depozice 1,312 7,132 30,790 0,200 Zneškodňování kalu z čistíren odpadních vod v tis. t sušiny 0 20 40 60 80 100 111 určené pro další upotřebení f§| ukládané na skládkách J. Schlaghamersky: Ochrana životního prostředí - ochrana půdy Zemědělství a ochrana půdy IMPORT EXPORT Mineralizace Hnojení Koncentrace N v půdním roztoku Příjem N rostlinami ■► Denitrifikace (mikroorganismy) Atmosférická depozice Vyluhování Hlavní faktory ovlivňující koncentraci dusíku v půdě Nitrifikace: 2 NH4+ + 3 02 2 N02" + 2 02 Denitrifikace: 2 Corg + 2 NO: ■► 2 N02" + 2 H20 + 4 H+ (Nitrosomonas spp.) 2 N03" (Nitrobacterspp.) 2 C02 + 2 H20 + N2 (Pseudomonas, Agrobacterium, Bacillus spp.) J. Schlaghamersky: Ochrana životního prostředí - ochrana půdy Zemědělství a ochrana půdy Důsledky vyluhování dusíku: - ztráta pro výživu rostlin - ohrožení kvality podzemní vody Hraniční hodnota platná v EU pro koncentraci N03" v pitné vode : 50 mg /1 - odpovídá: 11,3 mg N /1. Vymyté množství N03" = množství průsakové vody x koncentrace N03" Obsah v prosakující vodě ročně: 0 - 600 mg / ha (podle klimatu a půdy) Ve střední Evropě dochází k vyluhování dusičnanů hlavně v období listopad - březen (rozložení srážek!) Klesá v závislosti na vegetačním pokryvu půdy: úhor (bez vegetace) - zelinářské plochy, brambory, řepa, kukuřice, víno - travinne porosty - les Průměrné ztráty N jako NQ3" na ha a rok - obsah v prosakující vodé: pole: " 20 - 300 kg 20 - 200 mg /1 travnaté porosty (louky, pastviny): 2- 10 kg 2- 10 mg/I J. Schlaghamersky: Ochrana životního prostředí - ochrana půdy Zemědělství a ochrana půdy Pesticidy v zemědělství: Aplikovaná množství jsou ve srovnání s hnojivy malá: herbicidy: 0,1 - 2 kg aktivní látky / ha fungicidy: 10 - 500 g aktivní látky / ha Možné vedlejší účinky jsou např. toxické účinky na jiné než cílové organismy (vč. samotné ošetřené rostliny) nebo změny chuťových vlastností plodů. Faktory ovlivňující vedlejší účinky: 1) persistence: doba působení látky (je možné tzv. "carry over" - tox. působení na příští kulturu) 2) akumulace aktivní látky nebo jejich derivátů (vznik rozkladem) v rostlinách a půdě - tzv. residua 3) bioakumulace: nashromáždění aktivní látky v potravním řetězci resp. v určitých orgánech 4) negativní vliv na užitečné organismy (např. na antagonisty škůdců jako pavouky, na žížaly apod.) nebo např. dekompoziční procesy v půdě. Je předmětem ekotoxikologického posouzení. J. Schlaghamersky: Ochrana životního prostředí - ochrana půdy Zemědělství a ochrana půdy Parametry užívané k posouzení negativních vedlejších účinků pesticidů: - produkce C02 v půdě (málo senzitivní vůči narušení - o to je závažnější, pokud k němu dojde) - množství mykorrhizy na kořenových systémech - populační hustoty vybraných půdních živočichů Při posuzování škodlivosti vedlejších účinků je třeba je porovnat s účinky zcela přirozených faktoru jako jsou zamokrení, zmrznutí, mechanické narušení. V půdních procesech a populacích půdních organismů dochází v důsledku těchto faktorů ke značnému kolísání. Za zanedbatelné platí snížení měřených parametrů, které 30 dní po aplikaci nepřesahuje 20 % výchozích hodnot. Za kritické platí pokud snížení ještě za 60 dní po aplikaci dosahuje 85 %, resp. za 90 dní 70 %: Fumiganty jako methylbromid, herbicidy s širokou působností jako chlorpikrin, fungicidy s obsahem rtuti. J. Schlaghamersky: Ochrana životního prostředí - ochrana půdy Zemědělství a ochrana půdy Rozklad fungicidu Iprodion v půdě, na kterou ještě nikdy nebyl aplikován (•) resp. po opakované aplikaci (o). J. Schlaghamersky: Ochrana životního prostředí - ochrana půdy Zemědělství a ochrana půdy Odolnost pesticidů ▼• pôdS proti rozkladu (Metcalf 1969) I Druh pesticidu / Poločas (roky) olovo, arôä, arzén insekticidy Dieldrin, BHC, DDT herbicidy Triazin herbicidy kyseliny benzoové herbicidy močoviny herbicidy 2f4 - D, 2,4,5,-T insekticidy organofosfátové insekticidy Carbaryl Poločas (roky) *;2: :s:::K:ss::s::::r:=s: 10 - 30 2 - 4 1 - 2 . 0,2 - 1 0,3 - 0,8 • 0,1 - 0,4 d,02 -- 0,2 0,102 J. Schlaghamersky: Ochrana životního prostředí - ochrana půdy Kontaminace půdy podzemní voda 1 plynová difúze fotochemický rozpad polutanty gjchemický rozklad mikrobiální rozklad Ifllllfiltrace pevných částic •] adsorpce a chemické sráženígíg Chování polutantů v půdním prostředí J. Schlaghamersky: Ochrana životního prostředí- ochrana půdy/odpady Kontaminace půdy / staré ekologické zátěže J. Schlaghamersky: Ochrana životního prostředí - ochrana půdy Kontaminace půdy / staré ekologické zátěže PAU - Polyaromatické uhlovodíky (PAH - polyaromatic hydrocarbons): - 2 či více benzenových jader, - nízká rozpustnost ve vodě, - vysoký bod varu, - velká persistence, - velká ekotoxicita (kancerogení - meziprodukty rozkladu jsou epoxidy, teratogení, mutagení), -lipofilní - akumulace v tukových tkáních. Vznik jako vedlejší produkty při spalování org. materiálů (500-700 CC). Hlavní zdroje: koksárny , ropné rafinérie, plynárny, teplárny, spal. motory (auta), domácí topeniště. Kontaminace pozemků blízko vzniku. Lehčí (2-3 benz. jádra) zůstanou v plynné fázi - kondenzace až při teplotách -10 až -50 CC. Dálkový transport v atmosféře - depozice. Nejvíce v lesních půdách (jehličnany, filtrace - intercepce). Také v odpad, vodách. Poločas rozpadu v půdě 2 měsíce až 2 roky. EPA (USA) 1976: 16 PAU na Priority Pollutant list Na seznamu č. 1 k směrnici o nebezpečných látkách EU jsou tyto a další, celkem 40 sloučenin. V ČR se zatím sledovalo 12 (ZPF). J. Schlaghamersky: Ochrana životního prostředí - ochrana půdy Kontaminace půdy / staré ekologické zátěže multifunctional soil slightly contaminated moderately 1 heavily contaminated contaminated decrease in soil quality 'igure: Soil quality .standards Cesty, kterými je člověk vystaven kontaminaci Figure: Exposure routs of contaminants to man (1) direct contact / ingestion (2) consumption of contaminated plant products (3) consumption of contaminated drinking water (4) inhalation of volatile compounds (5) inhalation ofwindblown contaminated dust particles (6) permeation of drinking water pipes Hodnocení kontaminace půd - nejčastěji z hlediska toxicity pro / cesty působení na člověka: půda - člověk (vdechování, přes zažívací ústrojí) potravní řetězec: půda - rostlina - (zvíře) - člověk půda - voda - člověk (přes pitnou vodu) J. Schlaghamersky: Ochrana životního prostředí - staré ekol. zátěže Kontaminace půdy / staré ekologické zátěže Obr. A3.6 Rozmístění starých ekologických zátěží podle evidence MŽP ČR v r. 2004 Location of old ecological problems according to MŽP ČR evidence in 2004 J. Schlaghamersky: Ochrana životního prostředí - ochrana půdy Ochrana půdy - legislatíva ČR: zákony a vyhlášky (výběr podle relevance pro ochranu půdy) 334/1992 Sb.: Zákon České národní rady o ochraně zemědělského půdního fondu ze dne 12. 5. 1992 231/1999 Sb.: Zákon o ochraně zemědělského půdního fondu (úplné znění jak vyplývá z pozdějších změn). 289/1995 Sb.: Zákon parlamentu České republiky o lesích a o změně a doplnění některých zákonů (lesní zákon), ve znění zákona č. 238/1999 Sb. 156/1998 Sb.: Zákon o hnojivech, pomocných půdních látkách, pomocných rostlinných přípravcích a substrátech a o agrochemickém zkoušení zemědělských půd (zákon o hnojivech) Vyhláška 13/1994 Sb., kterou se upravují některé podrobnosti ochrany ZPF (kritéria ke změnám kultur, limity obsahů škodlivých látek v půdě, postupy k zajištění ochrany ZPF...). Vyhláška 275/1998 Sb. o agrochemickém zkoušení zemědělských půd a zjišťování půdních vlastností lesních pozemků Vyhláška 382/2001 Sb. o podmínkách použití upravených kalů na zemědělské O ■ v pude 22 J. Schlaghamersky: Ochrana životního prostředí - ochrana půdy Ochrana půdy - legislativa ČR: nařízení vlády ČR a metodické pokyny MŽP (výběr podle relevance pro ochranu půdy) 103/2003 Sb. Nařízení vlády o stanovení zranitelných oblastí a o používání a skladování hnojiv a statkových hnojiv, střídání plodin a provádění protierozních opatření v těchto oblastech OER /čst 3/1996 Metodický pokyn odboru ekologických rizik a monitoringu MŽP ČR k hodnocení rizik č.j.1138/94 OEŠ /čst. 3/1996 Metodický pokyn odboru pro ekologické škody MŽP ČR - kritéria znečištění zemin a podzemní vody (účinnost od 31. 7. 1996) OEŠ /čst.3/1996 Metodický pokyn odboru pro ekologické škody MŽP k zabezpečení usnesení vlády ČR č. 393 o zásadách dalšího postupu při privatizaci - postup zpracování analýzy rizika (účinnost od 31. 7. 1996, nyní nahrazen Metod, pokynem pro analýzu rizik kont. území ze září 2005 viz níže) OEŠ/čst.9/2005 Metodický pokyn MŽP pro analýzu rizik kontaminovaného území OEŠ/čst.9/2005 Metodický pokyn MŽP pro průzkum kontaminovaného území