RECETOX, Masaryk University, Brno, CR holoubek@recetox.muni.cz; http://recetox.muni.cz Ivan Holoubek Chemie životního prostředí II – Znečištění složek prostředí Pedosféra (05) Znečištění půd Inovace tohoto předmětu je spolufinancována Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky 2Research Centre for Toxic Compounds in the Environment http://recetox.muni.cz  tlumí nepříznivé vlivy využití i obhospodařování půd a vlivu průmyslu, dopravy a sídelních aglomerací:  filtrační funkce – znečišťující látky jsou půdou mechanicky zadržovány – hlavně částice pod 2 mm – ty mohou být důležité při zasakování vody,  pufrovací funkce – rozpustné látky jsou imobilizovány adsorpcí na půdu nebo tvorbou nerozpustných sraženin; vysokou pufrovací schopnost mají půdy s vysokým obsahem organické hmoty, jílových částic a oxidů Fe, Al,  transformační funkce – určena především aktivitou mikrobiální složky – mineralizace; oxidace, redukce, biomethylace, fotodestrukce na povrchu,  receptor škodlivin – sorpční, retenční a transportní procesy – imobilizace, snížení biodostupnosti, degradace. Pedosféra 3Research Centre for Toxic Compounds in the Environment http://recetox.muni.cz  huminifikace  mineralizace  filtrace  sorpce  oxidace  redukce  mikrobiální aerobní a anaerobní procesy Samočistící schopnost půdy 4Research Centre for Toxic Compounds in the Environment http://recetox.muni.cz Chování polutantů v půdách 5Research Centre for Toxic Compounds in the Environment http://recetox.muni.cz Pohyb látek v krajině 6Research Centre for Toxic Compounds in the Environment http://recetox.muni.cz Mechanismy vazeb polutantů v půdách Fyzikální:  sorpce (kovy, karbamáty..)  iontová výměna  změna produktů rozpustnosti Chemické:  kovalentní nebo chelátové (Cu2+, Fe2+..)  iontové (Ca2+, Mg2+, Zn2+..)  organické látky  srážecí reakce Biochemické:  zabudování nízkomolekulárních organických molekul do málo reaktivních makromolekul  mikrobiální rozklad – metabolismus, kometabolismus  biomethylace 7Research Centre for Toxic Compounds in the Environment http://recetox.muni.cz Sorpce – rychlá - dočasná inaktivace – desorpce, biodegradace – pomalá - trvalá. Prvky – mobilita je dána vzájemnými vztahy mezi sorpčními procesy na jílových minerálech, humusu, hydratovaných oxidech (Fe, Mn, Al) a hydrotermickými podmínkami dané lokality včetně aktivní půdní mikroflóry na straně druhé. Mechanismy vazeb polutantů v půdách 8Research Centre for Toxic Compounds in the Environment http://recetox.muni.cz Dynamika procesů v půdách 9Research Centre for Toxic Compounds in the Environment http://recetox.muni.cz Vztah mezi zdroji znečištění a receptory 10Research Centre for Toxic Compounds in the Environment http://recetox.muni.cz Přechod potenciálně toxických prvků z půdy do lidského organismu 11Research Centre for Toxic Compounds in the Environment http://recetox.muni.cz Prvky přítomné v lidském těle 12Research Centre for Toxic Compounds in the Environment http://recetox.muni.cz Zdroje znečištění půd:  Geogenní – mateřské horniny  Pedogenní – redistribuce v půdách, zakoncentrování  Antropogenní – nejrůznější antropogenní aktivity Vnášení do půd: Z přírodních zdrojů  depozice z atmosféry  Přírodními vodami Antropogenní:  Nepřímo atmosférickou depozicí  Přímé vstupy do půd  Kontaminovanými vodami Znečištění půd 13Research Centre for Toxic Compounds in the Environment http://recetox.muni.cz Zdroje: Atmosférická depozice:  Spalování fosilních paliv (S, N)  Automobilová doprava (Pb, Pt, PAHs)  Těžba rud a jejich úprava  Metalurgie (kovy)  Chemický průmysl (Hg, organické polutanty)  Spalovny odpadů (PCDDs/Fs)  Radioizotopy z havárií reaktorů a testování jaderných zbraní  Lesní a prérijní požáry, antropogenní požáry (popílek, PAHs)  Dálkový transport Znečištění půd 14Research Centre for Toxic Compounds in the Environment http://recetox.muni.cz Zemědělství:  Herbicidy (2,4-D; 2,4,5-T)  Insekticidy (DDT, HCB)  Fungicidy (Cu, Zn, Hg..)  Akaricidy  Hnojiva (Cd, U z fosforečnanů)  Hnůj  Vápnění půd  Závlahové vody  Koroze a oděr zařízení Znečištění půd 15Research Centre for Toxic Compounds in the Environment http://recetox.muni.cz Likvidace odpadů:  Zemědělské (kovy, pesticidy)  Kaly z ČOV (kovy, PAHs, PCBs, PCDDs/Fs)  Komunální  Důlní (kovy)  Popílky Znečištění půd 16Research Centre for Toxic Compounds in the Environment http://recetox.muni.cz Průmyslové zdroje:  Plynárny  Chemický průmysl  Energetika  Petrochemie  Textilní průmysl  Těžba  Metalurgie – primární i sekundární Znečištění půd 17Research Centre for Toxic Compounds in the Environment http://recetox.muni.cz Nehody:  koroze kovových konstrukcí  ošetřování dřeva  úniky podzemních skladovacích tanků  sportovní aktivity  válečné akce Znečištění půd 18Research Centre for Toxic Compounds in the Environment http://recetox.muni.cz Vlivy půdní kontaminace:  přímá konzumace kontaminované půdy  inhalace prachu a těkavých látek z kontaminovaných půd  příjem rostlinami a následná kontaminace potravních řetězců  fytotoxicita  likvidace kontaminovaných budov a zařízení  požáry a výbuchy  kontaminace vody Znečištění půd 19Research Centre for Toxic Compounds in the Environment http://recetox.muni.cz Faktory ovlivňující biogeodynamilu stopových prvků v půdě 20Research Centre for Toxic Compounds in the Environment http://recetox.muni.cz Půdní pH a příjem kovů 21Research Centre for Toxic Compounds in the Environment http://recetox.muni.cz Chování těžkých kovů v půdách 22Research Centre for Toxic Compounds in the Environment http://recetox.muni.cz Akumulace těžkých kovů 23Research Centre for Toxic Compounds in the Environment http://recetox.muni.cz Transport a působení posypových solí 24Research Centre for Toxic Compounds in the Environment http://recetox.muni.cz Dopad průmyslových procesů 25Research Centre for Toxic Compounds in the Environment http://recetox.muni.cz Půdní zóny a chování polutantů 26Research Centre for Toxic Compounds in the Environment http://recetox.muni.cz Znečištění půd - LNAPL 27Research Centre for Toxic Compounds in the Environment http://recetox.muni.cz Znečištění půd - LNAPL 28Research Centre for Toxic Compounds in the Environment http://recetox.muni.cz Znečištění půd - LNAPL 29Research Centre for Toxic Compounds in the Environment http://recetox.muni.cz Znečištění půd - LNAPL 30Research Centre for Toxic Compounds in the Environment http://recetox.muni.cz Znečištění půd - LNAPL 31Research Centre for Toxic Compounds in the Environment http://recetox.muni.cz Znečištění půd - LNAPL 32Research Centre for Toxic Compounds in the Environment http://recetox.muni.cz Znečištění půd - LNAPL 33Research Centre for Toxic Compounds in the Environment http://recetox.muni.cz Znečištění půd - LNAPL 34Research Centre for Toxic Compounds in the Environment http://recetox.muni.cz Znečištění půd - LNAPL 35Research Centre for Toxic Compounds in the Environment http://recetox.muni.cz Znečištění půd - LNAPL 36Research Centre for Toxic Compounds in the Environment http://recetox.muni.cz Znečištění půd - LNAPL 37Research Centre for Toxic Compounds in the Environment http://recetox.muni.cz Znečištění půd – LNAPL/DNAPL 38Research Centre for Toxic Compounds in the Environment http://recetox.muni.cz Distribuce chlorovaných uhlovodíků v půdním vzduchu 39Research Centre for Toxic Compounds in the Environment http://recetox.muni.cz Mechanismus rozkladu chlorovaných rozpouštědel 40Research Centre for Toxic Compounds in the Environment http://recetox.muni.cz Limitní obsahy polutantů v půdách Limitní obsahy polutantů v půdách Limitní obsahy polutantů v půdách [mg.kg-1] náležících do zemědělského půdního fondu Výluh 2 M HNO3 Prvky Maximálně přípustné hodnoty lehké půdy ostatní půdy As 4,5 4,5 Be 2,0 2,0 Cd 0,4 1,0 Co 10,0 25,0 Cr 40,0 40,0 Cu 30,0 50,0 Hg - Mo 5,0 5,0 Ni 15,0 25,0 Pb 50,0 70,0 V 20,0 50,0 Zn 50,0 100,0 41Research Centre for Toxic Compounds in the Environment http://recetox.muni.cz Prvky Maximálně přípustné hodnoty Lehké půdy Ostatní půdy As 30,0 30,0 Be 7,0 7,0 Cd 0,4 1,0 Co 25,0 50,0 Cr 100,0 200,0 Cu 60,0 100,0 Hg 0,6 0,8 Mo 5,0 5,0 Ni 60,0 80,0 Pb 100,0 140,0 V 150,0 220,0 Zn 130,0 220,0 Celkový obsah (rozklad lučavku královského) Limitní obsahy polutantů v půdách 42Research Centre for Toxic Compounds in the Environment http://recetox.muni.cz Ukazatel znečištění zeminy Hodnota přípustného znečištění [mg.kg –1 sušiny] I. Anorganické látky B 40 Br 20 F 500 CN celkové 5 CN 1 S (sulfatická) 2 II. Organické látky a) Aromatické uhlovodíky a jejich deriváty Benzen 0,05 Etylbenzen 0,05 Fenol 0,05 Xyleny 0,05 Aromáty celkem 0,30 b) Polycyklické aromatické uhlovodíky Antracen 0,01 Benzo(a)antracen 1,00 Benzo(a)pyren 0,10 Fenatren 0,10 Fluoranten 0,10 Chrysen 0,01 Naftalen 0,10 Polycyklické aromatické uhlovodíky celk. 1,00 Limitní obsahy polutantů v půdách 43Research Centre for Toxic Compounds in the Environment http://recetox.muni.cz Uvolňování těžkých kovů působením různých extrakčních činidel 44Research Centre for Toxic Compounds in the Environment http://recetox.muni.cz Obsahy Cd v půdách ČR 45Research Centre for Toxic Compounds in the Environment http://recetox.muni.cz Bazální monitoring půd 46Research Centre for Toxic Compounds in the Environment http://recetox.muni.cz Bazální monitoring půd - POPs 47Research Centre for Toxic Compounds in the Environment http://recetox.muni.cz Vzorkovací schéma na monitorovacím místě 2 no. 1 no.. 2 no.. 3 no. 4 individuální vzorkování pro získání čtyř směsných vzorků 25 m 40 m soil pit 48Research Centre for Toxic Compounds in the Environment http://recetox.muni.cz Inovace tohoto předmětu je spolufinancována Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky