1212569_21823227.jpg logo_mu_cerne.gif 1212570_28446780.jpg Adobe Systems logo_mu_cerne.gif Inovace tohoto předmětu je spolufinancována Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky Doc. RNDr. Petr Anděl, CSc. Ekotoxikologie terestrického ekosystému 1212569_21823227.jpg logo_mu_cerne.gif 1212570_28446780.jpg Adobe Systems logo_mu_cerne.gif Inovace tohoto předmětu je spolufinancována Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky Posuzování vlivů na životní prostředí OPVK_MU.tif •Inovace tohoto předmětu je spolufinancována Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky 1212569_21823227.jpg logo_mu_cerne.gif 1212570_28446780.jpg Adobe Systems logo_mu_cerne.gif Inovace tohoto předmětu je spolufinancována Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky Ekotoxikologie terestrického ekosystému 1.Úvod do ekotoxikologie terestrického ekosystému 2.Toxikant v terestrickém ekosystému 3.Biosystém ve vztahu k toxikantu 4.Expozice terestrického ekosystému 5.Osud toxikantů v terestrickém ekosystému 6.Účinky toxikantu na úrovni organismu 7.Účinky toxikantů na úrovni populace 8.Účinky toxikantů na úrovni ekosystému – energie, hmota 9.Účinky toxikantů na úrovni ekosystému – řízení, vývoj 10.Metodika ekotoxikologického výzkumu 11. • 5. OSUD TOXIKANTU 5.1. TRANSPORT LÁTEK V EKOSYSTÉMU 385 Kriminalistická záhada Sirovodík • • • • • • • • • •Anaerobní pochody •v organickém odpadu, •vznik H2S •organický odpad •anorganické sedimenty •voda Sirovodík • • • • • • • • • • • •Anaerobní pochody •v organickém odpadu, •vznik H2S •Hromadění H2S pod •vrstvou anorganického •sedimentu •organický odpad •anorganické sedimenty •voda • Sirovodík • • • • • • • • • • • • • • • •Anaerobní pochody •v organickém odpadu, •vznik H2S •Hromadění H2S pod •vrstvou anorganického •sedimentu •Explozivní uvolnění H2S, •šíření vzduchem do •okolí • • •Možnost vzniku místní •letální krátkodobé koncentrace •organický odpad •anorganické sedimenty •voda • • • 385 Sirovodík • • • • Sirovodík •Koncentrace (ppm): • 0,005 je detekovatelný čichem • 10 limit pro pracovníky v průmyslu pro 8 hod expozici • 10 – 20 dráždění očí • DSC01390 •chemický průmysl •petrochemie •výroba papíru •čistírny odpadních vod Sirovodík •Koncentrace (ppm): • 0,005 je detekovatelný čichem • 10 limit pro pracovníky v průmyslu pro 8 hod expozici • 10 – 20 dráždění očí • 150 – 250 paralyzován čichový nerv – sirovodík již není cítit • 320 – 530 otok plic, riziko smrti • Sirovodík •Koncentrace (ppm): • 0,005 je detekovatelný čichem • 10 limit pro pracovníky v průmyslu pro 8 hod expozici • 10 – 20 dráždění očí • 150 – 250 paralyzován čichový nerv – sirovodík již není cítit • 320 – 530 otok plic, riziko smrti • 500 – 1000 silná stimulace NS, zrychlené dýchání, zástava dýchání • 800 LC50 – letální konc. pro 50 % lidí, při 5 min. expozici • nad 1000 okamžitý kolaps nervové soustavy, smrt Sirovodík •Mechanismus toxického působení: • blokuje Fe v mitochondriálních enzymech •→ zamezuje buněčnému dýchání • buňka Sirovodík •Mechanismus toxického působení: • blokuje Fe v mitochondriálních enzymech •→ zamezuje buněčnému dýchání •Další metabolické účinky: • rozšiřování cév – vasodilatace • při nízkých koncentracích (80 ppm) – hibernační účinky Sirovodík •Možný podíl na prudkém vymření organismů •na konci prvohor – v permu geo • Sirovodík •Permské horniny v Podkrkonoší – charakteristická rezavá barva DSC00227 DSC00308 Sirovodík •Možný scénář: •Vulkanická •činnost •Emise • CO2 , CH4 •Skleníkový •efekt •Oteplení moří •Snížená •rozpustnost O2 •Anaerobní •podmínky •Roste konc. •H2S •Otrava •aerobních org. 5.1.1. VSTUP DO PROSTŘEDÍ = EMISE CESTY VSTUPU • • •EMISE •Transport •IMISE EMISE • • 1. 1. Aplikace 2. Úniky 5.1.2. CESTY TRANSPORTU CESTY TRANSPORTU • • •Prostřednictvím všech složek: -ovzduší -povrchové vody -půdy -bioty 5.1.3. TRANSPORT OVZDUŠÍM TRANSPORT OVZDUŠÍM • • •Faktory ovlivňující TRANSPORT • • koncentrace toxikantů ve vzduchu • proudění vzduchu • srážkový režim • Koncentrace toxikantu Koncentrace toxikantu • •Faktory: •kapacita a rozmístěním zdrojů emisí •rozptylové podmínky • • •Stanovení: •matematické modely – rozptylové studie •přímá měření ROZPTYLOVÉ STUDIE ROZPTYLOVÁ STUDIE NOx •limit 80 (µg/m3) •PRŮMĚRNÁ ROČNÍ KONCENTRACE NOX ( mg/m3) ROZPTYLOVÁ STUDIE •limit 80 (µg/m3) •MAXIMÁLNÍ KRÁTKODOBÁ KONCENTRACE NOX ( mg/m3) Nox2 VÝVOJ IMISNÍ SITUACE V ČR 20% KONCENTRACE OXIDU SIŘIČITÉHO V OVZDUŠÍ (1990) 20% •Pole ročních aritmetických průměrů koncentrací oxidu siřičitého v roce 1990 II-9a •Zdroj: Zpráva o životním prostředí ČR r.1999 20% KONCENTRACE OXIDU SIŘIČITÉHO V OVZDUŠÍ (1999) II-9b •Pole ročních aritmetických průměrů koncentrací oxidu siřičitého v roce 1999 •Zdroj: Zpráva o životním prostředí ČR r.1999 20% KONCENTRACE PRAŠNÉHO AEROSOLU (1990) •Pole ročních aritmetických průměrů koncentrací prašného aerosolu v roce 1990 •Zdroj: Zpráva o životním prostředí ČR r.1999 II-10a 20% KONCENTRACE PRAŠNÉHO AEROSOLU (1999) 20% •Pole ročních aritmetických průměrů koncentrací prašného aerosolu v roce 1999 II-10b •Zdroj: Zpráva o životním prostředí ČR r.1999 Větrné poměry VĚTRNÁ EROZE PŮDY V EVROPĚ str •Ztráta vrchní •vrstvy půdy •(Europa´s Environment, 1995) Srážkový režim SRÁŽKY • •SRÁŽKY •VERTIKÁLNÍ •HORIZONTÁLNÍ Mokrá depozice • •tzv. mokrá depozice látek je definována: • •D = c . h • •D- celková depozice látky (mg. m-2 ) •c – koncentrace látky ve srážkové vodě ( mg. l -1 ) •h – celkový úhrn srážek (mm) • • P3020313 HORIZONTÁLNÍ SRÁŽKY Chladné podzimní ráno na Ještědském hřebeni, přes noc nepršelo, ale ochladilo se. v údolí se ještě válí mlhy. KANÁRSKÉ OSTROVY P3020288 KANÁRSKÉ OSTROVY P3020304 KANÁRSKÉ OSTROVY P3020305 KANÁRSKÉ OSTROVY P3020309 P3020311 5.1.4. TRANSPORT VODOU 20% POVODÍ 20% •JIZERA, MEZI SEMILY A SPÁLOVEM P4080038 P4080037 20% POVODÍ JIZERY Jizera-mapa • •Horní tok •od pramene •k Semilům 5.1.5. TRANSPORT PŮDOU A HORNINOU Ostrov Vilm PB271161 •Ostrov Vilm mapa Rujany mapa • PB170098 •The International Academy for Nature Conservation eroze PB271168 •Půdní eroze eroze PB271166 útesy PB271177 sedimentace PB271191 •Sedimentace nánosy materiálu PB271192 písečné laguny PB271204 •Písečné laguny zaniklý záliv PB271194 •Zaniklý záliv zaniklý záliv PB271195 4.3. ROZDĚLOVACÍ PROCESY ROZDĚLOVACÍ PROCESY • letadlo práškov Difúze Difuze • •Proces mísení dvou tekutin • neuspořádaný pohyb molekul a jejich srážky způsobují vzájemné promísení • výsledkem je směs o stejném složení • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • Difuze • •1. Fickův zákon • • • • • • • • • • • • •difůzní tok molekul A přes pomyslné rozhraní x je úměrný gradientu koncentrace molekul A v místě x •x •JA = - D * δCA/ δx •JA •JA difůzní tok molekul A •δCA/ δx gradient koncentrace •D difůzní koeficient Sorpce SORPCE • • • děj probíhající na rozhraní dvou fází • při styku plynů nebo roztoků s pevnou fází mluvíme o adsorpci • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •roztok •mezifáze •pevná látka •adsorbát = látka hromadící •se v mezifázi •adsorbent = látka, na jejímž •povrchu dochází k adsorpci SORPCE • • • děj probíhají na rozhraní dvou fází • při styku plynů nebo roztoků s pevnou fází mluvíme o adsorpci • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •roztok •mezifáze •pevná látka •adsorbát = látka hromadící •se v mezifázi •adsorbent = látka, na jejímž •povrchu dochází k adsorpci •terminologická poznámka: •neplést s absorpcí = záchyt uvnitř fáze SORPCE • • •Rozdělení adsorpce podle povahy sil: a)fyzikální - mezimolekulární síly (obdoba van de Waalsových sil) - vazba poměrně slabá, reversibilní - adsorpční energie 0,3 – 3 kJ/mol - rychlé ustanovení rovnováhy - hlavně u plynů (např. na aktivním uhlí) • • • SORPCE • • •Rozdělení adsorpce podle povahy sil: a)fyzikální - mezimolekulární síly (obdoba van de Waalsových sil) - vazba poměrně slabá, reversibilní - adsorpční energie 0,3 – 3 kJ/mol - rychlé ustanovení rovnováhy - hlavně u plynů (např. na aktivním uhlí) b)chemické - silnější síly, přechod k silám vedoucím ke vzniku chemických sloučenin - adsorpční energie 40 – 400 kJ/mol - za nízkých teplot často ireversibilní (pro odstranění třeba zahřát na vyšší teplotu) • • • SORPCE • • •Popis sorpčního procesu: a)rovnovážná koncentrace mezi kapalnou a pevnou fází b)kinetika procesu – doba nutná pro ustanovení rovnováhy • Freundlichova rovnice • •Pro popis rozdělení mezi dvě fáze se používá Freundlichova rovnice: • •CA = K * CB1/n • •CA, CB koncentrace látky v fázi A a B •K rozdělovací koeficient •n konstanta Freundlichova rovnice • •K = CA / CB •lineární část • CB • CA •CA = K * CB1/n • •CA, CB koncentrace látky v fázi A a B •K rozdělovací koeficient •n konstanta • • • • • Freundlichova rovnice • •Stanovení konstant K, n • •log CA = 1/n log CB + log K •směrnice = 1/n •log K •log CB •log CA Langmuirova isoterma • • CB • CAmax •CA/CAmax = K * CB/ (1 + K*CB) • •CA, CB koncentrace látky v fázi A a B •CAmax maximální sorpční kapacita •K adsorpční koeficient • • • • • • Kinetika sorpce • •hodnocení doby potřebné k dosažení rovnovážné koncentrace • • • Cr • čas • • • • • • řádové rozdíly – minuty – roky • v reálných podmínkách často nedojde k ustavení rovnováhy BRYOMONITORING MONITORING KADMIA VE SKANDINÁVII str •Monitoring depozice Cd •na základě analýz mechů •(1990) •(Europa´s Environment, 1995) MONITORING OLOVA VE SKANDINÁVII str • •Monitoring depozice Pb •na základě analýz mechů •(1990) •(Europa´s Environment, 1995) 20% KONCENTRACE ARSENU V OVZDUŠÍ 20% •Průběhy ročních průměrných koncentrací v ovzduší na vybraných stanicích •v letech 1989-1999 II-6 •Zdroj: Zpráva o životním prostředí ČR r.1999 BRYOMONITORING - ARSEN As kopie 20% KONCENTRACE KADMIA V OVZDUŠÍ 20% •Průběhy ročních průměrných koncentrací kadmia v ovzduší na vybraných stanicích v letech 1989-1999R II-7 •Zdroj: Zpráva o životním prostředí ČR r.1999 BRYOMONITORING - KADMIUM Cd kopie 20% KONCENTRACE OLOVA V OVZDUŠÍ 20% •Průběhy ročních průměrných koncentrací olova v ovzduší na vybraných stanicích •v letech 1989-1999 II-8 •Zdroj: Zpráva o životním prostředí ČR r.1999 BRYOMONITORING - OLOVO Pb kopie BRYOMONITORING - ZINEK Zn kopie BRYOMONITORING - VANAD V kopie Volatilizace VOLATILIZACE • • •VOLATILIZACE •= proces, při kterém je látka z kapalné •nebo pevné fáze uvolňována do fáze plynné - -podílí se na něm odpařování a sublimace látky • VOLATILIZACE • • •VOLATILIZACE •= proces, při kterém je látka z kapalné •nebo pevné fáze uvolňována do fáze plynné • -podílí se na něm odpařování a sublimace látky • • •Henryho zákon: •= množství rozpuštěného plynu v kapalině je při stále teplotě úměrné jeho parciálnímu tlaku nad kapalinou • •c = KH * p c - koncentrace rozpuštěného plynu • p – parciální tlak plynu • KH – Henryho konstanta VOLATILIZACE • • •Charakteristika skupin látek podle Henryho konstanty • Henryho konstanta Kh(Pa.mol-1.m-3) Charakteristika skupiny větší než 100 Velmi rychle se uvolňují z vody, volatilizace nastupuje dřív než biodegradace. Př. chlorované uhlovodíky s krátkým řetězcem 25 - 100 Volatilizace pomalejší, díky většímu difůznímu odporu. Patří sem mnoho chlorovaných benzenů 1 -25 Volatilizace velmi pomalá, mohou převládat konkurenční proces, jako sorpce na pevné nebo koloidní materiály (př. většina PCB) Menší než 1 Volatilizace prakticky nevýznamná, zcela převládají konkurenční procesy (př. některé polychlorované dibenzo-p-dioxiny) VOLATILIZACE • • •Závislost na teplotě: • s rostoucí teplotou – roste volatilizace • • např. u PCB zvýšení teploty o 10 oC vede ke zdvojnásobení volatilizace • • globální důsledek: - rychlá volatilizace v teplých oblastech - opětovný záchyt v chladných oblastech (teplotní past) • Biokoncentrace BIOKONCENTRACE •látky s nízkou degradabilitou mají tendenci ke kumulaci v potravním řetězci • •Biokoncentrace obecně: •záchyt látky z prostředí do živého organismu •biokoncentrační faktor • BCF = koncentrace v organismu : koncentrace v prostředí • BCF = 1 rovnováha s prostředím • BCF < 1 převaha obranných mechanismů • BCF > 1 převaha koncentračních mechanismů • BIOKONCENTRACE •časté terminologické nejasnosti •Rozdělení podle Wita /1992) pro vodní ekosystémy •biokoncentrace - záchyt na povrchu těla, ne potravou biokoncentrační faktor BCF = corg/cvoda •bioakumulace - záchyt potravním řetězcem bioakumulační faktor BAF = clipidy org./clipidy potrava (koncentrace v lipidové tkáni u organismu a jeho kořisti) •biomagnifikace - bioakumulace pro vyšší trofickou úroveň • Acidobasické reakce Mobilizace kovů biologickým loužením Výroba vitriolu P5250036 P2160021 •Kryštofovo údolí •- údolí a obec u Liberce •- těžba barevných kovů - doklady o výrobě vitriolu Výroba vitriolu DSC03023 P5250036 DSC03026 DSC03024 DSC02982 •Kryštofovo •údolí Výroba vitriolu DSC02981 •Důlní rokle – v 16. století těžba rud Výroba vitriolu •Důlní rokle – v 16. století těžba rud DSC02987 DSC02993 DSC02989 Výroba vitriolu •Kryštofovo údolí – Důlní rokle •- doklady ze 16. století o výrobě vitriolu - jako surovina se těžil pyrit (FeS2) - vitriol – název používaný - pro kyselinu sírovou (H2SO4) - pro zelenou skalici (síran železnatý FeSO4 . 7H2O) • DSC03005 DSC03007 Výroba vitriolu •Historický výrobní postup ze 16. století: - rozdrcení horniny s pyritem - ponechání rok na haldách venku - zvětrávání • DSC02998 Výroba vitriolu •Historický výrobní postup ze 16. století: - rozdrcení horniny s pyritem - ponechání rok na haldách venku - zvětrávání - hornina se naházela do vodotěsných jam a zalila vodou - do vody se začal rozpouštět síran železnatý • - - • • DSC03009 Výroba vitriolu •Historický výrobní postup ze 16. století: - rozdrcení horniny s pyritem - ponechání rok na haldách venku - zvětrávání - hornina se naházela do vodotěsných jam a zalila vodou - do vody se začal rozpouštět síran železnatý - výluh se sbíral a na pánvích varem zahušťoval až ke krystalizaci - vzniklé krystaly zelené skalice se prodávaly - využití v činění kůží, barvení látek, výrobě kyseliny sírové - - • • Výroba vitriolu •Historický výrobní postup ze 16. století: - rozdrcení horniny s pyritem - ponechání rok na haldách venku – zvětrávání • - hornina se naházela do vodotěsných jam a zalila vodou - do vody se začal rozpouštět síran železnatý - výluh se sbíral a na pánvích varem zahušťoval až ke krystalizaci - vzniklé krystaly zelené skalice se prodávaly - využití v činění kůží, barvení látek, výrobě kyseliny sírové - - •Podstata procesu: •činností sirných bakterií za přítomnosti kyslíku dochází k oxidaci sirníku železnatého na síran železnatý a zředěnou kyselinu sírovou • Výroba vitriolu •Historický výrobní postup ze 16. století: - rozdrcení horniny s pyritem - ponechání rok na haldách venku – zvětrávání • - hornina se naházela do vodotěsných jam a zalila vodou - do vody se začal rozpouštět síran železnatý - výluh se sbíral a na pánvích varem zahušťoval až ke krystalizaci - vzniklé krystaly zelené skalice se prodávaly - využití v činění kůží, barvení látek, výrobě kyseliny sírové - - •Podstata procesu: •činností sirných bakterií za přítomnosti kyslíku dochází k oxidaci sirníku železnatého na síran železnatý a zředěnou kyselinu sírovou • •V technologii se proces označuje jako biologické loužení • Výroba vitriolu •Ekologické problémy historické výroby: - emise par kyseliny sírové při odpařování - úniky kyselých vod do potoků zpráva z roku 1557: ... vinou výroby vitrolu by otráveny ryby v řece Rokytce pod ústím Důlního potoka ... • DSC03018 Mobilizace kovů •Působením některých sirných bakterií (Thiobacillus ferrooxidans) dochází za přítomnosti kyslíku ze vzduchu k oxidaci sirníku na síran a zředěnou kyselinu sírovou •Kyselina sírová rozpouští většinu kovů a tím je převádí do mobilního stavu, ve kterém vstupují do kontaktu s biotou a mohou vyvolávat toxické efekty • • • • Mobilizace kovů •Působením některých sirných bakterií (Thiobacillus ferrooxidans) dochází za přítomnosti kyslíku ze vzduchu k oxidaci sirníku na síran a zředěnou kyselinu sírovou •Kyselina sírová rozpouští většinu kovů a tím je převádí do mobilního stavu, ve kterém vstupují do kontaktu s biotou a mohou vyvolávat toxické efekty • • •Typické pro: - důlní vody vytékající ze starých šachet - srážkové a podzemní vody v povrchových dolech na hnědé uhlí - srážkové vody protékající starými haldami po těžbě rud - • Biokoncentrace – vliv dalších faktorů str • •PÍSEK •JÍL •Přestup kadmia z půdy do rostliny •(kationtová výměnná kapacita) •Koncentrace v půdě •(Europa´s Environment, 1995) NEUTRALIZACE str •ZÁVISLOST MEZI ROČNÍ ZTRÁTOU VÁPENCE A KONCENTRACÍ SO2 •(Europa´s Environment, 1995) Fotolýza FOTOLÝZA • •častý mechanismus u řady organických látek •abiotický degradační proces organických látek založený na absorpci elektromagnetického záření •v reálném prostředí je omezena na: - atmosféru - povrchovou vrstvu vody (závislost na zákalu) - povrch půdy a organismů • •Dva mechanismy: a) přímá fotolýza b) nepřímá fotolýza • FOTOLÝZA • • a) přímá fotolýza - se zářením reaguje přímo kontaminant - záchyt záření kontaminantem - tvorba volného radikálu (většinou) - následná reakce • • FOTOLÝZA • • a) přímá fotolýza - se zářením reaguje přímo kontaminant - záchyt záření kontaminantem - tvorba volného radikálu (většinou) - následná reakce • b) nepřímá fotolýza - se zářením reaguje jiná látka, produkty reakce působí na kontaminant - záchyt záření jinou látkou, např. kyslíkem - tvorba volného radikálu, př. O. - reakce volného radikálu s kontaminantem • FOTOLÝZA • •Příklad: • chlorované uhlovodíky: hexachlorobutadien, dichlorethen, tetrachlorethen, dichlorpropen, chlorované benzeny, atd. • reagují se zářením o vlnové délce >290 nm (UV-B 280-320 nm) • výsledné produkty: CO2, HCl, H2O • DEGRADACE PESTICIDŮ •aplikace pesticidu • •Studována degradace a loužení pesticidů používaných při pěstování obilí a sóji v Brazílii • • •35 cm •půda • • • •lysimetr • •Uspořádání: • polní experimenty • hloubka profilu = 35 cm • odběr vody lysimetry • doba trvání – 28 dní •Hodnocené pesticidy: • metolachlor • simazine • atrazine • monocrotofos • endosulfan a • chlorpyrifos • trifluarine • l- cyhalotrin •voda •pro analýzu • •polární • • •nepolární • •Průnik pesticidů půdním profilem je značně závislý na obecných vlastnostech – především na polaritě •Rozpadové křivky odpovídají: • u polárních látek – exponenciální funkci • u nepolárních – bi-exponenciální funkci • DEGRADACE PESTICIDŮ •(a) jednoduchá exponenciální funkce Ct = C0 * e – k * t • •(b) bi-exponenciální funkce Ct = C1 * e - k 1 * t + C2 * e - k 2 * t • •kde je: t – čas • Ct – koncentrace v čase t • C0 – koncentrace v čase 0 • C1, C2 – konstanty, přičemž platí C1 + C2 = C0 • k1, k2 – rozpadové rychlostní konstanty (k1 > k2) •Odpovídá rozpadu ve dvou fázích: •(1) Počáteční rychlá fáze na povrchu – fotolýza, hydrolýza (2) Pomalejší mikrobiální rozklad uvnitř půdního tělesa •(Laabs et al. Chemosphere 41, 2000,1441-1449) DEGRADACE PESTICIDŮ • DT50 = poločas rozpadu, doba, za kterou se rozloží 50 % aplikovaného množství •Konkrétní hodnoty jsou závislé na vnějších podmínkách – především klimatu •Klima jihoamerických savan •Průměrná roční teplota 23 oC •Roční úhrn srážek 1900 mm •Klima evropského mírného pásu •Průměrná teplota 8 - 10 oC •Roční úhrn srážek 800 – 1000 mm •Poločasy rozpadu •10 – 20 x kratší •než v Evropě •Zjištěné experimentální hodnoty v rozsahu: 0,9 – 13,9 dne Detoxikace DETOXIKACE játra1 DETOXIKACE • buňka Metabolismus lipofilních látek • •Obecné schéma detoxikace lipofilních látek: •toxikant (ve vodě nerozpustný) • 1. fáze převedení na více rozpustnou formu •metabolit (ve vodě částečně rozpustný) • 2. fáze ve vodě rozpustná látka se připojuje k metabolitu •konjugát (ve vodě rozpustný) •EXKRECE • • Metabolismus lipofilních látek • •Obecné schéma detoxikace lipofilních látek: •toxikant (ve vodě nerozpustný) • 1. fáze endoplasmatické retikulum • •metabolit (ve vodě částečně rozpustný) • 2. fáze cytosol • •konjugát (ve vodě rozpustný) •EXKRECE • • Mikrobiální degradace MIKROBIÁLNÍ DEGRADACE • •Faktory ovlivňující biodegradaci: 1. Koncentrace kontaminantu 2. Koncentrace organického substrátu 3. Přítomnost inertního nosiče 4. Abiotické faktory prostředí 5. Biotické faktory prostředí MIRKOBIÁLNÍ DEGRADACE • •ideální stav: mikroorganismus využívá kontaminant jako zdroj energie i hmoty (uhlíku) •pokud se jedná pouze o zdroj energie nebo pouze zdroj hmot - nutná přítomnost kometabolitu •substrát může být toxický i pro metabolizující organismus - nutnost podlimitní netoxické koncentrace • 4.4. EXPOZICE ORGANISMU EXPOZICE ORGANISMU • • INHALACE – trávicí soustavou • INGESCE – dýchací soustavou • POVRCHEM TĚLA • Matematické modely • •Ingesce vody při pití •CDI = CW x IR x EF x ED / (BW x AT) •CDI chronický denní příjem (mg/kg/den) •CW koncentrace ve vodě (mg/l) •IR množství požité vody (l/den) •EF frekvence expozice (den/rok) •ED trvání expozice (rok) •BW váha těla (kg) •AT doba průměrování • karcinogenní 70 let x 365 dní/rok • nekarcinogenní ED (rok) x 365 dní/rok • • • SPALOVÁNÍ KOMUNÁLNÍCH ODPADŮ • • Nakládání s komunálními odpady 2003 •(STATISTICKÁ ROČENKA ŽP ČR, 2004) Nakládání s KO Nakládání s nebezpečnými odpady 2003 •(STATISTICKÁ ROČENKA ŽP ČR, 2004) Nakládání s odpady Nakládání s ostatními odpady 2003 •(STATISTICKÁ ROČENKA ŽP ČR, 2004) Nakládání s ostatními odpady Produkce odpadů v krajích 2003 •(STATISTICKÁ ROČENKA ŽP ČR, 2004) Produkce odpadů Rozmístění skládek odpadů 2003 •(STATISTICKÁ ROČENKA ŽP ČR, 2004) Skládky Rozmístění skládek odpadů 2003 •(STATISTICKÁ ROČENKA ŽP ČR, 2004) Skládky 2 Rozmístění spaloven 2003 •(STATISTICKÁ ROČENKA ŽP ČR, 2004) Spalovny Zařízení - bi dekontaminace a kompostování •(STATISTICKÁ ROČENKA ŽP ČR, 2004) Biologická dekontaminace SPALOVNA ODPADŮ • • tatka2 SPALOVNA ODPADŮ • • 100_0093 SPALOVNA ODPADŮ • • 100_0092 SPALOVNA ODPADŮ • • • SPALOVNA ODPADŮ • • 100_0049 SPALOVNA ODPADŮ • • 100_0055 SPALOVNA ODPADŮ • • • SPALOVNA ODPADŮ • • 100_0082 SPALOVNA ODPADŮ • • 100_0079 SPALOVNA ODPADŮ • • 100_0074 SPALOVNA ODPADŮ • • • SPALOVNA ODPADŮ • • 101_0112 SPALOVNA ODPADŮ • • 101_0122 SPALOVNA ODPADŮ • • • SPALOVNA ODPADŮ • • 101_0108 SPALOVNA ODPADŮ • • 101_0103 POPIS TECHNOLOGIE • •OXIDY DUSÍKU: • selektivní nekatalytická redukce amoniakem • dávkování čpavkové vody do spalovací komory • k redukci dochází přiteplotě 850 – 950 oC • reakce: 4 NO + 4NH3 + O 2 ® 4 N2 + 6 H2O • 4 NO2 + 4NH3 ® 4 N2 + 6 H20 + O2 • POPIS TECHNOLOGIE • •PCDD/F (dioxiny): • záchyt na katalytickém textilním filtru Remedia • proces Dediox • schematická rovnice: • •dioxiny ® oxid uhličitý + voda + chlorovodík • POPIS TECHNOLOGIE • •TĚŽKÉ KOVY: • záchyt v elektrofiltru, tkaninovém filtru jako popílek • první stupeň pračky spalin (Quench) – kondenzace Hg • druhý a třetí stupeň pračky spalin • kovy zachycené v prací vodě jsou zachytávány při čistění pracích vod • POPIS TECHNOLOGIE • •Fluorovodík (HF), chlorovodík (HCl): • záchyt v prvním stupni pračky spalin • vzniklá kyselá vody je využita k loužení popílků • POPIS TECHNOLOGIE • •OXID SIŘIČITÝ: • druhý stupeň pračky spalin – absorpce v roztoku hydroxidu sodného • reakce SO2 + 2 NaOH ® Na2SO3 + H2O • 2 Na2SO3 + O2 ® 2 Na2SO4 • • POPIS TECHNOLOGIE • •PRACH, AEROSOL: • elektrický filtr • tkaninový filtr • pračka spalin, zvláště 3. stupeň – tryskový okruh (ringjet) • • • EMISE ZE SPALOVNY • EMISE DIOXINŮ ZE SPALOVNY • • ENERGETICKÁ A MATERIÁLOVÁ BILANCE • • •PODLE PROVOZNÍCH VÝSLEDKŮ •SPALOVNY TERMIZO a.s. Liberec •2004 ENERGETICKÁ BILANCE •1000 t •komunálního odpadu •62 MWh •6 550 GJ •teplo •elektřina •vlastní •provoz •dodávka •do sítě •130 •domácností •25 •domácností •odpovídá •roční spotřebě ENERGETICKÁ BILANCE •1000 t •komunálního odpadu •62 MWh •6 550 GJ •teplo •elektřina •vlastní •provoz •dodávka •do sítě •to odpovídá: •194 t mazutu, nebo •564 t hnědého uhlí, nebo •234 000 m3 zemního plynu ENERGETICKÁ BILANCE •1000 t •komunálního odpadu •která odpovídá: •194 t mazutu, nebo •564 t hnědého uhlí, nebo •234 000 m3 zemního plynu • •SPÁLENÍ •PŘEDÁ DO SÍTĚ •ENERGII MATERIÁLNÍ BILANCE •1000 t •komunálního odpadu •16 t •železný šrot •380 t •stavební mater. •12 t •zabezpeč. odpad •RECYKLACE •SKLÁDKA • • • MATERIÁLNÍ BILANCE •1000 t •komunálního odpadu •12 t •zabezpeč. odpad •SKLÁDKA • Využití popelovin • P6110019 Využití popelovin • P6110020 Využití popelovin • P6110034 Využití popelovin • P6110022 1212569_21823227.jpg logo_mu_cerne.gif 1212570_28446780.jpg Adobe Systems logo_mu_cerne.gif Inovace tohoto předmětu je spolufinancována Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky Posuzování vlivů na životní prostředí OPVK_MU.tif •Inovace tohoto předmětu je spolufinancována Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky