THE ACCUMULATION OF HEAVY METAL IN RAPS IN LOADED TERRITORY
Hecl, J.
SCPV - oddelenie agroekológie Michalovce
Abstract
Results from monitoring of selected heavy metals and their was observed in environmentaly loaded territory in rape in 2005. We can conclude on the basis of the gained results that with the exception of cadmium there was not determined the increased content of critical heavy metals. The content of cadmium was in the range 0,124-0,587 mg.kg-1. There was not observed any linear statistical correlation between the content of heavy metals in the rape and in the soil. On account of its sensitivity to cadmium we recommend to utilize the rape for the production of biofuels on the basis of the methylester of plant oils in hazardous territories.
Úvod
Dôsledok industrializácie počas posledných storočí spôsobil celosvetový nárast koncentrácie ťažkých kovov tak v pôdach ako aj v rastlinách (Adriano, 2001).
Zo súčasného stupňa poznania kvalitatívnych a kvantitatívnych údajov o znečistení pôd Slovenska vyplýva, že najväčší potenciál transportu z pôdy do potravového reťazca majú okrem dusičnanov ťažké kovy. V regióne Východoslovenskej nížiny (VSN) je toto znečistenie spojené hlavne so súčasnou a predchádzajúcou priemyselnou výrobou (Chemko a.s. Strážske, Elektrárne Vojany, Bukóza Vranov).
V tejto oblasti synergicky pôsobí široká paleta plynných, ale aj tuhých imisií. Hoci v posledných rokoch na Slovensku, čiže aj v tejto oblasti najmä obmedzením výroby nastalo zníženie produkcie exhalátov, nežiadúce následky na krajinu sa budú odstraňovať ešte veľmi dlho. Hoci vo väčšine prípadov sú zistené hodnoty obsahov ťažkých kovov v pôdach priemerné alebo nízke a koncentrácie v rastlinách väčšinou nie také vysoké pre vznik akútnej toxicity, ale za dlhšie časové obdobie môžu (pri zapojení do potravového reťazca) spôsobiť chronické poškodenie zdravia obyvateľstva (Adriano, 2001).
Cieľom práce bolo sledovať obsah vybraných ťažkých kovov v pôde a semene repke ozimnej olejke.
Materiál a metóda
Kontaminácia semena repky olejky a pôdy na ktorej sa pestovala ťažkými kovmi sa sledovala v roku 2005 v rámci monitoringu na 13 lokalitách z okolia chemického závodu Chemko a.s. Strážske, (Zbudza, Staré, Krivošťany, Strážske 1, Strážske 2, Pusté Čemerné, Voľa, Naciná Ves, Vybuchanec, Lesné, Suché, Petrovce n/L a Michalovce).
Rastlinný materiál (semeno repky), bol odoberaný v čase technologickej zrelosti plodiny. Miesto odberu pôdnych vzoriek bolo totožné s miestom odberu príslušného rastlinného materiálu. Pôdne vzorky sa odoberali pôdnym vzorkovačom z hĺbky 0,0 – 0,3 m. Ťažké kovy sa stanovili metódou atómovej absorpčnej spektrometrie po predchádzajúcej mineralizácii koncentrovanou kyselinou dusičnou pre rastlinný materiál a vo výluhu 2 M HNO3 pre pôdny
materiál. V rastlinnom a pôdnom materiáli sa stanovili nasledovné ťažké kovy: (Cd, Pb, Cr, Ni, Cu a Zn).
Získané výsledky pôdy sa hodnotili podľa „Rozhodnutia Ministerstva pôdohospodárstva SR o najvyšších prípustných hodnotách škodlivých látok v pôde z januára 1994,“ pre výluh v 2 M HNO3. Orientačne sa výsledky tiež zhodnotili podľa zákona o ochrane
a využívaní poľnohospodárskej pôdy č.220/2004 Z.z. Namerané koncentrácie ťažkých kovov v repke sa posudzovali oproti „Potravinovému kodexu“ SR z júna 1996 (tabuľka 1). Výsledky sa matematicky spracovali a podrobili lineárnej korelačno-regresnej analýze.
Tabuľka1 Najvyššie prípustné množstvo rizikových prvkov pre repku olejku v [mg.kg-1]
Olejniny Cd Cr Ni Pb Cu Zn
0,5 0,5 2,0 1,0 25 80
Výsledky a diskusia
V predkladanej práci sa zameriavame na oblasť v okolí chemického kombinátu Chemko Strážske a.s. Dcérske spoločnosti skupiny Chemko, a.s. prevádzkujú v súčasnej dobe 25 evidovaných stacionárnych zdrojov znečisťovania ovzdušia. Stanovené minimálne a
maximálne obsahy ťažkých kovov vo výluhu 2 M HNO3 na lokalitách repky olejky v pôdach
svedčia o dosť veľkom rozptyle (tabuľka 2). Pri Cd sa obsahy pohybovali od 0,099 mg.kg-1 na lokalite Suché až po hodnotu 0,425 mg.kg-1 na lokalite Strážske 1, pri obsahu Pb od 8,91 mg.kg-1 na lokalite Staré po hodnotu 110,6 mg.kg-1 na lokalite Petrovce n/Laborcom. Obsah Pb na tejto lokalite je výrazne vyšší ako referenčná hodnota A uvedená legislatívnom predpise SR z januára 1994, ktorá znamená, že pôda nie je kontaminovaná ak je stanovená hodnota pod túto hodnotu. Obsahy ostatných sledovaných kovov (Cr, Ni, Cu a Zn) neprekročili referenčnú hodnotu A z legislatívneho predpisu pre príslušný kov. Obsahy vo výluhu 2 M HNO3, ktoré sú
porovnateľné s referenčnou hodnotou A1 z tohto predpisu boli prekročené v 10 prípadoch, a to
pri Cd v 4 prípadoch (lokality: Zbudza, Strážske 1, Naciná Ves, Petrovce n/Laborcom), pri Pb v 1 prípade (lokalita Petrovce n/Laborcom), pri Ni v 1 prípade (lokalita: Petrovce n/Laborcom),
pri Cu v 1 prípade (lokalita: Petrovce n/Laborcom) a pri Zn v
2 prípadoch (lokality: Vybuchanec a Petrovce n/Laborcom). Na lokalite Petrovce n/Laborcom sa prekročila referenčná hodnota A1 okrem Cr vo všetkých ostatných sledovaných kovoch.
Lokalita sa nachádza v blízkosti rieky Laborec, ktorá svojimi naplaveninami mohla spôsobiť jej kontamináciu. Orientačným porovnaním kontaminácie sledovaných lokalít (druh pôdy: hlinitá až ílovito-hlinitá pôda) podľa zákona č. 220/2004 (kontaminácia sa určuje vo výluhu lúčavky kráľovskej) sa okrem obsahu olova na lokalite Petrovce n/Laborcom nezaznamenali obsahy, ktoré by prekračovali limitné hodnoty podľa tohto zákona.
Tabuľka 2 Minimálne, maximálne, priemerné obsahy a medián ťažkých kovov v pôdach vo výluhu 2 M HNO3 na 13 vybraných lokalitách [mg.kg-1]
parameter Cd Pb Cr Ni Cu Zn min. 0,099 8,91 2,58 0,69 4,31 12,58 max. 0,425 110,60 8,16 18,24 24,26 60,17 priemer 0,234 19,611 5,276 5,938 9,420 27,795 medián 0,201 11,880 5,240 4,290 8,290 23,180
Medzi priemernou hodnotou jednotlivých ťažkých kovov na sledovaných lokalitách a ich mediánom nepozorujeme veľký rozdiel, okrem obsahu Pb. V tomto prípade tento rozdiel súvisí s kontaminácii vzorky pôdy z lokality Petrovce n/Laborcom.
Tabuľka 3 Minimálne, maximálne, priemerné obsahy a medián ťažkých kovov v repke olejke na 13 vybraných lokalitách [mg.kg-1] parameter Cd Pb Cr Ni Cu Zn min. 0,124 0,08 0,15 0,89 1,23 14,46 max. 0,587 0,75 1,11 5,02 7,02 46,23 priemer 0,337 0,467 0,623 2,992 3,420 30,381 medián 0,311 0,540 0,520 3,300 3,700 31,950
Obsah Cd v repke olejke na 3 lokalitách (Strážske 2, Voľa, Petrovce n/Laborcom) prekročil maximálne povolenú hodnotu 0,5 mg.kg-1. Týmto stanovením sa potvrdili naše predchádzajúce zistenia, že repka olejka je citlivá na kadmium (Danielovič – Hecl, 2004). Pri obsahu Ni sme stanovili na 10 lokalitách vyšší obsah ako povoľuje norma SR z roku 1996, ale táto hodnota je problematicky hodnotiteľná, pretože norma neuvádza maximálne povolenú hodnotu pre daný prvok v príslušnej komodite a preto sa táto hodnotí ako ostatné požívatiny, čo podľa nášho názoru nevystihuje druhovú rozdielnosť príslušnej rastliny voči predmetnému kovu. Pri štatistickom hodnotení závislosti obsahu jednotlivých ťažkých kovov v repke olejke od obsahu týchto kovov v pôde vo výluhu 2 M HNO3 (tabuľka 4) sa nezistili žiadne štatisticky
preukazné závislosti.
Štyri závislosti medzi obsahom kadmia, olova, niklu a medi v pôde a jeho obsahom v repke ozimnej olejke, boli aj napriek vyšším hodnotám korelačných koeficientov (-0,33842, 0,349876, 0,362712 a 0,490477) štatisticky nevýznamné.
Tabuľka 4 Parametre štatistickej analýzy závislostí obsahu sledovaných ťažkých kovov v repke olejke od obsahu týchto látok v pôde
Parameter R Cd PV Cd r úmernosť hl. význam. r-sq % št. preukaznosť -0,33842 N 0,25805 11,45 - R Pb PV Pb r úmernosť hl. význam. r-sq % št. preukaznosť 0,349876 P 0,24124 12,24 - R Cr PV Cr r úmernosť hl. význam. r-sq % št. preukaznosť 0,041363 P 0,89327 0,17 - R Ni PV Ni r úmernosť hl. význam. r-sq % št. preukaznosť 0,362712 P 0,22321 13,16 - R Cu PV Cu r úmernosť hl. význam. r-sq % št.preukaznosť 0,490477 P 0,08881 24,06 - R Zn PV Zn r úmernosť hl. význam. r-sq % št. preukaznosť 0,0868729 P 0,7779 0,75 - R – repka olejka , PV – výluh v 2 M HNO
Záver
Problematika rizikových látok je v narušených lokalitách vysoko aktuálna. Okres Michalovce patrí v rámci Slovenskej republiky medzi okresy s najnižšou priemernou dĺžkou života. Z uvedených dôvodov je preto ich sledovanie v centre pozornosti vedeckovýskumnej základne mnohých inštitúcií.
Na základe výsledkov môžeme sformulovať nasledujúce závery:
Obsah Cd v repke olejke na 3 lokalitách (Strážske 2, Voľa, Petrovce n/Laborcom) prekročil maximálne povolenú hodnotu 0,5 mg.kg-1.
Pri štatistickom hodnotení závislosti obsahu jednotlivých ťažkých kovov v repke olejke od celkového obsahu kovov v pôde vo výluhu v 2 M HNO3 sa nezistili žiadne
štatisticky preukazné korelácie.
Z dôvodu citlivosti repky olejky na kadmium odporúčame v rizikových oblastiach jej využitie na výrobu biopalív na báze metylesteru rastlinných olejov.
Literatúra
1. ADRIANO D.C. 2001. Trace elements in the terrestrial environment. Spinger, New York, 2001, 114p.
2. ANONYM. 1994. Rozhodnutie Ministerstva pôdohospodárstva SR o najvyšších
prípustných hodnotách škodlivých látok v pôde a o určení organizácii oprávnených zisťovať skutočné hodnoty týchto látok (číslo 531/1994-540)
3. ANONYM. 1996. Rozhodnutie Ministerstva pôdohospodárstva SR – Potravinový
kodex Slovenskej republiky (číslo 981/1996-100)
4. ANONYM. 2004. Zákon o ochrane a využívaní poľnohospodárskej pôdy č. 220/2004
Z.z.
5. DANIELOVIČ, I. - HECL, J. 2004. Správa za účelovú činnosť za rok 2004, OVÚA Michalovce, 2004, 49s.
RNDr. Ján Hecl, PhD., Slovenské centrum poľnohospodárskeho výskumu – oddelenie agroekológie, Špitálska 1273, 071 01 Michalovce, [email protected]