Degradační faktory půd Rizika kontaminace zemědělské půdy Milan Sáňka Masarykova univerzita Centrum pro výzkum toxických látek v prostředí RECETOX RDIKÁLNÍ ZMĚNY MNGEMENTU scelování ploch, odstranění lesíků a remízků, meliorace půd a regulace vodních toků, snížení ploch záplavových území nástup těžké techniky, snížení vstupů organické hmoty, radikální zvýšení vstupů průmyslových hnojiv a pesticidů, změny osevních postupů DEGRDČNÍ FKTORY PŮDY 1. eroze 2. kontaminace 3. ztráty organické hmoty 4. zábory 5. kompakce 6. ztráty biodiverzity 7. salinizace 8. acidifikace 9. záplavy a sesuvy FUNKCE PŮDY 1. produkce biomasy 2. shromažďování, filtrování a transformace živin, látek a vody 3. zásobárna biodiverzity 4. fyzikální a kulturní prostředí pro lidi a lidské činnosti 5. zdroj surovin 6. působení jako zásobárna uhlíku 7. archiv geologického a archeologického dědictví Strategické dokumenty a právní předpisy Biodiversita strategie (3 dok.) Voda dílčí strategie, (5 dok.) Ovzduší a klima strategie - (5 dok.) Půda nejslabší v systému strategických dokumentů 1
Evropské dokumenty definující strategii ochrany půdy Tematická strategie ochrany půdy (Soil Thematic Strategy) Evropské priority v ochraně půdy byly stanoveny se zaměřením na zátěžové procesy: eroze, kontaminace a zábory. Návrh směrnice o ochraně půdy STS zpracovaná do legislativní podoby Strategický dokument EU the The Resource Efficiency Roadmap (COM 2011, 571) Stanoví pro členské země tyto cíle v oblasti ochrany půdy: Do konce roku 2020 zohlední politika EU přímé i nepřímé negativní dopady lidské činnosti na půdu, Do roku 2050 bude dosaženo nulových záborů nové zemědělské půdy Bude snížena půdní eroze a zvyšován obsah organické hmoty v půdě Budou podporovány remediace kontaminovaných lokalit Life and Soil Protection (European Commission, Environment Directorate General, 2014,ISBN 978-92-79-34664-4). 4 3 Obecná ochrana a ochrana při hospodaření na zemědělském půdním fondu. (ZPF je zakázáno znečišťovat, poškozovat, ohrožovat erozí, využívat k jiným účelům) 3a Používání sedimentů na zemědělské půdě 3b Pořizování a evidence informací o kvalitě ZPF 3c Postupy při znečištění zem půdy nebo ohrožení zem půdy erozí 4 Zásady plošné ochrany ZPF 9 Odnětí půdy ze ZPF a 11, odvody za odnětí 16a Inspekce ochrany půdy Novelizace zákona č. 334/1992 Sb. 22 Zmocnění k vydání prováděcích předpisů RDIKÁLNÍ ZMĚNY MNGEMENTU scelování ploch, odstranění lesíků a remízků, nástup těžké techniky, snížení vstupů organické hmoty, radikální zvýšení vstupů průmyslových hnojiv a pesticidů, meliorace půd a regulace vodních toků, snížení ploch záplavových území změny osevních postupů DEGRDČNÍ FKTORY PŮDY 1. eroze 2. kontaminace 3. ztráty organické hmoty 4. zábory 5. kompakce 6. ztráty biodiverzity 7. salinizace 8. acidifikace 9. záplavy a sesuvy FUNKCE PŮDY 1. produkce biomasy 2. shromažďování, filtrování a transformace živin, látek a vody 3. zásobárna biodiverzity 4. fyzikální a kulturní prostředí pro lidi a lidské činnosti 5. zdroj surovin 6. působení jako zásobárna uhlíku 7. archiv geologického a archeologického dědictví 2
Zelená voda Modrá voda Šedá voda 10 pedologické dny, 20-21.9. Roztoky u Křivoklátu 3
VOD + ZDRVÁ PŮD = INFILTRCE, RETENCE, KUMULCE VOD + DEGRDOVNÁ PŮD = ODTOK, EROZE, ZÁPLVY, NÁNOSY Průměrné hodnoty penetračního odporu pro série měření 1-6 11,0 10,0 Hodnocení zhutnění půdy Černozem na Karpatském flyši Penetrační odpor (MPa) 9,0 8,0 7,0 6,0 5,0 4,0 3,0 série 1 série 2 série 3 série 4 série 5 série 6 2,0 1,0 0,0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 44 hloubka měření (cm) Voda v půdě 4
RDIKÁLNÍ ZMĚNY MNGEMENTU scelování ploch, odstranění lesíků a remízků, nástup těžké techniky, snížení vstupů organické hmoty, radikální zvýšení vstupů průmyslových hnojiv a pesticidů, meliorace půd a regulace vodních toků, snížení ploch záplavových území změny osevních postupů DEGRDČNÍ FKTORY PŮDY 1. eroze 2. kontaminace 3. ztráty organické hmoty 4. zábory 5. kompakce 6. ztráty biodiverzity 7. salinizace 8. acidifikace 9. záplavy a sesuvy FUNKCE PŮDY 1. produkce biomasy 2. shromažďování, filtrování a transformace živin, látek a vody 3. zásobárna biodiverzity 4. fyzikální a kulturní prostředí pro lidi a lidské činnosti 5. zdroj surovin 6. působení jako zásobárna uhlíku 7. archiv geologického a archeologického dědictví vyčíslení škod působených degradačními faktory v dokumentu Impact ssessment Report V těchto škodách nejsou zahrnuty škody na ekologických funkcích půdy. Celkově se odhadují škody na půdě na 38 mld ročně KONTMINCE PŮD SEDIMENTŮ VZTH MEZI ZDROJEM RIZIKEM Zdroj - obsah biopřístupnost nebezpečnost expozice Chemická speciace ph CEC redox potenciál C ox textura RIZIKO mikroorganismy potravní řetězce podzemní vody povrchové vody rostliny zvířata ekosystémy člověk Expoziční parametry: čas, klima, antrop. aktivita atd. Risk assessment Risk management 15 5
Typy a zdroje kontaminace půd Kontaminace Plošná - difuzní Přirozená atm. depozice Přirozená Geologické podloží, záplavy Regionální Lokální (bodové, liniové zdroje) ntropogenní Odpadní kaly Sedimenty (záplavy) Hnojiva, pesticidy Ukládání odpadů, průmysl ntropogenní atmosférická depozice SCHÉM SYSTÉMU LIMITNÍCH HODNOT RELEVNTNÍCH OPTŘENÍ Úroveň obsahu limitní hodnota PREVENTIVNÍ INDIKČNÍ KČNÍ ÚROVEŇ RIZIK BEZ RIZIK MOŽNOST VZNIKU NEPŘÍZNIVÝCH ÚČINKŮ Z URČITÝCH PODMÍNEK PŘEKROČENÍ PŘIJTELNÉ ÚROVNĚ RIZIK JE PRVDĚPODOBNÉ REÁLNÁ ZDRVOTNÍ /NEBO EKOSYSTÉMOVÁ RIZIK OPTŘENÍ BEZ OPTŘENÍ PREVENTIVNÍ OPTŘENÍ ZMEZENÍ VSTUPŮ LÁTEK, KTERÉ BY VEDLO KE ZVÝŠENÍ OBSHŮ RIZIKOVÝCH LÁTEK V PŮDĚ NUTNOST ZPRCOVÁNÍ RIZIKOVÉ NLÝZY NÁVRHU OPTŘENÍ REMEDIČNÍ OPTŘENÍ JSOU ŽÁDOUCÍ Návrh nového systému limitních hodnot obsahů rizikových prvků a rizikových látek v půdě Úroveň limitní hodnoty ) Preventivní posuzování vstupů látek do půdy B) Indikační vznik rizik, důvod k dalšímu hodnocení, opatření až po konkrétním šetření Riziko kontaminace potravních řetězců Riziko fytotoxických účinků Přímá zdravotní rizika dermální orální inhalační Diferencované limity pro rizikové prvky: ph, zrnitost, metoda extrakce C) sanační silné znečištění okamžitá opatření 6
Preventivní hodnoty obsahů rizikových prvků v zemědělské půdě zjištěné extrakcí lučavkou královskou (mg.kg -1 sušiny) Preventivní hodnota 1) Kategorie půd s Be Cd Co Cr Cu Hg 2) Ni Pb V Zn Běžné půdy 3) 20 2.0 0.5 30 90 60 0,3 50 60 130 120 Lehké půdy 4) 15 1.5 0.4 20 55 45 0,3 45 55 120 105 Látka Preventivní hodnoty obsahů rizikových látek v zemědělské půdě (mg.kg-1 sušiny) Polycyklické aromatické uhlovodíky Preventivní hodnota Σ PU 1) 1,0 Chlorované uhlovodíky Σ PCB 2) 0,02 Σ DDT 3) 0,075 HCB 4) 0,02 HCH (Σ α+β+γ) 4) 0,01 PCDD/F 4) 5,0 5) Nepolární uhlovodíky Uhlovodíky C 10 C 40 4) 100 Indikační hodnoty, při jejichž překročení může být ohrožena zdravotní nezávadnost potravin nebo krmiv (mg.kg-1 sušiny) Rizikový prvek Půdní druh ph /CaCl 2 extrakce extrakce Indikační hodnota lučavkou NH 4 NO 3 s - - 40,0 1,0 < 6,5 1,5 - Cd Běžné 1) půdy > 6,5 2,0 0,1 Lehké půdy 2) > 6,5 2,0 0,04 - < 5,0 90 - Ni - 5,0-6,5 150 - - > 6,5 200 - - - - 1,0 Pb - - 300 1,5 Hg 3) - - 1,5 7
Indikační hodnoty, při jejichž překročení může být ohrožen růst rostlin a produkční funkce půdy (mg.kg-1suš.) Indikační hodnota Rizikový prvek ph /CaCl 2 extrakce extrakce lučavkou NH 4 NO 3 Zn - 400 - - - 20 < 6,5 150 - Ni Cu > 6,5 200 - - - 1,0 < 5,0 150-5,0-6,5 200 - > 6,5 300 - - - 1,0 Indikační hodnoty rizikových prvků a rizikových látek, při jejichž překročení může být ohroženo zdraví lidí a zvířat (mg.kg-1 sušiny) Rizikový prvek Indikační hodnota (extrakce lučavkou) s 40 Cd 20 Pb 400 Hg 1) 20 Riziková látka Indikační hodnota Benzo(a) pyren 0,5 Σ PU 1) 30,0 Σ PCB 2) 1,5 Σ DDT 3) 8,0 HCB 1 HCH (Σ α+β+γ) 1 PCDD/F 4) 100,0 5) (ng.kg-1) Hodnocení postupem triády LoE (Lines of Evidence) Linie hodnocení, pro každou LoE doporučená sada indikátorů Chemie (chemické analýzy, celk, biopříst) Integrované hodnocení Ekotoxikologie (laboratorní testy, bioassays) Ekologie (monitoring, terénní průzkum) 8
Rozhodovací schéma kroky pro hodnocení rizika kontaminace fluvizemních půd PREVENTIVNÍ LIMIT (pro jakýkoliv kontaminant) < I -H I -E Existuje podezření kontaminace jinými látkami než jsou stanoveny limity? NE NO Snížení biologické kvality půd? NO NE Projevila se Ekotoxicita? NO NE C B B > II -H NE Ekologická rizika INDIKČNÍ LIMIT (pro jakýkoliv kontaminant) < > II - E III -E Bylo překročeno kritérium dle tabulky maximální koncentrace přirozeného pozadí? NO Projev ekotoxicity? + Snížení biologické kvality? NO NE NE/NE B C NO/NE B NE/NO C B NO/NO C B H E B C Humánní rizika Ekologická rizika Riziko nevýznamné Riziko možné Riziko významné III -H Přestupy do rostlin dle BCF Srovnání výsledků s legislativními limity Zdravotní rizika < > Překročení limitu HI / CVRK < > Překročení limitu HI /CVRK B C B C Děkuji za pozornost 9