A TALAJ- ÉS A TALAJVÍZSZENNYEZŐDÉS MEGJELENÉSI FORMÁI 1

TALAJVÉDELEM TALAJVÉDELEM – 2. előadás 2. A TALAJ- ÉS A TALAJVÍZSZENNYEZŐDÉS MEGJELENÉSI FORMÁI 2.1 A mezőgazdaság hatása a termőtalajra 2.2 A szennyeződés jelensége, az expozíció 2.3 A természetes és mesterséges szennyeződési formák áttekintése 2.4 A szennyeződési folyamat leírása Az ember tevékenysége során átalakítja környezetét, így közvetve - a talajképző tényezők módosításával - befolyásolja a talajképző folyamatokat is. A civilizáció fejlődése során mindjobban beavatkozott a természet folyamataiba, kezdetben csak a számára szükséges anyagokat gyűjtötte, később megváltoztatta a növényzetet és befolyásolta az állatvilágot; öntözéssel a vízháztartást, trágyázással és műtrágyázással a talaj természetes tápanyaggazdálkodását módosította A talajművelés a talaj szerkezetének átalakításához vezetett. Az emberi tevékenységnek káros (az erdők irtása miatti talajpusztulás, talajok savanyodása, elmocsarasodása stb.) és hasznos oldalai (talajok termőképességének fokozása, a talajképződés egyensúlyának fennmaradása) vannak. A talajok környezetvédelmi vonatkozásait tárgyalva két kérdéskört szükséges megvizsgálni, egyrészt azt, amikor a talaj károsodása annak minőségi, ill. mennyiségi változása miatt következik be anélkül, hogy idegen anyagok jutnának a rendszerbe, azaz a talaj szerkezete, kémiai összetétele, ill. a termőréteg vastagsága változik meg külső hatásra. Másrészt meg kell különböztetnünk a talajszennyezések esetét. amikor a talaj károsodása egy vagy több vegyi anyagnak a dúsulása következtében, annak környezetvédelmi szempontból még tűrhető értékeit meghaladják.

A TALAJ- ÉS A TALAJVÍZSZENNYEZŐDÉS MEGJELENÉSI FORMÁI Created with novaPDF Printer (www.novaPDF.com). Please register to remove this message.

1

TALAJVÉDELEM 2.

A TALAJ- ÉS A TALAJVÍZSZENNYEZŐDÉS MEGJELENÉSI FORMÁI 2.1 A mezőgazdaság hatása a termőtalajra

Az ember táplálékért és nyersanyagokért fordul a természethez, célzottan kihasználva az állatés növényállományok biológiai termőképességét. 2.1.1. A mezőgazdasági termelési tevékenység környezetkárosító hatásai a termőtalajra: 

A talaj termőrétegének és ásványos részének közvetlen fizikai pusztulása, elhordódása: erózió, defláció  Talajtömörödése az agrotechnikai munkák miatt: gépjármű nyomok, eketalp  Anyagbevitelek: szándékos terhelés: trágyázás, növényvédő-szerek =szervetlen- és szerves-trágyák - intenzív állattartás trágya mennyisége nagyobb a növények által felvehető mennyiségnél =komposzt, háztartási hulladék („minden”), szennyvíz iszapok (toxikus fémek) akaratlan terhelés: közlekedésből, mg-i gépekből származó nehézfém, szerves károsító anyagok (nehézfémek, olajszármazékok)  Növényvédő szerek: hatása a hatóanyagtól és az élőlényfajtól függően más és más (90 napos hatás, lebomlás) Talaj leromlása (degradáció): Eredményeként a talaj termékenysége csökken, vagy teljes lepusztulása jön létre A degradációs folyamatok a talaj anyagforgalmának kedvezőtlen megváltozását jelentik, következményei:  a talaj funkcióiban beálló zavarok  a talajökológiai feltételek romlása  a talajtermékenység csökkenése  kedvezőtlen feltételek az agrotechnológiai műveletek energiatakarékos elvégzéséhez  nagyobb termelési ráfordítások  káros környezeti mellékhatások Hazai viszonyok közti degradációs folyamatok:  erózió  defláció  savanyodás  szikesedés  talajtömörödés  szélsőséges talajvízgazdálkodás kialakulása  biológiai degradáció  tápanyagforgalom kedvezőtlen irányú megváltozása,  pufferképesség csökkenése, toxicitás. A talaj környezeti tűrőképessége: Az a határ, amelynél a talajt érő környezeti terhelések még nem okoznak tartós termékenységcsökkenést, illetve más káros hatást.


2

TALAJVÉDELEM NITRÁT, NITROGÉNSZENNYEZŐDÉS: A nitrát mind a természetben végbemenő pusztulási, lebomlási folyamatok, mind a nitrogénműtrágyázás révén juthat a talajba, ezenkívül természetes mineralizáció útján is létrejön. A Nvegyületek jól oldódnak, gyorsan mozognak és így könnyen lejutnak a talajvíz zónájába. A felszíni és felszín alatti vizek minőségében jelentős romlást okoznak a koncentrált állattartótelepek megoldatlan elhelyezésű hígtrágyája, a kiskertek ellenőrizhetetlen szennyvízelhelyezése és műtrágyahasználata, az ipari fejlődés és a turizmus, a közmű-olló. A kultúrnövényzet betakarítása után a talaj nitrogéntartalmának 1-3%-a, amelynek 90%-a szerves kötésben van jelen, a nitrifikáló baktériumok révén nitráttá alakul. A kimosódás csak a téli félévben jelentős, mivel a növények a vegetációs időszakban igen sok nitrogént felvesznek és ez idő alatt a legkisebb a csapadék beszivárgása is. Az erősen növekvő műtrágyahasználat mellett a gabonatermelésben elért 100%-os, a burgonyatermesztésben elért 20%-os terméshozam-növekedésért 500%-os nitrát felhasználással kellett fizetni, a szerves nitrogéntartalmú trágyák: az istállótrágya, a trágyalé, a fekália használata is jelentős. A természetes, szerves nitrogén – trágyák alkalmazását nehezítő körülmény, hogy nem lehet őket a vegetációs periódusban a szántókra és mezőkre kijuttatni. A nitrát terhelést tekintve kirajzolódnak olyan súlyponti területek, amelyeknél az intenzív mezőgazdasági művelés a könnyű, kimosódásra veszélyes homoktalajokkal esik egybe. A SAVAS ESŐK HATÁSA, A TALAJ ELSAVANYODÁSA: A felszín közeli vizekig kiterjedő elsavanyodás következtében az "elsavanyodásra érzékeny " térségekben -első sorban alacsony karbonát tartalmú kőzetek és talajok esetén- megnövekszik a fémek (toxikus fémek) mobilizálódásának veszélye és egyes érzékeny talajoknál bizonyos káros talajátalakulási folyamatok indulnak meg. A talaj kémhatása jelentősen befolyásolja a növények életfolyamatait, alacsonyabbrendű mikroorganizmusok élettevékenységére is hatással; a tápanyag-gazdálkodást is jelentősen befolyásolja, erősen savas vagy lúgos közegben a tápanyag (foszfátionok) megkötődik, ez semleges kémhatás körül nem érzékelhető. PUFFERKÉPESSÉG: Savak, lúgok közömbösítése, hatásuk tompítása. Fontos szerep jut a CaCO3-nak, jelenlétekor a pH-érték 6,5 fölött marad ez alatt az alumínium-szilikátok szerepe a protonok semlegesítésében fontos. A PESZTICIDEK HATÁSA: Peszticidek (növényvédő-szerek) típusai: Herbicidek Defóliánsok Fungicidok Inszekticidek

Gyomirtók Lombtalanítók Gombaölők Rovarölők

Akaricidok Rodenticidek Molluszkicidok Baktericidek

Atkaölők Rágcsálóirtók Csigairtók Baktériumölők

A vizsgálati eredmények mutatják, hogy a növényvédő szerek a szokásos felhasználás során is gyakran a talajvízbe jutnak és az ivóvízre kívánatos 0,1 g/l-es határértéket sok esetben jelentősen meghaladják. Összességében megállapítható róluk, hogy a hatóanyagok és metabolitjaik sokfélesége, az előforduló, rendszerint alacsony koncentrációja miatt, a felszín alatti vízkészletek átfogó ellenőrzése nem lehetséges.


3

TALAJVÉDELEM

A legtöbb növényvédő-szer az élő anyagnál (növény, éllat) alapvető anyagcserefolyamatokba avatkozik bele (fotoszintézis, inger átvitel, membránfunkciók stb.), így nem csupán egyetlen (a cél) élőlénycsoportra hat, így nem szelektívek. A kiszórt peszticid mennyiségének csak egy része (kb. 10 %) éri el célját, a többi a talajra hullva onnan a talajvízbe mosódik. A hatóanyag az élőlény anyagcsere-folyamatai során mérgezőbb vegyületté (aktiválás), vagy kevésbé mérgezővé (detoxifikálódás = méregtelenítés) alakul át. A peszticidek eltávolítási módjai:  A hatóanyag hidroxi-vegyületekké vagy karbonsavakká oxidálódik, amelyek kondenzálódva eltávoznak;  A klórozott szénhidrogének enzimatikus úton (deklórozódhatnak);  A szervezet saját anyagai kapcsolódhatnak a méreghez (konjugáció). A „méregtelenítés” lehetősége mindig a mindenkori kártevő enzimkészletétől és élettani állapotától függ. A TALAJ FIZIKAI PUSZTULÁSA (ERÓZIÓ, DEFLÁCIÓ): A talaj szerkezete az erős agrotechnikai használat során , különösen a morzsás szerkezet, károsodhat, a szerves anyagok és a tápanyagok kimerülése folytán. Ennek következménye, hogy a termékenység erősen csökken, a talaj összetömörödik, vízfelvétele és víz-áteresztése mérséklődik, ami felgyorsítja az eróziót.  Erózió Általában domb és hegyvidékre jellemző. Az erózió a víz által okozott talajpusztulás, amely a talaj termőrétegét, vagyis a talajképződés hatására átalakult szintjeinek összességét vékonyítja, illetve a felszínt barázdálja és vízmosásokat alakít ki. Hatása: Talaj felhalmozódás más helyen, a közművek (árkok, csatornák) tisztítása, tavak víztározók tisztítása - feliszapolódás miatt.) Az erózió tényezői: - Kiváltó tényezők: csapadék (cseppnagyság, hevesség, időtartam, hó-mennyiség, a hó-olvadás ideje); lejtő (meredekség, hosszúság, alak, kitettség). - Befolyásoló tényezők: a talaj nedvességi állapota, vízgazdálkodása, szerkezete, növényborítottsága. Az erózió megjelenési formái: Az erózió típusai: csepperózió, vonalas erózió, rejtett-, lepel-, barázdás-, árkos-, vízmosásos erózió, szedi-mentáció, eliszaposodás, feliszapolás. Felületi erózió. Barázdás erózió. Vízmosásos erózió  ehhez kapcsolódnak egyéb talajpusztulási jelenségek A vízmosások meredek falain gyakran következik be felszínmozgás: suvadás, rogyás, leszakadás, és ezek a folyamatok szintén a környezetvédelem vizsgálati témakörei.) Az erózió elleni védekezést a kiváltó és befolyásoló tényezők határozzák meg. Az egyes eljárások megválasztása és alkalmazása attól függ, hogy milyen eszközök állnak rendelkezésünkre és alkalmazásuk mennyire gazdaságos.


4

TALAJVÉDELEM A műszaki talajvédelem során a kiváltó tényezők hatását csökkentjük, módosító tényezőket pedig úgy befolyásoljuk, hogy a pusztulás csökkenjen. A kiváltó tényezők közül a csapadék mennyisége vagy intenzitása nem változtatható meg, csak a lejtők jellemzői befolyásolhatók.. Elvileg a lejtők meredeksége megváltoztatható, ez azonban olyan nagy tömegű földmunkát igényelne, amely a gyakorlatban nem gazdaságos. Befolyásolható azonban a lejtők hossza, vagyis az a távolság, amelyen a felületi lefolyásból származó víz összegyülekezhet. A lejtők tagolása többféle lehet, ezek a sáncolás, a teraszolás és az övárok létesítése. Agronómiai talajvédelem a talajpusztulás kialakulását meghatározó tényezők másik csoportját, a befolyásoló tényezőket módosítja. A sorrendben az agronómiai védelemé az elsőbbség, és csak szükség esetén egészül ki műszaki védelemmel. Ez azonban nem jelenti azt, hogy az agronómiai védekezés nem alkalmazható önállóan, legfeljebb hatása nem szünteti meg, csak csökkenti a talajpusztulást. Sorra véve a befolyásoló tényezőket, a talajpusztulás a következő eszközökkel gátolható meg (fékezhető): Művelési ág változtatása (szántó 25%, gyümölcsös-szőlő 40%, erdősítés 40% felett maximális lejtőmeredekségig végezhető). Táblásítás (a lejtő dőlésére merőleges táblák kialakítása, a feltáró utak vezetése is átalakítandó). Talajvédő fasorok és erdősávok. Talajművelés (kontúrszántás, megközelítően szintvonalas talajművelés). Talajvédő növénysorrend (Ekkor a különböző eróziós veszélynek kitett területeken olyan növények váltják egymást, amelyek a lejtő- és talajviszonyoknak megfelelő védelmet nyújtanak, és így a számított lehetséges talajveszteségeket a gazdaságos minimum érték körül tartják.)  Defláció Általában a sík területre jellemző. A defláció a szél hatására bekövetkező talajpusztulás. Ennek során a szél a talajt elhordja, majd máshol lerakja. Hatására az egyik helyen a talajréteg vékonyodik, a másik helyen pedig felhalmozódik, miközben a növényeket, az utakat, az árkokat vagy az épületeket betemeti. A defláció tényezői: - Kiváltó tényezők: a szél sebessége, örvénylése, a széllökések, pulzálások. - Befolyásoló tényezők: a terület szabad hossza, a talaj szemcseösszetétele, a talaj szerkezetessége, a talaj szervesanyag-tartalma, a talajfelszín érdessége és nedvessége, a felszín növényborítottsága. A defláció megjelenési formái: Szélfodrok (cm-es), Szélbarázdák (m-es), Homokbuckák (10 m-es), Lepelhomok (fosszilis - eltemetett homokréteg a talajszelvényben 1-2 m mélyen).


5

TALAJVÉDELEM

A kritikus szélsebesség 0,1...2 mm-es talajszemcsékre számítva: Részecske átmérő (mm) 0,1..0,25 0,25..0,50 0,50..1,00 1..2 2..3 3..4 4..5

Szélsebesség (m/s) a talaj felszínén 0,28 0,32 0,39 0,51 0,63 0,74 0,82

a felszín felett 8 m-rel 4,17 4,75 5,80 7,59 9,38 11,01 12,20

A szél által szállítható szemcseméret és a szállítási távolság: Részecske átmérő (mm) 8..1 1..0,125 0,125..0,0625 0,0625..0,0312 0,0312..0,0156 < 0,0156

A szállítási távolság néhány m 1..1,5 km néhány km 300 km 1.500 km Végtelen

A defláció elleni védelem egyrészt a kifúvás megelőzése, megakadályozása, a mozgó talajszemcsék megállítása, másrészt a széllel szállított talaj által okozott károk (porviharok, homokverés) elhárítása. SZIKESEDÉS ÉS A TALAJ SÓKÉSZLETE: A szikesedés előfeltétele a hidromorf talajképződés, a sókban gazdag talajképző kőzet és a sok sót tartalmazó, nem túl mély talajvíz. A szikes talajok gyenge termékenységű, rossz vízgazdálkodású talajok, bennük alkáli sók, főként nátrium halmozódik fel. Szikesedés az emberi tevékenység hatására – öntözés – a másodlagos szikesedés. Szikesedésre akkor kell számítani, ha a talajvíz mélysége a kritikus talajvízszint fölé emelkedik, ez az a talajvízmélység, ahol a kilúgzási és a sófelhalmozódási folyamatok egyensúlyban vannak. A kritikus talajvízmélységet befolyásolja:  a talaj vízgazdálkodási tulajdonságai  a talaj átlagos oldható sótartalma  a talajvíz só- és nátriumtartalma  a talaj kémhatása A talaj sókészletét (sótartalmát) két ellentétes irányú folyamat határozza meg: 1.) A lefelé irányuló vízmozgás biztosításával (öntözés, beszivárgási feltételek javítása) elősegítik a talaj vízoldható sókészletének csökkenését, a kilúgzás során vízoldható sókban feldúsuló drénvíz elhelyezése jelent gondot (nem használható öntözésre); az élővíz befogadás sem jöhet szóba. Ha viszont a drénvíz nem dúsul fel sókban, akkor a talaj sókészletének kilúgzása eredménytelen, a só a talajban marad.


6

TALAJVÉDELEM

2.) Sokkal gyakoribb az Alföldön, hogy valamilyen ok (szivárgás burkolatlan tározókból és földcsatornákból; lokális túlöntözés okozta szivárgási veszteségek) miatt emelkedő szintű, pangó, sós talajvízből történő "másodlagos" sófelhalmozódás, szikesedés. BIOLÓGIAI DEGRADÁCIÓ, PUFFERKÉPESSÉG CSÖKKENÉSE, TALAJSZENNYEZŐDÉS: Környezeti alrendszertől függetlenül szennyező anyagnak azokat az anyagokat és energiákat nevezzük, amelyek többletként adódnak a természetes biogeokémiai ciklushoz. Meg kell azonban jegyeznünk, hogy nemcsak antropogén, hanem természetes (vulkánok, pollen, szél által elragadott ásványi por, stb.) forrásból is származhatnak, a továbbiakban azonban csak az előbbivel foglalkozunk. A környezet általános elszennyeződése igénybe veszi talajaink öntisztuló képességét, és mivel a terhelés nem csökken, a talajok egyre kevésbé tudnak megfelelni szűrő-tompító-lebontó feladatuknak. A terhelés sokrétű, szinte minden emberi tevékenység szennyezéssel jár, a talajok ellenálló képessége pedig véges. TALAJÉRTÉKELÉS: A gazdálkodó ember számára jelentős a talaj termékenysége, mivel munkája során megújítható természeti tartalékként- ez hasznosul a folyamatos használhatóság érdekében, ezt kell óvni. A talaj termékenységének (termőképességének) fenntartása a földhasználóknak az a kötelezettsége, amely szerint a talaj vízforgalmát és tápanyag-gazdálkodását fenntartani, sőt növelni kell. Ugyanakkor meg kell akadályozni a növények fejlődését, gátló tényezők kialakulását., a vizenyősödést, elszikesedést, elsavanyosodást vagy a mérgező anyagok felhalmozódását. A talajtermékenység tényezői:  talajféleség, ásványi összetétel és talajtípus (anyakőzet, talajszerkezet)  mélyrétegűség (szántás, eketalp)  humusztartalom (C - szén)  kémhatás és tápanyagtartalom (pH, K-P-N)  levegő és vízháztartás, talajszerkezet (talajtípus, humusztartalom; pórustérfogat, vízkapacitás, levegőtartalom)  talajélet és anti-fitopatogén potenciál (növényvédő-szerek hatása a talajflórára és azok közvetett hatásai)  éghajlat és növényzet (talajpusztulás, defláció - szél, erózió - víz)  mezőgazdálkodás (művelési technikák, kemizálás) A növények részére a legelőnyösebb feltételeket a homokos vályog- és vályogtalajok biztosítják, amelyekben a víz- levegőtartalom optimális. A fenntartható (mezőgazdasági) fejlődés és a környezetkímélő talajhasználat érdekében a talaj tulajdonságait és a környezeti tényezőket úgy kell befolyásolni, hogy:  a felszínre jutó csapadékvíz minél nagyobb hányada jusson a talajba (felszíni lefolyás és párolgás csökkentése)  a talajba jutó víz minél nagyobb hányada tározódjon a talajban (vízraktározó képesség növelése, "szivárgási veszteségek" csökkentése)  a talajban tározott víz minél nagyobb hányada váljon a termesztett növények által hasznosíthatóvá A TALAJ- ÉS A TALAJVÍZSZENNYEZŐDÉS MEGJELENÉSI FORMÁI Created with novaPDF Printer (www.novaPDF.com). Please register to remove this message.

7

TALAJVÉDELEM 2.2 A szennyeződés jelensége, az expozíció A szennyezéseket szennyező források szerint három nagy csoportba sorolhatjuk: pontszerű, lineáris és diffúz.  



A pontszerű szennyezések elsősorban ipari eredetűek (pl. gyárkémény, szivárgó olajos hordó). A diffúz szennyezések legnagyobbrészt a mezőgazdaság termelésből származnak. Ez utóbbinak a hatásterülete nehezen határolható le, mivel a mezőgazdaságban használatos vegyszereket nagy területen alkalmazzák, így a szennyezés helye nem jelölhető meg egyetlen pontban, az adott terület egészét érinti. A lineáris szennyező forrásokat a közlekedési eszközök alkotják, a talaj szennyezésére nézve általában szűkebb hatásterülettel.

ANTROPOGÉN FIZIKAI HATÁSOK: A települések épületeinek felépítéséhez és vonalas infrastruktúrájának (utak, vasutak, vezetékrendszerek) kialakításához nagy területre van szükség, ami részben terméketlen területeket, részben azonban értékes termőföldeket érint. Sajnos néha még természetvédelmi oltalom alatt álló területek is áldozatául esnek a beépítéseknek. 2.2.1 Az építkezések hatásai: - Az építkezés által közvetlenül érintett területről eltávolítják, áthelyezik és máshol felhasználják Jó minőségű talaj esetén ez fontos tény mezőgazdasági szempontból. E talaj azonban már nem lesz azonos az eredeti talajjal, csak fizikai valójában kerül át, ugyanis az áthelyezés során megbontják a természetes szerkezetét, szintezettségét, átkeveredik, megváltozik vízbefogadó és víztartó képessége és nem utolsó sorban a megváltozó ökológiai feltételekhez csak részben képes alkalmazkodni a talaj élővilága, így bizonyosra vehető az összetételének átalakulása. - A talaj tömörödik az építkezés során, mert az építésen dolgozó gépek a leendő építményen kívüli területeken mozognak, amivel a talajszerkezet rombolását okozzák. - A domborzati viszonyok megváltoztatásával, mesterséges lejtők kialakításával a környezettől eltérő adottságú területek alakulnak ki, ahol a talajtípus is eltérő lesz. - A ház-, illetve útalap a talajvízáramlás számára gátként szolgálhat, az út menti árok pedig lecsapolhatja a talajvizet – e változások idővel a vegetációban is szemmel láthatóan éreztetik hatásukat. Lejtős területen az út rézsűjének kiképzése is hozzájárulhat a talajerózióhoz azáltal, hogy az erózióbázis az út felületére kerül át. 2.2.2 Közlekedés hatásai: A termelés során alkalmazott nehézgépek tömörítő hatása miatt a talaj tömörödik, szerkezeti elemei vázrészekre esnek szét, így elveszíti a pórusainak jó részét, aminek visszamaradott növényfejlődés és terméskiesés lesz a következménye. A tömörödött talajban a növények gyökerei nem tudnak megfelelően fejlődni egyrészt a talaj fizikai ellenállása, másrészt a kedvezőtlen levegő-, víz- és tápanyagellátás miatt. A fizikai degradáció hazánk talajainak 54%-át veszélyezteti. A károsabb, ám a gyakorlatban kevésbé gyakran elkövetett hiba, amikor túl nedves talajokon végzik a munkálatokat. A talaj a gépek nyomvonalán erősen tömörödik, a talajművelő eszközök közelében pedig kenődik. Ilyenkor gyakori a gépek megcsúszása, ami tovább fokozza a talaj tömörítését. A gépek, járművek nyomvonalán bekövetkező tömörödés azért is káros, mert hosszan elnyúló alakjukkal lejtős területeken a nagy zivatarokból hirtelen lezúduló nagy mennyiségű csapadék


8

TALAJVÉDELEM levezetőiként működnek, felerősítve a lineáris eróziót. E folyamat eredményeként szélsőséges esetekben több méter mélységű és szélességű eróziós árkok is kialakulhatnak a termőföld rovására. A talaj szempontjából az ipari szennyezéseket két nagy csoportba sorolhatjuk, melyek egyik típusa, amikor a szennyezés közvetlenül a talajra, illetve talajba kerül (1). A talajok ipari szennyezésének másik típusa a közvetett szennyezés (2), amely a levegő és a víz közvetítése miatt alakul ki, mert amíg e két környezeti elem inkább szállítja a szennyező anyagokat, addig a talaj akkumulálja őket. 

A levegőbe kerülő szennyezések előbb-utóbb a talajra kerülnek, egyrészt gravitációsan, a száraz és a nedves kihullás által (lásd a Talajsavanyodás c. fejezetnél), másrészt a turbulens diffúzió révén (a levegő örvénylő áramlásának lefelé irányuló összetevője is van, így a szennyező részecskék és gázok érintkezésbe kerülnek a talaj igen nagy aktív felületű kolloidjaival, ahol adszorbeálódhatnak). Az ilyen jellegű szennyezések rendszerint nagyobb területeket érintenek, csökkentésükhöz pedig nemzetközi egyezményekre (és azok betartására) van szükség.



A víz esetében a problémát a folyók által szállított szennyező anyagok jelenthetik, amik egyrészt a légszennyezőkhöz hasonlóan gravitációsan kiülepednek, másrészt a folyóvízi üledék kolloidjainak felületén kötődnek meg. A szennyezett üledékek még nagyobb veszélyt jelentenek az élővilágra, mint a szennyezett talajok, mivel ezekben az üledékekben nem indult meg, vagy nagyon a kezdeti stádiumában tart a talajképződés, így öntisztuló képességük minimális, kizárólag akkumulálni tudják a szennyeződéseket.

2.2.3 Környezetszennyező ipari tevékenységek:           

bányászat (szén, érc, fluidum –olaj, víz, termikus energia), ércelőkészítés, kő- és építőanyag kitermelés és –feldolgozás a vegyipar (gyógyszergyárak, intermedier gyártók; festék, gumi stb.) a kőolaj-feldolgozó ipar fémipar (vas- és acélgyártás, színesfémkohászat, galvanizáló-üzemek) feldolgozóipar (gépgyártás, elektrotechnikai ipar) az akkumulátorgyártás papír- és cellulózgyártás, textilipar, ruhaipar, nyomtatás élelmiszeripar (italgyártás, hús-, tej-, tartósító stb.) közlekedés, szállítás, raktározás szolgáltatások (gépkocsijavítás, vegytisztítás, városgazdálkodás, vízgazdálkodás stb.)

A fokozódó tömegtermelés, közúti és légi szállítás anyagkibocsátása, a mérgezőanyagokat kijuttató balesetek környezeti katasztrófát okozna (klórozott-szénhidrogének, toxikus fémek stb.). Végül hangsúlyoznunk kell, hogy a felsoroltakon kívül megszámlálhatatlan probléma merülhet fel a talajokkal kapcsolatban (pl. a háborúk és hadgyakorlatok hatása, gyakorlóterek hatásai, úgynevezett öröklött szennyeződések stb.).


9

TALAJVÉDELEM

A TALAJSZENNYEZÉS SEMATIKUS ÁTTEKINTÉSE

tiszta, nem szennyezett korlátlan talajhasználat

a talaj állapota  mérsékelten szennyezett korlátozott használat a talaj használata 

erősen szennyezett(mérgezett) a használat tiltása, mentesítés

A talajfunkció és a szennyeződés kapcsolata

multifunkcionalitás szennyeződés  károsodás

A Országos, átlagos anyagtartalom Háttér érték (referenciaérték)

B Tolerálható anyagtartalom (hatósági intézkedés)

veszélyes hulladék

mentesítés

izoláció

A talaj káros anyag tartalmának kategóriái, határértékek a szennyezési utak megszüntetése megőrzendő minőség további vizsgálat nem további vizsgálat célállapot kötelező kötelező

(C1-C2-C3) – D – (E) Műszaki beavatkozás szükséges C1-C2-C3 – tájékoztató határértékek D – beavatkozási célérték E – egyedi beavatkozási célérték

A szennyezett vagy szennyezés gyanús területek szennyezettségi fokának és veszélyeztető potenciáljának jellemzésére a szennyező anyagoknak a talajban, levegőben és a vízben megengedhető határértékeit, mint általánosan elfogadott számértékeket vezették be. Ugyanakkor a gyakorlatban a mindenkori közeg (talaj, víz, levegő) terhelésének jellemzésére számszerű értékekre van szükségünk. Ezért a gyakorlatban többnyire a különböző törvények, rendeletek, szabályzatok és irányelvek kritériumait, számértékeit használjuk, amelyeket általában nem a szennyezett területekre határoztak meg, de közvetve mégis jól használhatók. Ilyen lehet pl. a vízhasznosítástól függő határérték, amikor attól függően, hogy mi a cél ivóvíz felhasználás, üdülés, mezőgazdasági hasznosítás stb.), más-más lehet az adott határérték.


10

TALAJVÉDELEM 2.3 A természetes és mesterséges szennyeződési formák áttekintése A felszíni eredetű szennyeződésekből (hulladékokból, veszélyes anyagokból) a csapadékvíz hatására részben a felszíni vizekbe, részben a talajba szivárognak a szennyező anyagok, amelyek szennyezik a földtani közeget, a talajt, a felszín alatti vizeket, valamint a felszíni vizeket. A talaj sok szennyező anyag megkötésére, lebontására, átalakítására képes, azonban vannak közöttük olyan szennyezők, amelyek a vízben oldódva beépülnek a növényzetbe és bekerülnek a táplálékláncba, míg mások a talaj úgynevezett telítetlen zónájába és onnan a talajvízbe szivárognak. A szennyezők talajba ill. a talajvízbe jutása esetén csak akkor kell káros feldúsulással számolni, ha ezek, vagy az ezekből másodlagosan keletkezett (átalakult) anyagok meghaladják a talaj lebontó képességét (öntisztulását) vagy a káros anyag természetes háttér előfordulását (pl. geokémiai anomália).

A talajszennyeződés legfontosabb módozatai és a források típusa: Pontszerű források Diffúz, felületi források TERMÉSZETES FORÁSOK -ásványi lelőhelyek -természetes (pl. vulkáni) eredetű nedves és -geológiai képződmények száraz kiülepedés a légkörből (hamu, lahár) -geokémiai anomáliák -árvizek, nagy esőzések (sárfolyások), erős (gázok – gőzök, folyadékok, szilárd anyagok szelek által szállított üledékek (porviharok) –ásványok, kőzetek és mállási anyagaik) -természetes radioaktív sugárzások (kőzetek, radon) ANTROPOGÉN (MESTERSÉGES) FORRÁSOK -szennyvizek -légszennyezésből származó nedves és száraz -szennyvíziszapok kiülepedés (kémények, depóniák, lerakók) -hígtrágyák -mezőgazdasági vegyszerek -különböző hulladékok (folyékony, szilárd) =műtrágyák -csurgalékok =peszticidek stb. -különféle ipari emissziók -tüzelőanyagok elégetése (ipar, közlekedés) (Stefanovits, 2000. nyomán)

A szennyező források, folyamatok más szempontú osztályozása (Stefanovits, 2000.):  természetes és mesterséges eredetűek  pontszerű – vonal menti – diffúz (felületi) források  nagykiterjedésű (felületű, térfogatú) szennyeződések  vízgyűjtőterületre kiterjedő terhelés  belsőterek (építmények) levegőjének terhelése  régi terhelések, régi lerakók (öröklött szennyezések, idősek)  háborús maradványok, katonai területek (raktárak, gyakorlóterek)  vegyi balesetek (szállítási, üzemi)  potenciális szennyező tevékenység (ez csak lehetőség, még nem hat)  tengervíz szennyezése (hazai viszonyok között nem jellemző)


11

TALAJVÉDELEM

KÁROS ANYAGOK A KÖRNYEZET KÜLÖNBÖZŐ TERÜLETEIN: Víz terhelése 1. Kommunális szennyvizek a) Bakteriális terhelés b) Mikrobák által lebontható anyagok c) Kioldódó sók

Talaj terhelése 1. Kommunális szennyvizek

Levegő terhelése 1. Por és füst a) Nemfémes porok 2. Mezőgazdasági hulladékok b) Fémporok és szennyvizek c) Füst 3. Kihullás, kiporzás 2. Mezőgazdasági hulladékok 2. Gázok és gőzök és szennyvizek a) Fekáliában lévő anyagok a) Szmog, aeroszolok 4. Peszticidek b) Műtrágyák b) Szén-oxidok c) Növényvédő-szerek c) Savas emissziók 5. Települési hulladékok a) Szennyvíztisztítási iszap d) Oxidánsok b) Komposzt e) Fémek 3. Ipari szennyvizek a) Szerves vegyületek c) Szállóhamu f) Policiklikus aromás anyagok b) Szervetlen vegyületek g) Könnyenilló alifások h) Metán 6. Ipari hulladékok (Förstner, 1993.)


12

TALAJVÉDELEM

szén-dioxid

metán

növényvédőszerek

üzemanyagok

PAH-ok

bitumen / kátrány olajok

kátrány / krezolok

lúgok

savak

cianidok

fenolok

szerves – fém vegyületek

azbeszt

szulfát / szulfid

Területhasználati típus

fémek

** = szennyezőanyag ??= lehetséges szennyező

szerves oldószerek

TERÜLETHASZNÁLATOKHOZ KAPCSOLÓDÓ SZENNYEZŐDÉSEK

IPAR Fémfeldolgozás Vasfeldolgozás Színesfémek Hulladéktelep Nyomda és textil ipar Gépgyártás Elektromos ipar Vegyipar

** ** ** ?? ** ??

Gáz előállítás Erőmű és alállomás

?? **

** **

Kőolajfinomítók és üzemanyagraktárak

**

**

?? ??

?? ?? ??

??

**

**

** ?? ** ?? ** ** ?? ?? ** ?? ** ** ** ** ** ** ** ** ** ** ** ** sok komponenses szennyezők, a komponensek a termékektől függenek ENERGIA ELŐÁLLÍTÁS ÉS ELOSZTÁS ** ** ?? ** ** ** ?? ?? ** **

** ?? ??

**


** ** ??

**

**

**

**

13

Kikötők, hajózás ** Vasút ** Légi kikötők, repterek Kiskereskedelmi raktárak (üzenmanyag is) Raktárak

**

** **

?? ?? ??

??

??

??

??

??

??

**

** ??

?? **

?? **

?? ** ** **

** ** ** **

??

SZÁLLÍTÁS ÉS VÉDELEM ** ?? ?? ?? ?? ** ?? ?? ?? ** ** **

**

?? ** ** ??

szén-dioxid

??

metán

üzemanyagok

** ?? **

savak

kátrány / krezolok bitumen / kátrány olajok PAH-ok

** ** ** ** **

cianidok

EGYÉB IPAR ** ** ** ?? ?? ** ** **

azbeszt szerves – fém vegyületek fenolok

szerves oldószerek

** ** ** ** **

lúgok

Bányászat Élelmiszeripar Fafeldolgozás Kertészet, ültevények Hulladékfeldolgozók, komposztálók

szulfát / szulfid


fémek



TALAJVÉDELEM

** ??

??

??

sok komponenses szennyezők, a komponensek a termékektől függenek


14

metán

szén-dioxid


üzemanyagok

kátrány / krezolok bitumen / kátrány olajok PAH-ok

lúgok

savak

cianidok

azbeszt szerves – fém vegyületek fenolok

szulfát / szulfid


fémek


szerves oldószerek

TALAJVÉDELEM

**

**

**

**

??

??

LERAKÓK, TERMŐVÉTÉTEL Mezőgazdasági termővététel (tápanyagpótlás)

**

??

??

Közösségi lerakók Ipari lerakók Inert lerakók, éítőipari hulladékok

**

??

??

??

??

?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? sok komponenses szennyezők, a komponensek a termékektől függenek ??


??

15

TALAJVÉDELEM

2.4 A szennyeződési folyamat leírása A környezeti elemek (levegő – földtani közeg – vizek) és a szennyezőanyagok, illetve a talaj élő alkotó részei (az ökológiai rendszerek – a táplálék láncon keresztül) szoros kapcsolatban vannak egymással. A szennyeződési folyamatok megértése érdekében, tekintsük át a következő táblázatokat. Ez azért fontos mert, mint azt láttuk az előző fejezetekben a földtani közegben (talaj) illetve ennek felületén (és a légkörben) játszódnak le a legfontosabb szennyezőanyag kibocsátások és az azt követő transzport folyamatok. A felszíni vizek a földtani közeg felszínén, a felszín alatti vizek pedig a földtani közeg üregrendszerében helyezkednek el és ott befolyásolják a szennyeződési folyamat elemeit. A környezetszennyeződés típusai, hatása és megjelenési helyei: Energia (sugárzással, áramlással, mozgással kerül a környezetbe) Anyagmozgás szilárd – folyékony – gáz (kiporzás, kilökődés, kifolyás, kifújás, kiömlés, kiülepedés, bevonat, kicsapódás, lecsapódás) Hatása

Megjelenési és hatáshelyek

*Hő, nyomáshullám (lökéshullám – robbanás); *Elektromágneses – fény, mikrohullám stb.; *Mechanikai rezgés – zaj, nyomás, mozgás; *Radioaktív sugárzások (--) *Szilárd (por) – iszap – folyadék – füst, köd – gáz halmazállapotú, diszperz rendszerek, zagyár *Szerves – szervetlen – biológiai, fertőző anyagú (természetes – mesterséges eredetű) *Romboló, káros, semleges *Betegséget okozó (akut, krónikus) *Gyors  lassú, ismétlődő lefolyású - hatású *Szinergia(együttes hatásnál erősödő folyamat) *Légkör (világűr?!) *Szilárd felszín (nyílt térszín, burkolat) + utak Talaj, kőzetek, geológiai alakzatok, földtani közeg  A táj *Vizek (felszíni, felszínalatti); Vízi üledékek *Tárgyak, épületek, építmények, vezetékek, tartályok, műtárgyak (felszíni, felszínalatti) *Növények, állatok, ökoszisztémák; az ember


16

TALAJVÉDELEM

A SZENNYEZŐDÉS ÉS AZ EMBER, ÖKOSZISZTÉMA KAPCSOLATA ANYAGOK KIBOCSÁTÁSA KISZABADULÁSA (természetes, mesterséges) szilárd – folyékony – gáz Légkör

▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼

Kiüleped és (por) ► ▼ ▼ ▼ Légzés

Forrás modellek

Talaj

▼

Víz (lefolyás)

Növénytermeszt és Erdészet Növény / Termés

Terjedési modellek

Felszíni  Felszínalatti Víztermelés, vízhasznosítás Öntözés kutak

◄ Itatás Állattenyésztés Halászat

Állatok

kutak

Halak, rákok stb.

FOGYASZTÁS Zöldség, Gyümölcs, Gumók, Magvak (növények) Hús (belsőség), Húskészítmények, Tojás Tej, Tejtermékek, Méz Halak, Algák, Kagylók, Rákok, Puhatestűek Ivóvíz, Rekreációs vízhasznosítás (sport) EMBER

Modellek ▼

Ökológiai Ökotoxikológiai modellek

Hatások Expozíciós utak

Kockázatelemzési folyamat

A fenti ábrán összefoglalóan látható a talajvédelem módszertana, amely alapján tárgyaljuk: *az expozíciót, a káros anyagok kijutását a környezetbe *a transzportot (az anyagmozgási folyamatait) *a kockázatelemzést (a kiszabadult káros anyag környezeti hatásait és az ellenük való védekezést)

Mikor tekinthető egy talaj szennyezettnek? Szennyezett az a talaj, amelyben a normális (háttér) előfordulásnál nagyobb koncentrációban vannak jelen idegen anyagok, és ennek következtében egy vagy több funkciója visszafordíthatóan, visszafordíthatatlanul gátolt.


17

TALAJVÉDELEM A szennyező anyag olyan, a talajba kerülő anyag, amelynek koncentrációja meghaladja a háttér-koncentrációt, illetve természetes körülmények között nem fordul elő a talajban. Hogyan szennyeződhet a talaj? Az ember tevékenysége (a termelés, az energia előállítása, mezőgazdasági munkák), életvitele során káros és veszélyes anyagokat állít elő, és bocsát ki környezetébe (levegőbe, felszíni vízbe, felszín alatti vízbe, talajba). De előfordulnak természetes eredetű (nem antropogén eredetű) káros és veszélyes anyagfeldúsulások a természetben pl.: érctelepek (hidrotermális, üledékes), szénhidrogén előfordulások (felszíni, felszín közeli), természetes gázelőfordulások (aktív és utóvulkáni tevékenységeknél), sótelepek felszínre kerülésekor stb. A veszélyes anyagok a környezetben megjelennek, és ott feldúsulhatnak, az emberre, állatokra, növényekre, mikroorganizmusokra, a víz, a talaj vagy a levegő természetes tulajdonságait módosítják, káros hatásokat fejthetnek ki, jelentős veszélyeket vagy jelentős hátrányokat okozhatnak. Melyek a veszélyes (szennyező) anyagok? Veszélyes anyagok: Azok a környezetben előforduló anyagok, amelyekből élőlényekre és anyagi javakra nézve káros hatások indulhatnak ki, és amelyeknek az egyes emberek kényszerű módon ki vannak téve. A szennyeződés veszélyét és annak nagyságát a káros tulajdonságú anyagok vagy készítmények szennyezései, az anyagok bomlási termékei, és az alábbi tényezők adják: (1) a forgalomba hozott mennyisége (2) a felhasználása, szállítása, tárolása (mennyiség, biztonsági körülmények) (3) a kismértékű lebonthatósága (4) a felhalmozódási képessége (5) a mobilitása következtében A szennyezések (emissziók) esetleges környezeti hatásai: Emissziók, kibocsátások Gáznemű Folyékony Szilárd (+ por, füst) Energia Biológiai

Lehetséges károk Mérgezés Fertőzés Eutrofizáció Sugárzás elnyelődése (mechanikai energia, nemionizáló, ionizáló sugárzások) Korrózió Kémiai hatások Felszínmozgás + süllyedés Tűz Robbanás

Védendő javak Állatok Növények Levegő Felszíni és felszín alatti vizek Talaj, földtani közeg Dologi javak az EMBER

A szennyezőanyagok igen változatosak, a természetes folyamatok, valamint az emberi tevékenység hatására szóródnak, mozognak a természeti környezetben.


18

TALAJVÉDELEM

A TALAJ ÉS A SZENNYEZŐ ANYAGOK KÖZÖTTI KÖLCSÖNHATÁSOK: 2.4.1 A talajban mozgó, a víz által szállított anyagok és az azzal érintkező talaj közötti reakciók: A folyékony szennyezőanyagok illetve folyadék fázisban eloszlatott szilárd anyagok a földtani közegbe jutása során a szilárd és folyékony mátrixelemek között anyagátalakulási folyamatok zajlanak le. Ezen átalakulások mechanizmusa egy sor igen különböző, egymástól függő és esetenként egymással ellentétes fizikai, kémiai és biológiai folyamatból tevődik össze. Itt alapvetően meg kell különböztetni a telített és a nem-telített (vadózus) zónát, amelyekben a reakciók eltérő intenzitással folynak le és ahol még a biotikus és az abiotikus változásokat is meg kell különböztetni. 2.4.2 A vízben oldott szennyeződések talajban való mozgási folyamatai:  Advekció, konvekció: a vízben oldott anyagok (tömeg-)áramlása a szabad pórustérben a nyomáskülönbség, potenciálkülönbség (advekció) hatására, valamint hőmérséklet-különbségre (konvekció) történő mozgás  Mechanikai diszperzió: az egyes pórusokban a szemcsék falától mérttávolság függvényében eltérő nagyságú szivárgási sebesség, valamint a különböző méretű pórusok között kialakuló áramlási sebességkülönbségek időben és térben változó szivárgási utakat ad;  Diffúzió: amely az oldat eltérő sűrűségű és koncentrációjú helyei között a kiegyenlítődés felé mozgatja az oldatot, az elektromos erő hatására kialakuló diffúziót kényszer diffúziónak nevezzük. 2.4.3 A talajban mozgó, vízben oldott anyagok terjedését módosító folyamatok:  Szűrés: a talaj kiszűri a vízben szilárd, kolloid állapotban levő anyagokat; a hatásfok annál jobb, minél kisebb a talaj szemcsemérete, alapvetően a talaj szemeloszlása határozza meg;  Halmazállapot-változások: párolgás, szublimáció, lecsapódás, kicsapódás, oldódás, olvadás  Adszorpció, deszorpció: egyes vízben oldott anyagok megkötődnek a nagy fajlagos felületű agyagásványok felületén, a vele ellentétes folyamat a deszorpció;  Ioncsere: egyes kőzetek ioncserélő képességüknél fogva képesek vízben oldott kationok (anionok) megkötésére, lecserélésére;  Kémiai megkötés (kemoszorpció): a vízben oldott szennyező anyagok egy része a kőzettel kölcsönhatásba lépve nehezen oldódó vegyületeket képezhet;  Biológiai megkötés: a talajban és a talajvízben található mikroorganizmusok beépíthetik szervezetükbe az oldott anyagokat és új anyag keletkezik;  Bomlás: a talajba, ill. a talajvízbe jutott szerves anyagok idővel elbomlanak;  Növényi tápanyagfelvétel: a növények a vízben oldott szennyező anyagok egy részét beépítik saját szervezetükbe (tápláléklánc). Ezeket a kölcsönhatásokat nehéz egyenként meghatározni. A gravitációs erők hatására létrejövő folyadékmozgás a talajban, csak az úgynevezett szabad hézagtérben (-ből) lehetséges, mert az ennél kisebb átmérőjű pórustérben erősek a folyadék mozgását gátoló felületi erők. Gravitációs víz az 50 (m) –nél nagyobb pórusokban, ahol a vonzóerő  0,05 bar gyorsan szivárog lefelé.


19

TALAJVÉDELEM Az anyagkiszabadulás mozgásformái a környezetben: A mozgó anyag ► A mozgás helye ▼

Szilárd

Folyékony

Gáz

Keverék

MOZGÁSFORMA =szilárd felszínen (topográfiai felületen)

helyben marad, gördül, csúszik

helyben marad, folyik, tócsát képez

helyben marad, elemelkedik, „úszik”

=szilárd közegben

összekeveredik

szivárog

szivárog

=folyadék felszínén

úszik a sűrűségtől függően lebeg, lesüllyed

úszik a sűrűségtől elemelkedik, függően „úszik”

=folyadékban =gázban

lebeg, kiülepedik, kihull

=szétválás, leválás

darabolódás, aprózódás, törés szublimálás, oldódás, megolvadás, adszorpció adhézió

rétegződik, lesüllyed, keveredik elkülönül, aeroszol, cseppek

buborékot alkot, elsüllyed keveredik

helyben marad, gördül, csúszik, kiszűrődik a mérettől függően a komponensek külön-külön mozognak egyes komponensek úsznak szétválik komponensekre, összekeveredik keveredik, szétválik komponensekre

FIZIKAI ÁTALAKULÁS

=fázis átmenet

=megkötődés

rétegződés sűrűség szerint, kioldódás oldódás, párolgás, kiválás, megszilárdulás szilárd felületen, szilárd anyagban

rétegződés sűrűség szerint lecsapódás, megszilárdulás, oldódás, adszorpció elnyelődés folyadékban, adszorpció, abszorpció

egyes alkotók kiszűrődése, oldódás párolgás, oldódás, olvadás, kiválás adhézió, egyes komponensek adszorpciója – abszorpciója

KÉMIAI ÁTALAKULÁSOK (nem részletezzük) BIOLÓGIAI ÁTALAKULÁSOK (nem részletezzük)


20

TALAJVÉDELEM 2-1. ábra: A szennyezőanyagok átalakulása a talajban

A szennyezőanyag csökkenési, átalakulási folyamata a talajban és aföldtani közegben hígulás

biokémiai visszatartás vizes O2 tartalom átalakulások szűrés folyamatok

párolgás elillanás

O2

(ClC4, C2Cl4, H2O)

(N2) (H2S) (CH4)


párolgás

O2

hidrolízis kicsapódás

filtráció

áramlás

egyfázisú vízszintes áramlás

TELÍTETT ZÓNA

talajvízszint

(CO2)

komplex képződés

kationcsere

szorpció

diszperzió

többfázisú verikális áramlás

NEM-TELÍTETT ZÓNA

talaj

21

A TALAJ- ÉS A TALAJVÍZSZENNYEZŐDÉS MEGJELENÉSI FORMÁI 1

Recommend Documents