24.03.2016
Degradační faktory půd Rizika kontaminace zemědělské půdy Milan Sáňka Masarykova univerzita Centrum pro výzkum toxických látek v prostředí RECETOX
RADIKÁLNÍ ZMĚNY MANAGEMENTU 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
DEGRADAČNÍ FAKTORY PŮDY 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.
eroze kontaminace ztráty organické hmoty zábory kompakce ztráty biodiverzity salinizace acidifikace záplavy a sesuvy
FUNKCE PŮDY 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.
produkce biomasy shromažďování, filtrování a transformace živin, látek a vody zásobárna biodiverzity fyzikální a kulturní prostředí pro lidi a lidské činnosti zdroj surovin působení jako zásobárna uhlíku 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
24.03.2016
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
Novelizace zákona č. 334/1992 Sb.
• § 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 • § 22 Zmocnění k vydání prováděcích předpisů
RADIKÁLNÍ ZMĚNY MANAGEMENTU 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
DEGRADAČNÍ FAKTORY PŮDY 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.
eroze kontaminace ztráty organické hmoty zábory kompakce ztráty biodiverzity salinizace acidifikace záplavy a sesuvy
FUNKCE PŮDY 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.
produkce biomasy shromažďování, filtrování a transformace živin, látek a vody zásobárna biodiverzity fyzikální a kulturní prostředí pro lidi a lidské činnosti zdroj surovin působení jako zásobárna uhlíku archiv geologického a archeologického dědictví
2
24.03.2016
Zelená voda
Modrá voda Šedá voda 10 pedologické dny, 20-21.9. Roztoky u Křivoklátu
3
24.03.2016
VODA + ZDRAVÁ PŮDA = INFILTRACE, RETENCE, AKUMULACE
VODA + DEGRADOVANÁ PŮDA = ODTOK, EROZE, ZÁPLAVY, NÁNOSY
Průměrné hodnoty penetračního odporu pro série měření 1-6 11,0 10,0
Černozem na Karpatském flyši
9,0 8,0 Penetrační odpor (MPa)
Hodnocení zhutnění půdy
7,0 série 1 6,0
série 2 série 3
5,0
série 4 série 5
4,0
série 6 3,0 2,0 1,0 0,0 4
8
12
16
20
24
28
32
36
40
44
hloubka měření (cm)
Voda v půdě
4
24.03.2016
RADIKÁLNÍ ZMĚNY MANAGEMENTU 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
DEGRADAČNÍ FAKTORY PŮDY 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.
eroze kontaminace ztráty organické hmoty zábory kompakce ztráty biodiverzity salinizace acidifikace záplavy a sesuvy
FUNKCE PŮDY 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.
produkce biomasy shromažďování, filtrování a transformace živin, látek a vody zásobárna biodiverzity fyzikální a kulturní prostředí pro lidi a lidské činnosti zdroj surovin působení jako zásobárna uhlíku archiv geologického a archeologického dědictví
vyčíslení škod působených degradačními faktory v dokumentu Impact Assessment Report
V těchto škodách nejsou zahrnuty škody na ekologických funkcích půdy. Celkově se odhadují škody na půdě na € 38 mld ročně
KONTAMINACE PŮD A SEDIMENTŮ – VZTAH MEZI ZDROJEM A RIZIKEM
Zdroj - obsah
biopřístupnost
nebezpečnost
expozice Expoziční parametry: čas, klima, antrop. aktivita atd.
Chemická speciace
RIZIKO pH CEC redox potenciál Cox textura … …
mikroorganismy potravní řetězce podzemní vody povrchové vody rostliny zvířata ekosystémy člověk
Risk assessment
Risk management 15
5
24.03.2016
Typy a zdroje kontaminace půd Kontaminace Přirozená atm. depozice
Plošná - difuzní Přirozená
Geologické podloží, záplavy
Regionální Antropogenní
Lokální (bodové, liniové zdroje)
Odpadní kaly Sedimenty (záplavy) Hnojiva, pesticidy Ukládání odpadů, průmysl Antropogenní atmosférická depozice
SCHÉMA SYSTÉMU LIMITNÍCH HODNOT A RELEVANTNÍCH OPATŘENÍ Úroveň obsahu – limitní hodnota PREVENTIVNÍ
ÚROVEŇ RIZIKA
BEZ RIZIKA
OPATŘENÍ BEZ OPATŘENÍ
INDIKAČNÍ
MOŽNOST VZNIKU NEPŘÍZNIVÝCH ÚČINKŮ ZA URČITÝCH PODMÍNEK PREVENTIVNÍ OPATŘENÍ – ZAMEZENÍ VSTUPŮ LÁTEK, KTERÉ BY VEDLO KE ZVÝŠENÍ OBSAHŮ RIZIKOVÝCH LÁTEK V PŮDĚ
AKČNÍ
PŘEKROČENÍ PŘIJATELNÉ ÚROVNĚ RIZIK JE PRAVDĚPODOBNÉ
NUTNOST ZPRACOVÁNÍ RIZIKOVÉ ANALÝZY A NÁVRHU OPATŘENÍ
REÁLNÁ ZDRAVOTNÍ A /NEBO EKOSYSTÉMOVÁ RIZIKA REMEDIAČNÍ OPATŘENÍ JSOU ŽÁDOUCÍ
Návrh nového systému limitních hodnot obsahů rizikových prvků a rizikových látek v půdě Úroveň limitní hodnoty A) Preventivní
posuzování vstupů látek do půdy Riziko kontaminace potravních řetězců
B) Indikační
C) Asanační
vznik rizik, důvod k dalšímu hodnocení, opatření až po konkrétním šetření
Diferencované limity pro rizikové prvky: pH, zrnitost, metoda extrakce
Riziko fytotoxických účinků Přímá zdravotní rizika •dermální •orální •inhalační
silné znečištění okamžitá opatření
6
24.03.2016
Preventivní hodnoty obsahů rizikových prvků v zemědělské půdě zjištěné extrakcí lučavkou královskou (mg.kg-1 sušiny) Preventivní hodnota1) Kategorie půd As Be Cd Co Cr Cu Hg2) 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
Preventivní hodnoty obsahů rizikových látek v zemědělské půdě (mg.kg-1 sušiny) Látka
Preventivní hodnota
Polycyklické aromatické uhlovodíky Σ
PAU1)
1,0
Chlorované uhlovodíky Σ PCB
2)
0,02
Σ DDT3)
0,075
HCB4)
0,02
HCH (Σ
α+β+γ)4)
0,01
PCDD/F4)
5,05)
Nepolární uhlovodíky Uhlovodíky C 10 – C 404)
100
Indikační hodnoty, při jejichž překročení může být ohrožena zdravotní nezávadnost potravin nebo krmiv (mg.kg-1 sušiny) Rizikový prvek
Půdní druh
pH /CaCl2
As
-
Cd
Běžné1)
< 6,5 > 6,5 > 6,5 < 5,0 5,0-6,5 > 6,5 -
Ni
Pb Hg3)
půdy Lehké půdy2) -
Indikační hodnota extrakce extrakce lučavkou NH4NO3 40,0 1,5 2,0 2,0 90 150 200 300 1,5
1,0 0,1 0,04 1,0 1,5
7
24.03.2016
Indikační hodnoty, při jejichž překročení může být ohrožen růst rostlin a produkční funkce půdy (mg.kg-1suš.) Rizikový prvek
-
400
-
-
-
20
< 6,5
150
-
> 6,5
200
-
-
-
1,0
Zn
Ni
Cu
Indikační hodnota extrakce extrakce lučavkou NH4NO3
pH /CaCl2
< 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)
As
40
Cd Pb Hg1)
20 400 20 Riziková látka
Indikační hodnota
Benzo(a) pyren Σ PAU 1) Σ PCB 2)
0,5 30,0 1,5 8,0
Σ DDT 3) HCB HCH (Σ α+β+γ) PCDD/F 4)
100,05)
1 1 (ng.kg-1)
Hodnocení postupem triády LoE (Lines of Evidence) Linie hodnocení, pro každou LoE doporučená sada indikátorů
Chemie (chemické analýzy, celk , biopříst)
Ekotoxikologie (laboratorní testy, bioassays) Integrované hodnocení
Ekologie (monitoring, terénní průzkum)
8
24.03.2016
Rozhodovací schéma – kroky pro hodnocení rizika kontaminace fluvizemních půd I-H PREVENTIVNÍ LIMIT (pro jakýkoliv kontaminant)
A
A
NE
<
II - H
>
Projevila se Ekotoxicita ?
Existuje podezření kontaminace jinými látkami než jsou stanoveny limity?
I-E
A
ANO
ANO
NE
Snížení biologické kvality půd ?
ANO
C
B
NE
B
A
ANO
NE
Projev ekotoxicity ? + Snížení biologické kvality ?
NE/NE
B
A
ANO/NE
C
B
NE/ANO
C
B
ANO/ANO
C
B
NE Ekologická rizika
<
Bylo překročeno kritérium dle tabulky maximální koncentrace přirozeného pozadí?
II E
INDIKAČNÍ LIMIT (pro jakýkoliv kontaminant)
>
ANO
III - E A
H
Humánní rizika
E
Ekologická rizika
A
Riziko nevýznamné
B
Riziko možné
C
Riziko významné
III - H
Přestupy do rostlin dle BCF Srovnání výsledků s legislativními limity Zdravotní rizika
<
>
Překročení limitu HI / CVRK
B C A
<
>
Překročení limitu HI /CVRK
B C
Děkuji za pozornost
9
