Talajvédelem. Talajok átalakítása és elzárása Talajok beépítése Talajművelés Talajok víztelenítése és öntözése Erózió, defláció Talajok szennyezése

Talajvédelem

Talajok átalakítása és elzárása Talajok beépítése Talajművelés Talajok víztelenítése és öntözése Erózió, defláció Talajok szennyezése Bidló A.: Talajvédelem

Talajok szennyezése

Porok Savak Fémek Sók Növény-védőszerek Szerves anyagok Radioaktív anyagok Gázok és meleg Trágyák Bidló A.: Talajvédelem

Savasodás

Természetes folyamatok Mesterséges folyamatok

Bidló A.: Talajvédelem

Természetes folyamat

Humíd klímában természetes folyamat a talajsavanyodás Okai: - CO2 képződés (pl. gyökérlégzés, mikrobiális tevékenység) nitrifikáció biomassza lebontás humuszodás (szerves savak) -> természetes talajfejlődés -> következménye -> talaj degradáció


Mesterséges hatás

savanyu műtrágyák használata termés elvitele -> ion elvitel avarhasználat savas ülepedés -> SO2, NOx az égetésből származnak állattartás -> ammónium felszabadulás -> nitrifikáció


Az antropogén talajsavanyodás okai

A csapadékvízben a légköri SO2, NOx -> kénsavvá, salétromsavvá alakul át -> savanyítja a csapadékvizet Közép-Európában a csapadékvíz pH-ja 4,3 (jelenleg, átlagosan) -> ez azt jelenti, hogy 25x nagyobb a szabad aciditás (savanyúság), mint a CO2-dal egyensúlyt tartó vízben (természetes állapot) A savanyodás 70 %-a a levegőből származik (Solling, Németország mérések alapján)


A légköri savanyodás származási helye

SO2 -> égetésből (szén, olaj) - 90% az összes S mennyiségnek NOx ->főleg Ottó-motorokból az égetés során a légköri N, O-ből SO2, NOx és CO2 kibocsátása nőtt, így nincs egyensúlyban az asszimilációval és a tengervízben elnyelt mennyiséggel, ennek eredményeként a légkör CO2 tartalma globálisan nő (üvegház hatás) SO2, NOx tartalma helyileg nő -> növekvő depozicióráta (savanyító hatás)


Savanyító hatás

Oxidáció (elektron transzfer reakció): 2 SO2 +4 H2O = 2 SO42- +4 e- + 8 H+ O2 +4 e- + 4 H+ = 2 H2O -----------------------------------------------------2 SO2 + O2 + 2 H2O = 2 SO42- + 4 H+


Emisszió okai

A kénemisszió nagy része, a nitrogén emisszió teljesen mértékben antropogén eredetű - szoros kapcsolat a lerakodás, a savanyodás és a kibocsátott mennyiség között Savak képződése és lerakodása több lépcsős folyamat SO2 - gyorsan lerakódik (néhány nap alatt) - illetve átalakul SO42-tá - ez több ezer km-re is elszállítódhat NO3- - gyorsabban átalakul és lerakódik, helyi felhalmozódás


Légkör öntisztulási folyamata

Káros anyagok a felhő képződés közben kerülnek be a cseppekbe A lehulló esőcseppek útközben veszik fel a káros anyagokat Száraz ülepedése az aeroszoloknak


Lerakódás formái

Növényre, talajra, vizekre Száraz, gázformájú aerosol - levelek felületére korona kiszűri (a savanyú hatású szennyezőanyagokat) - kitettségtől függ - erdők jobban Törzsön lefolyva a gyökfő körül erősebb savanyító hatás Neves depozíció - esővel


Savterhelés mértéke I.

Függ a kibocsátótól való távolságtól SO2, NOx - előbb-utóbb teljesen átalakul - SO42-, NO3HCl - gáz - szén- és PVC égetés (műanyag) során keletkezik, illetve tengervízből szabadul fel Alumíniumkohók környékén HF - toxikus, de csak kevésbé savanyít


Savterhelés mértéke II.

Savas terhelés az NSZK-ban 7 kmól/ha 75

% SO2 (csökkenő) 25 % NOx (nem csökken)

További savas terhelés - ammónia állattartásból

80-90 % levegőben hasznos - semlegesít talajban nitrifikálódik - savanyít


Savas ülepedés


Talajok pufferrendszere

CaCO3 puffertartomány kicserélhető puffertartomány szilikát puffertartomány oxid/hidroxid puffertartomány


Pufferoló képesség függ

Talajok tulajdonságaitól Szilikátok mállásától: (2 Me2+ (SiO44-, 2O2-, 2 CO32-)) + 4 H+ -> 2 Me2+ + (SiO2, 2H2O, 2 CO2)


Talajok sav/bázis egyensúlya

Folyamat a következő: HA = A- + H+ sav1 bázis 2 H+ + B= HB bázis1 sav2 HA + B- = HB + Asav1 bázis1 sav2 bázis2 HA - sav - protonleadó B bázis - protonfelvevő Bidló A.: Talajvédelem

Disszociációs egyensúly

Egy adott pH-nál a disszociált és a nem disszociált ionok aránya a sav erősségétől ( pK értékétől függ): (H+)(A) (A-) Ks = ---------------pKs = pH + 1g --------------(HA) (HA) ahol, Ks = a sav erőssége pKs = - log Ks Bidló A.: Talajvédelem

Pufferhatás

a sav protonját egy bázikusan ható rész leköti nem disszociált formában. a sav erősségétől függ, hogy a protonoknak mekkora része van disszociált formában lekötve Gyenge savak (szénsav - nagy pKs-érték) - csak magas pH-n disszociálnak


Erős savak

Erős savak (kénsav, salétromsav) Erős savak képződnek a talajban is a lebomlás során: ammónium - nitrifikáció - növények NH4 felvétele (H+ felszabadulással jár) ezzel szemben az NO3- felvétel lúgosít, ha NO3kimosódik, további savanyítás kationos kötésben lévő tápanyagok felvétele savanyítást okoz


anion felvétel - lúgosítás (ha a talajban sok a NH4+ -> savanyítás) szervesanyagok lebomlása: R-COOMe + H2O -> CO2 + Me+ OHbázisok keletkezése


Ha a lebomlás a tápanyagfelvétellel egyensúlyban van nincs savanyítás, ha nincs Egyensúly savanyítás Okai:

- külső terhelés

- szerves anyag elvitele (pl. betakarítás, fahasználat) - szerves anyag felhalmozódás - avarhasználat


lebomlás során nagy mennyiségű CO2 szabadul fel: CO2 + H2O <-> HCO3- + H+ meszes talajon 10 - 20 kmól/ha sav szabadulhat fel (ez lényegesen több lehet, mint a külső terhelés) savanyú talajon az egyensúly balra tolódik el


5 pH alatt "kationsavak", azaz fémoxidok szabadulnak fel: (Al3+(OH)3) + H+ <-> ((Al(OH)2)2+ + H2O - először pufferolás - majd kimosódás (((Al(OH)2)2+ ioné), mivel a hidroxo-komplex ionok mozgékonyabbak - az alumínium oldatba megy - gyökérméreg - mélyebb rétegekben újra savként viselkednek.


A talajsavanyodás következményei

meszes talajokon - mésztelenedés (hazánkban a legtöbb talaj meszes) mésztelenedés esetén csökken a talajoldat elektronkoncentrációja eliszapolódás - nő az erózióveszély



mészmentes talajokon - kationok deszorbeálódhatnak - kimosódhatnak (Na, K, Mg, Ca) - nő a talajok bázistelítetlensége - csökken a pH-érték - kolloidszegény talajokon ez a folyamat igen gyors



csökken a kationkicserélődési kapacitás - szilikátok mállása nő - agyagásványok (pl. vermikulit) 4 pH alatt szétesnek - Al3+ szabadul fel - az adszorpciós komplexekben az Al3+-ionok elfoglalják a kisebb értékű kationok helyeit. 3,5-4,5 pH között a szabad Al3+, hidroxokomplexek formájában - az agyagásványok köztes rétegeibe rakódnak j pH további csökkenése 3,5 alá - az agyagásványok tovább bomlanak



pH 3 alatt - ferrihidroxidok feloldódnak - vas -ionok szabadulnak fel - a vashidroxidhoz hasonló nehézfémek mobilizálódnak


A savasodás hatása a talajorganizmusokra

fajösszetétel változik nő a gombák száma csak 3,5 pH alatt tűnnek el más élőlények is ismeretlen az Al3+ és a nehézfémek hatása Hatás a növények növekedésére erdőpusztulás (NSZK erdeinek 50 %-a károsodott)


A talajvízre és a lefolyó vizekre gyakorolt hatása

leszivárgó vízben - sok a NO3-, SO4-, kis pH oldott Al3+, nehézfémek - nem alkalmas többé ivóvíznek


A talajsavanyodás kimutatása

CaCl oldatban pH mérés kicserélhető kationok meghatározása


Savasodás elleni védelem és következményei

savak SO2, NOx, HCl, HF védelem lehetőségei: a

savkibocsátás csökkentése kéntelenítés (szén, olaj) - jelenleg nem lehetséges a SO2 kibocsátást ki lehet szűrni NOx - katalizátorokkal - 40 %-os csökkenés NH3 - emisszió csökkentése -> állattartó telepek trágyát gyorsan bedolgozni

eredmény átlagosan SO2 koncentráció: 1963-ban

260 mikrogramm/köbméter 1987-ben 75 mikrogramm/köbméter Bidló A.: Talajvédelem



A talaj pufferkapacitásának növelése

mészmentes talajokon szinten tartó meszezés (1-3

évente - mennyisége a savasodáshoz igazítva) meliorációs meszezés pH érték növelés túl sok mész kiadagolása káros jelenleg évente 200 kg/ha CaO veszteség ->. a természetes talajfejlődés során (13 ezer év) 130 kg/ha Bidló A.: Talajvédelem


Savanyodás Pufferképesség Talajbiológiai tulajdonságok

Savképződés

Talajkémia tulajdonságok

Talajfizikai tulajdonságok

Ember Bidló A.: Talajvédelem

Savülepedés

Talajvédelem. Talajok átalakítása és elzárása Talajok beépítése Talajművelés Talajok víztelenítése és öntözése Erózió, defláció Talajok szennyezése

Recommend Documents