MASARYKOVA UNIVERZITA PŘÍRODOVĚDECKÁ FAKULTA GEOLOGICKÝ ÚSTAV
Vyhodnocení kontaminace půd dopadových ploch střelnic z oblasti Březiny Literární rešerše Martina Přikrylová
Vedoucí práce: Mgr. Eva Geršlová, Ph.D.
Brno 2014
Obsah 1.
Úvod ................................................................................................................................................ 3
2.
Charakteristika zájmového území ................................................................................................... 4
3.
4.
2.1
Geografické vymezení studované oblasti ................................................................................ 4
2.2
Klima ........................................................................................................................................ 5
2.1
Vojenský újezd Březina ............................................................................................................ 5
2.2
Geologické poměry.................................................................................................................. 7
2.3
Hydrogeologické poměry ...................................................................................................... 10
2.4
Geochemie povrchových vod ................................................................................................ 10
2.5
Životní prostředí .................................................................................................................... 11
2.6
Půdní reliéf ............................................................................................................................ 11
2.7
Ložiskové poměry .................................................................................................................. 11
Těžké kovy ..................................................................................................................................... 12 3.1
Olovo ..................................................................................................................................... 12
3.2
Měď ....................................................................................................................................... 13
3.3
Zinek ...................................................................................................................................... 13
Seznam literatury .......................................................................................................................... 15
2
1. Úvod Kontaminaci půd v oblastech vojenských újezdů je v poslední době věnována velká pozornost. Tato skutečnost je dána zejména tím, že některé oblasti mají být předány veřejnosti. Na územích vojenských újezdů se předpokládají zvýšené koncentrace olova a dalších rizikových prvků (např. mědi a antimonu). Tyto zvýšené koncentrace pak významně snižují kvalitu půd a mohou způsobit kontaminaci podzemních a povrchových vod. Cílem bakalářské práce bylo vyhodnotit obsah vybraných těžkých kovů v dopadových plochách vojenského újezdu Březina. Pro to aby mohla být analytická data vztažena k místním geologickému podloží, byla vytvořena
literární
rešerše,
které
shrnuje
základní
geologii
oblasti,
hydrogeologickousituaci a charakteristiku půdního reliéfu.
3
2. Charakteristika zájmového území 2.1
Geografické vymezení studované oblasti
Vojenský újezd Březina spadá pod Jihomoravský kraj, okres Vyškov(Obr.1). Morfologicky významné jsou žleby, tvořící předěly mezi hřebeny: od severu k jihu Repešský žleb, Bousínský žleb, Žbánovský žleb, Kamenný žleb, Drahanský žleb a Orličí žleb. Svahy jsou zde zpravidla příkře ukloněné. Hranice vojenského území na jihu tvoří Vyškovská brána, na východě Hornomoravský úval Západní hranici představuje údolí, na jehož protějším úbočí začíná Moravský kras. Severní hranici z velké části představuje řeka Hloučela(Czudek et al. 1972).
Obr. 1 Geografické vymezení vojenského újezdu Březina(©http://www.mapy.cz/)
4
2.2
Klima
Území leží vlivem vyšší polohy v mírně teplé a vlhké oblasti s mírnou zimou. Srážky jsou zde mírně zvýšené díky lesnatému porostu a velké evapotranspiraci (Čurda 1998).
2.1
Vojenský újezd Březina
Hranice VÚ Březina odpovídá vytýčení hranic z 27. 8. 1953, na základě zákona č.169/1949 Sb., o vojenských újezdech. Současné hranice vojenského újezdu Březina jsou stanovené zákonem č. 222/1999Sb. Jeho plocha zaujímá 15817ha z toho je vojensky využíváno 2992ha, zbylé hektary slouží k hospodářským účelům. Na území újezdu se nachází pouze obec Březina, kde sídlí Újezdní úřad. Pro výcvik jsou využívány jak výcvikové prostory, tak výcviková zařízení (Obr. 2).
Přehled výcvikových zařízení: Střelnice bojových vozidel Ferdinandsko Pěchotní střelnice Ferdinandsko Tankostřelecké cvičiště 100 Dělostřelecká střelnice Kotáry Střelecké cvičiště bojových vozidel Cvičiště řízení bojových vozidel Véspěrk Automobilní cvičiště Česlava Takticko-průpravná cvičiště Červený domek Cvičiště ostrého trhání a minování Pulkava, Hanácká louka a Svatá Anna Ženijně-metodické cvičiště Vodní cvičiště Myslejovice Univerzální výcvikový trenažér Koloseum Polygon pro výcvik chemických specialistů Kamenná chaloupka (Roušar 2006)
5
Obr. 2 Mapa vojenského újezdu Březina s vyznačenými výcvikovými zařízeními: (©http://www.vojujezd-brezina.cz/).
Pěchotní střelnice Ferdinandsko leží nedaleko zámečku Ferdinandsko, je rozčleněna na osm úseků sloužící výcviku se střelbou (Obr. 3.). První úsek pro účely střelby z ručních protitankových zbraní, druhý pro střelbu z kulometu, třetí ke střelbě ze samopalu, čtvrtý úsek pro bojové ostré střelby, pátý k nastřelování zbraní a sedmý osmý úsek slouží pro házení ostrých a cvičných ručních granátů (Roušar 2006).
6
Obr.3 Pěchotní střelnice Ferdinandsko s vyznačením valů(©http://www.mapy.cz/)
2.2
Geologické poměry
Podloží VÚ Březina tvoří z velké části kulmské horniny (viseán) moravskoslezského paleozoika (Obr. 4). Litologicky se jedná o slepence, droby, laminované břidlice, prachovce a pískovce myslejovického souvrství, které v oblasti dosahuje mocnosti až 3000 m (Obr. 5). Podle Mísaře et al. 1983 je myslejovické souvrství přechodem z litofacie jižních, hrubozrnných a nevytříděných deltových račických a lulečských slepenců do severnějších mořských drob a aleuropelitů. Polohy petromiktních slepenců vystupují např. kolem vrchu Stříbrná (551 m.n.m.). Základní údaje o složení slepenců poskytl Štelcl (1960): slepence mohou být hrubozrnné, častěji balvanité až blokové se strukturou dobře až dokonale zaoblených valounů, mezi nimiž převládají metamorfity, především ruly. Na východě a severovýchodě VÚ Březina zasahuje neogénní pánev karpatská předhlubeň, 7
která náleží do soustavy pánví lemujících předpolí karpatského oblouku. Na východní hranici území zasahuje střední část karpatské předhlubně s miocénními marinními sedimenty (střední - svrchní miocén). Na severovýchodě území pronikají pliocénní usazeniny brakických a sladkých vod Hornomoravského úvalu.Pleistocénní pokryv se omezuje na lokální polohy spraší a sprašových hlín v jižní části vojenského prostoru, zpravidla na JV svazích, např. Rychtářov, Vyškov a okolí. Deluvia se nacházejí na úpatí svahů Drahanské vrchoviny (Dvořák et al. 1994).
Obr. 4 Stratigrafie paleozoických jednotek ČM (Maštera 1997).
8
Obr. 5 Geologická stavba území (Tomas 2007)
9
2.3
Hydrogeologické poměry
Z hlediska hydrogeologické rajonizace (Michlíček et al. 1986) náleží území VÚ Březina k hydrogeologickému rajonu 662-1 Kulm Drahanské vrchoviny v povodí Moravy. Celé území je tedy odvodňováno řekou Moravou. Vodohospodářsky významná je řeka Hloučela protékající východní částí území. Dalšími povrchovými toky jsou Hraniční potok, Brodečka, Žbánovský potok, Pytlácký potok a Velká Haná. Podzemní voda je volná a má mírně napjatou hladinu. K doplnění kolektorů dochází zejména atmosférickými srážkami, naopak odvodnění je způsobeno výtoky vodních toků nebo výrony do sedimentů. Prameny podzemních vod jsou ve spodnokarbonských horninách méně časté a málo vydatné. Nejvýznamnější cesty podzemní vody prochází tektonickými poruchami, které stahují vodu i z větších vzdáleností. Přes horninovou rozmanitost jsou v kulmu podzemní vody stejného typu a jejich mineralizace se pohybuje ve středním rozmezí. Povrchová voda v okolí Březiny není ovlivněna antropogenní činností a také se zde neuplatňuje negativní vliv horninového podloží. Transmisivita horninového prostředí je nízká. Podzemní voda je využívána jen pro místní zásobování (Čurda 1990).
2.4
Geochemie povrchových vod Povrchové vody zájmového území vykazují hodnotu pH mezi 6,5 až 8,5. U vodních
toků Brodečka, Žbánovský potok, Pytlácký potok byl zaznamenán zvýšený obsah olova více jak 3 mg/l, jeho hodnota je vázána na větší množství železa (Pačesová 2000).
10
2.5
Životní prostředí
Oblast Březiny je lesnatá oblast s nedotčenou přírodou, výjimku tvoří vojensky využívané dopadové plochy střelnic. V blízkosti se nevyskytuje žádná průmyslová oblast, která by ovlivňovala ráz krajiny. Na území platí hygienická ochrana podzemních vod druhého stupně. Nutno opět zmínit vodohospodářsky důležitou řeku Velká Haná, ta se své délce deseti kilometrů vlévá do řeky Haná. V okolí Žbánovského potoka dochází k plošné vodní erozi lesních porostů (Drábková 2000).
2.6
Půdní reliéf
V půdním profilu na jihu vojenského újezdu převažují hnědé půdy kyselé až velmi kyselé; na severu a severovýchoděse vyskytují hnědé půdy podzolované, jejichž půdotvorným substrátem jsou zvětraliny břidlic. Na plošinách se uplatňují hlinité spraše, v depresích pak deluviální a deluviofluviální polygenetické půdy kyselé. V depresích a v údolích potoků se vyskytují deluviofluviální uloženiny nekarbonátové střední a nivní uloženiny nekarbonátové střední. Časté, ale rozptýlené jsou illimerizované půdy (Hauptman et al. 2009, Müller et al. 1999).
2.7
Ložiskové poměry Ložiskové poměry zde nejsou významného charakteru, jedná se pouze o technické
zeminy (horniny kulmu). Historicky jsou zde zachovány šachty u kopce Stříbrná, kde se dříve těžily polymetalické rudy (Pošmourný 2000).
11
3. Těžké kovy Těžké kovy patří mezi rozsáhlou skupinu kontaminujících látek. Pojem těžké kovy je označení pro 37 prvků z periodické soustavy. Tyto prvky se vyznačují atomovou hmotností vyšší jak 5g/cm3.Většinou se vyskytují ve stopovém množství. Těžké kovy způsobují toxicitu a znečištění, na druhou stranu jsou jejich vlivy v určitém množství důležité pro růst rostlin. Dále jsou nezbytnou součástí enzymů, proteinů a metabolických procesů. Jejich pohyb a vstup je vázán na vzduch, horniny, půdu a vodu. Do půdy se prvky dostávají ve formě oxidů, uhličitanů, křemičitanů, síranů a sulfidů.
3.1
Olovo
Olovo je z těžkých kovů nejměkčím kovem, je kujný, pevný a má kovové vlastnosti. Jeho výpary jsou jedovaté a k odpařování dochází již při nízkých teplotách. Může být dvoj až čtyřvazný, vyskytuje se převážně jako ion Pb2+.
V horninách a půdě V půdách má olovo velmi malou pohyblivost, která je vázaná na kyselost dané půdy. Nejvíce se olovo koncentruje u povrchu a je vázáno na organickou hmotu. V půdách má dlouhé trvání a je zde poměrně stálý. Záleží také na lokalizaci půdy, větší koncentrace olova budou v místech zalidněných průmyslových než ve vzdálených od těchto potenciálních antropogenních vlivů. Ve vodě Zde se olovo vyskytuje jako anion, kation nebo ve sloučeninách. Ve větším množství je ve vodě jedem a je pro organismy nebezpečné. V menší koncentraci se běžně do vody dostává znečištěním z odpadní vody, srážkami a z chemického průmyslu. Z povrchových vod se tento kov dostává do sedimentů a zde se nejvíce akumuluje. Vliv na člověka a rostlinstvo Olovo je ve stopovém množství také součástí rostlin, vody i organismů a pouze jeho zvýšené emise mohou mít toxické účinky a negativní vliv. Do organismu se nejčastěji dostává vodou zatím, co do zelených částí rostlin se transportuje ze vzduchu.
12
3.2
Měď
Měď je se svým jedním valenčním elektronem unikátní prvek, zajišťuje mu vysokou elektrickou a tepelnou vodivost. Mezi další geochemické vlastnosti patří kujnost a tažnost. Měď je považována za biogenní prvek urychlující buněčný proces. Stejně jako olovo je v malém množství potřebný k vývoji rostlin a živočichů.
V horninách půdě V půdním profilu se vyskytuje nejčastěji ve formě dvojmocných iontů. Pohyblivost závisí na jeho sloučeninách, nejvíce pohyblivý je jako kyselina. Půdní rozšíření závisí na vlastnostech mateřském materiálu, například na pH, zrnitosti a množství organické hmoty. Avšak nezávisle na něm, se jeho koncentrace vzdáleností od zdroje znečistění zmenšuje. Ve vodě Ve vodě se objevuje nejčastěji jako jednoduchý Cu2+. Její největší koncentrace je v sedimentech na dně vody. Váže se také na pevné částice a může se tak lehko pohybovat vodním prostředím. Vliv na člověka Příjem mědi je pro lidský organismus běžný. Je přímo nutný pro správný chod organismu. Při nedostatku dochází k snižování železa v těle, má také vliv na koloběh vitaminu C. Pokud dojde k vystavení nadlimitnímu množství mědi, dochází u člověka k poškození jater.
3.3
Zinek Z geochemického hlediska je zinek lesklý,křehký,relativně měkký a neušlechtilý
kov. Vyskytuje se pouze ve formě sloučenin a v půdním prostředí se uvolňuje jako jednoduchý ion Zn2+. Kation Zn2+ je také velmi dobře pohyblivá forma zinku. V horninách a půdě Pohyblivost ovlivňuje opět pH půdy, zrnitost, organická hmota a obsah minerálních solí. Nejvíce je zinek zachycen na jílových minerálech. Zinek je také součástí křemičitanů, oxidů, sulfidů a oxidů v nerostech. 13
Ve vodě Nejběžnějším výskytem zinku ve vodě je ion Zn2+. Pro pitnou vodu je zinek v malém množství nezávadný. Vysoké koncentrace se objevují ve vodách kolem průmyslových zón. Vliv na člověka Z environmentálního hlediska je pak zinek nebezpečný pokud se ve větším množství zachytí do plodin poživatelných dobytkem. Tak se jednoduše může stravou dostat až k lidské populaci (Ďurža 2002).
14
4. Seznam literatury Brzobohatý, R. – Čtyřoká, J. – Čurda, J. – Drábková, E. – Dvořák, J. – Hladil, J. – Kadlec, J. – Kašpárek, M. – Majer, V. – Manová, M. – Mrázek, I. – Šalanský, K. – Tomášek, M. (1998): Vysvětlivky k souboru geologických a ekologických map přírodních zdrojů v měřítku 1:50000. List 24 – 41 Vyškov. — Český geologický ústav. Praha. Czudek T. (ed). (1972): Geomorfologické členění ČSR. — Stud. geogr., 23. Brno. Čurda, J. (1990): Hydrogeologická mapa ČR. List 24-23 Protivanov. — OT. Kolín. Čurda, J. – Drábková, E. – Dvořák, J. – Manová, M. – Pačesová, E. – Pošmourný, K. – Šalanský, K. (2000): Vysvětlivky k souboru geologických a ekologických map přírodních zdrojů v měřítku 1:50000. List 24 – 23 Protivanov. — Český geologický ústav. Praha. Ďurža,O.-Khun,M.(2002): Environmentálna geochemie niektorých ťatých kovov. — Polygrafické středisko UK. Bratislava. Dvořák, J. - Drbal S. – Kadlec, J. (1994): Geologická mapa ČR list 24-23 Protivanov, měřítko 1:50000. —Český geologický ústav. Kutná Hora. Dvořák, J. (1995): Geologická mapa ČR list 24-41 Vyškov, měřítko 1:50000— Český geologický ústav. Kutná Hora. Holoubek, I. –Komárek, J. (1982): Chemie životního prostředí. — Rektorát UJBP. Brno. Jinochová, J. (1998): Mapa geofaktorů životního prostředí ČR. List 24-23 Protivanov. — Bohemia s.r.o.. Kutná Hora. Majer, V. (1997): Mapa geochemie povrchových vod. List 24-23 Protivanov. — Bohemia s.r.o.. Kutná Hora. Michlíček, E. (1986): Hydrogeologické rajóny ČSR. Svazek 2. Povodí Moravy a Odry. — Geotest. Brno. Mísař, Z.- Dudek, A. – Havlena, V.– Weiss, J. (1983): Geologie ČSSR I. Český masív. Státní pedagogické nakladatelství Praha, 336 s.
15
Roušar, J. (2006): Stručně o České republice, armádě a výcvikových zařízeních vojenského újezdu Březina. — Ministerstvo obrany České republiky. Praha. Vrabec, V.(2014): Informace o vojenských újezdech. —On-line: http://www.acr.army.cz/scripts/detail.php?id=215 Tomas, R. et al.(2007): Geologická mapa ČR v měřítku 1:500000. — Česká geologická služba. Praha.
16
