Degradacija zemljišta - Kontaminacija finalna verzija

Marija Vuković 63/09

Degradacija zemljišta-kontaminacija-

Degradacija i zagađivanje zemljišta

• Degradacija zemljišta je gubitak postojeće ili potencijalne plodnosti ili neke druge funkcije zemljišta kao rezultat prirodnih i antropogenih faktora.

• Glavne opasnosti za zemljišta i tla identifikovane u Tematskoj strategiji za zaštitu zemljišta EU i prioriteti za akcije zaštite (EU, 2002).

• Kao prioriteti za akciju izdvojene su prve tri opasnosti koje su i najšire zastupljene: erozija, kontaminacija i smanjenje sadržaja organske materije.

Opasnost1 Erozija2 KONTAMINACIJA3 Smanjenje sadržaja organske

materije4 Kompakcija (zbijanje)5 Salinizacija6 Klizišta7 Prekrivanje (urbanizacija i

industralizacija)

8 Gubitak biodiverziteta

Degradacija zemljišta

Kontaminacija Kontaminacija zemljišta može biti pomoću prirodnih i

antropogenih zagađivača.

Prirodni izvori: Antropogeni izvori:- rudna ležišta, - industrijski pogoni, - mineralizacije - rudarske aktivnosti, - stene specifičnih sastava - transport i saobraćaj,

- komunalne aktivnosti, - neobezbeđene deponije otpada, - irigacioni sistemi, - područja intenzivne poljoprivredne proizvodnje

Teški metali iz industrijskog otpada su u velikoj meri zagadili zemljište kao i curenje sa deponija, bacanje ulja i goriva i prevelika upotreba agrohemikalija kao što su pesticidi i đubriva.

Antropogeni izvori mogu biti rasuti i koncentrisani.

Koncentrisani izvori zagađivanja su: naselja (urbana područja), industrijski objekti, energetski objekti, rudnici, farme za masovni uzgoj stoke, uređene deponije i sl.

Rasuti izvori zagađivanja su: atmosferske padavine, primena hemijskih sredstava u poljoprivredi, saobraćaj i saobraćajna sredstva, neuređene deponije i sl.

• Acidifikacija zemljišta je prirodan proces, ali je čovek svojim delovanjem u mnogome pojačao ovaj efekat emisijom jedinjenja sumpora i azota koji su nastali sagorevanjem fosilnih goriva i iz industrijskih procesa.

Acidifikacija

Mehanizmi koji doprinose acidifikaciji zemljišta:

Prirodni procesi: - disocijacija ugljene i organskih kiselina;

Nemarna upotreba azotnih đubriva; Proces nitrifikacije: 2 NH4

+ + 3 O2 → 2 NO2- + 2 H2O + 4 H+

(Nitrosomonas) 2 NO2

- + O2 → 2 NO3- (Nitrobacter, Nitrospina)

Drenaža močvarnih zemljišta;

Atmosfersko taloženje sumpor dioksida, azotnih oksida i amonijaka iz energetike, industrije, saobraćaja i stočarstva.

Sumpor dioksid u atmosferi oksiduje do sumporne kiseline:

SO2 + •OH + M HOSO2• + M HOSO2• + O2 HO2• + SO3

SO3 + H2O + M H2SO4 + M

Oksidi azota u atmosferi oksiduju do azotne kiseline: NO + O3 NO2 + O2

NO2 + O3 NO3 + O2

NO2 + NO3 N2O5

N2O5 + H2O 2HNO3

Posledice acidifikacije • Najveće posledice će se odraziti na površinske i

podzemne vode. U kiselijim uslovima, zemljište sadrži povećanu rastvorljivost aluminijuma koji može imati ozbiljne posledice na vodeni svet , vodosnabdevanje i na biljke.

• Acidifikacija značajno smanjuje plodnost zemljišta, razgrađujući organske i neorganske materije čime se gube svojstva biljnih nutrijenata. Može se desiti da nekog elementa u zemljištu ima dovoljno ali da usled pH vrednosti nije dostupan biljkama.

Sprečavanje• Acidifikacija zemljišta se ne može u potpunosti

neutralisati. Krečnjak je jedna od supstanci koja se dodaje kako bi se sprečili acidifikacija.

• Kalcifikacija povećava pH zemljišta, ali takođe ima neželjene efekte na zemljišnu floru i faunu, zbog čega se ona mora raditi postupno. Postiže se sporim otapanjem dolomita. Nagli porast pH ima za posledicu mineralizaciju humusnog sloja, a dalje i ispiranje nitrata i baznih katjona u podzemne vode.

Kontaminacija teškim metalima Rudarstvo, proizvodnja i upotreba sintetičkih proizvoda

(pesticidi, boje, baterije, industrijski otpad,...) mogu biti izvori teških metala urbanih i poljoprivrednih zemljišta.

Takođe se mogu naći u zemljištu i prirodnim putem ali retko u otrovnim količinama.

Teški metali se gomilaju u zemljištu gde se nalaze vezani za mineralne materije.

Neki od teških metala koji se mogu naću u zemljištu su: Cd, Pb, Cr, Zn, Hg i As.

Kontakt sa čovekom:

Arsen:Konzumiranjem podzemnih voda koje sadrže visoke koncentracije neorgansog arsena, hranom pripremljenom sa ovom vodom ili preko prehrambenih useva koji su navodnjavani vodom povećanog sardžaja arsena.

Kadmijum:Kadmijum iz zemlje ili vode za navodnjavanje se akumulira u biljkama i preko njih ulazi u lanac ishrane.Takođe se može akumulirati u životinjama do te mere da ne utiče na zdravlje životinja ali može imati efekta na ljude prilikom konzumacije životinjskog mesa.

Olovo:Korišćenje olovnog goriva i rudarske aktivnosti su najčešći uzročnici povišenog nivoa olova u humusu.

Živa:Glavni način ostvarivanja kontakta sa ljudima u celini je unošenjem kontaminirane morske hrane.Kod dece je direktnim kontaktom sa zemljištem.

Posledice• Zagađenje teškim metalima može dovesti do

smanjenja prinosa. Takođe može doći i do povećanja njihove koncentracije u poljoprivrednim proizvodima, i njihovog ulaska u lanac ishrane.

• Veoma su toksični, izazivaju kancerogena i kardiovaskularna oboljenja, kao i probleme digestivnog trakta. Mogu ispoljiti negativne efekte u vidu inhibicije aktivnosti zemljišnih organizama.

Uticaj na zdravljeUticaj na zdravljeArsen:

Unošenje neorganskog arsena tokom dužeg perioda može dovesti do hroničnog trovanja arsenom.Izaziva oštećenja gastrointestinalnog trakta, kože, srca, jetre kao i neurološka oštećenja. Dijabetes. Oštećenje koštane srži i bolesti krvi. Kardiovaskularno oboljenje. Kancerogen je. Povećan rizik pobačaja i prevremenog porođaja.

Organska jedinjenja arsena su manje štetna po zdravlje i brzo su eliminisani iz tela.

Kadmijum:Izaziva oštećenje jetre i bubrega i snižava gustinu kostiju.

Ovi simptomi su poznati kao bolest jao-jao. Rudarstvom je došlo do povišenog nivoa kadmijuma u pirinču koji je akumuliran u lokalnim žiteljima.

Inhalacijom je kancerogen.

Olovo:Izaziva neurološko oštećenje, hipertenziju, oboljenje kostiju, smanjuje IQ i koncentraciju, oštećuje bubrege.

Živa:Oštećuje centralni nervni sistem i želudac, jetru, srce, bubrege, utiče na razvoj mozga, rezultuje smanjenjem IQ, utiče na koordinaciju, vid i čulo dodira. Teratogen je.

Sprečavanje• Čim se matali jednom nađu i zagade okolinu, oni će

ostati, ne razgrađuju se. Jedini izuzetak su živa i selen, koji se mogu transformisati i ispariti pomoću mokroorganizama.

• Tradicionalni tretmani zemljišta su skupi i prevelikih troškova kada su zagađene velike površine.

• Remedijacija se odnosi na procese ili metode za tretman kontaminanta tako da su oni sakupljeni, uklonjeni, degradirani ili donose manje štete.

• Tretman se može izvršiti in situ ili ex situ.

Neki od tretmana suNeki od tretmana su::1. Povećanjem pH zemljišta na 6,5 ili više.Katjonski metali su rastvorljivi na nižim vrednostima pH, pa povećanjem

pH činimo ih manje ostupni biljkama. Tako ne mogu dospeti u biljke a samim tim ni progutani od strane čoveka. Povećanje pH ima suprotan efekat na anjonske elemente.

2. Isušivanjem vlažnog zemljištaIsušivanje poboljšava aeraciju zemljišta i omogućava metalima da

oksidišu, čineći ih manje rastvorljivim.3. Primenom fosfataPrimenom teških fosfata smanjuje se dostupnost katjonskih metala ali

ima suprotan efekat na anjonska jedinjenja poput arsena. 4. Pažljivim odabirom biljaka za korišćenje uklanjanja metala iz

zemljištaBiljke pomeraju veće količine metala do svojih listova nego do plodova ili

korena. Najveći rizik kontaminacije lanca ishrane je preko lisnatog povrća poput zelene salate ili spanaća.

Na poljoprivrednom zemljištu, količina teških metala se smanjuje:

Proizvodnjom đubriva sa smanjenim sadržajem metala;

Smanjenjem sadržaja teških metala u stočnoj hrani; Zamenom neorganskih pesticida organskim.

Kontaminacija pesticidima i drugim organskim polutantima

Pesticidi su najčešće sintetske organske hemikalije koje kontrolišu korov i neželjene insekte.

Ne samo da su pesticidi poznati po tome što direktno utiču na zemljišne organizme, nego i zagađujuće materije spiranjem zemljišta dolaze do podzemnih voda.

Pored pesticida, može se naći još dosta organskih zagađivača kao što su: ulja, hlorovani ugljovodonici, dioksini, PCB-i i drugi. Njihovi efekti na mikrobiološke procese u zemljištu su nepoznati.

Uzroci• Pesticidi (uglavnom fungicidi, herbicidi i insekticidi)

se koriste u poljoprivredi za zaštitu useva i zbog obezbeđivanja dobrog kvaliteta žetve. Upotreba pesticida je veoma isplativa u poređenju sa mehaničkim ili drugim alternativama za kontrolu štetočina.

PoslediceUpotreba pesticida može nenamerno dovesti

do: Uništavanja dela zemljišne mikroflore, mikro- i

mezofaune iz čega proizilazi fizičko i hemijsko propadanje;

Uticaja na dostupnost organskih nutrijenata, posebno od strane herbicida;

Ozbiljno smanjenje useva.

Kontak sa čovekom:

Organski pesticidi se akumuliraju u lancu ishrane.

Organski polutanti:Dioksin: Čovekovo izlaganje dioksinu i sličnnim

jedinjenjima je uglavno konzumacijom kontaminirane hrane. U 90% slučajeva je preko hrane, uglavnom preko mesa i mlečnih proizvoda, ribe i morskih proizvoda.

Uticaj na zdravljeUticaj na zdravlje

Opasni pesticidi:Organske hemikalije, uključujući pesticide, su povezani sa mnogobrojnim zdravstvenim problemima ali smo skloni uticaju koktela ovih hemikalija u nižim granicama. Uticaj na zdravlje je promenljiv.

Organski polutanti:Dioksini su veoma toksični i mogu prouzrokovati probleme reprodukcije i razvoja, mogu da oštete imuni sistem, da ometaju hormone i da izazovu rak.

Sprečavanje• Upotreba pesticida je bila, a i danas, široko

rasprostranjena. Shodno tome, smanjenje nuspojava se može ostvariti:• Integralnom zaštitom bilja, korišćenjem biološke

kontrole;• Odabirom vrsta koje su otporne na štetočine ;• Prečišćavanjem aktivnih sastojaka iz pesticida;

• Razvojem biotehnologije.

Stanje u EUTokom proteklih decenija, veliki obim otpada i

intezivna upotreba hemikalija doveli su do brojnih zagađenja širom Evrope.

Preovlađujući tipovi kontaminacije u Evropi su mineralna ulja i tragovi metala, uključujući olovo, arsen, kadmijum i živa – zajedno doprinose 60% kontaminaciji lokacija.

Upravljanje kontaminiranih lokacija u Evropi iznosi 6 biliona eura godičnje

Pretpostavlja se da će broj zabeleženih lokacija do 2025 godine porasti za 50%.

BTEX: benzen, toluen, etilbenzen i ksileni;CHC: Hlorovani ugljovodonici;PAH: policiklični aromatični ugljovodonici

Evropska komisija, 2013