oneciscenje i zastita tla- sofilic

S V E U I L I T E U Z A G R E B U

M E T A L U R K I F A K U L T E T

ONEIENJE I ZATITA TLA Dr.sc. Tahir Sofili

Sisak, 2014.

T. Sofili: O N E I E N J E I Z A T I T A T L A

2 od 146

Naslov: ONEIENJE I ZATITA TLA Autor: Dr.sc. Tahir Sofili, docent Recenzenti: Dr.sc. Ferdo Bai, prof. emeritus Sveuilita u Zagrebu, Agronomski fakultet, Svetoimunska 25, 10000 Zagreb. Dr.sc. Josip Halami, redoviti profesor, Hrvatski Geoloki Institut, Sachsova 2, 10000 Zagreb. Izdao: Sveuilite u Zagrebu, Metalurki fakultet, Sisak, 2014.


3 od 146

Skripta su namijenjena studentima 3. godine studija Metalurgije smjer Industrijska ekologija na Metalurkom fakultetu Sveuilita u Zagrebu, a u svrhu stjecanja i dopunjavanja znanja iz podruja zatite okolia, tonije, znaenja oneienja i zatita tla. Premda sadraje o tlu i njegovoj zatiti sadri i kolegij Oneienje i zatita zraka i tla, ovim zasebnim prirunikom kao integralnim djelom nastavne literature, autor eli upoznati studente sa znaajkama, ulo-gama kao i moguim uzrocima oneienja tla. Kao sastavnica biosfere tlo je do unazad dese-tak godina, bilo nepravedno zanemarivano, premda ga moemo smatrati kolijevkom i zatit-nicom ljudskog ivota i ivota uope. Namjera je autora na ovaj nain studentima pribliiti problem oneienje tla kao oblik nje-gova oteenja, te mu ukazati na ozbiljnost pojave oneienja tla i nunosti njegove zatite. Pri tome e se, s obzirom na temeljna znanja koja se stjeu na ovom fakultetu, posebna po-zornost posvetiti utjecaju metalurkih procesa na oneienje tla oneiujuim tvarima koji-ma je izvor ova djelatnost te sanaciji i zatiti tla od ove vrste oneienja. Uvodno poglavlje daje opi pregled moguih tetnih utjecaja ovjekove djelatnosti na okoli, praenja stanja oneienosti okolia, posebice tla, kao i poduzetih mjera za odranje njegove kakvoe u hrvatskim ruralnim i urbanim sredinama. tlu kao prirodnoj tvorevini, osnovnim imbenicima i procesima, kao i o opim, fizikalnim, kemijskim i biolokim znaajkama tla govori se u drugom poglavlju. Budui je tlo vienamjensko dobro, u treem poglavlju se opisuju, osim proizvodne uloge, i druge, ne manje vane uloge tla, poput ekoloko regulacijske uloge prirodne pohrane (skladitenja) tvari, prostorne uloge tla, uloge tla u oblikovanja krajobraza te konzervacijsko-arhivske uloge, kojima se takoer konano posveuje pozornost. etvrto poglavlje opisuje oteenja tla i klasifikaciju oteenja, dok se o oneienju tla kao vrsti oteenja, govori detaljnije. Ukazano je na brojnost moguih izvora oneienja tla, a od antropogenih oneienja pozornost je posveena industrijskim izvorima oneiujuim tva-rima koje iz ovih izvora najee dospijevaju u tlo i njihovim graninim vrijednostima. U is-tom poglavlju prikazano je stanje oneienosti u europskim tlima i tlima R. Hrvatske. U petom poglavlju studente upoznajemo s vrstama, oblicima, tehnikama i tehnologijama remedijacije tla, uvidom u sloenost postupaka njegove sanacije, znaajem zatite tla od oneienja. S obzirom da studenti od ranije poznaju metalurke procese, posebice proizvodnje i prerade eljeza i njegovih slitina, nuno ih je upoznati s mogunostima oneienja tla iz ovih izvora, a to je sadrano u estom poglavlju. U sedmom poglavlju prikazana su osnovna naela zatite tla i naini odrivog gospodarenja tlom s naglaskom na primjenu kontrolirane konvencionalne i aktualne alternativne poljopriv-redne proizvodnje, vodei rauna o ogranienoj proizvodnosti i ranjivosti tla, stupnju namjen-ske pogodnosti tla i zemljita te prihvatljivim hidro ili/i agromelioracijskim mjerama. Skripta su pisana koristei se dostupnom literaturom i pravnom steevinom EU koja je tran-sponirana u zakonodavstvo R. Hrvatske.

Autor


4 od 146

KAZALO

1. UVOD 7

2. O TLU I NJEGOVIM ZNAAJKAMA 10 2.1 Osnovni imbenici i procesi nastanka tla 13 2.1.1 Ope znaajke tla 15 2.1.2 Fizikalne znaajke tla 18 2.1.2.1 Mehaniki sastav tla/tekstura tla 18 2.1.2.2 Struktura tla 20 2.1.2.3 Relativna gustoa tla 22 2.1.2.4 Poroznost tla 22 2.1.2.5 Temperatura tla 23 2.1.3 Kemijske znaajke tla 24 2.1.3.1 Humus u tlu 24 2.1.3.2 Sorptivna sposobnost tla 24 2.1.3.3 Kemijski sastav tekue faze tla 25 2.1.3.4 Reakcija tla 27 2.1.4 Bioloke znaajke tla 28 2.1.5 Plodnost tla 29

3. ULOGA TLA U OKOLIU 30 3.1 Proizvodno-gospodarska uloga tla 31 3.1.1 Primarna proizvodnja organske tvari 31 3.2 Ekoloko-regulacijska uloga tla 32 3.2.1 Klimatsko-regulacijska uloga 32 3.2.2 Tlo kao prijemnik (receptor), sakuplja (akumulator) 34 3.2.3 Tlo kao prirodni izmjenjiva (transformator) 35 3.2.4 Tlo kao prirodni proista (filter) vode 36 3.2.5 Tlo kao pufer 37 3.3 Bioloko-regulacijska uloga tla 37 3.3.1 Tlo kao izvor genskog bogatsva i zatite biolokog raznovrsja 37 3.4 Tlo kao medij prirodne pohrane (skladitenja) tvari 39 3.5 Prostorna uloga tla 40 3.5.1 Tlo kao prostor za naselja i infrastrukturu 41


5 od 146

3.5.2 Odlaganje otpada na tlo 42

3.5.3 Tlo u oblikovanju krajobraza 43 3.6 Konzervacijsko-arhivska uloga tla 45

4. OTEENJE I ONEIENJE TLA 47

4.1 Oteenje tla 47 4.1.1 Klasifikacija oteenja tla 48 4.1.2 Oneienje kao oblik oteenja tla 48 4.1.3 Oneiujue tvari u tlu 51 4.1.4 Najee oneiujue tvari u tlu 54 4.1.4.1 Teki metali u tlu 54 4.1.4.2 Policikliki aromatski ugljikovodici u tlu 55 4.1.4.3 Postojane organske oneiujue tvari u tlu 57 4.1.4.4 Radionuklidi u tlu 58 4.1.5 Granine vrijednosti oneiujuih tvari u tlu 59 4.1.6 Stanje oneienog tla u Europi 62 4.1.7 Stanje oneienog tla u Republici Hrvatskoj 66 5. RUDARSTVO I METALURKA INDUSTRIJA

IZVOR ONEIENJA TLA 72

5.1 Utjecaj eksploatacije mineralnih sirovina na oneienje tla 72 5.2 Utjecaj procesa proizvodnje eljeza i elika na oneienje tla 76 5.2.1 Oneienje tla iz procesa proizvodnje koksa 77 5.2.2 Oneienje tla iz procesa sinteriranja eljezne rude 80 5.2.3 Oneienje tla iz procesa proizvodnje eljeza VP postupkom 82

5.2.4 Oneienje tla iz procesa proizvodnje elika EP postupkom 84 5.2.4.1 Oneienje tla priv. skladitenjem elinog otpada 87 5.2.4.2 Oneienje tla odlaganjem proizvodnog otpada 93 5.2.5 Oneienje tla iz industrije lijevanja metala 99 6. SANACIJA (REMEDIJACIJA) ONEIENOG TLA 102

6.1 Bioloka remedijacija 103 6.1.1 Bioremedijacija tla 103 6.1.2 Bioventilacija tla 105 6.1.3 Fitoremedijacija tla 106 6.1.3.1 Fitoekstrakcija/fitoakumulacija 106 6.1.3.2 Fitostabilizacija 109 6.1.3.3 Fitovolatizacija 110


6 od 146

6.2 Kemijska remedijacija 111 6.2.1 Elektrokemijska remedijacija 111 6.2.2 Poplavljivanje tla 113 6.2.3 Ispiranje tla 114 6.2.4 Solidifikacija/stabilizacija 115 6.2.5 Prirodno ienje 116 6.3 Fizikalna remedijacija 117 6.3.1 Prekrivanje/kapsuliranje tla 118 6.3.2 Iskop tla 119 6.3.3 Mijeanje tla 120 6.4 Termalna remedijacija 121 6.4.1 Spaljivanje tla 122 6.4.2 Vitrifikacija/postakljivanje tla 123 6.4.3 Solarna-fotokemijska razgradnja tla 124

7. ZATITA TLA 125

7.1 Zatita tla i njegovo trajno motrenje u R. Hrvatskoj 125 7.2 Zatita poljoprivrednog tla u R. Hrvatskoj 128 7.2.1 Mjere zatite poljoprivrednog tla od oteenja 129 7.3 Zatita tla u zakonodavstvu R. Hrvatske 131

8. LITERATURA 134

9. POPIS OZNAKA, KRATICA I POKRATA 145


7 od 146

1. UVOD

Svaki gospodarski razvoj predstavlja i porast ivotnog standarda kojeg prati intenziviranje ljudske djelatnosti koja vodi ka izgradnji industrijskih postrojenja, poveanju potronje ener-gije i sirovina, proirenju i pojaanoj upotrebi obradivih povrina, koritenju svih postojeih resursa, a sve to dovodi do novog i neminovnog optereenja okolia. ovjek je ovime promijenio i poremetio izmjene tvari u okoliu kako s promjenom njihovih koncentracija u svim njegovim sastavnicama, tako i tvorbom novih u prirodi nepoznatih spo-jeva. Na ovaj nain uniten je niz genetskih informacija trajnim smanjenjem bioloke raznoli-kosti, a razvojem genetskog inenjerstva i stvaranjem novih informacijskih sadraja nastali su novi problemi s, u ovom trenutku, nepoznatim posljedicama. Optereenjem okolia kao cjeline, nije poteena niti jedna od njegovih sastavnica, to je do-velo do oteenja i samog tla koje predstavlja vanu komponentu ovjekova okolia i danas privlai sve veu pozornost. Ozbiljnost ovog problema ogleda se i u injenici da oteenje i unitavanje tla moe imati za posljedicu negativne uinke i na ostale dijelove ekosustava kao npr. hidroloki reim okolia, raznolikost biljnih i ivotinjskih vrsta i tome slino. Zdrav okoli, pa tako i neoteeno tlo, temeljna je pretpostavka za ouvanje zdravlja ljudi i kvalitete ivljenja. Kvantitativna ocjena utjecaja okolinih imbenika koji mogu biti tetni po zdravlje ljudi iziskuje interdisciplinarno i u pravilu dugorono i ciljano praenje stanja okolia i zdravlja populacije, jer zatita svih dijelova ekosustava i sprjeavanje njihovog oneienja ljudskom djelatnou namee se kao jedno od temeljnih naela odranja ivota na Zemlji. U R. Hrvatskoj postoji niz podruja koja se u tom smislu ne prate sustavno, a razlozi su nepo-stojanje zakonske obveze, nedovoljna dokazivost povezanosti okolinih imbenika sa njiho-vim uincima na zdravlje ljudi, nedostatak standardiziranih pokazatelja, kao i izostanak finan-cijskih sredstava. Iako nedostaju relevantni podaci za provedbu cjelovitih i odgovarajuih analiza i procjena o utjecaju okolinih imbenika na zdravlje ovjeka, ipak, dostupni podaci na razini Hrvatske upuuju na mogui negativan utjecaj okolia na zdravlje ljudi, posebice u blizini industrijskih izvora oneienja. Postupak ustrojbe cjelovitog sustava trajnog motrenja i pohranjivanja podataka o stanju tla jo uvijek nije uspostavljen, iako se u poslijednjih nekoliko godina ozbiljno pristupilo ovom problemu i odreene aktivnosti su u tijeku. Do sada prikupljeni uzorci tla analizirani su kori-tenjem razliitih analitikih metoda, a rezultati ukazuju na lokalna oneienja ukupnim i mi-neralnim uljima, policiklikim aromatskim ugljikovodicima, polikloriranim bifenilima, osta-cima herbicida i pojedinim tekim metalima. Tlo urbanog prostora, zbog svoje polivalentne namjene, u prolosti je bilo izloeno znaajnim oteenjima koja su prije svega posljedica izgradnje industrijskih objekata poput ciglana, ce-mentara, termoenergetskih postrojenja, postrojenja kemijske, petrokemijske, metalurke i me-talopreraivake industrije itd. Takvi lokaliteti, kao i lokaliteti u njihovoj neposrednoj blizini, koji su sluili za odlaganje proizvodnog otpada na nezatienim zemljanim povrinama, na-kon prestanka eksploatacije, nisu potpuno rekultivirani. Naime, vrlo esto su bili prenamije-njeni za odlagalita razliitih vrsta otpada koja nisu zadovoljavala niti minimalne tehnike uvjete, te je oneienje podzemnih i nadzemnih voda, kao i samo tlo bilo mogue.


8 od 146

Od velikog broja oneiujuih tvari koje ugroavaju tlo i naruavaju njegovu kvalitetu, sva-kako jednu od znaajnih uloga imaju pojednini metali koji dolaze iz metalurke i metalopre-raivake industrije. Metali kao oneienja, zbog mogue akumulacije u biolokim sustavi-ma u tlu i na tlu, visoke toksinosti, male mogunosti njihove detoksikacije prirodnim proce-sima, mogue migracije u vodene ekosustave i sl. predstavljaju ozbiljan problem. S obzirom da su poznata fizioloka i toksina svojstva veine oneiujuih tvari koje dospi-jevaju u i na tlo, posebice tekih metala, i njihov mogui utjecaj na ivi svijet u tlu i na tlu, kao i injenica da tlo ima ekoloku, proizvodnu, industrijsku, drutveno-ekonomsku i kultur-no-povijesnu funkciju i znaaj, u posljednjih tridesetak godina se u svijetu pristupilo sustav-nom praenju oneienja tla. Ova istraivanja, koja se provode i danas, doprinjela su utvri-vanju postojeeg stanja oneienosti velikog broja urbanih i ruralnih tala u pojedinim regi-jama. Osim toga, izuavanjem procesa migracije oneiujuih tvari u tlu, transformacije i imobilizacije njihovih toksinih spojeva u tlu, razvijeni su postupci obnove oneienih tala te predloene razliite mjere sprjeavanja daljnjeg oneienja tala kao i mjera zatite tala od tetnih utjecaja iz industrije, poljoprivrede, odlagalita otpada, prometa, itd.

U cilju boljeg razumijevanja problematike oneienja i zatite tla, ovdje emo navesti znaenje pojedinih pojmova, a na temelju postojee relevantne hrvatske legislative1-3: Bioraznolikost je sveukupnost svih ivih organizama u tlu i na njegovoj povrini koji su

sastavni dijelovi ekosustava, a ukljuuje raznolikost unutar vrsta, izmeu vrsta, ivotnih zajednica te raznolikost ekosustava,

Ekosustav je dinamian kompleks odnosa zajednica biljaka, gljiva, ivotinja, algi i mikro-organizama i njihova ivog i neivog okolia, koji meusobno djeluju kao funkcionalna jedinica na nekom prostoru,

Emisija je isputanje ili istjecanje tvari, u tekuem, plinovitom ili vrstom agregatnom stanju, i/ili isputanje topline, buke, vibracije iz stacionarnih ili difuznih prirodnih ili an-tropogenih izvora u okoli, te isputanje svjetlosti i organizama, iz pojedinog izvora u okoli,

Granina vrijednost emisije je propisana ili odreena maksimalna vrijednost, koncentra-cija i/ili razina emisije u posebnim pokazateljima, izraena kao prosjek tijekom zadanog vremenskog razdoblja, pod posebnim referentnim uvjetima, koja u jednom ili tijekom vie vremenskih razdoblja ne smije biti prekoraena,

Imisija je primanje tvari emitiranih iz nekog izvora emisije i koncentracija na odreenom mjestu i u odreenom vremenu u okoliu,

Industrijska emisija je isputanje ili istjecanje tvari, isputanje energije (toplina, buka, vibracije) iz industrijskih postrojenja u zrak, vodu i tlo,

Industrijska nesrea je dogaaj koji je posljedica nekontroliranog slijeda dogaanja u tijeku neke radnje ili aktivnosti u postrojenju, tijekom proizvodnje i/ili uporabe proizvoda, skladitenja i/ili rukovanja proizvodom ili odlaganja otpada,

Krajobraz je odreeno podruje vieno ljudskim okom, ija je narav rezultat meusobnog djelovanja prirodnih i ljudskih imbenika, a predstavlja bitnu sastavnicu ovjekovog ok-ruenja, izraz raznolikosti zajednike kulturne i prirodne batine te temelj identiteta pod-ruja,


9 od 146

Kulturni krajobraz je krajobraz u kojemu dominira utjecaj ovjeka, u pravilu dio poljop-

rivrednog prostora ili agrosfere, u kojemu se uzgaja jedna ili vie kulturnih biljaka,

Odrivo koritenje prirodnih dobara je koritenje prirodnih dobara na nain kojim se ne ugroavaju druga dobra, bez o na nain da se odrava njihova prirodna uloga, udovoljilo potrebama sadanjice i u budunosti, odgovarajue ekoloke, gospodarske i socijalne ulo-ge na lokalnoj, nacionalnoj i globalnoj razini.

Okoli je prirodno i svako drugo okruenje organizama i njihovih zajednica ukljuivo i ovjeka, koje omoguuje njihovo postojanje i njihov daljnji razvoj: zrak, more, vode, tlo, zemljina kamena kora, energija te materijalna dobra i kulturna batina kao dio okruenja koje je stvorio ovjek; svi u svojoj raznolikosti i ukupnosti uzajamnog djelovanja,

Oneiivanje okolia je promjena stanja okolia zbog nedozvoljene emisije i/ili drugog tetnog djelovanja, ili izostanaka potrebnog djelovanja, ili utjecaja zahvata koji moe promijeniti kakvou okolia,

Oneiivanje poljoprivrednog tla je proces izravnog unoenja ili postupnog rasprostra-njenja (transportom ili taloenjem) oneiujuih tvari (polutanata, neisti) njihovim na-kupljanjem u tlu iznad granine vrijednosti propisane odredbama posebnog Zakona3,

Oneienje je izravno ili neizravno unoenje tvari, vibracija, topline ili buke u zrak, vodu ili tlo kao posljedica ljudske aktivnosti. Ono moe biti tetno za zdravlje ljudi ili kvalitetu okolia, moe dovesti do oteenja materijalne imovine ili naruiti ili umanjiti vrijednost i naine koritenja okolia,

Oneienjem poljoprivrednog tla smatra se odbacivanjem otpada na tlo kao i gospodare-nje otpadom na tom zemljitu na nain protivan propisima koji ureuju gospodarenje ot-padom.

Oneienje/oteenje tla je tetni proces i utjecaj na tlo koji smanjjue njegovu upotrebnu vrijednost ili ga iskljuuje iz neke od prirodnih uloga koje tlo obavlja,

Oneiiva je svaka fizika i pravna osoba, koja posrednim ili neposrednim djelovanjem, ili proputanjem djelovanja uzrokuje oneiavanje okolia,

Oneiiva poljoprivrednog tla je svaka pravna ili fizika osoba ije djelovanje posredno ili neposredno uzrokuje oneienje poljoprivredvrednog tla,

Oneiujua tvar - polutant, neist (u tlu) je svaka tvar koja moe prouzroiti promjene kemijskih, fizikalnih i biolokih znaajki tla, zbog ega se umanjuje njegova vrijednost, odnosno smanjuje proizvodna sposobnost i ograniava koritenje u poljoprivredi,

Oneiujua tvar (openito) je tvar ili skupina tvari, koje zbog svojih svojstava, koliine i unoenja u okoli, odnosno u pojedine sastavnice okolia, mogu tetno utjecati na zdrav-lje ljudi, biljni i/ili ivotinjski svijet, odnosno bioraznolikost i krajobraznu raznolikost,

Optereivanje okolia je svaki zahvat ili posljedica utjecaja zahvata u okoli, ili utjecaj na okoli odreene aktivnosti, koja sama ili povezana s drugim aktivnostima, moe izazvati ili je mogla izazvati oneiavanje okolia, smanjenje kakvoe okolia, tetu u okoliu, ri-zik po okoli ili koritenje okolia,

Praenje stanja okolia (trajno motrenje - monitoring) je niz aktivnosti koje ukljuuju uzorkovanje unaprijed odreenom dinamikom, ispitivanje i sustavno mjerenje emisija, imisija, praenje prirodnih i drugih pojava u sastavnicama okolia u svrhu zatite okolia,


10 od 146

Poljoprivredno zemljite su poljoprivredne povrine: oranice, vrtovi, livade, panjaci, vo-

njaci, maslinici, vinogradi, ribnjaci, trstici i movare kao i drugo zemljite koje se uz go-spodarski opravdane trokove moe privesti koritenju u poljoprivredi.

Poljoprivredno tlo je dio poljoprivrednog zemljita, podrazumijeva se od povrine do nei-zmjenog matinog supstrata.

Prirodno dobro je dio prirode koje je iskljuivo ili istodobno prirodno javno dobro, priro-dni izvor ili prirodna vrijednost,

Sanacija je skup propisanih mjera i/ili aktivnosti kojima se uspostavlja stanje okolia koje je bilo prije nastanka oteenja, odnosno oneienja okolia,

Sastavnice okolia su: zrak, vode, more, tlo, krajobraz, biljni i ivotinjski svijet te litosfe-ra - Zemljina kora,

Tlo je gornji sloj Zemljine kore, smjeten izmeu kamene podloge i povrine. Tlo se sas-toji od estica minerala, organske tvari, vode, zraka i ivih organizama.

Zatita okolia je skup odgovarajuih aktivnosti i mjera kojima je cilj suzbiti opasnosti za okoli i nastanak oteenja i/ili oneienja okolia, smanjivanje i/ili otklanjanje teta na-nijetih okoliu te povrat okolia u stanje prije nastanka oteenja.

Zatita tla je ouvanje zdravlja i funkcije tla, sprjeavanje njegovih oteenja, praenje stanja i promjenu kakvoa tla te saniranje i obnavljanje oteenih tala i lokacija.

2. O TLU I NJEGOVIM ZNAAJKAMA

Ekosfera, koja obuhvaa atmosferu, hidrosferu, kriosferu, litosferu, pedosferu i biosferu, slika 1, predstavlja vrlo sloeni sustav velikog broja imbenika koji su pojedinano ili u svojim skupnim djelovanjima, podvrgnuti razliitim promjenama. Zbog toga je teko opisati tetne utjecaje ovjeka na biosferu, posebice na pedosferu, odvojeno od moguih utjecaja i na ostale sastavnice ekosfere. Poznato je da je biosfera, sfera ivota i oznaava ekoloki sustav koji obuhvaa najviu razinu jedinstva ive i neive prirode na planetu, a koji, kako je i prikazano5 na slici 2, ne ukljuuje samo Zemljinu povrinu, nego i zrak, vodu, tlo i sve ive organizme na naem planetu koji imaju svoja stanita u hidrosferi, atmosferi, litosferi i pedosferi (gornji dio litosfere).


11 od 146

Slika 1. Shematski prikaz ekosfere i meusobne povezanosti/ovisnosti subsfera4

Slika 2. Pojednostavljen prikaz biosfere2

Za razliku od drugih sastavnica "ekoloke trijade" (vode i zraka) u okviru dosadanjih

istraivanja procesa naruavanja ravnotee u okoliu i njgovog oneienja, tlu se nije prida-vala jednaka pozornost kao vodi i zraku, iako su podjednako vani za opstanak ivota na Zemlji. Tlu se naime, oduvijek prilazilo s predrasudom da je samo po sebi "prljavo", i kao takvo otporno na mnogobrojna oneienja, te da je raspoloivi fond tala neiscrpno velik. Tek u posljednje vrijeme, kada su se u fokusu nali problemi vezani uz oteenja i oneie-nost poljoprivrednih tala, poinje zanimanje strunjaka, a i javnosti za ovo pitanje.


12 od 146

Prije nego se doe do odgovora na pitanja kada je tlo oteeno, a kada oneieno, potrebno je odgovoriti na vrlo jednostavno pitanje to je tlo? Dati odgovor na pitanje to je tlo nije ba toliko jednostavno koliko se ini na prvi pogled, iako nebi pogrijeili kada bi kazali da je to povrinski sloj zemljine kore kojeg ine mineralne estice, organske tvari, voda zrak i ivi organizmi u njemu. Naime, u posljednjih 220 godina razliiti znanstvenici su pokuavali, sva-ki na svoj nain, definirati tlo, pa se razvojem znanosti o tlu (pedologija) dolo i do ope prih-vaene definicije koja glasi: Tlo je rastresiti sloj na povrini Zemlje, smjeten izmeu litosfere i atmosfere, nastao od matine stijene pod utjecajem imbenika pedogeneze djelovanjem pro-cesa pedogeneze6. Tlo je dakle prirodna tvorevina, nastala sloenim i uglavnom dugotrajnim procesima djelova-njem klime, vegetacije i makro i mikro organizama na matinu stijenu, odnosno supstrat. Ko-liko su to dugotrajni procesi najbolje govore podaci da se za sloj tla od 30 cm proces nastaja-nja kree u rasponu od nekoliko tisua do preko milijun godina, to zavisi o znaajkama sup-strata7. Na ovaj nain, a ovisno o danim uvjetima, na povrini Zemlje su nastajala tla razliite grae. Na slici 3 prikazan je profil tla travnjaka8.

Slika 3. Profil tla u kojemu su uoljivi razliiti genetski horizonti koji slue za identifikaciju

tipa tla8

Ovdje je bitno napomenuti i razliku meu pojmovima tlo i zemljite, koji se vrlo esto zamijenjuju. Naime, kako je ve reeno, tlo je prirodna tvorevina nastala procesima tvorbe tla, a pojam zemljite se odnosi na povrinu kopna, slika 4.


13 od 146

http://www.agroklub.com/poljoprivredni-oglasnik/oglas/poljoprivredno -zemljiste-marinci/9052/

Slika 4. Zemljite

Znai, zemljite je iri pojam6 i oznaava kopnenu povrinu i bioproduktivni sustav koji obu-hvaa tlo, vegetaciju, druge ivotne zajednice te ekoloke i hidroloke procese. Iskazuje se u jedinicama za povrinu, ha, ral, jutro, ar, dulum. Prema tome, na jednom hektaru poljoprivre-dnog zemljita u pravilu emo nai vie tipova tala.

2.1 Osnovni imbenici i procesi nastanka tla Kako je ranije reeno, tlo nastaje pod utjecajem velikog broja pedogenetskih imbeni-

ka od kojih su glavni slijedei: matini supstrat (litosfera), temperatura, voda, vjetar i ostali imbenici klime, kemijski agensi (voda, kiseline, luine, soli, plinovi,..), biljke i ivotinje i ovjek sa svojim djelovanjem.

Djelovanjem pedogenetskih imbenika na stijenu (matinu supstrat - litosferu) stijena se pos-tupno usitnjava stvarajui najprije troinu (regolit), koja je sposobna drati vodu, a ona uzro-kuje procese kemijskog troenja primarnih minerala, ali dolazi do sinteze novih spojeva - se-kundarnih minerala iz produkata toga troenja, zatim dolazi do naseljavanja, najprije jednos-tavnih autotrofnih organizama - bakterija i algi, zatim i liaja koji osobito snano djeluju na matinu stijenu, oslobaaju biogene elemente, a poslije odumiranja iz njih se stvara humus i uvjeti za prve vie biljke. To su najprije jednostavne biljke skromnih zahtjeva, kao to su su-kulentne biljke, kserofiti a zatim i vie biljke. Tek kada se u troinu naseli ivot i stvara hu-mus govorimo o tlu.


14 od 146

Svi procesi koji sudjeluju u nastajanju tla odnosno razvoju pedosfere, nazivaju se pedogenets-ki procesi i razvrstavaju se pet temeljnih skupina6: troenje litosfere pri emu se mijenjaju njene fizikalne i kemijske znaajke, a kompak-

tna masa stijene se usitnjava u rahlu i rastresitu troinu, izgraenu od istih, mineralnih spojeva;

tvorba organske tvari pedosfere to su procesi u kojima se nastala rahla troina, oboga-uje ivom organskom tvari odnosno naseljavanjem ivim organizmima koji vlastitom proizvodnjom nastavljaju obogaivanje tla novim organskim tvarima;

razgradnja organske tvari u pedosferi odvija se mikrobiolokim procesima (trulenje, gnjiljenje), a nastavlja procesima sinteze produkata raspadanja u organsku tvar jako sloe-nog sastava koju nazivamo humus. To je najaktivnija i najvrijednioja sastavnica tla i klju njegove plodnosti.

otapanje i premjetanje tvari u pedosferi dogaa se pod utjecajem vode - oborina, koja prolazi kroz tlo, otapa topljive sastavnice i premjeta u dublje slojeve tla ili u pozem-nu vodu. Najprije se iz tla gube lako topljive soli, kao to su kloridi i sve soli natrija, slije-de srednje topljive soli - karbonati i sulfati, meu kojima je najvaniji kalcijev karbonat. Ispiranje karbonata otvara put zakiseljavanju tla ili acidifikaciji, koja smanjuje plodnost tla.

unutarnje premjetanje odnosi se na premjetanje ili tzv. eluvijalno-iluvijalnu migraciju estica gline. Naime, nakon to zakiseljavanje dostigne stanoviti stupanj, estice gline, ko-je su nastale prije u neutralnoj rekaciji i tlu bogatom bazama - kationima, postaju nestabil-ne pa dolazi do njihove peptizacije ili raspravanja u otopini tla i premjeatnja s vodom oborina. Ako se premjetaju cijele estice gline govorimo o lesivai, a u ekstremno kise-lim tlima najprije dolazi do razgradnje estica gline na spojeve eljeza i alumosilikate, ko-ji se zatim ispiru u nie horizonte. Taj, jako pojednostavljeno opisan proces naziva se pod-zolizacija.

povrinsko premjetanje obino uzrokuju kie, bujice, ledenjaci, vjetrovi itd., odnose dio tla ili cijelo tlo je najvaniji imbenik razvoja vanjske morfologije pedosfere, jer u ovim procesima premjetanja dijelova pedosfere nastaju najrazliitiji morfoloki oblici.

novotvorba su procesi koji se odvijaju u troini, a predstavljaju sintezu produkata troe-nja mineralne tvari pa tako nastaju sekundarni minerali ili minerali gline. Slini se procesi odvijaju i s organskom tvari. Sirova organska tvar (lie, obamrli korijen, stabljika) se najprije mikrobiolokim procesima razgrauje u jednostavnije spojeve, a zatim drugi mik-roorganizmi vre sintezu u vrlo sloene spojeve i tako stvaraju vrlo vrijednu koloidnu tvar crne boje - humus6 .


15 od 146

2.1.1 Ope znaajke tla

Kao prirodno tijelo tlo ima unutarnju i vanjsku morfologiju, fizikalne, kemijske i bioloke znaajke9. vanjska morfologija tla odreena je reljefom te ivim i mrtvim pokrovom (skeletne

povrine, mrtvi organski pokrov, povrine voda stajaica i tekuica). unutarnja morfologija tla oitava se na vertikalnom profilu koji se otvara kopanjem

pedolokog profila odnosno pedoloke jame, od povrine do neizmjenjenog matinog sup-strata - slika 5. Na profilu razvijenog tla raspoznaju se slojevi koji se nazivaju horizonti, a formirali su se tijekom nastajanja i razvoja tla. Unutarnja morfologija tj. profil tla najva-niji je pokazatelj njegova postanka, dinamike i svojstava. Na pedolokom profilu mogu se razaznati slijedei slojevi/horizonti9 promatrajaui profil od povrine prema dubini: O organski horizont, povrinski sloj listinca koji se formira u umi odlaganjem lia i granica listopadnog drvea ili iglica vazdazelenih umskih vrsta. Obraene povrine, pustinje ili travnate povrine nemaju O horizont. (A) inicijalni humusno akumulativni horizont tamne boje, isprekidan izbijanjem mati-nog susptrata na povrinu, kao to je to u naim kamenjarima na kru. Erozija tla vodom ili vjetrom razlog je odnoenja tla pa se ono zadrava u poetnim stadijima razvoja. A humusno akumulativni horizont tamne boje koji sadri humus. U poljoprivrednim tlima to je obraivan sloj, esto izmjean sa podoraninim slojem pa sadri manje humusa od istog tipa tla. Ako sadri dosta organske tvari onda je optimalne mrviaste (granularne) strukture. (B) - smei horizont nastao intenzivnim kemijskim troenjem - raspadanjem primarnih minerala "nasljeenih" iz matinog supstrata i stvaranjem - sintezom sekundarnih minera-la (preteno minerala glina) i to na licu mjesta (in situ) na silikatno karbonatnim ili si-likatnim bazama (kalcij, magnezij) bogatim supstratima. (B)rz rezidualni smei horizont (od rijei; rezidij - ostatak) poseban je oblik ovog hori-zonta koji se javlja samo na vapnencu i dolomitu, a nastaje akumulacijom netopivog os-tatka (rezidij). Topive sastavnice tih stijena otapanjem odlaze u krko podzemlje, a na povrini ostaje samo taj ostatak iz kojega nastaje tlo. Moe imati crvenu boju pa to tlo na-zivamo crvenica (terra rossa). Taj je proces vrlo spor, to oslikava podatak da je za posta-nak sloja od 1 cm debljine tla potrebno oko 10 000 godina, to znai da je crvenica dubo-ka 1 m, koju vidite na kru naega uzmorja stara najmanje milijun godina! Ne uvamo li je, moemo je izgubiti s jednom jedinom kiom! E eluvijalni horizont, koji se nalazi ispod O ili A horizonta, nastao lesivaom pa obino sadri manje gline od horizonta koji se nalazi ispod. Ako je nastao podzolizacijom boja mu ima izgled pepela i u horizontu se uoava, a pod prstima osjete zrnca kvarca - kreme-na, kao sastavnice matinog supstrata netopive u kontinentalnoj klimi. Uvijek ima svijetli-ju nijansu u boji od oba horizonta s kojima granii. Izuzetak mogu biti oranina tla, u ko-jima je obradom izmijean A i E horizont pa je boja tamnija i zavisi o masi tih horizonata. Ako je vie humusa boja je tamnija i obrnuto. B iluvijalni mineralni horizont u kojem se taloenjem nakupljaju glina (u sluaju lesiva-e), a u sluaju podzolizacije spojevi eljeza i spojevi aluminija - alumosilikati isprani iz E horizonta, ili organska tvar isprana iz A horizonta. Uglavnom je crvenkaste, utosmee


16 od 146

ili tamnosmee boje od minerala gline (lesivaa) ili spojeva eljeza (podzolizacija), ali svjetliji od horizonta A. Ako je u pitanju lesivaa taj horizont ima znantno vie gline od E horizonta iznad njega. C je najdonji horizont - matina stijena od rahlog materijala (pijesak, les, lapor). R - (od rock - stijena) je matina stijena od vrstog materijala (karbonati, siliciklastine sedimentne stijene, metamorfne i eruptivne stijene).

http://soils.usda.gov/education/resources/lessons/profile/

Slika 5. Shematski prikaz pedolokog profila esto se na prikazima profila tla nalazi i oznaka sloja D koji oznaava stijenu ili rastroenu masu koja nija matini supstrat za tlo koje se nalazi na njemu, a obino se radi o nasutom ma-terijalu dovezenom sa drugog podruja (ljaka, razni materijali iz kamenoloma isl.). G horizont koji predstavlja glejni horizont kojeg karakteriziraju redukcijski i oksidacijski procesi prisutnog Fe i Mn od kuda mu i boja moe biti modra, zelenkasta, siva, a ponekad uz prisustvo crvenkastih do tamno smeih nakupina - mrlja.

Naravno, svi tipovi tala nemaju sve nabrojene horizonte. Opisat emo genetsku ili evo-lucijsku seriju tala na lesu da bi prikazali kako nastaju pojedini horizonti tih tala. Mlada tla na poetku pedoevolucije imaju (A)-C, a u umi O-(A)-C grau, nakupljanjem humusa nastaje duboko tlo A - C grae, ujedno i najplodnije tlo koje priroda poznaje - ernozem. Ispiranjem CaCO3 iz toga tla dolazi postupno do zakiseljavanja, razgradnje primarnih i tvorbe sekundar-nih minerala pa nastaje (B) horizont i tlo A - (B) - C grae profila. Nastavi li se zakiseljavanje dolazi do eluvijalno-iluvijalne migracije - lesivae. Minerali gline gube stabilnost, raspruju se (peptiziraju) i ispiru iz povrinskih horizonata u dublje, pa se formira najprije tanak eluvi-jalni E horizont i jednako tanak iluvijalni B horizont. Proces se nastavlja pa se formira tlo A - E - B - C grae profila - lesivirano tlo.


17 od 146

esto se na prikazima profila umskog tla razaznaje horizont E, slika 6, iz kojeg su obino minerali gline, eljeza, aluminija i organska tvar isprani, pa taj horizont ima pepeljastu ili bi-jelu boju, a svakako je svjetliji od horizonta ispod i iznad. Slijedi iluvijalni B horizont u ko-jemu su nakupljene tvari isprane iz E horizonta.

http://www.ctahr.hawaii.edu/mauisoil/a_profile.aspx

Slika 6. Pedoloki profil lesiviranog tla ili podzola, tipian za umska tla

Svi ovi horizonti mogu imati i vie pothorizonata koji se oznaavaju prema procesima koji se u njima odvijaju. To su u stvari dijelovi osnovnih horizonata koji se mogu izdvojiti kao zase-bne zone i oznaavaju se kombinacijom velikog i malog slova (npr.: Ol, Of, Oh, Bh, itd.), pri emu mala slova oznaavaju proces koji prevladava kao npr.: Ol (lat. litter listinac, prostirka) je pothorizont nerazgraene organske tvari u kojemu se jasno opaaju organski ostatci; Of (fermentacija) pothorizont polurazgraene organske tvari u kojem se tee opaaju organski ostatci; Oh (humus) humificirani organski pothorizont na granici s mineralnim dijelom tla, a u njemu se javljaju mineralne estice tla; Bh humusno iluvijalni B horizont obogaen humusom, koji je u uvjetima kisele reakcije ispran iz O i E horizonta.


18 od 146

2.1.2 Fizikalne znaajke tla

Prema svojim znaajkama tlo je trodjelni (trofazni) sutav sastavljen od krute, tekue i plinovite sastavnice (faze), koje su meusobno tako rasporeene da tlu daju osobine porozne odnosno upljikave, a ne kompaktne, mase koji je zapravo ivotni prostor biljnog korijena i ivih organizama, koji ive u tlu. Krutu sastavnicu tla, koja ini 50% od njegove ukupne zap-remine, ine mineralni dio na koji otpada 90% to je ujedno 45% ukupne zapremine tla, te organski dio na koji otpada 10% ili 5% ukupne zapremine tla6,10, slika 7.

Slika 7. Prikaz volumnog sastava tla po sastavnicama6,10 Meusobni odnos sastavnica je dinamina vrijednost, koja se mijenja praktiki iz minute u minutu. Naime, im korijen biljke primi neku koliinu vode iz pora tla, na mjesto te vode do-lazi zrak. Dinamika i odnosi uglavnom ovise o mehanikom sastavu tla, klimi, trenutanim vremenskim prilikama, godinjem dobu i nizu drugih vanjskih imbenika. Mineralne krute tvari potjeu od matine stijene, a organska kruta tvar je uglavnom humus nastao od organske tvari biljnih ostataka ili je dodan gnojidbom. Tekuu sastavnicu ini voda odnosno otopina koja sadri u vodi topljivih dijelova tla. Plinovitu sastavnicu ini zrak, koji se stalno izmjenju-je sa atmosferskim zrakom - tlo "die", odnosno prima kisik, a isputa CO2, kao i sva iva bia.

2.1.2.1 Mehaniki sastav tla / tekstura tla Kruta satavnica tla sastoji se od estica razliitih dimenzija, a ije se dimenzije kreu u intervalu od golim okom nevidljivih iona, molekula i koloida do estica kamena. Ove estice, koje nisu po-dlone daljnjem usitnjavanju pod utjecajem slabih sila, a koje obino zovemo me-hanikim ili granulometrijskim elementima, rijetko se u tlu javljaju odvojeno i ug-lavnom tvore krupnije estice tzv. strukturne agregate.

45%

5% 25%

25% mineralne krute tvari

organske krute tvari

zrak

voda


19 od 146

Mehaniki ili granulometrijski elementi se razvrstavaju u skupine s dogovorno od-reenom donjom i gornjom granicom veliine, a te skupine se nazivaju granulo-metrijske frakcije. Maseni udio pojedinih frakcija u nekom tlu odreuje njegovu teksturu, odnosno mehaniki sastav. Tekstura tla moe biti raznovrsna, jer udjel svake pojedine frakcije moe varirati u irokom intervalu, pa su mogue i razliite kombinacije kvantitativnog udjela po-jedine frakcije, to je dovelo do pojave vie razliitih teksturnih klasa tla. U svijetu se primjenjuju razliite klasifikacije, no u Republici Hrvatskoj se prim-jenjuju klasifikacije Meunarodnog drutva za prouavanje tla i tzv. Atterbergova klasifikacija prema kojoj se grafikom metodom na temelju podataka o udjelu po-jedine frakcije iz tzv. Atterbergova trokuta oitava teksturna oznaka, slika 8.

http://www.soiltestpro.com/soil-texture-components/

Slika 8. Atterbergov trokut za odreivanje mehanikog sastava tla

Granulometrijske frakcije tla promjera >2 mm nazivaju se skelet, a estice manjih dimenzija nazivaju se sitno tlo ili sitnica. Stoga se prema sadraju skeleta tla dijele na skeletna jer sadre >50% ove frakcije i skeletoidna koja sadre


20 od 146

pijesak estice promjera 0,2-2 mm, rastresita frakcija koja nastaje fizikalnim troenjem matine stijene. Ne sadri vodu i jako je propustan za vodu, nije plas-tian i nije ljepljiv. Moe sadravati glinu;

prah estice promjera 0,02-0,2 mm, manje rastresita frakcija od pijeska, a ko-ja takoer nastaje fizikalnim troenjem matine stijene. Dobro zadrava vodu i slabije ju proputa, nije ljepljiv i slabo je plastian;

glina estice promjera


21 od 146

Strukturni agregati, slika 10, odlikuju se razliitom stabilnou u vodi i mehani-kom stabilnou. U vodi stabilni agregati su oni koji se ne raspadaju na mehanike elemente ili manje agregate, a mehaniki stabilni su oni koji se odupiru dazagrega-ciji mehanikim silama. Struktura tla je jedan od najvanijih imbenika plodnosti tla jer ovisno o strukturi tla mogu biti prozrana, rahla, rastresita, itd. Pjeskovita tla npr. nemaju strukture jer njihove estice lee slobodno jedna pored druge, slika 10, dok glinasta i ilovas-ta tla imaju strukturne agregate razliitih veliina i oblika, ija veliina i stabilnost odreuju mnoga druga svojstva tla, slika 11.

Slika 10. Izgled neagregiranog pjeskovitog tla11

Slika 11. Izgled agregiranog glinovitog tla11


22 od 146

2.1.2.3 Relativna gustoa tla relativna gustoa tla je broj koji pokazuje koli-ko je puta njegova masa vea od mase jednakog volumena vode pri emu se razli-kuje relativna gustoa prava (Rgp) i relativna gustoa volumna (Rgv). Naime, kod odreivanja Rgp se pore ne uzimaju u obzir, ve samo masa krute sastavnice tla, a kod Rgv se pore ne izuzimaju. Vrijednost Rgv je promjenjiva veliina i mijenja se obradom (rahlenjem) i zbijanjem, pa tako npr. tla s veim sadrajem humusa imaju manji Rgv zbog malog Rgp i velike poroznosti. Tla s visokim vrijednostima Rgv su zbijena i loih fizikalnih osobina. 2.1.2.4 Poroznost tla pore ili upljine u tlu su slobodni prostori izmeu strukturnih agregata, a njihov ukupni prostor tj. sadraj izraen u volumnim pos-totcima naziva se poroznost tla i oznaava se velikim tiskanim slovom P, a odre-uje se prema formuli:

[%] = 1

100

U porama se moe nalaziti zrak, voda ili dijelovi ive prirode, a pore se obino di-jele na makropore ili nekapilarne pore promjera >10 m i mikropore ili kapilarne pore promjera


23 od 146

Rahlenjem tla mijenja se sadraj pora u tlu odnosno nie vrijednosti ukupne poro-znosti se javljaju zbijanjem tla. Ukupan sadraj i dimenzije pora utjeu na sve sas-tavnice plodnosti tla (koliinu vode i zraka, bioloke osobine tla i hranidbeni po-tencijal tla). Zrak u porama tla sastoji se od razliitih plinova koji dolaze iz atmosfere ili nasta-ju u razliitim mikrobioloko-biokemijkim procesima u tlu. Tako se volumni udjel plinova u tlu kree u rasponu: N2 78-80%; O2 0,1-20%; CO2 0,1-15%. U tlima male prozranosti u redukcijskim uvjetima tj. nedovoljne koncentracije kisika u tlu, mogu nastati i relativno male koliine NH3, CH4, H2S, H2 i drugih plinova.

2.1.2.5 Temperatura tla suneva energija je glavni izvor zagrijavanja tla, pri emu samo 1/3 ukupne emitirane suneve energije dospije na povrinu tla. Energi-ja upijena u tlo zagrijava krute, tekue i plinovite sastavnice tla i iri se od povri-ne prema dubljim dijelovima. Koliina topline kao i brzina irenja topline u tlu ovisi o poloaju, godinjem dobu,vrsti pokrova i sl. Zagrijavanje tla u ljetnim mjesecima je znatno jae nego zagrijavanje zraka, a u proljee se zagrijavanje tla odvija od povrine prema dubljim slojevima, dok u jesen taj proces tee obrnuto tj. najkasnije se hlade dublji djelovi tla. Toplina je od posebne vanosti za aeraciju tla, kretanje vlage u tlu, klijanje i nicanje bilja i niz drugih aktivnosti. Dnevna kolebanja temperature12 biljee se od same povrine do dubine od 60 cm, pa je tako najvea amplituda dnevnog kolebanja na samoj povrini tj. dubini od nekoliko cm i moe biti od 20-40C. Prema veim dubinama u tlu kolebanja tem-perature se postupno smanjuju i iznose npr. na dubini od 30 cm oko 3C, dok na dubini od 60 cm nisu vea od 1C. Sezonska kolebanja temperature tla su puno manja i prije svega ovise o klimi ne-kog podruja. Dubina do koje se osjeaju sezonske promjene temperature je naj-vea u hladnim kontinentalnim podrujima i iznosi do 20m, a najmanja u tropima i iznosi do 10 m. U naem podneblju, razlika izmeu srednje ljetne i srednje zim-ske temperature u gornjih 100 cm tla iznosi oko 5C. Iz dostupnih literaturnih izvora13,14, za razdoblje 1951.-1975. i 1961.-2009. godine srednje mjesene temperature tla u R. Hrvatskoj na dubini od 5 cm kretale su se u ljetnim mjesecima od oko 22C do oko 27C. Najnie vrijednosti su na toj dubini zabiljeene u sijenju, a kretale su se od 0.1C do 6.5C. Na dubini od 20 cm naj-vie srednje mjesene temperature bile su uglavnom ljeti i kretale su se od 20C do 26C, a najnie srednje mjesene temperature na dubini od 30 cm bile su u sijenju i kretale su se od 1,7C do 8,1C. Danas se temperature tla u Hrvatskoj mjere15 na 58 meteorolokih postaja i to na dubinama 2, 5, 10, 20, 30, 50 i 100 cm.


24 od 146

2.1.3 Kemijske znaajke tla

Kemijske znaajke tla posljedica su velikog broja raznovrsnih pedogenetskih procesa i preds-tavljaju vrlo vaan imbenik plodnosti tla te izravno utjeu na bioloke, mehanike i fizikalne znaajke tla i plodnost tla. Kemijskim procesima u tlu iz primarih minerala nastaju novi spo-jevi, ovisno o danim uvjetima temperature, vlanosti i tlaka, pri emu se neki od nastalih spo-jeva nepovratno gube u procesima ispiranja tla, a neki se ukljuuju u geokemijske ili bioloke cikluse pa se brojnim daljnjim transformacijama vraaju u tlo. Najvanija kemijskla sastavnica tla je humus.

2.1.3.1 Humus u tlu pod humusom kao specifinom organskom tvari tla ko-loidnog karaktera, podrazumijeva se sva mrtva organska tvar u tlu koja je nastala nepotpunom razgradnjom u procesima humifikacije biljnih, ivotinjskih ostataka te mikroorganizama. Humus je stabilna amorfna, smea do crna smjesa koloidnih supstanci vrlo sloenog sastava, koji se ne moe izraziti jedinstvenom kemijskom formulom. Primarno sadri16 ugljik u koncentraciji od 52-60%, kisik 32-38%, vo-dik 3-4%, duik 4-5%, fosfor 0,4-0,6%, sumpor 0,4-0,6% i huminske tvari koja ukljuuje fulvo kiseline, huminske kiseline i humine. S obzirom na sadraj pojedi-nih frakcija, razlikujemo dva osnovna oblika humusa: blagi ili zreli humus te kise-li ili sirovi humus. Blagi ili zreli humus preteito se sastoji od huminskih kiselina i njihovih soli, otporan je na razgradnju i tlu osigurava najbolje kemijske, fizikal-ne i bioloke znaajke (poboljava agregaciju, vodni kapacitet, otpornost prema eroziji; poveava pristupanost hranjiva za rast biljaka, izvor je N, P i S; izvor je energije za mikro i makro organizme, poveava mikrobioloku raznolikost itd.) Kiseli ili sirovi humus nastaje sporom humifikacijom u uvjetima hladne i vlane klime, niskog pH tla, a organski ostaci su siromani bazama i duikom. Kiseli ili sirovi humus je nepovoljan oblik humusa. Izmeu ova dva oblika humusa postoji vie prelaznih oblika, ije znaajke i utje-caj na tlo ovise o nizu razliitih imbenika (osobine tla, vrsta vegetacije, broj i vrsta mikroorganizama i dr.).

2.1.3.2 Sorptivna sposobnost tla je vrlo vana znaajka tla koja uglavnom ovisi o teksturi tla, a predstavlja sposobnost tla da u sebi vee i zadrava razliite tvari ione i molekule u otpini tla, koloidne estice suspendirane u vodi, estice veih dimenzija i mikroorganizme koji ive u tlu. Mehanizmi tog vezanja mogu biti mehaniki, fizikalni, kemijski, fizikalno-kemijski i bioloki.

mehanika sorpcija je zadravanje estica u tlu ije su dimenzije vee od dimenzija pora te im je onemogueno kretanje kroz tlo tj. tlo sa svojim sustavom pora djeluje kao prirodni filter. Ova sorpcija ima pozitivnu ulogu jer zadrava glinovitu frakciju i smanjuje vodopropusnost.

fizikalna sorpcija je proces fizikalnog vezanja molekula plinova ili u vodi otopljenih molekula na koloidne estice tla. Ovo vezanje se dogaa pod utjecajem sila povrinskog privlaenja koje nastaju na granici izmeu


25 od 146

krute i tekue faze tla. Na ovaj nain se oko krutih estica nagomilavaju tvari koje smanjuju povrinski napon, a smanjuje koncentracija tvari koje ga poveavaju (nitrati i kloridi).

kemijska sorpcija ili kemisorpcija je proces transformacije kemijskim putem lakotopljivih spojeva u tee topljive spojeve ili pak kada ti spojevi stupaju u reakciju s kationima vezanim u adsorpcijskom kompleksu tla. Kemijska adsorpcija obino je ireverzibilna, ostvaruje se kemijskim veza-ma pri emu nastaje monomolekularni sloj novog kemijskog spoja koji dobro prijanja uz povrinu i teko se od nje odvaja. S obzirom na tendenciju ka kemisorpciji spojevi u tlu se dijele u tri skupi-ne i to: - spojevi koji se kemijski ne sorbiraju jer se ne mogu vezati u tee to-

pljve oblike (kloridi, nitrati i nitriti); - spjevi koji se kemijski slabo sorbiraju (sulfati) i - spojevi koji se kemijski jako sorbiraju (fosfati, karbonati i silikati).

fizikalno-kemijska sorpcija sastoji se u tome to je tlo u stanju zamije-

niti jedan dio svojih kationa s ekvivalentnom koliinom kationa iz otopine tla. Naime, to je proces u kojem se na povrinu koloidne estice negativ-nog naboja fizikalno-kemijskim silama veu kationi iz otopine tla i to tako da ih biljka preko korijena moe primati. Svi organski i mineralni koloidi koji imaju sposobnost sorpcije kationa nazivaju se adsorpcijski ili kation-sko-izmjenjivaki kompleks tla6. Ovaj adsorpcijski kompleks utjee na mnoge osobine tla, opskrbu biljaka biogenima elementima, a vrlo vana injenica je da utjee i na mogunost vezivanja oneiujuih tvari.

bioloka sorpcija je pojava kada biljka iz otopine tla prima hraniva i druge tvari u ionskom obliku (NH4+, NO3-, H2PO4-, HPO42-, K+, Ca2+, Mg2+, SO4

2-, Fe2+, Mn2+, Zn2+, Cu2+, MoO42-, H2BO3-, Cl-, itd.) i tako aku-mulira biogene elemente u netopljivi organski oblik, a sve se dogaa uz sudjelovanje viih biljaka i mikroorganizama. Jedna od vrlo vanih zna-ajki ovog oblika sorpcije je pojava selektivnosti, a sastoji se u tome to korjenov sustav ivih biljaka i mikroorganizmi apsorbiraju iz tla mineralne spojeve koji im slue za ishranu.

2.1.3.3 Kemijski sastav tekue faze tla Za vodu u tlu se ne moe rei da se nalazi u istom stanju (bez boje, okusa i mirisa), jer uvijek, makar i u malim koli-inama sadri otopljene razliite tvari, pa se moe rei da je voda u tlu zapravo otopina ili suspenzija tla17. Naime, voda koja u obliku padalina dospije na tlo, na svom putu kroz atmosferu prima i otapa razliite plinove, prainu, au i soli koje joj mijenjaju kemijski sastav. Kemijski sastav ove vode se nastavlja mijenjati svo-jim prolaskom kroz tlo, s obzirom da stupa u niz reakcija s krutom i plinovitom fazom tla, obogaujui se mineralima i tvarima iz tla.


26 od 146

Tako nastala vodena otopina tla predstavlja vrlo dinamian sustav u kojem se od-vija niz reakcija18 unutar tekue faze, slika 13, a to ovisi o nizu imbenika. Na slici 13 je prikazana dinamika ravnotea reakcija u tlu gdje iz vodene otopine tla biljke uzimaju ione (1), a nakon razgradnje ostataka biljke, nastali produkti ulaze u otopinu tla (2). Ione iz otopine tla moe vezati adsorpcijski kompleks tla, dakle glina i organski koloidi (3), a one desorpcijom mogu biti vraene u otopinu tla (4). U uvjetima prezasienosti otopine bilo kojim kationom, isti se moe istalo-iti (5) sve dok se ne postigne ravnotea, a jednako tako, ako otopina nije prezasi-ena, on moe biti otopljen i prei u otopinu tla (6). Ioni iz otopine mogu ispira-njem biti transportirani kroz masu tla do podzemnih voda (7), a jednako tako zbog suenja tla evaporacijiom i transpiracijom dolazi do kapilarnog dizanja vode i u njoj otopljenih iona do povrine (8). Slino biljkama, i mikroorganizmi mogu biti konzumenti iona biogenih elemenata iz otopine tla (9), a ugibanjem organska tvar njihove mase bude razgraena, pri emu se ioni oslobaaju i vraaju natrag u oto-pinu tla (10). Plinovi mogu biti sastavni dio zraka u tlu (11) ili biti otopljeni u otopini tla (12). Sadraj otopljenih tvari u otopini tla izraava se u mg/l (mg/dm-3) ili u masenim postotcima u odnosu na tlo. Koncentracije otopljenih tvari variraju, a njihove promjene su ovisne o uvjetima u tlu i intenzitetu procesa otapanja minerala, ad-sorpcije, desorpcije, ispiranja ili fiksacije. I mehaniki sastav tla posredno utjee na satav otopine tla jer vrijedi pravilo da se laka tla, u odnosu na teka, lake i bre ispiru6.

Slika 13. Prikaz ravnotenog stanja otopine tla18


27 od 146

2.1.3.4 Reakcija tla je vrlo vana znaajka tla jer izravno utjee na kemijske procese u tlu i ishranu bilja, odnosno pristupanost biogenih elemenata i ivotne funkcije organizama tla. Meu mnogim procesima koji se odvijaju u otopini tla, jedan od vrlo znaajnih za vodenu otopinu svakako je disocijacija kiselina i njiho-vih soli, odnosno baza i njihovih soli, pri emu se oslobaaju H+ (ioni vodika) i OH- ( ioni hidroksilne skupine). Ovisno o koncentraciji H+ odnosno OH- iona otopina tla moe biti kisela, ako do-miniraju vodikovi ioni, neutralna ako im je koncentracija izjednaena, ili lunata, ako u otopini prevladavaju hidroksilni ioni. Reakcija otopine tla se kvantitativno izraava u pH jedinicama. Ako se u 1 litri otopine tla nalazi manje od 10-7 vodikovih iona (H+), ona e biti bazina (lunata), a ako ih ima vie, takva e otopina biti kisela. Dakle, vrijednost pH < 7 oznaava kiselu reakciju, a pH > 7 oznaavaju bazinu (lunatu reakciju). Iako vrijednost pH = 7 oznaava neutralnu otopinu, sa stajalita kemije tla, neutralna vrijednost reakcije tla 6,10 kree se u podruju pH vrijednosti od 6,5 do 7,2. Poveanje kiselosti tla (viak H+ iona) u otopini tla posljedica je disocijacije sla-bih anorganskih i slabih organskih kiselina (ugljine, sulfitne,) koje u tlo mogu dospjeti iz atmosfere kinicom (tzv. kisele kie), ili pak primjenom fiziloki kise-lih gnojiva. Porast koncentracije OH- iona u tlu obino je posljedica disocijacije luina, bazi-nih soli (prije svega Na-, Ca- i Mg-karbonata i bikarbonata) u procesu adsorpcije Na+ iona na kolidnom kompleksu tla te disocijacije u vodi otopljenog amonijaka (NH3). Koncentracija H+ odnosno OH- iona je promjenjiva veliina i razliita je za razli-ite tipove tala, i ona se zna razlikovati u pojedinim horizontima istog profila tla, a mijenja se i u toku godine. To je i za oekivati, s obzirom na to da razliiti utjecaji na tlo pojedinano ili u kombinaciji vie njih odreuju kemijsku reakciju otopine tla, a oni mogu biti: razliito pritjecanje vode u tlo, vrlo dinamini procesi transfo-ramcije i premjetanja mineralne i organske sastavnice tla, promjenjiva aktivnost organizama u tlu (disanje i produkcija CO2), kapacitet i stanje zasienost adsor-pcijskog kompleksa tla, te antropogeno djelovanje na tlo (agrotehnike mjere, na-vodnjavanje, gnojidba) itd. Vrlo je vana kiselost tla, koja moe izazvati poremeaj ishrane bilja, jer blokira hranjiva u tlu, tako da ih biljke ne mogu primati. Jednako tako, ako je vrijednost pH >7,5 radi se se o bazinoj reakciji. I u ovom sluaju dolazi do poremeaja pri-manja hraniva od strane biljaka. Vrijednosti pH u obraenim tlima kreu se u ras-ponu pH 5,0 - pH 8,0. U sluaju odstupanja od tog intervala u poljoprivrednim tlima mogue je izvriti korekciju reakcije tla kalcizacijom (dodavanje vapnenih materijala) ime se kisela reakcija popravlja do neutralne, a sadrenjem (dodavanje sadre) to se postie u bazinim tlima. U naim poljoprivrednim tlima ea se jav-lja prekomjerna kiselost pa stoga treba primijeniti mjeru kalcizacije, odnosno primjenu vapnenog materijala kako bi se smanjila kiselost tla.


28 od 146

2.1.4 Bioloke znaajke tla Bioloke znaajke oslikavaju podobnost tla kao stanita za raznoliki ivi svijet, jer je tlo veli-ka ivotna zajednica, u kojoj su svoje stanite nale mnogobrojne biljke i ivotinje. Vrlo gru-bim razvrstavanjem ih moemo razvrstati u dvije skupine i to na makroorganizme, koji su vidljivi naim okom, i mikroorganizme, koji nisu vidljivi, kako je to i prikazano19 na slici 14. Njihov broj moe dostii i nekoliko milijardi u samo jednom gramu tla, a meu njima najbro-jiniji pripadaju u slijedee grupe: bakterije, alge, gljive, protozoe, insekti.

Slika 14. ivi svijet na tlu i u tlu19

Tlo je stanite i genski rezervat brojnih mikro i makro organizama, odnosno pedoflore i pedo-faune, pa se obino kae da je tlo poetna i zavrna toka biolokih kruenja te rezervat gena i temelj bioloke raznolikosti. Broj ivih organizama ispod povrine tla viestruko je vei nego na povrini tla, o emu rjeito govori podatak da dobro, plodno tlo u oraninom sloju sadri oko 25 t/ha ivih organizama, od toga 10 tona bakterija i aktinomiceta, 10 tona gljivica, 4 tone kinih gujavica, a jednu tonu ostalih organizama, meu kojima itav niz izuzetno korisnih7,20. Mnogi ivi organizmi u tlu nisu puno vei od glave pribadae, a njihova brojnost se moe slikovito prikazati podatkom da jedna juna lica tla sadri oko 50 milijardi mikroba, ili proc-jenom21 da se u svakom gramu tla nalazi oko 3x106 do 5x108 bakterija; 106 do 2x107 aktino-miceta; 5x103 do 106 gljivica; 103 do 106 kvasca; 103 do 5x105 protozoa; 103 do 5x105 algi i oko 10 do 5x103 nematoda. Plodno tlo se odlikuje visokom biogenosti, biolokom aktivnosti i biolokom raznolikou pa tako vrijedi to je tlo plodnije, to je ukupni broj organizama i njihova raznolikost vea. Vano je napomenuti, da ovaj ivi svijet koji ivi u tlu i na tlu se ne smatra dijelom tla pedosfere, ve pripada biosferi6, iako ima znaajan utjecaj na tlo i njegove znaajke.


29 od 146

Organizmi tla (flora i fauna) tijekom svog ivotnog ciklusa vre izmjenu tvari i energije odno-sno sudjeluju u razliitim procesima transformacije organske i mineralne tvari. Tako npr. tra-ve svojim gustim iliastim korijenovim sustavom dobro proimlju tlo i imbenik su tvorbe stabilne mrviaste strukture tla. Akumuliraju velike koliine biogenih elemenata u povrin-skom, humusnom horizontu i uvaju ih od ispiranja. U odnosu na travne biljne zajednice, ume ostavljaju manje organskih ostataka i tvore um-sku prostirku listinac, koji upija velike koliine vode i onemoguava njeno otjecanje po povrini, pa na taj nain umanjuje erozijske procese. Listinac regulira toplinski reim tla, a kroz procese humifikacije i mineralizacije sudjeluje u tvorbi humusa i oslobaanju biogenih elemenata. Kulturne biljke za razliku od prirodne vegetacije ne vraaju svu organsku tvar tlu22 na koje-mu su rasle, jer se pri uzgoju kulturnog bilja iz tla iznose velike koliine hranjiva, pa tako tlo osiromauje biogenim elementima. S druge strane, intenzivnom obradom tla pospjeuju se aerobni procesi njegove mineralizacije i na taj nain smanjuje sadraj humusa u tlu. U mikrofaunu tla ubrajaju se nematode, protozoa i rotatoria, a zadaa im je razgraditi organ-sku tvar i mijeati ju s mineralnom komponentom. U mikroorganizme se ubrajaju bakterije, aktinomiceti, gljive i alge, a sudjeluju u razliitim procesima transformacije organske tvari. Makrofauna, naroito kine gliste kao najzastupljenija vrsta u vlanim tlima sudjeluje u tvor-bi stabilne strukture tla, mijea i prozrauje tlo. U tlu se nalazi 10 1000 kg/ha ive organske tvari kinih glista. U suhim tlima, rad glista zamjenjuju grinje, stonoge i insekti, a od sisavaca prevladavaju tekunica, hrak, jazavac, krtica i poljski mi.

2.1.5 Plodnost tla Plodnost tla je njegova sposobnost da biljkama osigura potrebne hranjive elemente, vodu, zrak, toplinu, odnosno da osigura sve povoljne uvjete za razvoj korjenovog sustava, dok se plodnost netaknutog (''djevianskog'') tla moe definirati kao njegov kapacitet da zadovolji potrebe prirodne uravnoteene populacije23. Pod pojmom plodnost tla podrazumijevamo sposobnost tla da biljkama osigura pogodne uvje-te za njihov razvoj, a to su hranjive tvari, voda, zrak, toplina6,7,24, pa je prema tome vrlo vana za osnovnu proizvodnju organske tvari, kao kljunog procesa za ivot na Zemlji. Znaajke tla kljune za njegovu plodnost, mogu se mjeriti, kvantificirati i na temelju toga ocijeniti plod-nost tla. Plodnost tla se dijeli na vie naina, pa se tako npr. prema naem tloznanstveniku akademiku M. Graaninu (1901.-1981.) dijeli na potencijalnu i efektivnu plodnost25:

potencijalna plodnost ili ukupna plodnost je definirana ukupnim sadrajem vode, zraka i biljnih hranjiva u tlu i toplinskim prilikama tla.

efektivna plodnost predstavlja koliinu biljci pristupane vode, zraka i biljnih hra-njiva, dakle sposobnost da osigura biljkama uvjete za rast i razvoj. Najpoudanije mje-rilo efektivne plodnosti tla je veliina prinosa kultura na nekom tlu uz odreene kli-matske prilike i njegu, pa se esto naziva i produktivnost tla.


30 od 146

V. Mihali i F. Bai u svojoj knjizi26 pojanjavaju tzv. Edelmanovu podjelu plodnosti tla na primarnu, prirodnu, tradicionalnu i tehnoloku (plodnost poremeenih tala): primarna plodnost predstavlja plodnost tzv. ''djevianskog'' tla nakon privoenja kulturi

uklanjanjem prirodne vegetacije, kratkotrajna je, a nakon njenog iscrpljivanja mineralizaci-jom humusa akumuliranog pod prirodnom vegetacijom slijedi prirodna plodnost.

prirodna plodnost preostaje nakon iskoritenja primarne plodnosti i to je plodnost ve-ine tala u eksploataciji. Ovisi o tipu tla, dubini tla, reljefu, teksturi, grai profila, drenira-nosti, itd. Na oraninim tlima prirodna plodnost je glavni pokazatelj sposobnosti tla kao supstrata za uzgoj kultura.

tradicionalna plodnost predstavlja plodnost tla pod tradicionalnim koritenjem, nakon due uporabe stajskog gnoja, uzgoja djetelinsko-travnih smjesa, leguminoza tradicional-nih sustava zahvata na tlu.

tehnoloka plodnost se temelji na primjeni modernih sredstava i znanstvenih rjeenja u uzgoju bilja; suvremene mehanizacije, melioracijskih zahvata odvodnje i navodnjavanja, mineralnih gnojiva i sredstava za zatitu bilja.

3. ULOGA TLA U OKOLIU

Tlo je prirodni, uvjetno obnovljivi resurs u kojem je mogua vrlo brza degradacija, meutim ije je nastajanje i regeneracija vrlo spora, o emu korisnik tla treba voditi brigu bez obzira na nain koritenja tla. Prema svojim znaajkama tlo je vienamjensko dobro, ije gospodarenje mora biti usklaeno s konceptom Meunarodne konferencije odrane u Maastrichtu 1999. u organizaciji FAO i Nizozemske vlade, pod nazivom Vienamjensko obiljeje poljoprivrede i tla VOPT (engl. Multifunctional character of agriculture and land MFCAL). Naime, tlu je nakon niza godina, osim proizvodne uloge, posveena pozornost kao prirodnom dobru koje ima i druge ne manje vane uloge, poput ekoloko-regulacijske, bioloko-regulacijske, uloge prirodne pohrane (skladitenja) tvari, prostorne uloge tla, uloge oblikovanja krajobraza te konzervacijsko-arhivske uloge7,20. U prilog ovom govori i niz literaturnih podataka27-31 o interesu znanstvene javnosti koja u poslijednjih desetak godina intenzivnije prouava, uz proizvodnu ulogu, i ostale uloge tla. Koncept koji polazi od injenice da tlo ima vienamjenske uloge, sadran je i dokumentima pravne steevine EU, gdje se tlu i njegovoj zatiti daje pozornost, iako neki tvrde nedovoljna. Naime, jo 2006. godine izraen je prijedlog32 Direktive Europskog parlamenta i Vijea o utvrivanju okvira za zatitu tla i izmjenama Direktive 2004/35/EC (engl. Proposal for a Di-rective of the European Parliament and of the Council establishing a framework for the pro-tection of soil and amending Directive 2004/35/EC) u kojem je utvren okvir zatite tla i os-posobljavanje tla za obavljanje svih okolinih, gospodarskih, drutvenih i kulturnih uloga.


31 od 146

3.1 Proizvodno gospodarska uloga tla 3.1.1 Primarna proizvodnja organske tvari

Najvanija, nezamjenjiva i primarna uloga tla je njegova proizvodna uloga, odnosno opskrba biljke vodom, zrakom i hranjivima, to omoguuje proizvodnju biomase organske tvari procesom fotosinteze koji je kljuni proces za ivot na Zemlji - slika 15. U toj ulozi tlo je nezamjenjiv imbenik odravanja prirodne i kulturne vegetacije, dakle poljoprivrede i umarstva - gospodarskih grana koje su oslonac odrivog razvitka. Proizvodnjom organske tvari u ovim gospodarskim granama ovjek podmiruje svoje prehrambene i neprehrambene potrebe, slika 16, tj. opskrbljuje se hranom (kruh, meso, voe, povre), sirovinama za izradu odjee i obue (vuna, koa, lan, konoplja), lijekovima i zainima (ljekovito i zainsko bilje), energijom (uljarice, ogrijevno drvo, alkohol, biodizel), itd.

Slika 15. Tlo kao "kolijevka" organske tvari ivota na Zemlji


32 od 146

Slika 16. Tlo kao medij za podmirenje ovjekovih prehrambenih i neprehrambenih potreba

U prilog znaaju tla kao medija za podmirenje ovjekovih prije svega prehrambenih, a zatim i drugih potreba, govori i podatak da se danas oko 95 % hrane koja stie na na stol proizvodi na tlu20. Iako se danas za koritenje tla u navedenim gospodarskim granama koriste napredne tehnologije i suvremeni procesi obrade, jo uvijek gospodarenje tlom nije na potrebnoj razini i njegova zatita nije dovoljna, to potvruje i injenica da je tlo kao sastavnica ekosustava tj. njegovo koritenje i zatita u sreditu interesa znanstvenika irom svijeta.

3.2 Ekoloko-regulacijska uloga tla 3.2.1 Klimatsko-regulacijska uloga

Tlo zauzima znaajno mjesto u biolokom kruenju tvari i energije i predstavlja poetnu i zavrnu kariku u lancu biotransformacije organskog ugljika te snano utjee na sadraj i ukupnu koliinu kako CO2 tako i drugih staklenikih plinova. Naime, sloj humusa na naem planetu ili humosfera koja je trei po redu rezervoar ugljika i sadri 23x1014kg (2300 Gt) ug-ljinog dioksida, odmah poslije oceana koji sadri najvie tj. 38x1015kg (38000 Gt) i litosfere koja sadri 5x1015kg (5000 Gt). Ovaj humosferin rezervoar ugljika je u izravnoj vezi s rezer-voarom biosfere koji sadri ugljik u koliini od 6x1014kg (600 Gt) i atmosfere sa njenih 77x1013kg (770 Gt) ugljika33, slika 17.


33 od 146

U ovim sastavnicama biosfere, svakodnevno se dogaaju promjene sadraja ugljika odnosno ugljikova dioksida i to zbog dobro poznatih procesa fitosinteze kojim biljke pretvaraju CO2 u organsku tvar, zatim razgradnje organske tvari i vraanja CO2 u atmosferu

34, kao i zbog djelo-vanja metabolita faune tla, poljoprivredne djelatnosti, oneienja tla iz razliitih izvora itd.

Slika 17. Globalni biogeokemijski ciklus ugljika33

Znaaj tla i njegova klimatsko-regulacijska uloga se moe ilustrirati slijedeim primjerom35: Ako se s jednog hektara oranine povrine odvoji povrinski sloj tla do 30 cm, to odgovara koliini tla od 3.000 m3 ili masi od 4.000 t (spec. te. tla ~ 1,3 kgdm-3). Ako je sadraj humusa u tome tlu 2,5 %, to je realna vrijednost, tada bi u sloju tla od 30 cm po hektaru bilo ak 100 tona humusa. Pretpostavimo li da ovaj humus sadri 58 % ugljika, to e u tih 100 tona po hek-taru u povrinskom sloju tla biti vezano 58 tona ugljika to odgovara koliini od 212 t CO2/ha. Na temelju ovakvih izrauna, pojavila se i zamisao koja je u poetku izgledala obeavajue i vizionarski, a temeljila se na mjerama za poveanjem sadraja humusa u tlu koji bi vezao CO2, to bi predstavljalo jedan od naina zatite klime. No, ova zamisao je imala i ogranienja u vidu biolokih barijera koje su se ogledale u injenici da se sadraj humusa ne moe pove-avati unedogled kao i to i da je sustavno poveanje sadraja humusa sloen i dugotrajan proces. Ovdje je napomenuti da, iako humus akumulira ugljik, a time i CO2, sustavnom proizvodnjom humusa se ne moe spasiti (svjetska) klima, ali se moe poboljati "poljoprivredna bilanca", jer se u humusu moe vezati jedan dio CO2 nastalog u poljoprivrednim aktivnostima. Stoga, zatita klime e biti uinkovitija ako i drugi sektori (promet, industrija, proizvodnja energije) na odriv nain reduciraju emisije CO2 iz svojih djelatnosti, jer se ne smije zaboraviti da tlo ima svoju funkciju i znaenje u skladitenju ugljika no, ne treba ju precjenjivati.


34 od 146

3.2.2 Tlo kao prijemnik (receptor), sakuplja (akumulator)

S obzirom na poloaj tla izmeu litosfere i atmosfere, izravan dodir s hidrosferom i antroposferom, odnosno biosferom, tlo je prijemnik (akceptor) niza razliitih tvari koje na njega dospjevaju iz atmosfere oborinama ili gravitacijskim taloenjem (kisele kie i suha depozicija praina) ili ih ovjek hotimice i manje-vie nekontrolirano unosi pri uporabi tla u izgradnji i koritenju infrastrukture (oneienje tla ispiranjem autocesta) ili pak koritenjem tla u poljoprivredne svrhe (sredstva za zatitu bilja, gnojiva), slika 18. Sve ove oneiujue tvari su ekoloki relevantne za sve sastavnice biosfere i okolia uope. Ovoj skupini tvari pripadaju na prvom mjestu teke kovine i sva organska oneienja iz industrije, ali i niz sredstava koja se koriste u poljoprivredi kao to su biljna hranjiva unijeta u tlo gnojidbom, kao i ostaci sredstava za zatitu bilja. Posebno mjesto u oneienju tla zauzimaju industrijska postrojenja koja svojim emisijama isputaju u okoli razliite praine koje su obino razliita kruta oneienja poput spojeva metala i nemetala (oksidi, karbonati, hidroksidi, ) te plinovita oneienja poput SO2, NOx, NH3, H2SO4, HCl, HF, HCN, H2S, CO, CO2,CH4, itd. Posebno znaajno mjesto zauzimaju teki metali i njihovi spojevi kao i niz organskih oneienja poput benzena, fenola, policik-likih aromatskih ugljikovodika, polikloriranih bifenila (PCB), polikloriranih dibenzo-p-dioksina (PCDD), polikloriranih dibenzofurana (PCDF), itd.

Slika 18. Neki od izvora oneienja tla (industrijska praina, kisele kie, mineralna gnojiva,)


35 od 146

Zahvaljujui mehanikoj, fizikalnoj i fizikalno-kemijskoj sorpciji mnoge od navedenih oneiujuih tvari se mogu nakupljati u tlu pa tako tlo postaje medij koji ima ulogu sakupljaa (akumulatora). Oneiujue tvari iz tla mogu dospjeti u druge sfere, primjerice u hranidbeni lanac biosferu ili ispiranjem dospjevaju u podzemne vode, te na taj nain tlo postaje izvor oneienja. Veliki broj oneiujui tvari u tla, mogu zaostati u tlu ili se akumulirati u sedimentima pa otuda dospjeti izravno u prehrambeni lanac. Takoer se mogu isprati oborinama i dospjeti u vodene tokove, a otuda i u pitku vodu te izazvati velike zdravstvene smetnje u ljudi, odnosno ivotinja. Zbog toga se danas poduzima niz mjera i postupaka kojima se tlo, a i cijeli okoli nastoji zatititi od daljnjeg oneienja posebice postojanim organskim tvarima kao to je veina pesticida. O razinama postojanih organo klornih spojeva u tlu u naoj zemlji relativno je malo podataka, jer se do nedavno nisu provodila sustavna ispitivanja. Neki literaturni podaci36-38 odreivanja ukupnih PCB-a u uzorcima povrinskih tala, pokazali da su u veini uzoraka skupljenih u urbanim i ruralnim podrujima maseni udjeli PCB-a ka-rakteristini za globalno oneienje okolia (


36 od 146

Razgradnji u tlu, u kraem ili duem vremenskom razdoblju, podlona su i gotovo sva organska oneienja, kao to su PAH, ostaci pesticida i petrokemikalije.

3.2.4 Tlo kao prirodni proista (filter) vode

Jedna od najznaajnijih uloga tla, svakako je njegova sposobnost proistaa ili filtera za oborinsku vodu, ime titi pitku podzemnu vodu od oneienja, slika 20. O znaaju te sposo-bnosti govori podatak da 65% puanstva Europe koristi pitku vodu iz podzemne vode7, pa je vrlo vano da voda koja se nakuplja u podzemlju bude dobre kvalitete za pie i da ne sadri tetne tvari koje "ispiranjem" atmosfere padalinama mogu dospjeti u podzemnu vodu. Jednako tako je vano da u procesima sorpcije i desorpcije iz tla, za vrijeme protjecanja obo-rinskih voda kroz tlo, ne doe do "ispiranja" oneiujuih tvari iz tla u podzemne vode. Nai-me, poznato je da poljoprivredna djelatnost ima i svoje negativne strane tj. moe biti izvor pojave nekih oneiujuih tvari u tlu, pa tako npr. najozbiljnije oneienje pitke podzemne vode su nitrati iz duinih mineralnih gnojiva, bez kojih nema visokih prinosa. Stoga se primjeni mineralnih gnojiva i moguim posljedicama u obliku zadravanja i akumu-lacije u tlima njihovih ostataka (nitrati, fosfati, sulfati) koji mogu imati tetne posljedice po zdravlje ljudi, pridaje znaajna pozornost.

http://extension.missouri.edu/p/WQ24 Slika 20. Shematski prikaz filtriranja oborinskih voda u sloju tla

Filtracijsko djelovanje tla ovisi o njegovoj sorptivnoj sposobnosti koja je izravno povezana s teksturom tla, a predstavlja sposobnost tla da u sebi vee i zadrava razliite tvari ione i molekule u otpini tla, koloidne estice suspendirane u vodi, estice veih dimenzija i mikro-organizme s kojima doe u doticaj. Mehanizmi tog vezanja mogu biti mehaniki, fizikalni, kemijski, fizikalno-kemijski i bioloki, a o emu je bilo rijei u poglavlju 2.1.3.2.


37 od 146

3.2.5 Tlo kao pufer

Djelujujui kao snaan puferski sustav tlo sve oneiujue tvari, koje suhom ili mokrom depozicijom dospiju u njegovu masu ili se pak oslobaaju u njemu mineralizacijom organske tvari, transformira u neaktivni oblik. Na taj nain tlo sprijeava stresne promjene u tlu koje bi mogle izazvati tetne posljedice po pedofloru i pedofaunu. Tako npr. tlo puferira kisele sastavnice pomou kationa, kao to su Na+, K+ Ca2+, Mg2+, i dr., i tako sprjeava nagle vee promjene reakcije tla. Puferizacija se vri i drugim mehanizmima, kao to je vezanje oneiujuih tvari na adsorpcijski kompleks. Kapacitet adsorpcije odnosno puferizacije tla tj. njegova sposobnost vezivanja tvari, kako je prikazano39 na slici 21, je ograniena i od trenutka kada njegov adsorpcijski kompleks postane zasien, tlo moe postati izvor emisije oneienja u podzemne vode.

Slika 21. Shematski prikaz adsorpcijskog kapaciteta39

3.3 Bioloko-regulacijska uloga tla 3.3.1 Tlo kao izvor genskog bogatstva i zatite biolokog raznovrsja

Tlo je stanite vrlo velikog broja biljnih i ivotinjskih organizama i predstavlja temelj biolo-ke raznolikosti ili biodiverziteta (engl. Biological diversity/Biodiversity). Pojmom bioloke raznolikosti obuhvaeni su svi ivi organizmi u atmosferi, na tlu i u vodi, a ukljuene su raz-nolikosti unutar vrsta (genetske raznolikosti), izmeu vrsta (raznolikost organizma) i ekosus-tava (ekoloke raznolikosti)7,40.


38 od 146

Tlo je jedan od prirodnih najsloenijih ekosustava i sadri tisue razliitih organizama, koji doprinose odvijanju globalnih ciklusa bez kojih ivot nebi bio mogu. Broj ivih organizama ispod povrine viestruko je vei nego na povrini tla, o emu rjeito govori podatak da dob-ro, plodno tlo u oraninom sloju sadri oko 25 tona/ha ivih organizama, meu kojima itav niz izuzetno korisnih. Naime, nigdje u prirodi nisu vrste mikro i makro organizama tako gusto rasporeene kao u zajednicama koje su nale svoje stanite u tlu. Primjerice, vie od 1 000 vrsta beskraljenjaka mogu se nai u jednom etvornom metru europske bukove ume; mnogi od svjetskih kopne-nih vrsta kukaca su stanovnici tla u bar nekoj fazi njihovog ivotnog ciklusa; jedan gram tla moe sadravati milijune jedinki i nekoliko tisua vrsta bakterija. Tlo, koje nije oneieno moe sadravati nekoliko vrsta kraljenjaka, nekoliko vrsta glista, 20-30 vrsta grinja, 50-100 vrsta kukaca, na desetke vrsta nematoda, stotine vrsta gljiva, a moda i tisue vrsta bakterije i aktinomiceta40, slika 22.

Slika 22. Neki od ivih organizama u tlu40

Pedofauna obuhvaa niz makroorganizama, od gujavica, pueva, pauka, kukaca, grinja, sto-noga do nematoda, skokunaca i dr. To su iskljuivo heterotrofi, koji se hrane mikroorganiz-mima, biljnim ostatcima ili korijenom viih biljaka pa djeluju kao tetnici. Kao to je poznato, osobito veliko, zapravo nenadoknadivo znaenje imaju kine gujavice. Gujavice prozrauju i dreniraju tlo, slika 23, formiraju veoma vrijedne strukturne agregate i pouzdan su indikator povoljnog stanja u tlu. S obzirom da plodno tlo ima visoku biogenost, bioloku aktivnost i bioloku raznolikost pa vrijedi: to je tlo plodnije to je ukupan broj organizama i njihova raznolikost vea.


39 od 146

http://njaes.rutgers.edu/organiclandcare/lifeofsoil.html Slika 23. Gujavica u tlu

3.4 Tlo kao medij prirodne pohrane (skladitenja) tvari

Zahvaljujui svojoj poroznosti i fizikalnim silama adhezije, povrinske napetosti i kapilarnim silama tlo u svojoj masi dri velike koliine vode, koju biljke uzimaju putem korijena i koriste za fotosintezu. Opisanim mehanizmima sorpcije, najvie zahvaljujui koloidnim esticama tla humusu i glini, tlo obavlja za ivot izuzetno znaajnu ulogu prirodnog skladitenja biljnih hranjiva, pri emu taj mehanizam dranja nije jednostavan. Naime, voda i hranjiva se za tlo veu adsorpcijskim silama koje su vee od sile tee, i tako se odupiru ispiranju, a manje od sila kojima ih korijen biljke usisava. Biljka hraniva otopljena u vodi uzima putem korijena, a najvei dio vode isputa u atmosfe-ru41, snano utjeui na vodni reim i klimatske prilike, slika 24.

Slika 24. Ciklus vode u prirodi41


40 od 146

3.5 Prostorna uloga tla

Oduvjek je tlo koristilo ovjeku u zadovoljavanju njegovih ivotnih potreba, pa je pedosfera u povijesti ovjeku osiguravala prostor za bavljenje poljoprivrednom i umarskom djeltanou, izgradnju naselja, industrijskih i poslovnih prostora, prometnica, sportskih i rekreacijskih objekata itd. Kada se govori o prostornoj ulozi tla, vano je razlikovati pojam tlo od pojma zemljite. S obzirom da smo na poetku tlo definirali kao gornji sloj Zemljine kore, smjeten izmeu stjenske podloge i atmosfere, a sastoji se od estica minerala, organske tvari, vode, zraka i ivih organizama, zemljite je fizikalni prostor42-44 koji obuhvaa: tlo, klimu, hidroloka i geoloka svojstva, te vegetaciju u opsegu koji utjee na mogunost koritenja, zatim rezultate prole i sadanje aktivnosti ovjeka s ili bez drutveno-ekonomskih uvjeta. Prema tome, zem-ljite je u irem smislu pojam za nain koritenja tla. Zemljite se, sukladno IPCC smjernicama45, razvrstava u est kategorija:

umsko zemljite (engl. Forest Land FL) obraslo umsko zemljite, ali sa umom definiranom kao podrujem veim od 0,1 hektara i drveem viim od 2 metra te sklopom kronji veim od 10%;

Zemljite pod usjevima (engl. Cropland - CL) ukljuuje sve povrine s jednogodinjim usjevima i viegodinjim nasadima, kao i zemljite koje se privremeno ne obrauje. Jed-nogodinji usjevi ukljuuju itarice, uljarice, povre, korjenasto povre, krmu. Viegodi-nji nasadi ukljuuju drvee i grmlje u kombinaciji sa zeljastim kulturama, kao i vonjake i vinograde;

Travnjaci (engl. Grassland GL) obuhvaaju panjake i ostale sline povrine koje se ne smatraju zemljitem pod usjevima. Takoer, ukljuuju povrine od zaputenih zemlji-ta do rekreacijskih povrina, kao i agrokulturne i umsko-panjake sustave kojima se gospodari i one kojima se ne gospodari;

Movarno zemljite (engl. Wetland WL) su sve povrine pokrivene ili zasiene vodom tokom cijele ili dijela godine, a koje nisu ve ukljuene u ostale povrine (umske, poljo-privredne, travnjake ili naselja). Ova kategorija moe biti podijeljena na povrine kojima se gospodari i one kojima se ne gospodari; npr. prirodne rijeke i jezera (podruja kojima se ne gospodari), a akumulacije kao povrine kojima se gospodari.

Naseljena podruja (engl. Settlements SL) se smatraju sve izgraene povrine, uklju-ujui prometnu infrastrukturu i naselja svih veliina, ukoliko nisu ukljuene u drugim ka-tegorijama. Ukljuuje sve tipove urbanih nasada koje funkcionalno ili administrativno moraju pripadati naseljima: drvorede, privatne i javne vrtove i parkove;

Ostalo zemljite (engl. Other Land OL) obuhvaaju golo tlo, stijene, led i sve ostale povrine kojima se ne gospodari i koje ne spadaju u prije navedene kategorije.

Raspored zemljita kontinentalnog dijela R. Hrvatske, ija povrina46 iznosi 56 594 km2 odnosno oko 5 659 400 ha razvrstanog prema osnovnim kategorijama prikazan je na slici 25. Prema literaturnim podacima44, u 2010. godini je od ukupne kopnene povrine R. Hrvatske na umsko zemljite otpadalo 2 317 000 ha ili 41%; na zemljite pod usjevima 1 548 000 ha


41 od 146

ili 27,5%; travnjacima je bilo pokriveno 1 219 000 ha ili 21,5%; pod movanim zemljitem 74 000 ha ili 1,3%; naseljena podruja su zauzimala povrinu od 259 000 ha ili 4,5% i ostalo zemljite je zauzimalo povrinu od 242 000 ha ili 4,2%. S obzirom da prema IPCC smjernicama45, zemljite pod usjevima i travnjaci ine poljopriv-redno zemljite, to je s aspekta prikaza povrina i namjene koritenja povrine zemljita, po-ljoprivredno zemljite u 2010. godine zauzimalo povrinu od 2 767 000 ha ili gotovo 49% od ukupne povrine R. Hrvatske.

Slika 25. Raspored zemljita kontinentalnog dijela RH prema kategorijama44

3.5.1 Tlo kao prostor za naselja i infrastrukturu

Prema dostupnim literaturnim podacima42 za 2006. godinu, glavni pokrov europskog zemljia ine ume i iznosi oko 35%, zatim obradive povrine oko 25%, panjaci i druga vegetacija 25%, vodene povrine 3%, movare 2% i tzv. umjetna - izgraena podruja 4%. Podaci43,44 za R. Hrvatsku pokazuju da glavni pokrov ine ume i u razdoblju od 1990. do 2010. godine on je iznosio od 36,3 do 40,9%, zatim poljoprivredne povrine odnosno zemljite pod usjevima


42 od 146

od 28,7 do 27,4%, prirodni travnjaci od 21,4 do 21,5%, povrina pod naseljima iznosila je od 3,9 do 4,6% ukupne kopnene povrine, slika 25.

Slika 25. Udio povrine tla R. Hrvatske prema nainu koritenja44

Suvino je napominjati da se povrine pod naseljima, prometnicama, industrijskim objektima i sl. s pravom smatraju trajno izgubljenim za primarnu namjenu tla - proizvodnju organske tvari, i tretiraju kao trajni nepovratni gubitak tla. No, istovremeno je apsurdno zahtijevati i oekivati potpuno zaustavljanje koritenja tla u navedene svrhe, ali ga svakako treba imati pod djelotvornim nadzorom.

3.5.2 Odlaganje otpada na tlo

Tlo je naalost, kroz povjest ovjeanstva ne rijetko koriteno i za odlaganje otpada. U poet-ku je to bio otpad iz kuanstva, a razvojem civilizacije na tlo je odlagano sve vie razliitih vrsta otpada koje su dovele do znaajnog oneienja tla i podzemnih voda, ime je bilo iz-ravno ugroavano zdravlje ljudi i ivotinja. I unas je, kao i u svijetu, nekontroliran nain odlaganja otpada na ne zatiene povrine tla, ostavio traga posebno u vrijeme industrijalizacije nakon Drugog svjetskog rata, kada su u bli-zini tvornica i rudnika nicala odlagalita ljake, pepela, rudnih jalovina, muljeva i drugih vrsta proizvodnog otpada. Ovakva praksa je odavno naputena, a suvremeni trend zbrinjavanja otpada47-51 u veini je razvijenih zemalja utemeljen na tzv. "cjelovitom sustavu gospodarenja otpadom" koji podra-zumjeva smanjivanje koliina otpada, ponovnu upotrebu bez obrade, obnavljanje i reciklira-nje, s konanim ciljem naputanje odlaganja otpada tj. bezdeponijski koncept zbrinjavanja.


43 od 146

Prema podacima iz Strategije gospodarenja otpadom R. Hrvatske46 tj. 2003. godine u R. Hr-vatskoj je bilo aktivno 252 odlagalita na ukupnoj povrini tla u iznosu od 865 ha koja se s pravom smatra trajno izgubljenim tlom za njegovu primarnu namjenu - proizvodnju organske tvari, i tretira se kao trajni nepovratni gubitak tla. Tako je na temelju podataka52 iz Registra oneiavanja okolia za 2010. godinu, unas bilo prijavljeno 122 odlagalita od kojih se na 84 odlagao samo komunalni otpad, a na 62 uz ko-munalni otpad odlagao i proizvodni otpad. Ukupno je bilo odloeno 1 858 127 t otpada. Na samo 6 odlagalita je tijekom 2010. godine odloeno 67 821 t graevinskog otpada i 13 133 t proizvodnog otpada. Naalost, otpad se ne odlae samo na ureena odlagalita koja su izgra-ena sukladno zakonskim propisima, ve se nekontrolirano odlae i na povrine tla u nepos-rednoj blizini urbanih sredita, graninim poljoprivrednim podrujima ili umskim tlima. Procjenjuje se da u Hrvatskoj ima oko 3000 divljih/neslubenih odlagalita koja predstavljaju vrlo veliku opasnost po tlo i okoli u cjelini, slika 26, jer se na ovim lokacijama nekontrolira-no odlagao otpad o ijim vrstama, karakteristikama i koliinima se moe samo nagaati. Od ukupnog broja procijenjenih divljih/neslubenih odlagalita u R. Hrvatskoj, sanirano je 750 lokacija, uglavnom metodom uklanjanja otpada, a u tijeku su sanacije jo 257 lokacija52.

http://www.ipress.hr/gradovi-i-opcine/umag/divlje-odlagaliste-u-umagu -izmaklo-kontroli-18215.html Slika 26. Jedno od mnogih divlji

Documents

oneciscenje i zastita tla- sofilic