Zag Zem Teskim Metalima Bukta

Specijalističke studijeSmer Zaštita životne sredineStudent: Vlahović Nebojša

ZAGAĐENJE ZEMLJIŠTA TEŠKIM METALIMA

Mentor:Petra Tanović

Novi Sad, Decembar 2013.

Zagađenje zemljišta teškim metalima

1.0. UVOD

Zemljište je nastalo od stenskog materijala u procesima razlaganja. Zemljišta

predstavljaju smešu organskog i neorganskog materijala. Čestice koje ga čine kreću se od

koloidnih, koje su jako važne za kvalitet i osobine zemljišta, do razmera grubih dimenzija.

U sastav zemljišta pored organskih i neorganskih materija, ulaze voda i gasovi. Sve ove

komponente su u stanju ravnoteže. Zemljište je sredina koja direktno učestvuje u razvoju

živog sveta na Zemlji, jer pruža niz hranljivih materija biljkama, a one kroz lance ishrane i

životinjama. Ono je jedan od najvažnijih prirodnih resursa, neprocenjivo dobro čovecanstva,

nipošto jedne generacije, jedne nacije, grupe ili pojedinca. Zemljišta obezbedjuju neophodan

životni prostor za čoveka, biljke i životinje, doprinose funkcionisanju i održavanju lanca

ishrane, na njima se podižu kuće, fabrike i razni drugi objekti, utiču na globalne cikluse i

ravnotežu na Zemlji.

Naučnici širom sveta, koji se bave naukom o zemljištu, ukazuju na probleme zagađenja

životne sredine i katastrofalne posledice koje proističu iz degradacije zemljišta. Ukoliko se

degradaciji zemljišta ne bi posvetila odgovarajuća pažnja, posebno kada je reč o

kontaminaciji teškim metalima, pesticidima, radionuklidima i drugim opasnim materijama iz

različitih bioloških ili industrijskih izvora, moglo bi da dodje do poremećaja svih procesa kod

celog živog sveta na Zemlji.

Brojna istraživanja na različitim lokacijama širom sveta, posebno u urbanim i

industrijskim područjima ukazuju na postojanje enormno visoke koncentracije teških metala.

Mada u većini poljoprivrednih zemljišta nivo teških metala još uvek nije tako visok da

prouzrokuje akutne probleme toksičnosti, ipak povećane koncentracije teških metala u hrani

mogu značajno uticati na zdravlje ljudi. Poseban problem predstavljaju metali koji se preko

hrane akumuliraju u organizmu coveka, kao na primer kadmijum i olovo. Saznanja da neki

teški metali kao sto su živa, kadmijum i olovo izazivaju brojne bolesti, pa čak i smrt kod ljudi,

dovela su do brojnih istraživanja hemijskog ponašanja teških metala u zemljištu i njihovog

transporta u uzgojane biljke. Ubrzanim povećanjem populacije ljudi na Zemlji povećavaju se i

zahtevi u hrani, ali sve veca antropogena dospevanja teških metala u zemljište mogu da

smanje prinos i kvalitet proizvoda. Sadržaj teških metala u zemljištima treba odrediti da bi se

zagađena zemljišta identifikovala, a na mestima gde se utvrdi nedostatak mikroelemenata

treba ga otkloniti, da bi uspesno mogle da se gaje poljoprivredne biljke.

2


2.0. ZAGAĐENJE ZEMLJIŠTA TEŠKIM METALIMA

Teški metali imaju višestruku važnost: predstavljaju značajnu sirovinu za industrijsku

upotrebu, neki od njih su nophodni za žive organizme, a većina njih je značajan zagađivač

životne sredine .

U teške metale se ubrajaju metali čija je gustina atoma veća od 5 g/ , odnosno

atomski broj veći od 20. Umesto naziva teški metali često se koristi termin ''toksični metali''.U

toksične metale se ubrajaju oni metali koji nisu biogeni i deluju isključivo toksično,a neki od

njih su: Cd, Pb, Hg, As, Ti, U. Neki od teških metali koji su neophodni za žive organizme su:

Zn, Fe, Mo, Mn, Co, Cu i Se, a osim njih verovatno i Cr, Ni i V. Zajednička im je osobina da

već pri malim koncentracijama deluju toksično. Njihovo nakupljanje u biosferi i ulazak u ciklus

kruženja materije veoma je opasno za sve žive organizme, posebno za ljude i životinje.

Brojni rezultati istraživanja u poslednje vreme, ukazuju na to da su zemljišta oko

industrijskih zona i urbanih sredina posebno ugrožena od kontaminacije teškim metalima.

Posledice se ogledaju u povećanju nekih teških metala u krvi, naročito kod dece, brojne

patološke promene kod ljudi, životinja i biljaka, pa čak i dovode i do smrtnih slučajeva.

Čovek može da se kontaminira teškim metalima na različite načine.Teški metali iz

zemljišta dospevaju u ljudski organizam preko lanca ishrane, kao i putem udisanja prašine

preko usta i nosne šupljine.Ovaj vid kontaminacije je naročito prisutan u urbanim sredinama.

Zato je potrebno voditi računa o sadržaju teških metala kako u poljoprivrednom tako i

zemljištu urbanih sredina, posebno na mestima gde se ljudi kreću ili duže zadržavaju.

Takođe i globalna promena klime utiče na procese koji se odvijaju u zemljištu. Efekat

staklene bašte, povećanje temperature, kisele kiše kao i upotreba mineralnih đubriva

olakšavaju biljkama usvajanje teških metala i njihov ulazak u transportni lanac ishrane.

2.1. Poreklo teških metala u zemljištu

Poreklo teških metala u zemljištu se može istraživati dvojako kao : prirodno poreklo i

kao antropogeno poreklo.

2.1.1. Prirodno poreklo

Prirodni procesi, zagađađenja zemljišta predstavljaju onu koncentraciju teških metala

koja se javlja kao posledica prirodnih fizičkih i hemijskih procesa. Deset elemenata: O2, Si,

Al, Fe, Ca, Na, K, Mg, Ti i P, čine preko 99 % ukupnog sadržaja zemljine kore. Ostali

elementi periodnog sistema se zovu ''elementi u tragovima'' i njihove koncentracije ne

3


prelaze 1 mg / kg (0.1 %) . Glavne izvore pojedinih metala čine minerali iz ruda, koji imaju

visoke koncentracije jednog ili više teških metala.

Elementi u tragovima u malom sadržaju se javljaju kao konstituenti primarnih minerala

magmatskih stena. Sedimentne stene obuhvataju oko 75 % stena, koje se nalaze na površini

Zemlje i značajnije su kao osnovni elementi od magmatskih stena. Koncentracije elemenata

u tragovima u sedimentnim stenama zavise od minerala i adsorpcionih karakteristika i

koncentracija metala u vodi u kojoj su sedimenti nastali.

Gline i glinoviti škriljci imaju obično visoke koncentracije mnogih metala, što je

posledica njihove visoke sposobnosti da apsorbuju jone metala. Sedimenti iz kojih su nastali

crni škriljci sadrže velike količine organske materije, koja deluje i kao adsorber za teške

metale i kao sediment za mikroorganizme. Mikroorganizmi podstiču nastajanje redukcionih

uslova koji dovode do daljeg nagomilavanja teških metala putem taloženja odgovarajućih

sulfida

Najznačajniji prirodni (pedogenetski) procesi u pogledu količine i ponašanja teških

metala u zemljištu su : oslobađanje matičnog supstrata i translokacija i akumulacija sastojaka

zemljišta koji adsorbuju teške metale, kao što su glina, hidroksidne i organske materije. U

razgradnji minerala matičnog supstrata učestvuju mnogi hemijski procesi : hidratacije,

hidrolize, oksidacije, rastvaranja, redukcije, karbonizacija, ali i razni biohemijski

procesi,zahvaljujući prisustvu organske materije i mikroorganizama.

Brojni prirodni procesi su odgovorni za stvaranje slojeva u zemljištu. Veliki broj metala

se nakuplja u gornjem sloju zemljišta, neki od njih su: Cd, Hg, Pb, Ag, As, Sb i Zn. Razlog

tome je što njih adsorbuje organska materija zemljišta, a oni se takođe talože iz atmosfere na

površinu zemljišta i ulaze u sastav biljaka. U donjem sloju zemljišta koncentrišu se: Fe, Al,

Mg, Na, Ni, Sc, Ti, Zr i V, što se dovodi u vezu sa akumulacijom i translokacijom gline i

hidroksida.

2.1.2. Antropogeno poreklo

Antropogeno poreklo se odnosi na dospevanje teških metala u zemljište putem ljudskih

aktivnosti. Najznačajniji antropogeni izvori zagađivanja zemljišta teškim metalima :

saobraćajna sredstva, metalska industrija, rudnici i topionice metala, organska i mineralna

đubriva i urbani otpad. Važnu ulogu u procesu prenošenja metala ima atmosfera, u kojoj se

teški metali mogu preneti nekoliko kilometara dalje od mesta njihovog ispuštanja i na taj

način vrše zagađenje zemljišta . Metali su u atmosferi prisutni u obliku aerosola ( dispergo-

vane tečne čestice u vazduhu ) , čiji prečnici se kreću od 5 – 20 µm ,a najčešće od 0,1 -

10µm.

Čestice se u atmosferi zadržavaju od 10 do 30 dana .

4


Atmosferski polutanti potiču iz motornih vozila koja koriste goriva čiji sastojak je olovo, i

predstavljaju najznačajniji izvor aerosola . Metale iz aerosola udišu ljudi i životinje, ali njihov

najveći uticaj na životnu sredinu je putem taloženja pod dejstvom gravitacije na vegetaciju,

zemljište, reke, jezera i mora .Obzirom da dobar deo teških metala u gornjem sloju zemljišta

potiče iz atmosfere a mnogi ih svrstavaju u zagađenja prirodnog porekla,vidimo kako

pomoću prirodnih procesa dolazi do migracije teških metala i njihovog ulazaka u lanac

ishrane.

Udaljenost (m)

U zemljištu KCL+EDTA rastvorljivo

( mg /kg )

U suvoj materiji biljaka(mg /kg)

Pb Cd Zn Pb Cd Zn15

1030

100

1262014149

0,420,140,500,15014

270894811

7722221617

0,240,090,120,080,10

11131333030

Tabela 2. Prikazuje sadržaj Pb, Cd i Zn u travnom pokrivaču na različitoj udaljenosti od

autoputa.

Sagorevanje fosilnih goriva dovodi do disperzije brojnih elemenata u vazduhu na

velikom prostranstvu.Značajan izvor teških metala je i pepeo koji nastaje sagorevanjem uglja

.

Mineralna đubriva, prvenstveno fosforno, sadrže teške metale ,dok njihove fabrike

takođe predstavljaju velike zagađivače zemljišta .Isto tako pesticidi ,a posebno herbicidi

predstavljaju uzroke zagađenja zemljišta teškim metalima, bilo da su primese ili aktivne

komponente.

U organska đubriva spadaju đubriva životinjoskog porekla . Svinjska i živinska đubriva

mogu imati povišen sadržaj Cu i As .Otpadni,ili kanalizacioni muljevi primenjuju se kao

mineralno i organsko đubrivo, ali prvenstveno kao način njegovog odlaganja. Obično sadrže

relativno visoke koncentracije većeg broja metala ,naročito u industrijskim regionima .

Uklanjanje urbanog i industrijskog otpada može dovesti do zagađenja zemljišta kao

rezultata taloženja čestica aerosola nastalih pri spaljivanju materijala koji sadrže metale.

Takođe, nepažljivo i nedozvoljeno odlaganje predmeta , kao što su baterije( Ni-Cd i Pb-

baterije ), ili olovni akumulatori, na malim površinama mogu dovesti do visokih koncentrcija

teških metala u zemljištu .Spaljivanje otpada iz domaćinstava ili njihovo zatrpavanje može

kao rezultat proizvesti visoke koncentracije teških metala .

Metalurške industrije mogu doprineti zagađivanju zemljišta na više načina : emisijom

dima i prašine koje sadrže metale i prenose vazduhom , na kraju se talože u zemljištu ;

5


efluentima koji mogu zagaditi zemljišta izlivanjem u vodene tokove , kao i putem stvaranja

deponija otpada i strugotina , odakle se metali mogu ispirati i zagaditi okolno zemljište .

Rudnici i topionice obojenih metala zagađuju zemljišta još od vremena Rimljana , mada

su jača zagađenja od vremena industrijske revolucije .Metali se disperguju kroz prašine ,

efluente i otpadne vode .

2.2. Uticaj teških metala na biljke

Biljke usvajaju teške metale većim delom preko korena iz zemljišnog rastvora , a

manjim delom preko nadzemnih organa iz atmosfere. Proces usvajanja i nakupljanja metala

u biljkama zavisi od endogenih i egzogenih činilaca, biljne vrste, genotipa, vrste jona i dr. , a

naročito od njihove koncentracije u spoljašnjoj sredini . Pri povećanju koncentracije u

hranljivom supstratu, u biljkama se u najvećoj meri nakupljaju : Zn, B, Mo, Co, Cd, u manjoj

meri : Mn,Fe i Al, a u najmanjoj : Cu, Pb i Cr . Veoma važna je i translokacija teških metala iz

korena u nadzemne organe, pri čemu se najintenzivnije translociraju : Mn, Zn, Cd, B, Mo i

Se, srednje : Ni, Co i Cu, a sporo : Cr, Pb i Hg .

Veće koncentracije teških metala utiču veoma toksično na biljke, ali u odnosu na

životinje one imaju mnogo veću otpornost prema teškim metalima .Visoke koncentracije

teških metala izazivaju brojne anatomske, morfološke i fiziološke promene u biljkama.

Njihove toksične koncentracije menjaju građu i funkciju ćelijskih membrana i organela. Teški

metali utiču na na rast biljaka ( na obrazovanje i rast korenskih dlačica, listova i stabala ).

Teški metali smanjuju intenzitet fotosinteze , a utiću i na usvajanje pojedinih elemenata, kao i

na vodni režim biljaka, dok u uslovima suviška utiču na strukturu i funkciju ribozoma i

smanjuju sintezu proteina i aktivnost brojnih enzima. Utiču i na izlučivanje, odavanje i na

aktivnost jona. Morfološke i anatomske promene u uslovima suviška teških metala su znatno

uočljivije na korenu koji zaostaje u rastu ( pošto se teški metali najviše nakupljaju u korenu ),

slabije se grana i ima mnogo manji broj korenskih dlačica. Promene koje visoke

koncentracije pojedinih teških metala izazivaju u anatomskoj građi i morfologiji biljaka,

najčešće su izazvane raznim sekundarnim promenama, zbog čega je teško utvrditi primarno

dejstvo visokih koncentracija pojedinih teških metala na građu i životne procese biljaka .

Za proces smanjenja ulaženja teških metala u lanac ishrane, potrebno je poznavati

raspodelu teških metala u biljkama, posebno njihovo nakupljanje u delovima, odnosno u

organima koji se koriste u ishrani . Sadržaj teških metala u stablu, naročito u listovima,

mnogo je veći nego u semenu, plodu ili u zadebljalom delu korena, koji se kod nekih vrsta

koristi u ishrani .

6


Teški metali koji se nalaze u zemljištu, ne utiču samo na više biljke,već i na mikroo-

rganizme i životinje koje žive u zemljištu .Oni utiču i na brojnost i na životnu aktivnost

zemljišnih mikroorganizama, a time i na biogenost zemljišta, značajnog činioca njene

plodnosti .

2.2.1. Otpornost biljaka na teške metale

Otpornost biljaka prema povišenim koncentracijama teških metala može se zasnivati na

sledećim pojavama : selektivnom usvajanju jona ; smanjenju permeabilnosti membrana ;

isključivanju jona teških metala iz metabolizma taloženjem ili vezivanjem u nerastvorljive

oblike ; odstranjivanje jona izlučivanjem preko korena, ispiranjem iz listova ili odbacivanjem

listova ; adaptaciji na zamenu biogenog metala toksičnim metalom u nekom enzimu, kao i

promenama u metabolizmu .

U zavisnosti od mesta na kome se odvija detoksikacija , mehanizmi otpornosti se mogu

podeliti na unutrašnje i spoljašnje .

Unutrašnji mehanizmi odnose se na ulaženje metala u unutrašnjost ćelije, pri čemu

se detoksikacija metala obavlja : kompartimentacijom, obrazovanjem kompleksa sa

organskim i neorganskim kiselinama u vakuoli ; vezivanjem za fitinsku kiselinu;

obrazovanjem kompleksa metal - peptid ( fitohelatina ); stvaranjem kompleksa metal-protein

(metalotioneini) i vezivanjem teških metala u korenu. Kao korisnu dopunu ovim

mehanizmima može da predstavlja i prisustvo ''heat shock'' proteina .

Spoljašnji mehanizmi usmereni su od biljke prema spoljašnjoj sredini i manje su

efikasni od unutrašnjih. Takođe, otpornost biljaka prema povišenim koncentracijama teških

metala u hranljivom supstratu može da se zasniva na njihovom sporijem usvajanju, manjoj

propustljivosti plazmaleme za teške metale i prisustvu drugih jona u zemljištu ( P-Pb, S - Cd,

Ca - Mn ). Biljke mogu da imaju izraženu tolerantnost samo prema jednom teškom metalu ili

prema više ( multipna tolerancija ) .

2.3. Uticaj teških metala na biogenost zemljišta

Biogenost zemljišta je važan preduslov za plodnost zemljišta, a mikroorganizmi su ti

koji svojom aktivnošću učestvuju u njegovom stvaranju i održavanju. U zemljištu žive različite

vrste mikroorganizama :gljive, bakterije, alge, protozoe, virusi i lišajevi.Prisustvo veće

koncentracije teških metala u zemljištu smanjuje brojnost i aktivnost mikroorganizama.

Dejstvo pojedinih teških metala i reakcija mikroorganizama je različita i zavisi od

toksičnosti metala. Kao pokazatelj zagađenja zemljišta teškim metalima mogu poslužiti :

brojnost sistematskih i fizioloških grupa mikroorganizama, kao i njihova biohemijska aktivnost

.

7


Uticaj teških metala na mikroorganizme zemljišta zavisi od : fizičko-hemijskih osobina,

vlažnosti i temperature zemljišta, koncentracije teških metala i td. Veće koncentracije teških

metala uzrokuju uništavanju mikroorganizama, dok manje koncentracije samo smanjuju

njihovu životnu aktivnost. Manje koncentracije nekih teških metala mogu podsticati njihovu

aktivnost i razmnožavanje.

2.4. Sanacija zemljišta zagađenih teškim metalima

Teški metali u lanac ishrane obično ulaze preko biljaka, tako da biljke koje su rasle na

zemljištima zagađenim teškim metalima ne treba koristiti za ishranu ljudi i životinja. Da bi

smanjili ulazak teških metala u lanac ishrane, potrebno je gajiti biljke koje imaju sposobnost

manjeg nakupljanja teških metala ili gajiti biljke koje ih nakupljaju u njihovim delovima koje se

ne koriste u ishrani. Sanacija zemljišta zagađenih teškim metalima je skup i složen proces pa

su stoga veoma važne preventivne mere koje će sprečiti zagađivanje zemljišta. Pristupačne

oblike teških metala u zemljištu moguće je smanjiti njihovim prevođenjm u oblike manje

pristupačne za biljke. To se može postići primenom fosfornih đubriva ili promenom vrednosti

pH zemljišta. U oba ova slučaja preti opasnost da se biljkama spreči unos neophodnih teških

metala (Zn, Cu, Fe i dr.).

U nastavku teksta nabrojaćemo pojedine teške metale koji su najveći zagađivači

zemljišta i navesti mogućnosti za njihovo uklanjanje:

Živa (Hg) – Prirodni izvori žive su stene na kojima se formira matični suprstrat, takođe

se nalazi i u zemljinoj kori u kompleksim sa nekim metalima. Velike količine žive unose se u

poljoprivredna zemljišta sa: mineralnim đubrivima, krečom, organskim đubrivima, otpadnim

muljevima, fungicidima, i time se povećava prirodna koncentracija Hg (Anderson,1979).

Najznačajniji antropgeni zagađivači zemljišta živom su topionice metala, sagorevanja fosilnih

goriva, spaljivanje otpadnog materijala. Na udaljenosti manjoj od 0,5 km od izvora emisije

sadržaj Hg je od 1 do 10 mg/ kg zemljišta. Usvajanje žive do strane biljaka može se smanjiti

njenim prevođenjm u manje pristupačne oblike za biljke. Kod klasifikacije pri pH >6,5 živa

prelazi u teže rastvorljiva neorganska jedinjenja. Radi smanjenja ulaženja Hg u lanac ishrane

treba izbegavati primenu fungicida na bazi Hg, kao i smanjiti rastvorljivi sadržaj Hg u

komunalnim otpadcima, koji se koriste za đubrenje. Živa iz zemljišta se može ukloniti i

pomoću biljaka i mikroorganizama.

Kadmijum (Cd)- Relativno redak metal koji se nalazi na 67 mestu po zastupljenosti u

zemljinoj kori. Najznačajniji izvor kadmijuma je mineral sfalerit, ZnS i sekundarnih minerala,

koji sadrže 0,2-0,4 % Cd. Matični supstrat može biti značajan izvor Cd na neobrađenim i

8


neđubrenim zemljištima. Zemljišta formirana na crnim škriljcima, imaju značajno povećan

sadržaj Cd i u odsustvu antropogenog unošenja. Kadmijum je prisutan u visokoj koncentraciji

i u površinskom sloju zemljišta, unešen đubrivima, atmosferskim talogom, i biljnim ostacima.

Povećan sadržaj humusa doprinosi većoj adsorpciji Cd u površinskom sloju zemljišta. Visoke

koncetracije Cd se nalaze u sirovim fosfatima iz kojih se proizvode fosforna đubriva, odakle

P-đubriva mogu biti izvori kontaminacije poljoprivrednog zemljišta Cd i drugim teškim

metalima. Stajnjak može biti značajan antropogeni izvor Cd uzemljištu. Uzroci povećane

koncentracije Cd u zemljištu mogu biti i : atmosferski talozi nastali emisijom iz industrije,

otpadni (kanalizacioni) mulj, kao i zagađenja nastala u rudnicima i topionicama(koja mogu

kontaminirati zemljište teškim metalima na udaljenosti do 40 km). Uticaj visokih kocentracija

kadmijuma može biti ublažen povećanjem koncentracije Zn u zemljištu i u hrani.

Olovo(Pb)- Kontaminacija zemljišta olovom je antropogenog porekla, pošto je olovo

elemenat u tragovima (manje od 0.1%-težinski) u stenama i zemljištu.Glavni izvori

zagadjenja olovom su rudnici i topionice, upotreba otpadnih muljeva, postrojenjima u kojima

se koristi olovo, izduvnim gasovima vozila i olovo-arsenatom ( ), koji se koristi u

voćnjacima za suzbijanje insekata. Olovo se prirodno akumulira u površinskom sloju

zemljišta. Jače su obogaćena olovom ona zemljišta koja leže na silikatnim stenama. Uopšte,

olovo zagađuje zemljište na svim površinama, sem onih površina koje su udaljene od naselja

i saobraćajnica. Na sreću njegova rastvorljivost, mobilnost i pristupačnost za mikroorganizme

i biljke je vrlo niska.

Najsigurniji način za sprečavanje dospevanja olova u zemljište , kao i u druge delove

životne sredine je veća kontrola u procesu proizvodnje i prerade olova, kao i upotreba

alternativnih automobilskih motora, umesto SUS motora.

Bakar(Cu)- Bakar u zemljištu je poreklom iz matičnog supstrata i antropogenih izvora.

Prosečan sadržaj Cu u litosferi je 70 mg/kg, a u zemljinoj kori 24-55 mg/kg. Osim iz matičnog

supstrata visoke koncentracije bakara u površinskom sloju zemljišta dospevaju iz topionica

metala, od primene đubriva, otpadnih muljeva, fungicida, svinjskog i živinskog stajnjaka.

Velike koncentracije Cu u poljoprivrednom zemljištu poreklom su od korišćenja sredstava na

bazi bakra u voćnjacima i vinogradima (plavi kamen).

U slučaju pojave suviška bakra preporučuje se tretman nadzemnih organa biljaka

rastvorom gvožđe-sulfata, da bi se otlonio nedostatak gvožđa (obično pratilac suviška

bakra). nepovoljno dejstvo Cu moguće je ublažiti primenom veće količine organskog đubriva,

kalcijuma i fosfata.

9


2.4.1. Fitoremedijacija

Jedna od metoda za sanaciju zagađenih zemljišta je metoda fitoremedijacije. Da bi se

sprovela ova metoda preporučuje se gajenje biljaka hiperakumulatora teških metala.

Fitoremedijacija radi na principu usvajanja teških metala od strane korena biljaka i njihova

translokacija u nadzemne organe biljaka, kao i taloženja teških metala u korenu uz pomoć

algi ili bakterija.

2.5. Maksimalno dozvoljene koncentracije teških metala u zemljištu

Zbog proizvodnje zdravstveno bezbedne hrane, neophodno je utvrditi da li zemljište na

kome se gaje različite biljne kulture, pogodno sa gledišta sadržaja štetnih materija i teških

metala. Provera zagađenosti zemljišta se može izvršiti ako se utvrđeni sadržaj teških metala

u zemljištu uporedi sa graničnim vrednostima, koje se propisuju za svaki element koji svojim

prisustvom čini zemljište zagađenim. Takođe je bitno i utvrđivanje graničnih vrednosti teških

metala i za nepoljoprivredna zemljišta, pošto teški metali mogu dospeti u organizam čoveka

ne samo putem hrane, već i preko disajnih puteva i kože. Zato utvrđivanje graničnih

vrednosti sadržaja pojedinih teških metala u zemljištu, ima izuzetnu važnost za očuvanje

zdravlja ljudi i drugog živog sveta, kao i flore i faune.

Pravilnikom o dozvoljenim količinama opasnih i štetnih materija u zemljištu i vodi za

navodnjavanje i metodama njihovog ispitivanja, koji je objavljen u Službenom glasniku

Republike Srbije br.23 iz 1994. godine, i u Pravilniku o metodama organske biljne

proizvodnje, Službeni list SRJ br.51 iz 2002. godine, date su granične vrednosti za sadržaj

pojedinih teških metala u zemljištu. Navedeni propisi imaju propusta, koji se ogledaju u tome

da nisu navedene vrednosti za ukupan sadržaj, kao i one oblike teških metala koji su

pristupačni biljkama.

Element Službeni glasnik Republike

Srbije23/1994(mg/kg)

Pravilnik veća Evrope 2092/91

(mg/kg)

Pravilnik o metodama

organske biljne proizvodnje, Službeni list

SRJ, 51/2002(mg/kg)

MDK u vodiSlužbeni glasnik Republike Srbije

23/1994(mg/L vode)

KadmijumOlovoŽivaArsenHromNiklFluor

3100

225

10050

300

2,0100,0

1,0-

160,050,0

-

0,850,00,8

10,050,030,0

-

0,010,1

0,0010,050,50,11,5

10


BakarCinkBorMolibdenKobalt

10030050--

50,0150,0

---

50,0150,0

-10,030,0

0,11,01,0--

Tabela 3. Maksimalno dozvoljen sadržaj nekih metala u poljoprivrednim zemljištima

prema Službenom glasniku Republike Srbije 23/1994. (mg/kg).

3.0. METODE MERENJA

Sve veće zagađenje životne i radne sredine zahteva primenu odgovarajućih metoda za

praćenje prisustva metala uz dovoljno nisku granicu detekcije . Za ovu svrhu najčešće se

koriste spektrohemijske metode zbog svoje specifičnosti i velike osetljivosti .

Spektrohemijske metode se zasnivaju na sposobnosti elektrona i atoma da pređu na

viši energetski nivo pod povoljnim ekscitacionim uslovima. Neke od spektrohemijskih metoda

su: apsorpciona, emisiona , fluorescentna i druge.

Osnovna ograničenja svih metoda su :

- preciznost ,

- osetljivost i

- granica detekcije .

4.0. MERENJE KONCENTRACIJA TEŠKIH METALA U ZEMLJIŠTU

Ispitivanje ukupnih količina makroelemenata, mikroelemenata i teških metala ima za cilj

utvrđivanje kvaliteta zemljišta, na lokalitetu sa kojeg je uzet uzorak. Rezultati merenja i

utvrđivanja koncentracija kako teških metala, tako i drugih neželjenih jedinjenja, određuju

nam pravac daljih aktivnosti koje su planirane za datu oblast. Dobijeni rezultati takođe mogu

sprečiti neželjene posledice i ugrožavanje zdravlja ljudi i ostalog živog sveta. Ispitivanje se

vrši kod utvrđivanja geohemijskog prisustva pojedinih elemenata, odnosno ocene

antropogene zagađenosti zemljišta pojedinim ispitivanim elementima.

Cilj svake industrijske ili poljoprivredne aktivnosti je ostvarivanje dobiti i dobrog

kvaliteta, uz minimalno ulaganje materijala, energije i rada i uz maksimalnu efikasnost, kao i

zadovoljenje standarda zaštite životne sredine, agroekosistema i biosfere, uopšte od štetnih

uticaja i zagađenja.

Analizu poljoprivrednog ili nekog drugog zemljišta, započinjemo uzorkovanjem, zatim

pripremanjem uzorka za merenje, i na kraju merenjem na nekom od aparata za utvrđivanje

11


koncentracije teških metala, ili nekog drugog elementa, i najzad obradi i dobijanju rezultata

merenja.

Primer merenja koncentracija teških metala i analize rezultata kao i informacije o

postupaku određivanja koncentracije teških metala u zemljištu koji ćemo objasniti u nastavku

uradili smo uz pomoć ''Naučnog instituta za ratarstvo i povrtarstvo, Zavod za zemljište,

agroekologiju i đubriva, laboratorije za agroekologiju''-Novi Sad.

4.1. Uzorkovanje zemljišta

Određivanje koncentracija teških metala u zemljištu je složen proces koji se sastoji od

čitavog niza radnji, gde je svaka od njih jednako bitna u procesu za dobijanje željenih

rezultata. Prva u nizu važnih postupaka od koga zavise rezultati svih sledećih elemenata u

procesu određivanja koncentracija teških metala u zemljištu je uzorkovanje zemljišta. Da bi

dobijeni rezultati odgovarali stvarnim vrednostima, tj.da bi izbegli pojavljivanje grešaka ,

uzorkovanje se mora izvršiti po utvrđenoj metodologiji.

Uzorkovanjem i analizom zemljišta na npr. parametre kontrole plodnosti zemljišta

poljoprivredni proizvođači dobijaju informaciju o pravilnom đubrenju (vrste i količine đubriva).

Dobijeni rezultati dovode do racionalizacije upotrebe đubriva, čija nepravilna upotreba može

ugroziti kvalitet zemljišta, a time i zdravlje ljudi.

Značaj pravilnog uzimanja zemljišta za analizu je u tome što od toga kako je uzet

uzorak (pravilno ili nepravilno), zavise i rezultati analize, a time i ispravnost zaključka i mera

koje se predlažu. Postoji više sistema uzimanja uzorka, koji se mogu razlikovati među

sobom, ali postoje određeni principi koji se moraju poštovati. Navešćemo primer uzorkovanja

za poljoprivredno zemljište ( Zavod za zemljište, agroekologiju i đubriva ).

- Prosečan uzorak zemljišta predstavlja proizvodnu parcelu površine do 5 ha, ujednačenu po

nadmorskoj visini i kvalitetu zemljišta.Ukoliko je parcela neujednačena, broj uzoraka zavisi

od postojećih celina. Ukoliko je površina parcele veća od 5 ha, parcela se deli na više delova

sa kojih se uzima uzorak zemljišta. Prosečan uzorak se sastoji od 20-25 pojedinačnih

uzoraka zemljišta (broj zavisi od veličine parcele).

- Pod proizvodnom parcelom se podrazumeva zemljište koje je proteklih nekoliko godina

korišćeno na isti način (na celoj površini u toku godine ista biljna kultura..).

- Pojedinačan uzorak se uzima sondom ili ašovom na dubini od 0-30 cm na parcelama koje

su u ratarskoj i povrtarskoj proizvodnji, ili na dubinu od 0-30 i od 30-60 cm na parcelama koje

su u voćarskoj i vinogradarskoj industriji.

12


- Ašovom se izvadi grumen zemlje. Zatim se uz ivicu rupe ponovo zabode ašov od površine

do dubine od 30 cm. Pažljivo se izvadi zemljište tako da ostane na ašovu kada se položi na

tlo. Potom se zemljištu koje je na ašovu napravi ''kaiš'', širine 3-4 cm, uzdužno od mesta gde

je bila površina zemljišta do dubine koju je zahvatio ašov. Zemljište levo i desno od kaiša se

odbaci, a ''kaiš''zemljišta se ubaci u čistu kofu. Ako se uzima uzorak do dubine od 30-60 cm,

postupak ponavljamo i uzorak stavljamo u drugu čistu kofu.

- Postupak se ponovi sa 20-25 ravnomerno raspoređenih mesta po celoj površini parcele.

Zemljište u kofi se dobro izmeša, usitne se veće grudve i odstrani kamenje i boljni delovi. U

vrećicu se stavi oko 1 kg zemljišta i označi se sa etiketom o podacima vezanim za uzorak.

- Tako pripremljeni uzorci se šalju u odgovarajuću ustanovu na obradu.

- Izmerene vrednosti se dobijaju u pismenom obliku.

Rezultati analize zemljišta za lokaciju Nacionalnog parka-Fruška Gora (TV toranj,

Elektrovojvodina ) i lokaciju Industrijske zone Sombor-Industrija akumulatora, dati su u tabeli

6. Uzorci sa ovih lokacija su ispitivani na količine koncentracija devet elemenata.

Cu Zn Fe Mn Co Pb Cd Ni CrLokalitet mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kgNacionalni park –Fruška Gora-TV toranj, Elektrovojvodina

15,43 69,07 23717,00 969,67 12,00 28,77 0,77 42,17 22,53

Industrijska zona Sombor-Industrija akumulatora

29,23 127,00 17308,00 406,00 14,40 4995,90 1,10 31,20 15,43

Tabela 6. Izmerene vrednosti koncentracija teških metala.

Rezultati merenja koncentracije teških metala pokazuju da li ispitivano zemljište sadrži

veće koncentracije od zakonom dozvaljenih. Na osnovu dobijenih rezultata dobijamo

predstavu o daljim koracima koje je potrebno preduzeti na datoj lokaciji. Ako je koncentracija

nekog od teških metala povećana to zemljište se nemože koristiti za poljoprivrednu

proizvodnju. Postoje i određene granice sadržaja teških metala u zemljištu, koje ako su

prekoračene, moraju da se snize, nekom od metoda remedijacije.

13


5.0. ZAKLJUČAK

Glavni izvori teških metala kao zagađivača zemljišta su: matični supstrat na kome je

zemljište formirano i antropogena zagađenja.

Matični supstrat je prirodni izvor teških metala u zemljištu i na njega čovek ne može

bitnije uticati. To nije slučaj i sa antropogenim zagađenjima zemljišta teškim metalima, koji su

razvojem industrije postali značajni zagađivači. Njihovo dospevanje u zemljište i uopšte u

životnu sredinu, čovek mora da spreči, ili bar da ih kontroliše, kako bi kao krajnji dobitak imali

biološki ispravnu hranu, kao i prostor za život.

Ponašanje teških metala u zemljištu bilo da su nastali prirodnim putem ili čovekovim

aktivnostima, zavisi od brojnih faktora koji utiču na dinamiku, kao i na rastvorljivost i

pristupačnost za biljke. Takođe na akumulaciju i transport teških metala u zemljištu utiču

brojni činioci. Odatle potiče i inicijativa industrijski razvijenih zemalja, gde je i zagađenost

zemljišta veća, za donošenje propisa i uputstava za kontrolisanje svih procesa obrade i

kretanja teških metala.

Kod zagađenja zemljišta tešim metalima, a samim tim i dobijanja zdravije hrane od

koje zavisi zdravlje i razvoj čoveka, vrlo je bitan proces kontrole i smanjenja transporta teških

metala u zemljište. U tom pogledu ova tema je u budućnosti nezaobilazan faktor za zdraviji

život čoveka i drugih živih organizama.

14

Documents

Zag Zem Teskim Metalima Bukta