Dirvožemio tarša sunkiaisiais metalais

Dirvožemio tarša sunkiaisiais metalais

Tarša sunkiaisiais metalais (SM) – visame pasaulyje aktuali ekologinė bei socialinė-ekonominė problema, kuri kyla dėl žmogaus antropogeninės veiklos. Neracionalus išteklių naudojimas, oro, dirvožemio, vandens tarša šiuo metu juntama ne tik pramoniniuose rajonuose, bet ir visoje Žemėje. Natūraliai atsiradusių sunkiųjų metalų koncentracija dirvožemyje yra nepavojinga. Tačiau, kai jie į aplinką išskiriami kaip šalutinis pramonės, žemės ūkio, transporto, energetikos produktas, jie kelia toksiškumo riziką. Tarša sunkiaisiais metalais atsiliepia ekosistemų stabilumui, rūšinei įvairovei, ypač pakenkia aukštesnio mitybos lygmens organizmams.

 

Sunkieji metalai dirvožemyje

Dirvožemio tarša – aktuali problema visame pasaulyje, iki šiol neturinti unikalaus sprendimo. Žinios apie išmetamų teršalų ir SM taršos šaltinius bei išmetamų teršalų generavimo procesus yra vis dar ribotos ir neišsamios. Yra renkama informacija apie sunkiųjų metalų emisiją daugelyje Europos šalių, vykdomos tarptautinės konvencijos ir susitarimai, siekiant sumažinti šių teršalų išmetimą ir sąnaudas ore, vandenyje ir dirvožemyje bei siekiama pateikti tvirtus mokslinius įrodymus naujiems susitarimams (Pacyna et al., 2007).

Pasaulyje plyti begalės dirvožemių, užterštų sunkiaisiais metalais. Nors kai kurie teršalai dirvožemyje atsiranda natūraliu būdu (uolienų ir dirvožemio dūlėjimas, vulkanų išsiveržimai, pelenai po miškų gaisrų), tačiau teršalai lydi visas žmogaus veiklas.

Pagrindiniais sunkiųjų metalų taršos šaltiniais yra šie:
• energetika;
• pramonė;
• kalnakasyba;
• spalvotojų metalų gamyba;
• cemento gamyba;
• žemės ūkis;
• transportas (tik Pb);
• atliekų deginimas;
• nuotekų dumblas;
• kiti taršos šaltiniai, kuriuose naudojami sunkieji metalai.

Dėl visų šių veiklų atsiranda teršalai, kurie vienokiu ar kitokiu būdu patenka į aplinką (dujų, kietųjų dalelių ar tirpalų pavidalu). Sunkieji metalai – moderniosios pramonės padarinys. Paveikti dirvožemiai tampa skurdūs ir stipriai užteršti, o teršalai gali prasiskverbti iki gruntiniovandens sluoksnių. Taigi, tarša sunkiaisiais metalais – viena iš svarbiausių a problemų. Metalų pašalinimas įprastais fiziniais ir cheminiais būdais yra brangus ir daugeliu atvejų netinkamas. Kenksmingų teršalų pašalinimas yra sudėtingas dėl teršalų gausos ir įvairumo. Dauguma dirvožemių yra užteršti netik sunkiaisiais metalais, bet ir kitokiais teršalais (naftos produktais). Plačiai taikomas dirvožemio valymas nuo sunkiųjų metalų ir kitų teršalų jį iškasant ir nugabenant į kitą vietą. Tačiau neseniai mokslininkai pasiūlė naudoti įvairius augalus dirvožemio valymui taršos židinio vietoje, kurioje ji plyti. Fitoremiadiacija – naujas požiūris į teršalų šalinimą iš aplinkos (Jankaitė, 2007). Tai naujai atsirandanti technologija užterštiems dirvožemiams valyti. Dėl sąlyginai mažos kainos ir universalumo ji efektyviai taikoma paviršiniams dirvožemio sluoksniams valyti.

Natūraliai atsiradę sunkieji metalai dirvožemyje nėra kenksmingi gyviems organizmams. Užteršto dirvožemio atkūrimas yra būtinas, siekiant pašalinti toksiškumo riziką žmonėms. Kai kurie iš jų (ypač Cr, Ni, Co, Cd, As ir Pb) gali tapti kancerogeniniais. Sunkieji metalai aptinkami įvairiose maisto grandinėse, kurių pažeidimai prie rimtų mikroorganizmų, augalų, gyvūnų ir žmonių sveikatos problemų. Toks toksiškumas yra susijęs su oksidacinio streso atsiradimu DNR ir DNR procesų slopinimu. Sunkiųjų metalų kaupimas stiebe, lapuose, vaisiuose gali sukelti įvairių problemų, (sumažėjęs mitochondrijų kvėpavimas, chloroplastų nuostoliai, stomos uždarymas, sulėtėjęs transpiracijos ir fotosintezės intensyvumas, augimo sumažėjimas ir chlorozė). Kai kurios ligos yra susijusios su Cd, Se ir Pb padidėjimu dirvožemyje vėliau kelia didžiausią susirūpinimą, nes jų poveikis gali sukelti protinius atsilikimus ir elgesio sutrikimus, ypač vaikams (Zacarias et al., 2010).

Taigi, svarbu apsvarstyti dirvožemio taršą sunkiaisias metalais ir jos galimą poveikį gyviesiems organizmas bei ekosistemų sudėčiai, nes kiekviena rūšis skirtingai reaguoja į teršalų koncentraciją ir sukaupia skirtingą jų kiekį (Zacarias et al., 2010).

 

Sunkieji metalai Lietuvoje

Stebėjimai rodo, kad transporto sektorius yra vienas iš didžiausių taršos šaltinių Lietuvoje. Lietuvos teritorija išraižyta įvairaus pločio gana tankių kelių tinklu. Magistraliniai keliai kerta labai įvairius dirvožemius, turinčius skirtinga granuliometrinę sudėtį, skirtingas chemines ir fizines savybes. Pakelių plotų užterštumo tyrimai atlikti prie skirtingo eismo intensyvumo kelių. Daugiausia tyrimų atlikta prie automagistralių: Vilnius – Kaunas, Kaunas – Klaipėda, Vilnius – Panevėžys, prie kitų magistralinių kelių: Kaunas – Druskininkai, Kaunas – Zarasai, Kaunas – Klaipėda ( prie senojo Žemaičių plento), Vilnius – Utena, prie pagrindinių kelių Panevėžio rajone. Mažiau išsamūs tyrimai daryti prie tarprajoninių kelių. 2001 ir vėlesnių metų tyrimų duomenimis dirvožemiai šalia automagistralės Vilnius–Kaunas–Klaipėda labai užterštas Cr (LDK viršijama 6 kartus), Pb (LDK viršijama iki 6 kartų), Ni (LDK viršijama daugiau nei 7 kartus) ir Cu (LDK viršijama daugiau nei 5 kartus. Rezultatai įvairuoja priklausomai nuo atstumo iki kelkraščio, daugiausia sunkiųjų metalų susikaupia skiriamojoje kelio juostoje ir iki 15 metrų atstumu nuo kelkraščio (Adomaitis ir kt., 2001).

Pakelių plotuose dažniausiai kaupiasi švinas žolėje, augusioje skiriamojoje kelių juostoje bei iki 15-25 m atstumu nuo automagistralės. Tiesioginis ryšys tarp sunkiųjų metalų, kurie yra dirvožemyje ir žolėje, pastebimas ne visur, tačiau neretai švino, vario, kadmio, cinko didesni kiekiai yra žolėje, augusioje iki 15 m atstumu nuo kelkraščio ar skiriamojoje kelių juostoje, kur ir dirvožemyje yra didesnės minėtų metalų koncentracijos (Adomaitis ir kt., 2001). Tačiau, būtina pabrėžti , kad ne visada sunkiųjų metalų koncentracijos augaluose turi įtakos transporto teršalų, nes jie nevienodai kaupiami dirvožemyje, o kiek patenka į augalus, priklauso netik nuo jų kiekio dirvožemyje, bet ir nuo dirvožemio savybių, ir augalų augimo tarpsnio. Taip pat teršalai į augalus gali patekti tiesiogiai iš atmosferos.

Antroje vietoje pagal teršima Lietuvoje yra pramonė. Aplink stambius pramonės objektus, katilines bei šilumines elektrines išmetamais teršalais buvo ir yra teršiamos didelės teritorijos (dabar tarša ženkliai sumažėjusi). Pasak 2001 metais atliktų tyrimų duomenis didžiausias taršos indelis nustatytas tokių įmonių aplinkoje, kaip: naftos perdirbimo įmonė AB „Mažeikių nafta“, cemento gamykla AB „Akmenės cementas“, Kėdainių fosforo trąšų gamykla AB „Lifosa“, Jonavos trąšų gamykla AB „Achemija“, Lietuvos elektrinė Elektrėnuose ir kt. 2001 metais, prie gamyklos „Akmenės cementas“ aplinkinių plotų (iki 5-10 km atstumu) dirvožemiuose buvo susikaupia daugiau švino, cinko, nikelio, kadmio ir kitų sunkiųjų metalų. Nuo gamyklos pietvakarių kryptimi nutolusiose už 5 km dirvožemiuose cinko ir chromo buvo 1,5 karto daugiau, o kadmio, nikelio, švino ir vario beveik 2 kartus daugiau negu dirvožemiuose už 15 km (Adomaitis ir kt., 2001).

Analogiški duomenys ir prie „Mažeikių naftos“ gamyklos. Nikelio, švino, chromo, cinko dirvožemyje daugiau rasta 5-10 km astumu, bei prie pat gamyklos. Vakarų kryptimi, 5 km nuo gamyklos esančiuose dirvožemiuose nikelio, vario, chromo ir cinko aptikta 1,5 karto daugiau negu už 15 km (Adomaitis ir kt., 2001)
Prie abiejų gamyklų auginamuose augaluose rasti didesni įvairių sunkiųjų metalų kiekiai. Prie gamyklos „Akmenės cementas“ augusioje žolėje didesni kadmio, nikelio, švino, o grūduose – chromo kiekiai. „Mažeikių naftos“ taršos zonoje augusioje žolėje daugiau rasta švino, nikelio, kadmio, cinko, chromo, o Vakarų kryptimi gerokai didesni Ni, Cr, Zn, Cu kiekiai grūduose (Adomaitis ir kt., 2001).

Tolstant nuo Kėdainių pramonės rajono taršos šaltinių, mažėjo švino, nikelio, kadmio ir cinko kiekiai dirvožemyje. Lietuvos elektrinės tiesioginis poveikis aplinkinių plotų dirvožemių taršai nenustatytas, nes čia dirvožemio dangos įvairavimas sunkiųjų metalų rezultatams galėjo turėti reikšmingesnį poveikį negu elektrinės išmetami teršalai. Minėtų objektų poveikis sunkiųjų metalų kiekiams augaluose nežymus (Adomaitis ir kt., 2001).

Taip pat, aktuali problema Lietuvoje, susijusi su sunkiaisiais metalais, yra ir senieji sąvartynai (uždaryti sąvartynai). Ekogeologiniai poveikio žemės gelmėms tyrimai, kurių metu ištirtas gruntas ir požeminis vanduo, buvo atlikti 212 senųjų sąvartynų teritorijose 2006-2012 metais. LGT teigimu, ribines vertes viršijanti grunto tarša nustatyta 28 senuosiuose sąvartynuose. Dažniausiai gruntas užterštas naftos produktais (9) ir sunkiaisiais metalais – variu (7), cinku (6), nikeliu (6), švinu (5), chromu (4), rečiau – gyvsidabriu (2) ir kadmiu (1) (LR Aplinkos ministerija, 2013).

Kitas, 2007-2013 metais, pagal Europos Sąjungos sanglaudos skatinimo veiksmų programą įvykdytas projektas „Užterštų teritorijų poveikio vertinimas“, leido susidaryti bendresnį vaizdą apie užterštas teritorijas Lietuvoje. Projekto metu, inventorizuotos potencialiai užterštos teritorijos 39-iose šalies savivaldybėse, atlikti šimto pavojingiausių objektų ekologiniai tyrimai, o 50-ties iš jų (30 pramonės, energetikos ir paslaugų objektų ir 20 – teršiančių medžiagų kaupimo ir regeneravimo objektų) – detalūs tyrimai ir poveikio aplinkai bei žmogui vertinimas (Lietuvos geologijos tarnyba, 2012).

Apibendrinus visus atliktus tyrimus nustatyta, kad 35 tirtų objektų gruntas yra užterštas organiniais teršalais (naftos produktais). Užteršto grunto kiekis (grunto tarša naftos produktais viršija nustatytas ribines vertes) svyruoja nuo 10 m3 iki 61161 m3, vidutiniškai – 4120 m3. Užteršto grunto plotas – daugiau 66 tūkst. m2. Vienuolikoje objektų gruntas užterštas pesticidais. Užteršto grunto tūris svyruoja nuo 3 m3 iki 212 m3, vidutiniškai – 54,8 m3 ir užima 2262 m2 teritoriją. Keturių objektų apie 330 m3 grunto užteršta sunkiaisiais metalais (Lietuvos geologijos tarnyba, 2012).

Vadovaujantis projektą įgyvendinant sukauptais duomenimis ir Lietuvos geologijos tarnybos atliktais darbais, sudarytas galimų užterštų teritorijų ir objektų sąrašas, parengti jų pasiskirstymo savivaldybių teritorijose žemėlapiai, o visa surinkta informacija perkelta į Valstybinę geologijos informacinę sistemą GEOLIS, kurioje iki šiol yra surinkta duomenų apie daugiau kaip 12 tūkst. vietų, kuriose gali ir galėjo būti teršiama žemė ir požeminis vanduo Dalis šių teritorijų, laimėjus konkursus, yra sutvarkytos Europos Sąjungos (ES) lėšomis. Kitoje, kur kas didesnėje dalyje šių teritorijų galimai žaidžia vaikai, ganosi ūkininkų galvijai, netoli gyvena žmonės, net neįtardami, kokie pavojai slepiasi po žeme (Lietuvos geologijos tarnyba, 2012; Levickaitė, 2012).

 

 

 

Informacijos šaltiniai
1. Adomaitis T., Antanaitis A., Eitminavičius L., Lubytė J., Matusevičius K., Mažvila J. 2001. Sunkieji metalai Lietuvos dirvožemiuose ir augaluose. Mokslo monografija. Kaunas: LŽI Agrocheminių tyrimų centras, 343 p.
2. Jankaitė A. 2007. Sunkiųjų metalų pakelėse tyrimai ir įtakos aplinkai vertinimas. Daktaro disertacijos rankraštis. Vilniaus Gedimino technikos universitetas. Vilnius: 158 p.
3. Pacyna E.G., Pacyna J.M., Fudala J., Strzelecka-Jastrzab E., Hlawiczka S., Panasiuk D., Nitter S., Pregger T., Pfeiffer H., Friedrich R. 2007. Current and future emissions of selected heavy metals to the atmosphere from anthropogenic sources in Europe. Atmospheric Environment. Vol. 41, 38 p.
4. Zacarias M., Beltran M., Torres L.G., Gonzalez A. 2010. A feasibility study of perennial/annual plant species to restore soils contaminated with heavy metals. Physics and Chemistry of the Earth. P. 37-42.
5. Lietuvos geologijos tarnyba. 2012. Užterštų teritorijų poveikio vertinimas. Lietuvos geologijos tarnybos 2011 metų veiklos rezultatai. Vilnius: Lietuvos geologijos tarnyba, P. 34-37.
6. Lietuvos Respublikos aplinkos ministerija. 2013. Žemės gelmės dar jaučia senųjų sąvartynų poveikį. [ Žiūrėta 2016 10 15]. Prieiga per: http://www.am.lt/VI/article.php3?article_id=13735
7. Levickaitė R. 2013. Labiausiai užterštos Lietuvos teritorijos: nuo mėsos kombinatų iki mokyklų. [Žiūrėta 2016 10 15]. Prieiga per: http://www.delfi.lt/grynas/aplinka/labiausiai-uzterstos-lietuvos-teritorijos-nuo-mesos-kombinatu-iki-mokyklu.d?id=59977879

Connect with Me: