Zvýšené obsahy rizikových prvků v půdě jako důsledek těžby cinabaritu

Bc. Anna Cieslarová

Master's thesis

The elevated risk element contents in soils as a result of the cinnabarite mining

Abstract:

Obsah prvků v půdě je významně ovlivněn těžbou rud, která narušuje přirozená ložiska prvků v podloží. Tyto prvky se při těžbě, transportu a rozdružování rud dostávají do prostředí. Cinabarit je hlavní rudou rtuti a v minulosti se na našem území těžil na pěti lokalitách. Na místech bývalé těžby cinabaritu lze očekávat zvýšené obsahy rtuti, ale i dalších rizikových prvků, které se mohou dále šířit do životního prostředí, akumulovat se v potravních řetězcích a ohrozit lidské zdraví. V této práci byly hodnoceny úrovně kontaminace na třech lokalitách bývalé těžby rud; v Libčicích u Nového Knína, na Jedové hoře u Hořovic a v Horních Lubech u Chebu. Na Jedové hoře a v Horních Lubech se v minulosti těžil cinabarit, kontaminace okolní půdy rtutí zde byla očekávána. V Libčicích probíhala v minulosti těžba zlata a rtuť se zde používala k amalgamaci. Tato lokalita sloužila jako srovnávací, jelikož zde byl obsah rtuti pouze antropogenního původu. Na každé lokalitě bylo náhodně odebráno 7 půdních vzorků, ve kterých byly následně analyzovány celkové obsahy rtuti, pseudocelkové obsahy rizikových prvků a půdní výměnná reakce. V Libčicích bylo u rtuti a arsenu zjištěno překročení preventivních hodnot stanovených vyhláškou č. 153/2016 Sb. V Horních Lubech byly preventivní hodnoty nejčastěji překročeny u arsenu, rtuti, kadmia, zinku a kobaltu. Na Jedové hoře byly hodnoty nadlimitní u rtuti a v několika případech u zinku a olova. V případě arsenu byla mobilita ve všech lokalitách velice nízká a nepředstavovala tak riziko. Naopak u kadmia byla mobilita vysoká. Se snižující se výměnnou půdní reakcí byly zinek a kadmium nejmobilnější. Největší environmentální riziko bylo zjištěno pro rtuť a kadmium. S kyselou půdní výměnnou reakcí, typickou pro těžební oblasti, je mobilita některých rizikových prvků, včetně kadmia, vysoká. Rtuť se může z těchto lokalit rozptylovat do životního prostředí, kde může být pomocí bakterií přeměněna na metylrtuť a začleněn a do potravního řetězce. Je třeba blíže porozumět vniku rtuti do okolních složek životního prostředí a zabránit tak akumulaci v potravních řetězcích. V případě kadmia je vhodné zaměřit další výzkum na původ tohoto prvku v půdách.

Abstract:

The content of elements in the soil is significantly affected by ore mining, which disrupts the natural deposits of elements in the subsoil. These elements enter the environment during mining, transport and separation of ores. Cinnabarite is the main mercury ore and was mined in five locations in the Czech Republic. Increased levels of mercury, as well as other risk elements, can be expected in the former cinnabar mines, which can further spread to the environment, accumulate in food chains and endanger human health. In this work, the levels of contamination at three sites of former ore mines were evaluated; in Libčice near Nový Knín, in Jedová hora near Hořovice and in Horní Luby near Cheb. Cinnabarite was mined in Jedová hora and Horní Luby in the past, and contamination of the surrounding soil with mercury was expected. In the past, gold mining took place in Libčice and mercury was used here for amalgamation process. This site served as a comparison, as the mercury content was only of anthropogenic origin. At each site, seven soil samples were randomly taken, in which the total mercury contents, pseudo-total contents of risk elements and pH were subsequently analyzed. In Libčice, the mercury and arsenic were found to exceed the preventive values set by European Directive 2015/1535/EU. In Horní Luby, the preventive values were most often exceeded for arsenic, mercury, cadmium, zinc and cobalt. In Jedová hora, the values were above the limit for mercury and in several cases for zinc and lead. In the case of arsenic, mobility was very low on all sites and did not pose a risk. In contrast, cadmium mobility was high. With the decreasing soil exchange reaction, zinc and cadmium were the most mobile. The greatest environmental risk was identified for mercury and cadmium. With low soil pH typical for mining areas, the mobility of some risk elements, including cadmium, is high. Mercury can be dispersed from these sites into the environment, where it can be converted to methylmercury by bacteria and incorporated into the food chain. The penetration of mercury into the surrounding components of the environment has to be better understood and thus prevent accumulation in food chains. In the case of cadmium, it is appropriate to focus further research on the origin of this element in soils.

Keywords

cinabarit, půda, rizikové prvky, polymetalická kontaminace

Keywords

cinnabar ore, soil, risk elements, polymetallic contamination

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 14. 4. 2022

Thesis defence

• Supervisor: prof. Ing. Jiřina Száková, CSc.
• Reader: Tereza Nováková, externi

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources

Master programme:
Conservation and Use of Natural Resources