Kontaminace vybranými organickými a anorganickými polutanty v současných a historických sedimentech řeky Bíliny

Bc. Michaela KILIANOVÁ

Master's thesis

Contamination by selected organic and inorganic pollutants in current and historical sediments of the Bílina River

Abstract:

Oblast podél celého toku řeky Bíliny je již řadu let silně ovlivňována povrchovou těžbou hnědého uhlí, zpracováním uhlí, ropnou rafinérií a chemickými závody. V důsledku rozsáhlé průmyslové činnosti došlo nejen k významnému znečištění toku, ale také se změnil celkový ráz a morfologie krajiny. Tato diplomová práce je zaměřena na kontaminace vybranými rizikovými prvky (Cu, Pb, Zn) a organickými polutanty (PAU, OCP, PCB) v současných a historických sedimentech řeky Bíliny. Pro hodnocení kontaminace bylo provedeno vzorkování nivních (hloubkových profilů) a korytových sedimentů (ze současného říčního dna) v šesti různých lokalitách podél celého toku řeky. Rizikové prvky byly analyzovány pomocí rentgenové fluorescenční spektrometrie a výsledky vyhodnoceny ve formě faktoru nabohacení LEF. Organické polutanty byly analyzovány pomocí plynového chromatografu ve spojení s hmotnostní detekcí. Hloubkové profily v nivních sedimentech nám poskytly informace o historických kontaminacích, které se do Bíliny dostávaly ještě před regulacemi provedenými ve 20. století. Ve srovnání se současným korytem jsou zde uloženy opravdu masivní kontaminace mědi (maxima koncentrací Cu jsou až 45krát vyšší, než je průměrné složení zemské kůry), polycyklických aromatických uhlovodíků (maxima koncentrací až 230 mg/kg) a organochlorovaných pesticidů (maxima koncentrací DDT až 1,6 mg/kg). Ačkoliv jsou koncentrace znečišťujících látek v současném korytě mnohem nižší než v korytě historickém, je říční ekosystém stále silně zatížen antropogenním znečištěním, zejména z chemického a těžebního průmyslu. Výsledky naznačují, že nejvíce je znečištěn střední a dolní tok řeky, a to především mědí, zinkem, polycyklickými aromatickými uhlovodíky, polychlorovanými bifenyly a organochlorovanými pesticidy (DDT, methoxychlor). Řeka Bílina jako přítok řeky Labe tak představuje významné riziko pro vývoj kvality v této velké evropské řece.

Abstract:

The area along the Bílina River has been influenced by open-cast brown-coal mining, coal processing, petroleum refineries, and chemical plants for many years. As a result of the extensive industrial activity, not only the stream has been significantly polluted, but also the overall character and morphology of the landscape has changed. This thesis is focused on contamination by selected risk elements (Cu, Pb, Zn) and organic pollutants (PAH, OCP, PCB) in current and historical sediments of the Bílina River. For the contamination assessment, we performed sampling of floodplain sediments (depth profiles) and stream sediments (channel bed deposits) in six sites along the Bílina River. Risk elements were analysed using X-ray fluorescence spectrometry and the results evaluated in the form of a local enrichment factor LEF. Organic pollutants were analysed using a gas chromatography combined with mass spectrometry. Depth profiles in the floodplain sediments gave us information about historical contaminations of the Bílina River before regulations that were implemented in the 20th century. Compared to the current riverbed, there are massive contamination of copper (maximum concentration of Cu is up to 45 times higher than in average composition of the Earth crust), polycyclic aromatic hydrocarbons (maximum concentrations up to 230 mg/kg) and organochlorinated pesticides (maximum concentrations of DDT up to 1,6 mg/kg). Although the concentrations of pollutants in the current riverbed are much lower than in the historical riverbed, the river ecosystem is still heavily loaded by anthropogenic pollution, especially from the chemical and mining industries. The results indicate that the middle and lower parts of the river are the most polluted, mainly by copper, zinc, polycyclic aromatic hydrocarbons, polychlorinated biphenyls and organochlorine pesticides (DDT, methoxychlor). The Bílina River as a left-bank tributary of the Elbe River thus poses a significant risk to the quality of this large European river.

Keywords

nivní sedimenty, korytové sedimenty, kontaminace, PAU, OCP, PCB, těžké kovy, Bílina

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 26. 4. 2022

Accessible from:: 31. 12. 2999

Thesis defence

• Supervisor: Ing. Sylvie Kříženecká, Ph.D.

JAN EVANGELISTA PURKYNĚ UNIVERSITY IN ÚSTÍ NAD LABEM

Faculty of Science

Master programme / field:
Analytical Environmental Chemistry and Toxicology / Analytical Environmental Chemistry and Toxicology