Vliv organické hmoty v půdě na obsah a dostupnost rtuti v půdě

Pavel Červenka

Bachelor's thesis

The impact of soil organic matter on the contents and accessibility of mercury in soil

Abstract:

Obsah rizikových prvků v půdě je významně ovlivněn antropogenní činností, hlavně těžebním průmyslem. V průběhu aktivní těžby dochází k únikům těchto prvků do životního prostředí. Z těchto prvků pak vystupuje do popředí rtuť, která má v průmyslu velmi široké uplatnění. Největší riziko představuje její extrémní toxicita a schopnost její perzistence v půdním profilu. Půdní vlastnosti, jako půdní pH, sorpční kapacita půdy a obsah půdní organické hmoty pak určují, jestli bude Hg přijatelná rostlinami a jestli bude schopna vstoupit do potravních řetězců. Akumulace rtuti v biomase rostlin a její následná mobilita skrze potravní řetězce do těl živočichů, včetně člověka, může způsobovat zdravotní problémy u četných populací lidí i zvířat. V této práci byly hodnoceny obsahy celkové rtuti, obsah celkového uhlíku, celkový obsah organického uhlíku a poměr uhlík/dusík v půdě na dvou lokalitách vyskytujících se na území České republiky, které byly v minulosti ovlivněny těžbou. Byla stanovena hypotéza, že obsah a mobililita rtuti v půdě jsou ovlivněny obsahem půdní organické hmoty. První lokalitou jsou Horní Luby u Chebu, kde byl výskyt Hg geologického i antropogenního původu. V minulosti zde probíhala těžba cinabaritu. Tyto doly dříve patřily mezi největší cinabaritové doly v Evropě. Druhou lokalitou byl zvolen bývalý zlatý důl v Libčicích u Nového Knína, kde se v minulosti používala rtuť při amalgamaci zlata. Na rozdíl od Horních Lub se zde nachází rtuť antropogenního původu, s výjimkou Hg, která je ve velmi nízkých koncentracích přirozenou součástí litosféry (0,05 až 0,077 mg/kg). Na těchto lokalitách byly odebrány reprezentativní vzorky půdních horizontů. Na každé lokalitě bylo stanoveno 7 odběrových míst, ze kterých byly odebrány identifikované půdní horizonty a pomocí příslušné laboratorní analýzy stanoveny příslušné koncentrace prvků (celkový obsah Hg, celkový obsah CTot, obsah organického uhlíku Corg, poměr C/N). Po stanovení příslušných koncentrací byla ze získaných dat pomocí Spearmanovi pořadové korelace ověřena platnost stanovené hypotézy. Statisticky významné korelace mezi obsahem organické hmoty v půdě a obsahem Hg ale zaznamenány nebyly. Koncentrace Hg zjištěné v odebraných půdních vzorcích překročily jak preventivní, tak v mnohých případech i indikační hodnoty stanovené vyhláškou č. 153/2016 Sb vydanou MŽP ČR. Při porovnání celkového obsahu rtuti je nutné uvést, že Libčice se jeví jako podstatně méně kontaminovaná lokalita. Ale i přesto zde byly naměřeny vysoké koncentrace celkového obsahu Hg v půdním profilu, které by mohly mít negativní vliv na životní prostředí a lidské zdraví.

Abstract:

The content of trace elements in soil are significantly affected by antropogenic activity especially by mining industry. During the active mining, these elements can be released to the environment. Mercury which has a broad usage in the antropogenic industrybelongs to the kst prominent toxic elements. The extreme toxicity and the ability of its perzistence in soil profile present the biggest risk of this element. Soil attributes such as soil pH, soil sorption capacity and content of soil organic matter determine if it could be acceptable by plants and if could able to enter to food chains. The mercury accumulation in plant biomass and its subsequent mobility to animal bodies, including human, through food chains could cause health issues in numerous human and animal population. In the case of this study have been evaluated total mercury content, total carbon content, content of organic carbon and the ratio of carbon/nitrogenin soil at two localities which are occuring in the area of the Czech Republic that have been affected by the mining history. There was some hypothesis estabilished that the content and the mobility of mercury in soil is affected by the content of soil organic matter. At the fisrt locality Horní Luby nearby Cheb was mercury of antropogenic and geologic origin. There was taking place the mining of cinnabar in the past. These mines belonged amogs the larlgest cinnabar mines in Europe in the past. As the second locality was chose former gold mine in Libčice nearby Nový Knín where was mercury used for the gold extraxtion via the amalgamation in the past. In contrast of Horni Luby there is mercury of antropogenic origin except of Hg which is a natural part of litosphere in very low concentration (0.5 to 0.077 mg/kg). Representatives samples of soil horizonts at these localities were collected. There were set up 7 sampling places at each locality where the identified soil horizons were sampled and the appropriate concentration of elemets (THg, CTot, Corg, C/N) were determined using the appropriate laboratory techniques. Spearman´s rank correlation was applied to verify the stated scientific hypothesis. Howeve, no significant correlations were recorded for soil organic matter and total Hg relationships. The content of Hg measured in collected soil samples exceed both the preventive and in most of cases the indicative values set by Decree No. 153/2016 Coll. issued by the Ministry of Environment of the Czech Republic. When total mercury contents were compared, it can be stated that Libčice appears to be a substantially less polluted location. But still there were measured high concentration of total Hg content in the soil profile which could have a negative effect on the environment and human health.

Keywords

organická hmota, půda, dostupnost, rtuť

Keywords

mercury, organic matter, soil, accessibility

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 24. 4. 2023

Thesis defence

• Date of defence: 22. 5. 2023
• Supervisor: prof. Ing. Jiřina Száková, CSc.
• Reader: Tereza Nováková, externi

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources

Bachelor programme:
Landscape Conservation and Use of Natural Resources