Vliv sloučenin obsahujících síru na mobilitu rtuti a aktivitu mikroorganismů v půdě

Andrea Burešová

Master's thesis

The effect of sulfur compounds on mercury mobility and activity of microorganisms in soil

Abstract:

Rtuť jako těžký kov je známa především pro své negativní působení na lidské zdraví, tedy především pro svou teratogenitu a karcinogenitu. Kontaminace půdy rtutí je v dnešní době velký problém v celém světě. Řešením jsou půdní remediace, které by tento kontaminant z půdy odstranily, či jinak eliminovaly jeho přístup do živých organismů. V tomto kontextu se uplatňují nejrůznější postupy, přičemž v poslední době se jako jeden z účinných postupů jeví využití sirných sloučenin, které se rtutí tvoří nerozpustné komplexy. Právě cílem této práce bylo zjistit efekt těchto látek během remediace půdy kontaminované rtutí. V tomto experimentu jsme zvolili dvě půdy lišícími se svými vlastnostmi, luvizem a černozem. Půdu jsme dali do nádob a aplikovali jsme do ní určité množství rtuti a zvlášt přidali tyto sirné látky 1) síran amonný 2) L-cystein 3) anaerobní digestát (bioodpad z bioplynové stanice) a 4) kontrolní půda bez přídavku jakékoliv látky. Celkem 21 dní jsme nechali půdu inkubovat ve tmě a vždy po 1, 7, 14 a 21 dnech jsme odebírali vzorky na jednotlivé analýzy. Ze vzorků bylo měřeno množství mobilních mikroživin, makroživin, rtuti a jejích sloučenin, pH, množství mikrobiální biomasy a dehydrogenázová aktivita. Výsledky prokázaly významný rozdíl v chování rtuti v kontaminované půdě po přidání anaerobního digestátu. Jeho hlavní efekt v půdě je následující: 1) výrazné zlepšení půdních vlastností zvýšením množství živin v půdě a podporou nárůstu a aktivity mikrobiálního půdního společenstva a 2) proporční zvýšení množství metylrtuti v půdě a zároveň snížení množství volatilní rtuti emitované do ovzduší. Tento výsledek prokazuje, že anaerobní digestát může být efektivní látkou využívanou během bioremediace rtuti, čímž se zároveň podpoří koncept znovuvyužití odpadů a eliminuje se množství odpadů ukládaných na skládku. Nicméně je třeba dalších výzkumů, které by především prokázaly dlouhodobější efekt anaerobního digestátu v kontaminované půdě rtutí.

Abstract:

Mercury as a heavy metal is known for its negative effect on human health, concretely for its teratogenty and carcenogenity. Soil contamination with a mercury is a big problem in all the world. Solution of this problem could be soil remediation, that helps to remove the contaminant from the soil or eliminates incoming of the contaminant by organisms. In this context are used various mechanisms, while as a effective is known using sulfur compounds, that make complexes with a mercury. The objective of this thesis is to determine the effect of these sulfur compounds inremediation of soil contaminated with a mercury. For this experiment we used two soils with various properties, Luvisol and Chernozem. Soil was put to containers and mercury and these sulfur compounds 1) ammonium sulphate 2) L-cysteine 3) digestate (biowaste from biogas station) and 4) control soil without any addition of sulphur compound were added. The soil samples were incubated for 21 days, while after 1, 7, 14 and 21 days we collected samples for further analysis. From these samples, mobile pool of micronutrients, macronutrients, mercury species, microbial biomas carbon and dehydrogenase activity were measured. Our results show difference in soil behaviour in soil where digestate was applicated. The main effect of digestate was: 1) improvement of soil properties with addition of nutrients and improvement of soil microbial community biomass and activity and 2) increased of metylmercury in soil and decreased of volatile mercury emited to atmosphere. As a conclusion, digestate seems to be an apprepriate compound used in soil remediations of soil contaminated with mercury. This could support a waste reuse concept and eliminate an amount of wastes on a dumps. However, further research is need to determine long term effect of digestate in contaminated soils with mercury.

Keywords

rtuť, půdní mikroflora, půda, síra, mobilita

Keywords

mercury, soil, mobility, soil microorganisms, sulfur

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 6. 4. 2016

Thesis defence

• Supervisor: prof. Ing. Jiřina Száková, CSc.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources

Master programme / field:
Care of Biosphere / Waste Use and Management