Environmentální rizika spojená se skládkováním na příkladu skládky tuhého komunálního odpadu

Ing. Jan Zloch

Doctoral thesis

Environmental risks associated with landfilling on the example of a municipal solid waste landfill

Abstract:

Studie se zaměřuje na hodnocení environmentálních rizik skládkování odpadu. Komplexní výzkum byl proveden na skládce odpadu Kuchyňky. Hlavním předmětem studie byl výzkum fytotoxicity skládkových vod, který byl doplněn analýzami obsahu těžkých kovů ve skládkových vodách a vzorcích půd, testy fytotoxicity půd a půdní respirací. Areál skládky byl také dvakrát podroben biomonitoringu vegetace, a byl proveden terénní pokus s využitím rostlin Cannabis sativa L. sledující vliv průsakových vod na vitalitu rostlin. Testy fytotoxicity skládkových vod i vzorků půdy byly provedeny na rostlině Sinapis alba L. Vzorky skládkových vod byly odebrány jednou měsíčně po dobu jednoho roku. Podobně byly testovány vzorky půd, kde použitá metodika testů fytotoxicity zahrnovala sadu Phytotoxkit. Dále byly vzorky skládkových vod a půd podrobeny analýzám, které stanovily obsah těžkých kovů pomocí elektrotermické a plamenové atomizace a atomového absorpčního spektrometru. Biomonitoring vegetace vázaný na síť odběrných míst a biomonitoring vegetace v areálu skládky vyhodnotily aktuální stav rostlinných druhů a jejich početního zastoupení, včetně identifikace nepůvodních druhů. Biomonitoring vázaný na síť odběrných míst také hodnotil rostlinnou pokryvnost. Kromě toho byl proveden pokus stanovující basální respiraci půdních mikroorganismů v půdních vzorcích pomocí sady SOLVITA, která měří produkci oxidu uhličitého. Poslední část praktických pokusů se zaměřila na fytoremediační potenciál rostliny Cannabis sativa L. V terénním pokusu byly rostliny vystaveny stresu způsobenému zálivkou průsakem. Reakce rostlin byla vizuálně kontrolována a porovnávána s rostlinami bez stresu. Tato studie potvrzuje specifické vlastnosti skládkových vod a jejich potenciální riziko kontaminace okolí. Zjištěné hodnoty nevykazují bezprostřední ohrožení, ale laboratorní testy a praktické pokusy potvrzují přítomnost těžkých kovů a fytotoxické účinky zkoumaných vzorků. Testy fytotoxicity půdy poukazují na kontaminaci příjezdových cest a manipulačních ploch mimo aktivní těleso skládky, což by mohlo být předmětem dalšího výzkumu. Díky správnému managementu skládky je však zájmová lokalita chráněna a nedochází k bezprostřednímu ohrožení zdraví lidí a ostatních organismů.

Abstract:

This study focused on evaluating the potential environmental risks associated with landfill. The municipal solid waste landfill Kuchyňky was chosen as the research object, and complex research was conducted. The main subject of the study was research on the landfill waters' phytotoxicity complemented by heavy metals analyses of the landfill waters and soil samples from the landfill area, also soil phytotoxicity tests and soil respiration tests were carried out. The entire area of the landfill was subject to biomonitoring of vegetation twice, and a field container experiment was conducted using Cannabis sativa L. plants, which monitored the effect on plant vitality irrigated by the leachate. Phytotoxicity tests with landfill water and soil samples were performed with Sinapis alba L. plant. Landfill water samples were collected once a month for one year. The phytotoxicity of soil samples was tested using the Phytotoxkit test set. Furthermore, landfill water and soil samples were subjected to analyses, which determined the content of heavy metals using electrothermal and flame atomization, as well as atomic absorption spectrometry. Biomonitoring of vegetation evaluated the current state of plant species and their numerical representation, including the identification of non-native species. Biomonitoring linked to a network of sampling points also assessed plant cover. In addition, soil respiration experiments were performed to determine the basal respiration of soil microorganisms in the soil samples. SOLVITA kit was used to measure carbon dioxide production. The last portion of the practical tests and analyses focused on the phytoremediation potential of the Cannabis sativa L. plant. In a field container experiment, the grown plants were exposed to stress caused by irrigation with leachate. The response of plants to stress was visually controlled and compared to that of plants without stress. This study confirmed the specific properties of landfill water and the potential risk of surrounding contamination. These values do not indicate an immediate threat, but laboratory tests and practical experiments have confirmed the presence of heavy metals and the phytotoxic effects of the samples. Soil phytotoxicity tests indicated contamination of driveways and areas outside the landfill's active body. This could be the subject of future research. However, due to proper landfill management, the site of interest is protected, and there is no immediate threat to the health of people and other organisms.

Keywords

průsak, fytotoxicita, biomonitoring

Keywords

leachate, phytotoxicity, biomonitoring

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 21. 6. 2023

Thesis defence

• Supervisor: doc. Mgr. Ing. Magdalena Daria Vaverková, Ph.D.

Mendel University in Brno

Faculty of AgriSciences

Doctoral programme / field:
Ecology and Environmental Protection / Applied and Landscape Ecology