Obsah sborníku | Časopis BIOM, články a sborníky | Domovská stránka     

OBSAHY TĚŽKÝCH KOVŮ V PŮDĚ A V ROSTLINÁCH PO DLOUHODOBÉM HNOJENÍ PRŮMYSLOVÝMI KOMPOSTY

Ing. Jaroslav Váňa, CSc.

VÚRV Praha-Ruzyně

odbor agroekologie a jakosti

Významným zdrojem kontaminace půd těžkými kovy se mohou stát průmyslové komposty, k jejichž výrobě byly použity kanalizační kaly nebo netříděné tuhé komunální odpady. V současné době není dokonalá znalost negativních důsledků opakované aplikace kompostů s různým obsahem těžkých kovů na půdu a na rostliny. K tomuto hodnocení jsme využili devítiletého polního pokusu, kde se aplikované komposty výrazně lišily obsahem těžkých kovů.

Materiál a metody :

Polní pokusy byly založeny čtyřikrát opakovaně na šesti pokusných stanovištích vybraných v odlišných půdně-klimatických podmínkách. Aplikace stejných typů kompostů byla provedena vždy po 3 letech. Aplikované komposty A a B byly vyrobeny z 50% hmotnosti drtě tuhých komunálních odpadů, 20% kapucínu, 5% cukrovarské šámy a 25% čistírenského kalu. K výrobě kompostu B byl použit kal výrazně kontaminovaný těžkými kovy. Kompost C byl vyroben ze 65% hmotnosti drcené smrkové kůry a 35% kejdy prasat. Komposty byly v průběhu pokusu opakovaně aplikovány dávkou 40 t.ha-1, kompost B navíc dávkou 120 t.ha-1. Sledování obsahu těžkých kovů v půdě a rostlinách bylo provedeno v předposledním a posledním pokusném roce. Ke zjišťování těsnosti závislostí byla použita vícerozměrová korelační analýza. Statistická významnost byla testována při hladině đ = 0,05 a 0,01.

Výsledky a diskuse :

Třikrát opakovaná aplikace průmyslových kompostů (tab.č.1) způsobila překročení doporučeného přípustného vstupu sledovaných těžkých kovů do půdy (podle BENEŠE,1994) ve všech případech u Cd. Nejvyšší vstup sledovaných kovů nastal u varianty č. 4 101,7 kg.ha-1, nejnižší při aplikaci kůrového kompostu u varianty č. 5. Aplikací kompostů nastaly výrazně diferencované rozdíly obsahu Pb, Cr, Ni, Cd a rovněž COX a pH v půdě (tab.č.2). Tyto rozdíly mezi variantami se promítly do obsahu těžkých kovů v rostlinách pouze u Cd a to u ječné slámy a zrna ječmene, kde byly zjištěny statisticky významné rozdíly mezi variantou č. 4 a ostatními variantami a variantou č. 1 a ostatními variantami.

Z celkového počtu rostlinných vzorků bylo 12,1% nadlimitně kontaminováno Cd, Ni nebo Pb s ohledem na platné hygienické normy. Nadlimitně kontaminované vzorky byly nalezeny též u kontrolní varianty č. 1. Spojitost nadlimitní kontaminace rostlin těžkým kovem s překročením jeho přípustného vstupu do půdy (podle BENEŠE, 1994) se nepodařilo statisticky prokázat. Byla vytvořena hypotéza, že komposty vnášejí do půdy těžké kovy a zároveň vytvářejí podmínky omezující transfer těchto kovů do rostlin. Aplikované komposty zvýšily COX a s výjimkou kompostu C též pH půdy. Příjem těžkých kovů rostlinami je snižován sorpcí kovů na humusové látky (HERMS, 1989) a je omezován vyššími hodnotami pH půdy (HASSELBACH, BOGUSLAWSKI, 1991).

K posouzení těchto vztahů jsme vyjádřili obsah těžkého kovu v rostlině jako lineární funkční závislost na trojrozměrném statistickém znaku, jehož dílčí proměnné představovaly obsah těžkého kovu v půdě, COX a pH půdy. Míru celkové závislosti jsme vyjádřili výběrovým koeficientem mnohonásobné korelace Km a míru dílčí závislosti parciálním korelačním koeficientem při eliminaci vlivu ostatních dílčích proměnných. Matematický model jsme uspořádali podle sledovaných kovů a podle plodin. Z vybraných výsledků (tab.č.3) vyplývá pozitivní parciální korelace mezi obsahem těžkého kovu v půdě a v rostlině a negativní parciální korelace mezi COX půdy a obsahem těžkého kovu v rostlině. Parciální korelace mezi pH půdy a obsahem těžkého kovu v rostlině byla zjištěna ve většině případů negativní, ale při podstatně nižších korelačních koeficientech. Statisticky významné závislosti byly zjištěny zejména u okopanin.

Dlouhodobý vegetační pokus prokázal dvojí funkci kompostů ve vztahu k těžkým kovům. Mohou být donorem těchto kovů do půdy a zároveň omezují jejich transfer do rostlin.

Tab. č.1.: Vstup TK do půdy u pokusných variant

Tab.č.2.: Obsah TK (mg.kg suš-1), COX (% suš) a pH v půdě před založením pokusu a po ukončení pokusu (v průměru pokus. stanovišť)

Tab.č.3.: Závislost TK v rostlině na trojrozměrném statistickém znaku (TK v půdě, COX, pH)

statisticky významné đ = 0,05

statisticky významné đ = 0,01

Literatura :

Beneš S., 1994 : Obsahy a bilance prvků ve sférách životního prostředí. II. část. MZe ČR, Agrospoj Praha.

Hasselbach G., Boguslawski E., 1991 : Bodenspezifische Einflüsse auf die Schwermetallaufnahme der Pflanzen und Einordnung der Ergebnisse in Bodenschutznormen. In : Auswirkungen von Siedlungsabfällen auf Böden, Bodenorganismen und Pflanzen. Berichte aus der Ökologischen Forschung, Band 6 : 126, 180.

Herms U., 1989 : Löslichkeit von Schwermetallen in Böden unter variierenden Milieubedingungen. In: Dechema. Beurteilung von SM-Kontaminationen im Boden. Frankfurt/Main, 189-199.

Resumé :

OBSAHY TĚŽKÝCH KOVŮ V PŮDĚ A V ROSTLINÁCH PO DLOUHODOBÉM HNOJENÍ PRŮMYSLOVÝMI KOMPOSTY

Ing. Jaroslav Váňa, CSc.

VÚRV Praha-Ruzyně

odbor agroekologie a jakosti

V devítiletém polním pokusu na šesti pokusných stanovištích byly vždy po 3 letech aplikovány 3 stejné typy kompostů s výrazně odlišným obsahem těžkých kovů. Komposty na bázi tuhých komunálních odpadů a kanalizačních kalů statisticky významně zvýšily obsah Cd, Pb, Cr a Ni, ale zároveň zvýšily i COX a pH půdy. Spojitost nadlimitní kontaminace rostlin těžkým kovem s překročením jeho přípustného vstupu do půdy se nepodařilo prokázat. Při vyjádření obsahu těžkého kovu v rostlině jako lineární funkční závislost na trojrozměrném statistickém znaku (jehož dílčí proměnné představovaly obsah těžkého kovu v půdě, COX a pH půdy) byla prokázána pozitivní parciální korelace mezi obsahem těžkého kovu v půdě a v rostlině a negativní parciální korelace mezi COX a pH půdy a obsahem těžkého kovu v rostlině. Komposty mohou být donorem těžkých kovů do půdy a zároveň omezují jejich transfer do rostlin.

Summary :

HEAVY METALS CONTENT IN SOIL AND PLANTS AFTER THE LONG-TERM FERTILIZATION WITH INDUSTRIAL COMPOSTS

Ing. Jaroslav Váňa, CSc.

Research Institute of Crop Production Prague-Ruzyně

Division of Agroecology

During the last nine years we have aplicated three equal types of composts on 6 localities in field experiments every 3 years with different amount of heavy metals. The composts were produced from solid municipal wastes and municipal sludges and significantly promoted the content of Cd, Pb, Cr and Ni in soil as proven by statistical methods. At the same time there were promoted also the COX and pH in soil. Consequence of increasing contamination of plants by heavy metals with exceeding the limit of heavy metals permissible input into soil were not proven. In the proposal of the heavy metal content in plant as a linear functional dependence on the three-dimensional statistical code (which particular variables were presented by heavy metal content in soil, COX and pH of soil) there were verified the positive partial correlation between the heavy metal content in soil and in the plant and the negative partial correlation between the COX and pH of soil and the heavy metal content in the plant. Composts can be presented as the donors of heavy metals into soil and at the same time the composts limit the transfer of heavy metals into the plants.