Környezetmonitoring fák törzséből vett magmintából Készítette: Mireisz Tamás.

Az előadások a következő témára: "Környezetmonitoring fák törzséből vett magmintából Készítette: Mireisz Tamás."— Előadás másolata:

1 Környezetmonitoring fák törzséből vett magmintából Készítette: Mireisz Tamás

2 Fogalmi lehatárolás A fatörzsből vett magminta vizsgálata egy gyors és költséghatékony alternatívát kínál a felszín alatti szennyeződések időbeli és térbeli kiterjedésének vizsgálatára (Trapp, 2008). A fatörzsből vett magminta vizsgálata egy gyors és költséghatékony alternatívát kínál a felszín alatti szennyeződések időbeli és térbeli kiterjedésének vizsgálatára (Trapp, 2008). A fatörzs mintázása többször sikeresen alkalmazott módszer a felszín alatti talaj- rétegekben lévő klórozott oldószerek felderítésében (Larsen, 2008). A fatörzs mintázása többször sikeresen alkalmazott módszer a felszín alatti talaj- rétegekben lévő klórozott oldószerek felderítésében (Larsen, 2008).

3 Az elv A fák gyökérzete kapcsolatban van a talajvízzel A fák gyökérzete kapcsolatban van a talajvízzel A fák a gyökérzetükön keresztül vizet szállítanak felfelé A fák a gyökérzetükön keresztül vizet szállítanak felfelé A fa felszívja a talajból a mozgékony komponenseket A fa felszívja a talajból a mozgékony komponenseket A fában lévő kémiai anyagokból következtetni lehet a felszín alatti szennyeződések minőségére és koncentrációjára (Rein, 2009) A fában lévő kémiai anyagokból következtetni lehet a felszín alatti szennyeződések minőségére és koncentrációjára (Rein, 2009)

4 Összefüggések a vegetáció és a felszín alatti rétegek között Bizonyított, hogy összefüggés van (de nem egyértelműen egyenes arányosság) a felszín alatti rétegek és a vegetáció vegyi anyag koncentrációjában. Bizonyított, hogy összefüggés van (de nem egyértelműen egyenes arányosság) a felszín alatti rétegek és a vegetáció vegyi anyag koncentrációjában. Adott vegyi anyag nagy koncentrációja a vegetációban általában nagy koncentrációt jelez a talaj- illetve a felszíni vizekben. (Trapp, 2007) Adott vegyi anyag nagy koncentrációja a vegetációban általában nagy koncentrációt jelez a talaj- illetve a felszíni vizekben. (Trapp, 2007)

5 Mit és hol mérhetünk? A földfelszíntől 0,5–1m magasságban találhatóak a legnagyobb koncentrációban a klórozott alifás vegyületek a fa törzsében. A földfelszíntől 0,5–1m magasságban találhatóak a legnagyobb koncentrációban a klórozott alifás vegyületek a fa törzsében. A fa törzséhez hasonlóan az ágakban is lehet mérni a szennyezőanyag koncentráció. A fa törzséhez hasonlóan az ágakban is lehet mérni a szennyezőanyag koncentráció. Levelekben is mérhetünk de az illékony komponensek nem mérhetőek megfelelően. Levelekben is mérhetünk de az illékony komponensek nem mérhetőek megfelelően. A levelekben nehézfémek is kimutathatóak, ami a talaj szennyezettségére utalhat. Azt azonban számításba kell venni, hogy a levegőből több szennyeződés kerülhet a levélbe mint a talajból. (Trapp, 2007)

6 Mintázás menete A mintázást fúróval végezzük (pl.: 3–5 mm átmérőjű fúró mellyel Finnországban Suuntoban mértek) (Trapp, 2007) A mintázást fúróval végezzük (pl.: 3–5 mm átmérőjű fúró mellyel Finnországban Suuntoban mértek) (Trapp, 2007) A fúró behatol a fa belsejébe így kapva képet az egész törzs szerkezetéről. A fúró behatol a fa belsejébe így kapva képet az egész törzs szerkezetéről.

7 Mintázás menete A mintavétel kevesebb mint 5 percet vesz igénybe. A mintavétel kevesebb mint 5 percet vesz igénybe. Ha illékony anyagokkal dolgozunk a mintát a mintavétel követően rögtön el kell zárni. Ha illékony anyagokkal dolgozunk a mintát a mintavétel követően rögtön el kell zárni. Szerves anyagok tárolásánál figyelni kell, hogy elkerüljük a biológiai bomlást, majd alacsony hőmérsékleten kell tárolni a mintát a vizsgálatig. (Trapp, 2007) Szerves anyagok tárolásánál figyelni kell, hogy elkerüljük a biológiai bomlást, majd alacsony hőmérsékleten kell tárolni a mintát a vizsgálatig. (Trapp, 2007)

8 Mintázás ideje Klórozott etilének vizsgálatához a vegetációs időszak (májustól–októberig) kezdete a legmegfelelőbb. Klórozott etilének vizsgálatához a vegetációs időszak (májustól–októberig) kezdete a legmegfelelőbb. November elejétől kezdve csökken a klórozott etilének koncentrációja a vegetációban így nem kaphatunk kielégítő értékeket. November elejétől kezdve csökken a klórozott etilének koncentrációja a vegetációban így nem kaphatunk kielégítő értékeket. Más szennyezőanyagoknál nincs feltárva mikor a legalkalmasabb mérni a vegetációban, de valószínűleg általában a vegetációs időszak kezdete a legmegfelelőbb. (Trapp, 2007) Más szennyezőanyagoknál nincs feltárva mikor a legalkalmasabb mérni a vegetációban, de valószínűleg általában a vegetációs időszak kezdete a legmegfelelőbb. (Trapp, 2007)

9 Indikátor fajok A legjobb indikátorok a tűlevelűek, mert A legjobb indikátorok a tűlevelűek, mert –nekik van a legmélyebbre nyúló gyökérzetük (7 m-nél mélyebbre is lehatol) –vastag szíjács réteggel rendelkeznek –egész évben van levélzetük (párologtatnak). A tűlevelűekben mutathatóak ki legjobban a klórozott etilének (összehasonlítva más – lombhullató- fajokkal pl.:nyír, nyár) A tűlevelűekben mutathatóak ki legjobban a klórozott etilének (összehasonlítva más – lombhullató- fajokkal pl.:nyír, nyár) A lágyszárúak és a gyepek rossz indikátorfajoknak számítanak (illékony anyagok nem jól mérhetőek). (Trapp, 2007) A lágyszárúak és a gyepek rossz indikátorfajoknak számítanak (illékony anyagok nem jól mérhetőek). (Trapp, 2007)

10 Indikátor anyagok A jó indikátor anyagok vízben oldódóak, perzisztensek és nem túl illékonyak. A jó indikátor anyagok vízben oldódóak, perzisztensek és nem túl illékonyak. Az eddigi tapasztalatok alapján a kémiai anyagokat három csoportba sorolták: Az eddigi tapasztalatok alapján a kémiai anyagokat három csoportba sorolták: –Összetevők, melyekre használható az eljárás és sikerrel tesztelték őket a terepen. –Az eljárás feltételezhetően alkalmazható az összetevőkre de még nem tesztelték a terepen. –Nem jó indikátorok (nem reprezentálja) a vegetációban mért érték a talajban találhatót. (Trapp, 2007)

11 Összetevők melyekre használható az eljárás és tesztelve voltak a terepen Klórozott oldószerek Klórozott oldószerek –Jó értékeket hoznak –Pozitív tapasztalat a klór-etánokkal Perklóretilén (PCE) Perklóretilén (PCE) Cis-Diklóretilén (DCE) Cis-Diklóretilén (DCE) Triklóretilén (TCE) Triklóretilén (TCE) –Vynil klorid is jól kimutatható Réz és kadmium Réz és kadmium –Jól lokalizálhatóak a növényekben –A réz a levelekben is akkumulálódik. (Trapp, 2007)

12 Az eljárás feltételezhetően alkalmazható az összetevőkre de még nem tesztelték terepen Nem tesztelt klórozott oldószerek Nem tesztelt klórozott oldószerek –Kloroform –Triklóretán –Széntetraklorid (CCL4) Diklórfenol Diklórfenol –Fa törzsében már kimutatták de csak laboratióriumi körülmények között MTBE MTBE –Még nincs tesztelve Perklorát Perklorát –Időlegesen kimutatható a növényekben (Trapp, 2007).

13 Nem jó indikátoranyagok BTEX (benzol, toulol, xilol, etilbenzol) BTEX (benzol, toulol, xilol, etilbenzol) –Feltehetőleg lebomlanak. –Kis mennyiségben a terepi vizsgálatok közben találkoztak már benzollal és toulollal de még nincsenek kész vizsgálati anyagok. PAH (Policiklikus aromás szénhidrogének) PAH (Policiklikus aromás szénhidrogének) Ólom Ólom –Lassú szállítással a felszín alatti vizekből a törzsbe valamint a levelekbe jut, –de a levegőből is sok rakódhat le. Hosszú láncú alkánok Hosszú láncú alkánok –Oktán és dodekán nincsenek jelen a fákban valószínűleg túl illékonyak és nem elég perzisztensek. Szabad cianid és vas cianid Szabad cianid és vas cianid –Mindekettő lebomlik a fában azonban a szabad cianid gyorsabban. Vas Vas –Sok raktározódik alapvetően a növényekben. Fenol és monoklórfenol Fenol és monoklórfenol –Gyorsan lebomlik a gyökérzónában (Trapp, 2007).

14 Példa nehézfémek felszín alatti koncentrációjának indikálására fa magmintából A helyszín: Norvégia, Moringa egy korábbi hulladéklerakó amely mesterségesen kialakított félszigetet formál az Oslofjordnál A helyszín: Norvégia, Moringa egy korábbi hulladéklerakó amely mesterségesen kialakított félszigetet formál az Oslofjordnál A területen 1990 – 1993-ig csak lerombolt épületek, hulladékolaj, hegesztési salak volt található. A területen 1990 – 1993-ig csak lerombolt épületek, hulladékolaj, hegesztési salak volt található. Először a hulladékokat a partra, majd később a tengerbe hordták. Először a hulladékokat a partra, majd később a tengerbe hordták. A hulladékréteg vastagsága elérte a 3 m-t. A hulladékréteg vastagsága elérte a 3 m-t. Vad-pionír vegetáció jött létre, melyet a füves területek és néhány fafaj (elsősorban: cseresznye, nyír, fűz) képvisel (Rein, 2009). Vad-pionír vegetáció jött létre, melyet a füves területek és néhány fafaj (elsősorban: cseresznye, nyír, fűz) képvisel (Rein, 2009).

15 Példa a nehézfémek felszín alatti koncentrációjának vizsgálatára a fák mérésével Cél: nehézfémek kimutatása a területen. Cél: nehézfémek kimutatása a területen. Különböző típusú fákat vizsgáltak. Különböző típusú fákat vizsgáltak. A fából vett mintákat ICP analízissel kiértékelték majd összehasonlították a talajban mért nehézfémek (As, Cd, Cu, Cr, Ni, Pb és Zn) koncentrációértékeivel (Rein, 2009). A fából vett mintákat ICP analízissel kiértékelték majd összehasonlították a talajban mért nehézfémek (As, Cd, Cu, Cr, Ni, Pb és Zn) koncentrációértékeivel (Rein, 2009).

16 Példa a nehézfémek felszín alatti koncentrációjának vizsgálatára a fák mérésével 1990 és 2005 között az alapos kutatómunka kiterjedt szennyezettséget tárt fel a területen. 1990 és 2005 között az alapos kutatómunka kiterjedt szennyezettséget tárt fel a területen. Különböző mértékű szennyezettséget mutatnak a vizsgált nehézfémek a területen. Különböző mértékű szennyezettséget mutatnak a vizsgált nehézfémek a területen. A fából kapott eredmények alapján 8 kockázatos területet határoltak le, melyek relatíve azonos hulladéktelítettséggel bírtak (Rein, 2009). A fából kapott eredmények alapján 8 kockázatos területet határoltak le, melyek relatíve azonos hulladéktelítettséggel bírtak (Rein, 2009).

17 Példa a nehézfémek felszín alatti koncentrációjának vizsgálatára a fák mérésével A korreláció a fa és a talajban lévő nehézfémek között A korreláció a fa és a talajban lévő nehézfémek között –Minden fafajt tekintve: Pozitív korrelációról beszélhetünk de nem szignifikánsak az értékek. Pozitív korrelációról beszélhetünk de nem szignifikánsak az értékek. –Csak a fűzeket (Salix caprea) tekintve nagy és szignifikáns korreláció figyelhető meg az arzén, a kadmium és a króm esetében (Rein, 2009). nagy és szignifikáns korreláció figyelhető meg az arzén, a kadmium és a króm esetében (Rein, 2009).

18 Példa a nehézfémek felszín alatti koncentrációjának vizsgálatára a fák mérésével FémKorreláció Arzén0,422 Kadmium0,739 Króm0,318 Réz-0,157 Nikkel-0,172 Ólom-0,479 Cink-1,195

19 Irodalomjegyzék Arno Rein (2009): Monitoring of heavy metal subsurface contamination using trees In: http://www.eugris.info/newsdownloads/GreenRemediation/pd f/D09_ArnoRein_Poster.pdf Arno Rein (2009): Monitoring of heavy metal subsurface contamination using trees In: http://www.eugris.info/newsdownloads/GreenRemediation/pd f/D09_ArnoRein_Poster.pdf http://www.eugris.info/newsdownloads/GreenRemediation/pd f/D09_ArnoRein_Poster.pdf http://www.eugris.info/newsdownloads/GreenRemediation/pd f/D09_ArnoRein_Poster.pdf Larsen M, Burken J, Macháčková J, Karlson UG, Trapp S. 2008. Using tree core samples to monitor natural attenuation and plume distribution after a PCE spill. Environ. Sci. Technol. 42, 1711–1717. Larsen M, Burken J, Macháčková J, Karlson UG, Trapp S. 2008. Using tree core samples to monitor natural attenuation and plume distribution after a PCE spill. Environ. Sci. Technol. 42, 1711–1717. Trapp S, Larsen M, Legind CN, Burken J, Macháčková J, Gosewinkel Karlson U. 2008. A guide to vegetation sampling for screening of subsurface pollution. In: http://homepage.env.dtu.dk/stt/GuidetoVegetationSampling.p df Trapp S, Larsen M, Legind CN, Burken J, Macháčková J, Gosewinkel Karlson U. 2008. A guide to vegetation sampling for screening of subsurface pollution. In: http://homepage.env.dtu.dk/stt/GuidetoVegetationSampling.p df