Znečištění zemské půdy: Příčiny a důsledky

Půdy tvoří základ všech suchozemských ekosystémů, což platí i o půdách využívaných k zemědělským účelům, z nichž lidé získávají obživu. Dlouhodobé sledování kvality půd ukazuje, že v mnoha částech světa vlivem dosavadního hospodaření půda postupně degraduje - snižuje se zejména množství obsažené organické hmoty - a klesá tak její schopnost plnit produkční i ekosystémové funkce.

Pokud se nic nezmění, může v nejbližších sto letech téměř polovina konvenčně obdělávaných půd světa tyto funkce ztratit úplně. Z kdysi úrodné půdy se stane v podstatě písek.

V příkrém rozporu s rostoucím počtem obyvatel Země je neustálé snižování výměry zemědělsky využitelné půdy v důsledku záborů pro rostoucí města, dopravní stavby a průmyslové objekty. To nevyhnutelně povede k potravinové krizi, ještě více ovlivňované využíváním potravinových zdrojů k jiným účelům (biopaliva) a degradací půdního fondu intenzivním zemědělským obděláváním (ochuzení půd o živiny a jejich znečištění). Příznaky této krize se již velmi výrazně projevují: celosvětové zdražování potravin, mnohé státy (např.

Potenciálně zemědělsky využitelná půda má na Zemi rozlohu asi 3300 milionů hektarů, tj. asi 22 % plochy souše s půdním pokryvem, zbytek je pokryt ledovci nebo tvořen nevyužitelnými půdami, příliš svažitými, suchými, vlhkými apod. Podle údajů OECD koncem 20. Na 1 obyvatele připadá 0,414 ha zemědělské půdy, z toho orné pouze 0,295 ha a její výměra se neustále snižuje.

Příčiny znečištění půdy

Způsob, jakým využíváme krajinu, často přináší další nepřirozené látky do ekosystémů. Jejich cílem je především chránit vybrané plodiny nebo jim dodávat živiny. V současném intenzivním modelu zemědělství, který je rozšířený v Česku, ale i v řadě dalších zemí světa, jsou živiny do půdy dodávány převážně průmyslově vyráběnými hnojivy.

Čtěte také: Životní Prostředí a jeho Znečištění

Ta sice rostlinám dodají to hlavní, co ke svému růstu potřebují, ale na rozdíl například od chlévské mrvy (pocházející například od dobytka, ovcí či koní) nepřidávají do půdy žádnou organickou hmotu, která by vyživovala půdní organismy, a tím i celý půdní ekosystém.

Navíc na polích při intenzivním způsobu hospodaření běžně nezůstává ani odumřelá organická hmota - po sklizni jsou i zbývající části rostlin, které by zde jinak postupně zetlely, zpravidla odvezeny pryč. To vede k narušení přirozených cyklů prvků v půdě a zároveň vytváří závislost na neustálém dodávání hnojiva.

A nejen to: aby půdní organismy v takto chudém prostředí přežily, začnou zpravidla rozkládat organickou hmotu, která je v půdě uložena. To vede k tomu, že půda postupně chudne a současně se při tomto procesu uvolňuje oxid uhličitý. Jinými slovy: degradace půdy zvyšuje také koncentrace CO2 v atmosféře a tím se podílí i na oteplování planety.

K okyselování půdního prostředí přispívá do velké míry hnojení, zejména použití dusíkatých hnojiv. Roli hrají také kyselé deště a imise síry a dusíku.

K utužování půdy dochází zejména využíváním těžké techniky na polích (velké traktory, kombajny a podobně) s hmotností mnoha tun, které vytvářejí na půdu značný tlak. Znečišťující látky (polutanty) se do půdy dostávají například z emisí z průmyslu nebo dopravy, mohou unikat při různých haváriích (např. při přepravě chemikálií), z nedostatečně zabezpečených skládek odpadu nebo při těžební činnosti.

Čtěte také: Druhy dopravy a znečištění vody

Významný podíl mají také chemikálie využívané v zemědělství (syntetická hnojiva a pesticidy).

Podíl zastavěné plochy v Česku dlouhodobě roste (za posledních 50 let se zastavěná plocha zvětšila dvojnásobně). Rozšiřování obytných částí i potřebné infrastruktury vede k úbytku zemědělské půdy, navíc často dochází k zastavování právě nejkvalitnějších půd. Při zástavbě je půda do velké míry mechanicky narušena a pokryta nepropustnými materiály (beton, asfalt aj.). Takto znehodnocená půda ztrácí veškeré své produkční i ekosystémové funkce.

Důsledky znečištění půdy

Vedle mnoha negativních důsledků pro lidské zdraví má znečištění také výrazný ekonomický dopad: poškozováním zdraví lidí nejen zatěžuje národní rozpočty náklady na zdravotní péči, ale také degraduje ekosystémy a kvalitu jimi poskytovaných služeb a v neposlední řadě snižuje výnosy např. v zemědělství.

Ztráta organické hmoty a s tím související pokles množství organismů v půdě vede k rozpadu půdní struktury (už zmíněných půdních agregátů). S úbytkem organické hmoty a souvisejícím rozpadem půdní struktury se půda stává náchylnou k tomu, že ji odplaví voda nebo odnese vítr.

Spolu s ornicí odnáší voda (nebo vítr) také organickou hmotu a živiny. Utužená půda je kompaktnější a ztrácí svou pórovitost. Nedokáže pak dobře absorbovat vodu, čím se zvyšuje riziko vodní eroze (voda se nevsákne a pouze steče po povrchu, přičemž odnáší i ornici, viz výše).

Čtěte také: Hlukové znečištění a velryby

Nedostatek pórů omezuje také množství kyslíku v půdě, což v kombinaci s nedostatečnou vlhkostí vede k omezení půdních procesů (a tedy i zpomalení rozkladu organické hmoty a uvolňování živin).

Polutanty mohou v půdě také ovlivňovat některé procesy, jako je třeba rozklad organické hmoty.

Takto znehodnocená půda ztrácí veškeré své produkční i ekosystémové funkce. V krajině vedou takovéto zásahy ke snižování biodiverzity, ztrátám krajinného rázu a dochází též k omezení schopnosti zadržovat vodu (což může zesilovat dopady povodní). Kromě toho zástavba zvyšuje i riziko kontaminace okolních půd a vod.

Antropogenní činnosti a toxické látky

V důsledku lidské činnosti se ve vodě vedle přirozených příměsí vyskytují i další látky nebo se obsah jinak přirozených látek neúměrně zvyšuje. Nejčastější příčinou znečištění vod jsou průsaky z půdy, vypouštění odpadních vod z průmyslu nebo havárie nádrží s nebezpečnými kapalinami. Znečištěná voda působí nepříznivě na zdraví člověka a také na skladbu a životaschopnost společenstev organismů. Mezi nejznámější toxické látky patří stopové kovy, které jsou přítomné v organismu nebo v životním prostředí ve velmi nízkých koncentracích v jednotkách ppm.

Těžké kovy jsou označovány jako kovy o specifické hmotnosti vyšší než 5 g/cm3. Mezi ně patří například olovo, arsen, selen, měď, zinek, kadmium, rtuť a chrom.

Olovo

Zdrojem olova v životním prostředí jsou emise benzínových motorů, metalurgie, energetika. Vstřebané olovo je transportováno krví, kde je z 96-98 % vázáno na erytrocytech. Oxidy olova, olovnaté a olovičité soli jsou toxické se smrtelnými dávkami pro člověka 10 g. Akutní otrava je dnes vzácná. Intoxikace se projevuje bolestmi hlavy, nechutenstvím, insomniíí. Postižený se rychle unaví, dostaví se vegetativní poruchy - zpomalení srdeční činnosti (bradykardie), pokles tělesné teploty. Postižení krvetvorného systému (anémie způsobená inhibicí syntézy hemu), nervového systému a to jak centrálního (encefalopatie), tak i periferního, trávicího ústrojí a ledvin.

Arsen

Arsen patří mezi nejtoxičtější kovy. Nejznámějším jedem je oxid arsenitý, As2O3, arsenik neboli otruščík. Patří již od starověku mezi obávané travičské prostředky. Akutní otrava po požití se projevuje kovovou chutí v ústech, škrábáním a pálením v hltanu. Následuje úporné zvracení a prudké bolesti v břiše, později se dostaví průjem spojený s dehydratací jako u cholery. Později se dostaví křeče, anurie, tachykardie, paralýza a smrt. Tyto příznaky jsou důsledkem primárního působení na nervový systém. Podobné účinky mají arsenitany. Jako AsH3 se arsen prokazoval tzv. J. M. Intoxikace AsH3 je charakterizována pálením v obličeji a nauzeou. Je prokázáno, že arsen v roztoku je toxičější než nerozpuštěný, pravděpodobně z důvodu jeho lepší absorpce. Arseničnany mohou přemisťovat fosfor ve fosforylačních činidlech a významně tak ovlivňují jejich aktivitu. Vysoké obsahy As se často vyskytují v uhlí. V podmínkách suchého klimatu jsou sloučeniny arsenu prakticky nepohyblivé.

Selen

Se je mikrobiální prvek, v živých organismech působí již v nepatrných koncentracích jako antioxidant. V organismu se Se vyskytuje vázaný většinou v selenoproteinech nebo aminokyselinách, kde nahrazuje síru, např. Akutní otravy jsou u člověka neobvyklé. Účinkem připomínají sloučeniny arsenu. Oxid seleničitý je silně dráždivý, působí na imunitní systém (senzibilizující účinek). Mezi nejtoxičtější sloučeniny selenu patří selan (selenovodík, H2Se). V nedávné době byl zjištěn také významný vliv Se na metabolismus jódu.

Měď

Měď je biogenní prvek. V párách při sváření a ve větších koncentracích je toxická. Smrtelná dávka mědi (rozpustných měďnatých solí) je 10 g. Soubor zdravotních problémů souvisejících s chronickou akumulací Cu v játrech, ledvinách, mozku a oční rohovce je označován jako Wilsonova nemoc.

Zinek

Zn je součástí více než 200 enzymů či enzymových systémů. Zinečnaté ionty mají adstringentní a dezinfekční účinek. Zdrojem zinku v životním prostředí je hutnictví, městské aglomerace, kaly z čistíren odpadních vod.

Kadmium

Kadmium je vysoce toxický kov. Pro toxicitu Cd (jak v kovové formě, tak kademnatých solí) je rozhodující cesta vstupu. Cd i Cd2+ ion má silný emetický účinek. Po požití akutně toxických dávek se značná část vyzvrací. Nebezpečnější je inhalace prachu a dýmů. Smrtelná koncentrace pro člověka je 40-50 mg/m3. Příznaky jsou dráždění dýchacích cest, svíravý pocit v hrdle, kovová chuť v ústech, kašel, příznaky podobné chřipce, lapání po dechu, píchání pod žebry, edém plic a smrt zástavou dechu. U přeživších obětí zůstává dlouhodobé poškození jater, ledvin a reprodukčních orgánů. Z chronických účinků jsou nejdůležitější karcinogenita (plíce, prostata), poškození reprodukčních orgánů - neplodnost, poškození jater, plic a kostí.

Rtuť

Rtuť a její sloučeniny patří mezi známé jedy. Je to jediný kov za normální teploty tekutý. Je-li atmosféra nasycena kovovou rtutí za teploty 20 °C, obsahuje asi 19 mg/m3 Hg. Je to koncentrace akutně netoxická, ale rtuť má schopnost významně se kumulovat v těle, proto při inhalaci par rtuti dochází k chronické otravě. Rozpustné soli jsou silně toxické. Mezi nejtoxičtější patří chlorid rtuťnatý, sublimát, jehož smrtelná dávka je 0,1-0,5 g. Akutní otrava rtuťnatými solemi se projevuje kovovou chutí v ústech, temným lemem sirníku rtuťnatého kolem zubů, krvácivostí a hnisáním dásní, nevolností, zvracením, později průjmem, někdy zánětem ledvin, třesem, poruchami řeči a chůze. Na kůži a na sliznici žaludku a dvanáctníku se tvoří vředy.

Chrom

Chrom je v kovové formě málo toxický, toxicita sloučenin je závislá na oxidačním stupni. Nejvíce toxické jsou sloučeniny chromové, oxid chromový, chromany a dichromany. Jsou to významné karcinogeny, vedou k rakovině plic, některé mají mutagenní účinky, poškozují játra a ledviny a způsobují vnitřní krvácení. Inhalační chronická intoxikace chromových sloučenin vyvolává podráždění nosní sliznice, kýchání a krvácení z nosu. Větší dávky vyvolávají proděravění nosní přepážky. Některé rostliny (včetně průmyslových, např. Z potravin obsahují zvýšené množství chromu např.

Nikl

Nikl je toxický prvek. Znečištění půd niklem je oproti vodám významnější.

Nadměrné množství živin a eutrofizace

Některé vody trpí nadměrným přísunem živin, látek potřebných pro růst rostlin. Jde většinou o rozpustné soli - dusičnany a fosforečnany, které vznikají jako produkt rozkladu organických zbytků těl rostlin a živočichů a jsou součástí zemědělských hnojiv. Tyto látky se dostávají do vod v podobě smyvů z polí a pastvin. Významným zdrojem látek obsahujících fosfor a dusík jsou i splaškové vody z lidských sídel. Dusičnany mají svůj původ v odpadu ze septiků a hnojišť, významným zdrojem látek obsahujících fosfor jsou mycí a prací prostředky.

Proces, při němž se obohacuje voda o nadměrné množství živin, se označuje jako eutrofizace. Ve vodách s nadměrným obsahem živin postupně narůstá spotřeba kyslíku potřebného jak k dýchání organismů, tak i k bakteriálnímu rozkladu odumírajících těl těchto organismů. V takto znečištěných vodách dochází ke vzniku anaerobních (= bezkyslíkatých) podmínek a k omezení života ve vodě. Přebytečné množství jinak potřebných živin tak může přivodit díky nedostatku kyslíku i zhroucení původních ekosystémů.

Síra v zemědělství

Ještě donedávna platilo, že největším zdrojem emisí síry, přispívající například ke kyselým dešťům, byly uhelné elektrárny a jimi spalované uhlí. Aktuální studie z univerzity v coloradském Boulder nyní tuto informaci upravuje. „Naše analýzy to bohužel nepotvrzují,“ upozorňuje Eve-Lyn Hinckleyová, docentka environmentálních věd univerzity z Boulderu. „Ukazuje se, že aplikace síry v zemědělství, kde jsou součástí postřiků a hnojiv, nyní dosahuje přibližně desetinásobku stavu, kdy byla produkce emisí uhelnými elektrárnami na svém vrcholu.“ S tím, že tento lidský sirný příspěvek a jeho vliv na životní prostředí nikdo zatím nehodnotil.

„Síra je dnes, v nejrůznějších podobách, nedílnou součástí hnojiv vylepšujících stav obdělávané půdy, je podstatným příspěvkem ke zdraví pěstovaných plodin a úrody,“ vysvětluje profesor Charles Driscoll, spoluautor studie. „Ale bohužel může přitom mít na půdu i na vodní toky stejně zničující efekt jako měly kyselé deště na severskou zalesněnou a říční krajinu.“ A z modelů vypracovaných americkými vědci je to patrné.

Síra je přirozeně se vyskytující chemický prvek, který se v prostředí vesměs nachází ve stabilní geologické formě. Na povrch země se dostává většinou v důsledku těžby, protože doprovází ložiska uhlí. A také je součástí výroby hnojiv a pesticidů. Uhelné elektrárny a zemědělské aplikace se pak stojí za tím, že se síra v původní i pozměněné podobě dostává do vod, půd, ovzduší.

„Pak může poměrně rychle zreagovat, byť trvá desetiletí, než je onen efekt kyselých dešťů a dalších ekosystémových změn zaznamenán,“ popisuje Hinckleyová. Síra může ovlivnit lidské zdraví a přírodu často nepřímo, třeba tím, že promění cyklus těžkých kovů. Driscoll jako příklad uvádí zemědělskou oblast Everglades na Floridě, kde síra způsobila zvýšenou tvorbu methylrtuti v místních vodách.

Hinckleyová i Driscoll soudí, že síra ze zemědělství jen tak nezmizí. Kvalita zemědělské půdy v Česku i na mnoha místech ve světě dlouhodobě klesá. Je to způsobeno zejména lidskou činností, především intenzivním modelem hospodaření, který je optimalizován na co možná nejvyšší, krátkodobé výnosy, ale nehledí na dlouhodobé zdraví půdy a její další (neprodukční) funkce.

Řešení znečištění půdy

Pro zajištění zdravé půdy, a tím pádem také čistší vody a ovzduší, zůstává z dlouhodobého hlediska nejúčinnějším a nejlevnějším způsobem prevence.

Ke zlepšení stavu půd (nejen) v Česku je proto především potřeba změnit způsob, jak se s půdou a krajinou zachází. Konkrétně to znamená obohacovat půdu o organickou hmotu a podporovat půdní biodiverzitu, využívat šetrnější způsoby úpravy půdy (např. omezovat orbu), zavádět různé krajinné prvky a celkově v krajině podporovat pestrost a mozaikovitost.

Tyto změny jsou klíčové pro zajištění dlouhodobé produkce (a tedy potravinové bezpečnosti), pro zdraví a odolnost ekosystémů, ale i z hlediska mitigace a adaptace klimatické změny - zdravá půda je nejen významným úložištěm uhlíku, ale zároveň pomáhá krajině adaptovat se na výkyvy a změny podmínek, které s měnícím se klimatem přicházejí.

U všech výše zmíněných environmentálních problémů platí, že by pomohlo prosazení účinných řešení, jako je snížení fosilních paliv a systémová změna, která by vedla k šetrnějšímu hospodaření v lesích a zemědělství, zákazu pesticidů či dbání na znovuvyužití obalů.

V neposlední řadě se ale musíme chovat zodpovědně vůči životnímu prostředí především my sami. Třídit a minimalizovat odpad, zodpovědně zahradničit, nahradit jednorázové obaly za ty znovuvyužitelné či méně jezdit auty se spalovacími motory.

Řešení je jediné - přejít na ekologické zemědělství a různé jeho alternativy. Zavést procesy, které obezřetně využívají přírodní zdroje (včetně půdy) a produkují zdravé potraviny bez chemie.

V poslední době se v EU zvýšil počet zemí a organizací, které podporují taková řešení.

Zásadní vliv na obsah humusu má využití půdy, kdy vyšší obsah vykazují půdy zatravněné než půdy pravidelně orané.

V České republice je v současnosti poměrně nízké znečištění půd rizikovými látkami. Většinou jsou to jen desetiny nadlimitních procent vzorků - nejčastěji je zvýšený podíl kadmia 11 %, vanadu 9,31 % a kolem 1,5 % vzorků má nadlimitní obsah Ni, Cr a Co.

tags: #znecisteni #zemske #pudy #příčiny #a #důsledky

Oblíbené příspěvky:

• Ochrana Kobylky zelené v ČR
• Vývoj ochrany přírody na Slovensku
• Sonet o přírodě: Návod
• Bezpečné koupání ve volné přírodě
• Tipy na ubytování v přírodě u Českých Budějovic