monitoring kontaminácie životného prostredia - Prírodovedecká ...
monitoring kontaminácie životného prostredia - Prírodovedecká ...
monitoring kontaminácie životného prostredia - Prírodovedecká ...
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
Univerzita Komenského v Bratislave<br />
<strong>Prírodovedecká</strong> fakulta<br />
L. Soják, E. Chmielewská, J. Krištín, R. Kubinec, J. Mátel<br />
MONITORING KONTAMINÁCIE<br />
ŽIVOTNÉHO PROSTREDIA<br />
2002
Obsah<br />
Predhovor<br />
Str.<br />
6<br />
1. MONITOROVANIE ŽIVOTNÉHO PROSTREDIA (L. Soják) 7<br />
1.1 Úvod 7<br />
1.2 Koncepcia monitorovania <strong>životného</strong> <strong>prostredia</strong> SR 11<br />
1.2.1 Celoplošný <strong>monitoring</strong> <strong>životného</strong> <strong>prostredia</strong> 12<br />
1.2.2 Regionálny <strong>monitoring</strong> 17<br />
1.2.3 Účelový <strong>monitoring</strong> 18<br />
1.3 Literatúra 19<br />
2. MONITORING PÔD (L. Soják) 20<br />
2.1 Úvod 20<br />
2.2 Objekt <strong>monitoring</strong>u pôd 22<br />
2.3 Princípy <strong>monitoring</strong>u pôd 23<br />
2.3.1 Subsystémy <strong>monitoring</strong>u pôd 24<br />
2.3.2 Výber a identifikácia monitorovacích lokalít 25<br />
2.3.3 Odber pôdnych a rastlinných vzoriek 26<br />
2.3.4 Úprava pôdnych a rastlinných vzoriek pred analýzou 28<br />
2.3.5 Archivovanie pôdnych vzoriek 29<br />
2.3.6 Monitorované vlastnosti pôd 29<br />
2.3.7 Prehľad používaných metód <strong>monitoring</strong>u ukazovateľov vlastností pôd 30<br />
2.4 Formy rizikových stopových prvkov v pôdach 34<br />
2.5 Limitné hodnoty rizikových látok v pôdach 37<br />
2.6 Ukazovatele a normatívy pre asanáciu znečistenej zeminy 41<br />
2.7 Literatúra 42<br />
3. MONITORING VODY (E. Chmielewská) 43<br />
3.1 Odber vzoriek vôd 43<br />
3.1.1 Prírodné a technické podmienky pre odber vzoriek 46<br />
3.1.2 Vzorkovacia technika 47<br />
3.1.3 Technológia (metódy) odberu vzoriek 49<br />
3.1.4 Analýza vzoriek na mieste odberu a ich konzervovanie 51<br />
3.1.5 Záznam o odbere vzoriek 52<br />
3.1.6 Odber zrážkovej vody 53<br />
3.1.7 Odber vzoriek povrchových vôd 54<br />
3.1.8 Odber podzemnej vody 65
3.1.9 Odber v úpravniach vody, z vodovodných kohútikov 67<br />
3.1.10 Odber odpadových vôd 67<br />
3.2 Určenie jednotlivých vlastností a stanovenie zložiek vôd 67<br />
3.3 Literatúra 69<br />
4. MONITORING OVZDUŠIA (J. Krištín) 70<br />
4.1 Štruktúra vzdušného obalu Zeme 70<br />
4.1.2 Chemické zloženie zemskej atmosféry 71<br />
4.1.3 Znečistenie a znečisťovanie ovzdušia 72<br />
4.1.4 Zdroje znečisťovania ovzdušia 73<br />
4.2 Negatívne účinky jednotlivých vybraných znečisťujúcich látok 74<br />
4.2.1 Tuhé častice v ovzduší (prašnosť) 74<br />
4.2.2 Oxidy dusíka (NO, NO2) 75<br />
4.2.3 Oxid siričitý (SO2) 75<br />
4.2.4 Ozón 75<br />
4.2.5 Oxid uhoľnatý (CO) 76<br />
4.2.6 Regionálne znečistenie ovzdušia a kvalita zrážkových vôd 77<br />
4.3 Koncentračné limity znečistenia ovzdušia 77<br />
4.3.1 Horné a dolné medze na posudzovanie úrovne znečistenia ovzdušia 80<br />
4.3.2 Určenie prekročení horných a dolných medzí na posudzovanie znečistenia 81<br />
4.3.3 Imisné limity pre ovzdušie znečisťujúce látky 84<br />
4.4 Monitorovanie znečistenia ovzdušia 86<br />
4.4.1 Odber vzoriek ovzdušia 87<br />
4.4.2 Imisný odber plynných znečistenín ovzdušia 87<br />
4.4.3 Určenie množstva analyzovaného vzduchu 89<br />
4.4.4 Imisný odber tuhých nečistôt ovzdušia a aerosólov. 90<br />
4.4.5 Emisný odber znečistenín ovzdušia 91<br />
4.4.6 Separácia aerosólových frakcií podľa veľkosti častíc 91<br />
4.5 Vyjadrovanie koncentrácií v <strong>monitoring</strong>u ovzdušia. 92<br />
4.6 Monitoring nečistôt ovzdušia mobilnou stanicou 94<br />
4.6.1 Monitoring prachových častíc 94<br />
4.6.2 Monitoring zlúčenín síry (H2S, SO2) v ovzduší 94<br />
4.6.3 Monitoring CO 95<br />
4.6.4 Monitoring HCl 96<br />
4.6.5 Monitoring oxidov dusíka (NO, NO2, NOx) 96<br />
4.6.6 Monitoring ozónu 97
4.6.7 Monitoring olova a kadmia 98<br />
4.7 Literatúra 98<br />
5. BIOMONITORING (R. Kubinec) 99<br />
5.1 Úvod 99<br />
5.2 Bioindikátory 100<br />
5.3 Mikroorganizmy ako bioindikátory 102<br />
5.4 Bio<strong>monitoring</strong> vody 103<br />
5.4.1 Odber a hodnotenie vzoriek vôd 103<br />
5.5 Bio<strong>monitoring</strong> ovzdušia 106<br />
5.5.1 Indikácia ektomykoríznymi hubami 107<br />
5.5.2 Fyto<strong>monitoring</strong> 108<br />
5.5.3 Monitoring lesných ekosystémov 110<br />
5.5.4 Fyto<strong>monitoring</strong> na ozón 111<br />
5.5.5 Fyto<strong>monitoring</strong> na oxid siričitý 112<br />
5.5.6 Fyto<strong>monitoring</strong> na fluorovodík 113<br />
5.5.7 Fyto<strong>monitoring</strong> na oxidy dusíka 114<br />
5.5.8 Fyto<strong>monitoring</strong> na prostriedky pre ochranu rastlín 114<br />
5.5.9 Fyto<strong>monitoring</strong> na olovo 115<br />
5.5.10 Fyto<strong>monitoring</strong> na prach a popolček 115<br />
5.5.11 Bio<strong>monitoring</strong> ovzdušia na mikroorganizmoch 115<br />
5.6 Zoo<strong>monitoring</strong> 116<br />
5.7 Ľudský organizmus ako bioindikátor 118<br />
5.8 Bio<strong>monitoring</strong> na Slovensku 120<br />
5.9 Literatúra 122<br />
6. RADIAČNÝ MONITORING ŽIVOTNÉHO PRESTREDIA (J. Mátel) 123<br />
6.1 Úvod 123<br />
6.2 SÚRMS a monitorovacia sieť SR 124<br />
6.2.1 Normálny režim monitorovania 125<br />
6.2.2 Monitorovanie ovzdušia s využitím sietí včasného varovania 129<br />
6.2.3 Teritoriálna sieť TL dozimetrov 133<br />
6.2.4 Kontaminácia ovzdušia 134<br />
6.3 Monitorovanie okolia JE EBO a JE EMO 135<br />
6.3.1 Teledozimetrický systém 135<br />
6.3.2 Lokálna sieť TLD 136<br />
6.3.3 Kontaminácia ovzdušia 138
6.4 Kontaminácia pôd 139<br />
6.5 Kontaminácia potravín 141<br />
6.5.1 Kontaminácia povrchových a pitných vôd 142<br />
6.6 Záver 142<br />
6.7 Literatúra 142
PREDHOVOR<br />
Jedným z predpokladov realizácie environmentálnej politiky je rozvoj monitorovacích<br />
a informačných systémov <strong>životného</strong> <strong>prostredia</strong>. Monitorovanie <strong>životného</strong> <strong>prostredia</strong> je<br />
dôležitým nástrojom na zisťovanie stavu a vývoja zložiek <strong>životného</strong> <strong>prostredia</strong> a na ne<br />
pôsobiacich vplyvov. Monitoring je založený na určitom systéme získavania, spracovania a<br />
poskytovania údajov o stave a vývoji <strong>životného</strong> <strong>prostredia</strong> aj v nadväznosti na medzinárodné<br />
systémy. Monitoring poskytuje údaje, ktoré sú podkladom pre rozhodovanie o aktivitách<br />
zameraných na ochranu a tvorbu <strong>životného</strong> <strong>prostredia</strong>, ako aj podkladom pre ďalšie<br />
hospodárske, sociálne i politické rozhodnutia.<br />
Predložený učebný text je určený pre študentov špecializácie environmentálna chémia<br />
v rámci študijného odboru chémia na Prírodovedeckej fakulte UK k jednosmernej prednáške<br />
z predmetu “Monitoring chemickej <strong>kontaminácie</strong> <strong>životného</strong> <strong>prostredia</strong>”.<br />
Pozornosť sa zameriava na <strong>monitoring</strong> chemickej <strong>kontaminácie</strong> pôdy, vody, ovzdušia,<br />
bioty, ako aj na monitorovanie rádiochemickej <strong>kontaminácie</strong>, v zmysle Koncepcie<br />
monitorovania <strong>životného</strong> <strong>prostredia</strong> v Slovenskej Republike. Pri spracovaní učebného textu sa<br />
vychádzalo z toho, že základné poznatky študenti už majú z prednášok najmä z analytickej<br />
chémie, fyzikálnej, organickej, anorganickej a jadrovej chémie, ako aj zo všeobecnej<br />
environmentalistiky.<br />
Na záver je uvedený zoznam literatúry použitej pri príprave učebných textov, ktorá<br />
môže byť zdrojom pre ďalšie štúdium v tejto oblasti a kde možno nájsť príslušné odkazy na<br />
pôvodnú literatúru. Autori privítajú všetky návrhy a kritické pripomienky vedúce k zlepšeniu<br />
úrovne učebného textu.<br />
Autori
1.1. Úvod<br />
1. MONITOROVANIE ŽIVOTNÉHO PROSTREDIA<br />
Globálne procesy industralizácie, urbanizácie a intenzívneho hospodárenia na pôde<br />
priniesli v celosvetovom meradle, popri nesporne pozitívnych výsledkoch i rad negatívnych<br />
dopadov na všetky zložky <strong>životného</strong> <strong>prostredia</strong>, najmä na znečisťovanie vôd, ovzdušia, pôd a<br />
zhoršovanie zdravia obyvateľstva. Koncepcia udržateľného rozvoja je zrejme jedinou<br />
rozumnou alternatívou ľudstva. Trvalo udržateľný rozvoj, chápaný ako manažment viacerých<br />
zložitých systémov, vyžaduje určiť ciele, metódy a nástroje identifikácie stavu <strong>prostredia</strong>, ako<br />
aj spôsoby a prostriedky na realizáciu týchto cieľov. Monitoring <strong>životného</strong> <strong>prostredia</strong> je<br />
jedným z dôležitých nástrojov na zisťovanie stavu a vývoja zložiek <strong>životného</strong> <strong>prostredia</strong> a na<br />
ne pôsobiacich vplyvov. Objektívne poznanie stavu základných zložiek <strong>životného</strong> <strong>prostredia</strong>,<br />
antropogénnych vplyvov na ne a najmä vplyv na človeka, ako aj reálne stanovenie<br />
vývojových tendencií, tým aj možnosť prijímania racionálnych a účinných opatrení na<br />
zlepšenie stavu <strong>životného</strong> <strong>prostredia</strong>, je možné len na základe funkčného uceleného<br />
<strong>monitoring</strong>u systému o životnom prostredí. Tento umožní aj porovnať stav <strong>životného</strong><br />
<strong>prostredia</strong> na Slovensku s inými krajinami.<br />
Rozhodovanie o hospodárskych aktivitách a aktivitách zameraných na ochranu a<br />
tvorbu <strong>životného</strong> <strong>prostredia</strong>, získavanie, spracúvanie a využívanie informácií o stave<br />
<strong>životného</strong> <strong>prostredia</strong> a o faktoroch, ktoré ho ovplyvňujú je základom pre efektívne<br />
rozhodovanie sa v záujme zlepšenia stavu <strong>životného</strong> <strong>prostredia</strong>. Získavanie takýchto údajov je<br />
založené na určitom systéme ich zberu v nadväznosti na medzinárodné systémy a záväzky,<br />
najmä v rámci európskych štruktúr. Proces zavádzania prístupov uplatňovaných v krajinách<br />
Európskej únie prináša požiadavku zabezpečiť získavanie, spracovanie a poskytovanie<br />
kvalitných údajov o stave a vývoji <strong>životného</strong> <strong>prostredia</strong> v jednotlivých krajinách. Za jeden<br />
z predpokladov realizácie environmenálnej politiky sa považuje aj rozvoj monitorovacích a<br />
nadväzných informačných systémov <strong>životného</strong> <strong>prostredia</strong>.<br />
Monitoring <strong>životného</strong> <strong>prostredia</strong> pokrýva široký rozsah činností. Vychádza<br />
z dlhodobých ekologických výskumov a na medzinárodnej úrovni sa spája so vznikom<br />
koncepcie Globálneho monitorovacieho systému z roku 1972. Na Slovensku sa stav <strong>životného</strong><br />
<strong>prostredia</strong> sledoval v rámci jednotlivých rezortov, čo neumožňovalo získať komplexnú
informáciu o celom území. Vláda Slovenskej republiky v roku 1990 rozhodla o vytvorení<br />
celoplošného monitorovacieho systému pre územie Slovenskej republiky, ako aj<br />
integrovaného informačného systému o životnom prostredí Slovenskej republiky. Koncepciu<br />
monitorovania <strong>životného</strong> <strong>prostredia</strong> pre územie Slovenskej republiky spolu s koncepciou<br />
integrovaného informačného systému <strong>životného</strong> <strong>prostredia</strong> Slovenskej republiky schválila<br />
vláda v roku 1992. Hlavnou funkciou integrovaného informačného systému (monitorovací a<br />
informačný) <strong>životného</strong> <strong>prostredia</strong> je poskytovanie informácií o stave a vývoji <strong>životného</strong><br />
<strong>prostredia</strong> pre potreby rozhodovania, riadenia a usmerňovania ekologicko-environmentálnej<br />
politiky, základnej orientácie výskumu, ako aj pre širokú verejnosť. Obidva systémy,<br />
monitorovací informačný, v ich vzájomných súvislostiach predstavujú jeden nástroj pre účely<br />
ochrany a tvorby <strong>životného</strong> <strong>prostredia</strong>. Prvým krokom je zisťovanie stavu jednotlivých<br />
zložiek <strong>životného</strong> <strong>prostredia</strong> príslušnými monitorovacími systémami a následným krokom je<br />
zber a spracovanie údajov a poskytovanie informácií prostredníctvom informačného systému.<br />
Vzájomnú previazanosť obidvoch systémov (obr. 1.1) dokumentuje aj to, že vyhodnotenie<br />
informácií získaných z informačného systému môže slúžiť ako východisko pre vhodnú zmenu<br />
monitorovacieho systému, či už zmenou monitorovacích lokalít alebo zmenou metód<br />
monitorovania.<br />
V roku 1996 nadobudol účinnosť zákon Slovenskej národnej rady o štátnom<br />
informačnom systéme, ktorý zahrňuje aj rezortný informačný systém Ministerstva <strong>životného</strong><br />
<strong>prostredia</strong> Slovenskej republiky. Tento rezortný informačný systém je tvorený 18 čiastkovými<br />
informačnými systémami, ktoré sú uvedené v tab. 1.1.<br />
Schéma prepojenia jednotlivých informačných systémov v rámci rezortného<br />
informačného systému Ministerstva <strong>životného</strong> <strong>prostredia</strong> SR je na obrázku 1.2. Jednotlivé<br />
databázy tohoto systému sú napĺňané z <strong>monitoring</strong>u, ako aj z odborných činností jednotlivých<br />
organizácií rezortu. Hlavnými informačnými zdrojmi sú údaje, ktoré sa získavajú pri<br />
monitorovaní prírodného <strong>prostredia</strong>, ako aj zdrojov znečistenia. Medzi zdroje informácií sa<br />
zahrňujú aj dokumentografické a faktografické informácie, domáce aj zahraničné, ktoré sa<br />
získali nákupom alebo sú prístupné zo zahraničných databáz. Jednotlivé údaje, ktoré sa získali<br />
pri <strong>monitoring</strong>u vstupujú ako informácie do čiastkových informačných systémov a databáz.<br />
Prenos údajov z jednotlivých informačných systémov sa uskutočňuje cez rezortnú sieť<br />
<strong>životného</strong> <strong>prostredia</strong>. V rámci tejto siete sú prepojené všetky rezortné odborné inštitúcie, ako<br />
aj Ministerstvo <strong>životného</strong> <strong>prostredia</strong> a príslušné pracoviská, čím sa dosahuje celoplošné<br />
pokrytie územia SR.
10<br />
Monitoring <strong>životného</strong> <strong>prostredia</strong> Informačný systém o ŽP SR<br />
základné zložky prírod. <strong>prostredia</strong> antropogénne činnosti – vplyv na ŽP stav ŽP – vplyv na človeka<br />
ovzdušie<br />
voda<br />
pôda<br />
biota<br />
imisie<br />
povrchová<br />
podzemná<br />
pramene<br />
poľnohospod.<br />
lesná<br />
lesné ekosyst.<br />
ostatná flóra<br />
fauna<br />
emisie<br />
skládky<br />
zosuvy a svah. deformácie<br />
čerpanie prír. zdrojov<br />
erózia<br />
žiarenie<br />
hluk<br />
vibrácie<br />
zvýrobnej činnosti<br />
komunálne<br />
občan<br />
organizácie<br />
obce<br />
nevýrobné plochy<br />
produkčné plochy<br />
doprava a tech. infraštr.<br />
geologické<br />
faktory<br />
fyzikálne<br />
polia<br />
odpady<br />
osídlenie<br />
využitie<br />
územia<br />
cudzorodé<br />
látky<br />
v potravinách<br />
a poživatinách<br />
záťaž<br />
obyvateľstva<br />
faktormi<br />
<strong>prostredia</strong><br />
suroviny a<br />
potraviny rastl.<br />
pôvodu<br />
suroviny a<br />
potraviny<br />
živočíš. pôvodu<br />
krmivá<br />
Obr. 1.1 Schéma <strong>monitoring</strong>u <strong>životného</strong><br />
<strong>prostredia</strong> SR
10<br />
Tab. 1.1 Členenie Rezortného informačného systému Ministerstva <strong>životného</strong> <strong>prostredia</strong> SR<br />
podľa projektov<br />
Názov projektu Skratka<br />
1 Riadenie rozvoja rezortného informačného systému MŽP SR RIS MŽP<br />
2 Vnútorný informačný systém MŽP SR VIS<br />
3 Rezortný prierezový inf. systém administratívnych činností RISA<br />
4 Rezortný prierezový inf. systém hospodársko-správnych činností RISHS<br />
5 Rezortný prierezový inf. systém odborných činností RISOČ<br />
6 Rezortný prierezový inf. systém vedecko-technických informácií RISVTEI<br />
7 Informačný systém <strong>životného</strong> <strong>prostredia</strong> ISŽP<br />
8 Informačný systém o území ISÚ<br />
9 Informačný systém <strong>monitoring</strong>u ISM<br />
10 Informačný systém Slovenského hydrometeorologického ústavu IS SHMÚ<br />
11 Informačný systém Slovenskej agentúry <strong>životného</strong> <strong>prostredia</strong> IS SAŽP<br />
12 Informačný systém Geologickej služby SR IS GS<br />
13 Informačný systém Slovenskej inšpekcie <strong>životného</strong> <strong>prostredia</strong> IS SIŽP<br />
14 Informačný systém Správy slovenských jaskýň IS SSJ<br />
15 Informačný systém Správy národných parkov SR IS SNP<br />
16 Informačný systém Štátneho fondu <strong>životného</strong> <strong>prostredia</strong> IS ŠFŽP<br />
17 Informačný systém Odboru <strong>životného</strong> <strong>prostredia</strong> štátnej správy IS OŽP<br />
18 Komunikačný systém RIS-u, rezortná sieť ŽPNET<br />
Obr. 1.2 Schéma subsystémov Rezortného informačného systému MŽP SR
11<br />
1.2 Koncepcia monitorovania <strong>životného</strong> <strong>prostredia</strong> SR<br />
Podľa definície, <strong>monitoring</strong> <strong>životného</strong> <strong>prostredia</strong> je systematické, v čase a priestore<br />
dôsledne definované pozorovanie presne určených charakteristík zložiek <strong>životného</strong> <strong>prostredia</strong><br />
alebo vplyvov naň pôsobiacich, spravidla v bodoch tvoriacich monitorovaciu sieť, ktorá<br />
s určitou mierou vypovedacej schopnosti reprezentuje sledovanú oblasť a v súhrne potom<br />
väčší územný celok. Základom monitorovacích činností je pozorovanie a následné hodnotenie<br />
stavu <strong>životného</strong> <strong>prostredia</strong>. Využitie informačného systému a informačných technológií<br />
umožňuje ďalšiu tvorbu prognóz, návrh opatrení na zlepšenie stavu <strong>životného</strong> <strong>prostredia</strong>,<br />
skvalitnenie vlastných monitorovacích činností a v ďalšom časovom horizonte aj spätné<br />
overovanie vypovedacej schopnosti prognóz.<br />
Monitoring <strong>životného</strong> <strong>prostredia</strong> SR je zabezpečovaný uceleným monitorovacím<br />
systémom, založeným na prevádzke čiastkových monitorovacích systémov, ktorý je schopný<br />
poskytnúť údaje a informácie o stave a vývoji <strong>životného</strong> <strong>prostredia</strong> a vplyvoch, ktoré naň<br />
pôsobia v požadovanom priestore, v určitom čase a v rôznych vypovedacích úrovniach.<br />
Predmetom <strong>monitoring</strong>u <strong>životného</strong> <strong>prostredia</strong> sú tieto oblasti, resp. zložky <strong>životného</strong><br />
<strong>prostredia</strong> a pôsobiace vplyvy:<br />
- ovzdušie<br />
- voda<br />
- geologické faktory<br />
- pôda<br />
- biota (fauna a flóra)<br />
- lesy<br />
- odpady<br />
- žiarenie a iné fyzikálne polia<br />
- cudzorodé látky v poživatinách a krmivách<br />
- záťaž obyvateľstva faktormi <strong>prostredia</strong><br />
- využitie územia<br />
- osídlenie.<br />
Monitoring <strong>životného</strong> <strong>prostredia</strong> zahrňuje tri základné, navzájom sa doplňujúce<br />
úrovne, v ktorých sa prelínajú priestorové, časové, vecné, resp. organizačno-prevádzkové<br />
aspekty:<br />
- celoplošný <strong>monitoring</strong> <strong>životného</strong> <strong>prostredia</strong><br />
- regionálny <strong>monitoring</strong> <strong>životného</strong> <strong>prostredia</strong><br />
- účelový <strong>monitoring</strong> <strong>životného</strong> <strong>prostredia</strong>.
12<br />
1.2.1 Celoplošný <strong>monitoring</strong> <strong>životného</strong> <strong>prostredia</strong><br />
Celoplošný <strong>monitoring</strong> <strong>životného</strong> <strong>prostredia</strong> Slovenska je založený na relatívne<br />
stabilnom monitorovacom systéme pokrývajúcom územie SR, zameranom na zisťovanie<br />
globálneho stavu <strong>životného</strong> <strong>prostredia</strong> SR ako celku na základe poznania stavu a vývoja jeho<br />
jednotlivých zložiek. Má charakter uceleného monitorovacieho systému založeného na<br />
systematickom, stálom a pravidelnom sledovaní rozhodujúcich charakteristík <strong>životného</strong><br />
<strong>prostredia</strong>. Cieľovo je orientovaný na rozhodovaciu úroveň vrcholných riadiacich<br />
republikových a regionálnych orgánov, na globálnu informáciu pre verejnosť a pod. Jeho<br />
garantom je Ministerstvo <strong>životného</strong> <strong>prostredia</strong> SR.<br />
Základnými prvkami celoplošného monitorovacieho systému <strong>životného</strong> <strong>prostredia</strong> sú<br />
čiastkové monitorovacie systémy. Jednotlivé čiastkové monitorovacie systémy sú zamerané<br />
na sledovanie jednotlivých oblastí <strong>životného</strong> <strong>prostredia</strong>. Celoplošný <strong>monitoring</strong> zahrňuje 12<br />
tematických oblastí (Tab. 1.2). Jednotlivé čiastkové monitorovacie systémy zabezpečujú<br />
garanti, ktorými sú rezorty, ktoré majú vo svojej pôsobnosti predmet monitorovania.<br />
Tab. 1.2 Čiastkové monitorovacie systémy celoplošného <strong>monitoring</strong>u <strong>životného</strong> <strong>prostredia</strong><br />
SR<br />
Čiastkový monitorovací systém Garant Stredisko ČMS<br />
Ovzdušie MŽP SR Slovenský hydrometeorologický ústav,<br />
Bratislava<br />
Voda MŽP SR Slovenský hydrometeorologický ústav,<br />
Bratislava<br />
Geologické faktory MŽP SR Geologický ústav D. Štúra, Bratislava<br />
Pôda MP SR Výskumný ústav pôdnej úrodnosti,<br />
Bratislava<br />
Biota (fauna a flóra) MŽP SR Slovenská agentúra <strong>životného</strong><br />
<strong>prostredia</strong>, Banská Bystrica<br />
Lesy MP SR Lesoprojekt, Zvolen<br />
Odpady MŽP SR Slovenská agentúra <strong>životného</strong><br />
<strong>prostredia</strong>, Banská Bystrica<br />
Žiarenie a iné fyzikálne polia MZ SR Štátny zdravotný ústav, Bratislava<br />
Cudzorodé látky v poživatinách a<br />
krmivách<br />
MP SR Výskumný ústav potravinársky,<br />
Bratislava<br />
Záťaž obyvateľstva faktormi <strong>prostredia</strong> MZ SR Štátny zdravotný ústav, Bratislava<br />
Využitie územia MŽP SR Slovenská agentúra <strong>životného</strong><br />
<strong>prostredia</strong>, Banská Bystrica<br />
Osídlenie MŽP SR Slovenská agentúra <strong>životného</strong><br />
<strong>prostredia</strong>, Banská Bystrica
13<br />
Celoplošný monitorovací systém ma hierarchickú štruktúru, ktorej základ tvoria systémy<br />
zamerané na <strong>monitoring</strong> abiotických a biotických zložiek <strong>životného</strong> <strong>prostredia</strong>. Ďalšia skupina<br />
čiastkových monitorovacích systémov monitoruje vplyvy a dôsledky antropogénnych činností<br />
na životné prostredie. Za vrchol tejto hierarchie možno považovať čiastkový monitorovací<br />
systém monitorujúci a analyzujúci záťaž obyvateľstva faktormi <strong>prostredia</strong>. Podobné platí pre<br />
paralelný vrcholový čiastkový monitorovací systém biota, ktorý má analogický cieľ vo sfére<br />
rastlinstva a živočíšstva.<br />
Koordináciu v rámci čiastkového monitorovacieho systému zabezpečuje garant<br />
prostredníctvom odbornej skupiny zloženej z odborníkov, zastupujúcich rozhodujúce<br />
organizácie podieľajúce sa na monitorovacích aktivitách. Odborné skupiny čiastkových<br />
monitorovacích systémov v rámci svojej koordiančnej a metodickej funkcie majú za úlohu:<br />
- hodnotiť stav monitorovacieho systému a monitorovacích činností v danej oblasti,<br />
- určovať perspektívne ciele, potreby, technickú, organizačnú a finančnú formu<br />
zabezpečenia čiastkového monitorovacieho systému,<br />
- zabezpečovať vzájomné väzby medzi účastníkmi <strong>monitoring</strong>u v danom čiastkovom<br />
monitorovacom systéme a ich koordinovaný postup,<br />
- zabezpečovať reprezentatívnosť, požadovanú formu, spôsob získavania a spracovania<br />
dát,<br />
- zjednocovať metodiku a metódy monitorovania,<br />
- zabezpečovať efektívnosť a kvalitu jednotlivých monitorovacích aktivít v rámci<br />
čiastkového monitorovacieh systému.<br />
Koordinátorom čiastkových monitorovacích systémov je Koordinačná rada<br />
<strong>monitoring</strong>u <strong>životného</strong> <strong>prostredia</strong> SR ako poradný orgán ministra <strong>životného</strong> <strong>prostredia</strong> SR.<br />
Informácie získané v jednotlivých čiastkových monitorovacích systémoch sa prostredníctvom<br />
čiastkových informačných systémov, tvoriacich informačnú nadstavbu každého čiastkového<br />
monitorovacieho sytému, stávajú súčasťou informačného systému o životnom prostredí SR.<br />
Objektívnosť výsledkov <strong>monitoring</strong>u a ich využiteľnosť je v rozhodujúcej miere podmienená<br />
úrovňou materiálneho a technického vybavenia. Metrologické hľadisko požaduje pre<br />
<strong>monitoring</strong> príslušné metodické predpisy, schémy nadväznosti, technické podmienky a<br />
metodiky overovania. Požiadavka komplexnosti a funkčnosti celkového metrologického<br />
zabezpečenia monitorovacej siete na Slovensku požaduje mechanizmus pre overovanie a<br />
kalibráciu meracích zariadení monitorovacej siete, vrátane systému získavania a využívania<br />
referenčných materiálov. S tým súvisí budovanie siete autorizovaných diagnostických<br />
pracovísk, ktorých spôsobilosť je pravidelne overovaná.
14<br />
1.2.1.1 Súčasný stav <strong>monitoring</strong>u <strong>životného</strong> <strong>prostredia</strong> v SR<br />
Obraz o súčasnom stave celoplošného <strong>monitoring</strong>u <strong>životného</strong> <strong>prostredia</strong> na Slovensku<br />
charakterizujú monitorovacie aktivity v jednotlivých čiastkových monitorovacích systémoch,<br />
ktorých výsledky v súhrne tvoria informáciu o stave <strong>životného</strong> <strong>prostredia</strong> v SR.<br />
Čiastkový monitorovací systém Ovzdušie<br />
Monitorovanie znečistenia ovzdušia na Slovensku sa uskutočňuje predovšetkým<br />
v oblastiach so zníženou kvalitou ovzdušia. Merania sa vykonávajú tiež v oblastiach s menšou<br />
záťažou, najmä pre potreby poľnohospodárstva a lesného hospodárstva, ako i na pozaďových<br />
staniciach predstavujúcich referenčné stanice s malým vplyvom blízkych zdrojov emisií.<br />
V širšom rozsahu sa meria SO2, prach a čiastočne NOx. Ďalšie škodliviny sa monitorujú iba<br />
na menšom počte miest. Monitorovanie vykonáva Slovenský hydrometerologický ústav,<br />
Hygienická služba a v malej miere niektoré organizácie v rezorte priemyslu, energetiky,<br />
poľnohospodárstva, školstva a iné. Ovzdušie sa monitoruje na 32 monitorovacích staniciach<br />
pre sledovanie znečistenia na lokálnej úrovni. Zo 7 monitorovacích staníc na regionálnej<br />
úrovni sú 4 stanice siete Kooperatívneho monitorovacieho a hodnotiaceho programu<br />
diaľkového prenosu škodlivín znečisťujúcich ovzdušie, vyplývajúceho zo ženevského<br />
Dohovoru o diaľkovom znečisťovaní ovzdušia presahujúcom hranice štátov.<br />
Čiastkový monitorovací systém Voda<br />
Hydrologické pozorovacie siete sú v podstatnej miere prevádzkované Slovenským<br />
hydrometerologickým ústavom, v menšej miere podnikmi Povodí (sledovanie stavov<br />
v nádržiach a kvality podzemných vôd), Vodnými zdrojmi a podnikmi Vodární a kanalizácií.<br />
Rozmiestnenie pozorovacích objektov, intervaly pozorovania, určovanie rozsahu<br />
ukazovateľov a spôsob ich archivácie sú usmerňované Slovenským hydrometerologickým<br />
ústavom.<br />
V rámci monitorovacej siete sa sleduje: kvantita a kvalita povrchových vôd, hladina<br />
podzemných vôd, výdatnosť prameňov, kvalita podzemných vôd. Monitorovanie kvantity<br />
povrchových vôd sa vykonáva v 482 monitorovacích staniciach, monitorovanie kvantity<br />
podzemných vôd v 1874 monitorovacích staniciach. Kvalita povrchových vôd sa sleduje na<br />
250 miestach a kvalita podzemných vôd (okrem Žitného ostrova) na 291 miestach na jar a<br />
jeseň. Špecifickou kategóriou sú závlahové a napájacie vody, ktoré predstavujú možné zdroje<br />
vstupu kontaminantov do potravinového reťazca. Závlahová voda sa monitoruje v mesačných<br />
intervaloch v priebehu závlahovej sezóny. Napájacie vody z vlastných studní<br />
poľnohospodárskych podnikov sleduje Štátna veterinárna správa.
15<br />
Čiastkový monitorovací systém Geologické faktory<br />
Monitorujú sa svahové pohyby (zosuvy) s dlhodobým aj krátkodobým sledovaním,<br />
vrátane účinnosti sanačných opatrení, kontaminácia geologického <strong>prostredia</strong> a podzemných<br />
vôd v okolí skládok tuhých odpadov, ako aj kvalita podzemných vôd aj prameňov.<br />
Monitoring prebieha v 11 subsystémoch. Zosuvy sú monitorované na 12 lokalitách, svahové<br />
deformácie na 5 lokalitách, procesy zvetrávania v prirodzených podmienkach v 12 lokalitách,<br />
stabilita horninových systémoch na 2 lokalitách. Monitorujú sa aj ďalšie geologické faktory:<br />
zmeny antropogénnych sedimentov, vplyv ťažby nerastných surovín na životné prostredie,<br />
tektonická a seizmická aktivita a iné.<br />
Čiastkový monitorovací systém Pôda<br />
V rezorte Ministerstva poľnohospodárstva sa z výsledkov prieskumu<br />
poľnohospodárskych pôd vytvoril jednotný informačný systém o pôde ako základná databáza<br />
o vlastnostiach pôd. Vytvorená je aj bonitačná banka údajov s charakteristikami produkčných<br />
a ekologických parametrov poľnohospodárskeho pôdneho fondu. Na celej výmere<br />
poľnohospodárskych pôd SR je dlhodobo zavedený systém agrochemického skúšania pôd,<br />
v rámci ktorého sa periodicky v 3 až 5-ročných intervaloch sleduje v orničnom horizonte<br />
pôdna reakcia a obsah základných prístupných živín. V ohraničených regiónoch sa stanovujú<br />
aj vybrané kontaminanty. U lesných pôd na monitorovacích lokalitách sa sleduje vplyv imisií<br />
na pôdu a ich vplyv na výživu drevín. Základná sieť čiastkového monitorovacieho systému<br />
Pôda má 647 monitorovacích lokalít, z čoho je 338 na lesných pôdach, 289 na orných pôdach,<br />
10 na viniciach a 10 lokalít na poľnohospodárskych pôdach v ochranných pásmach v povodí<br />
vodárenských nádrží.<br />
Čiastkový monitorovací systém Les<br />
Čiastkový monitorovací systém Les je v skutočnosti subsystémom čiastkového<br />
monitorovacieho systému Biota, zameriava sa však iba na zdravotný stav stromov v lesných<br />
porastoch, ostatnú biotu v lese nesleduje. Monitoring lesných ekosystémov má 111 trvalých<br />
monitorovacích lokalít v základnej monitorovacej sieti 16 x 16 km, pre podrobné plánovanie<br />
sa sieť zahusťuje na 4 x 4 km. Zisťujú sa údaje v 4 súboroch: údaje so základnou<br />
charakteristikou, údaje zisťované každoročne, údaje týkajúce sa chemizmu pôdy a chemizmu<br />
asimilačných orgánov.
16<br />
Čiastkový monitorovací systém Odpady<br />
Odpady, ich tvorba, zneškodňovanie, resp. využívanie patria svojou povahou medzi<br />
vplyvy vznikajúce a pôsobiace ľudskou činnosťou. Iba v poslednej dobe vznikla legislatívna<br />
forma zabezpečenia starostlivosti o odpady. Problém dokumentujú aj údaje, že z približne<br />
3000 skládok tuhého odpadu je približne 2000 nepovolených skládok. Navyše značná časť<br />
skládok je nevhodne umiestnená z hľadiska ich vplyvu na životné prostredie.<br />
Pre monitorovanie odpadov sa používa regionálny informačný systém o odpadoch.<br />
Tento umožňuje vedenie a aktualizáciu evidencie o odpadoch, o spôsobe nakladania s nimi, o<br />
preprave odpadov, o využití zariadení na nakladanie s odpadmi, ako aj vedenie prehľadu o<br />
plnení a aktualizácii cieľov a opatrení programov odpadového hospodárstva pôvodcov<br />
odpadov.<br />
Čiastkový monitorovací systém Záťaž obyvateľstva faktormi <strong>prostredia</strong><br />
Svetová zdravotnícka organizácia v roku 1984 vyzvala členské štáty, aby vytvorili<br />
mechanizmy pre primerané monitorovanie, určovanie a kontrolu rizík <strong>prostredia</strong> ohrozujúcich<br />
ľudské zdravie, vrátane toxických chemikálií, žiarenia, zdravotne závadného spotrebného<br />
materiálu a biologických činiteľov. V súlade s touto požiadavkou monitorovaním vybraných<br />
indikátorov expozície človeka a stupňa znečistenia vonkajšieho <strong>prostredia</strong> sa získavajú<br />
poznatky o ich vzťahu, a tým aj o reálnej záťaži obyvateľstva faktorom <strong>prostredia</strong>. Zdravotná<br />
záťaž obyvateľstva sa sleduje na základe odberu vzoriek biologického materiálu (sledujú sa<br />
najmä toxické kovy, dusičnany a polychlórované aromatické zlúčeniny), najmä v rizikových<br />
oblastiach SR a už postihnutej časti populácie. Spracovávajú sa vybrané štatistické<br />
ukazovatele zdravotného stavu obyvateľstva na základe ich porovnania so stavom v relatívne<br />
čistých oblastiach. Hodnotia sa parametre zdravotného stavu obyvateľstva: demografické,<br />
štatistické, klinické, biochemické, fyzikálne a ďalšie parametre, vrátane niektorých chorôb<br />
hromadného výskytu. Výsledky sú podkladom na preventívne opatrenia, ako aj pre<br />
formovanie zdravotnej, hospodárskej a ekologickej politiky.<br />
Čiastkový monitorovací systém Cudzorodé látky v požívatinách a krmivách<br />
Monitorovanie cudzorodých látok v potravinách a krmivách sa uskutočňuje v rámci<br />
troch nadväzujúcich subsystémov: koordinovaný cielený <strong>monitoring</strong>, <strong>monitoring</strong> spotrebného<br />
koša a <strong>monitoring</strong> chovnej zveri a rýb. Koordinovaný cielený <strong>monitoring</strong> zahrňuje sledovanie<br />
postupu a časového vývoja <strong>kontaminácie</strong> potravinového reťazca na reprezentatívnych<br />
regiónoch. Sleduje sa obsah cudzorodých látok v pôde, vstupoch do pôdy, v surovinách
17<br />
rastlinného a živočíšneho pôvodu. Monitoring je napojený na medzinárodný monitorovací<br />
systém potravín GEMS/FOOD.<br />
Čiastkový monitorovací systém Využitie územia<br />
Monitorovanie využitie územia vychádza z potreby spoločnosti dbať o optimálne<br />
využitie územia štátu, regiónov a obcí. Cieľom je zistiť tých užívateľov územia, ktorí konajú<br />
v rozpore s rozhodnutím o využití územia, ako aj zistiť tie časti územia, pre ktoré rozhodnutie<br />
o využití územia je nevyhovujúce. Jedná sa o permanentný proces získavania objektívnych<br />
údajov a informácií o aktuálnom stave a zmenách využitia územia, vrátane jeho vývoja v čase<br />
a následné odhaľovanie príčin vznikajúcich konfliktov a problémov v území. Tieto informácie<br />
slúžia ako podklad pre rozhodovanie o optimálnom využití územia, či už formou<br />
preventívnych alebo nápravných opatrení. Uskutočňuje sa aktualizácia a oprava hraníc<br />
územnosprávnych jednotiek vzhľadom na zmeny územnosprávneho členenia SR.<br />
Rozpracováva sa informačný systém „Chránené stromy a významná vzrastlá zeleň“, a<br />
aktualizácia hraníc chránených území v IV. a V. stupni ochrany.<br />
Čiastkový monitorovací systém Osídlenie<br />
Špecifikum monitorovania osídlenia, podobne ako aj využitia územia, spočíva v tom,<br />
že na rozdiel od ostatných čiastkových monitorovacích systémov sa zaoberá skúmaním<br />
pravdepodobného vývoja <strong>životného</strong> <strong>prostredia</strong> a nie jeho súčasného stavu. Monitorovanie<br />
osídlenia predstavuje permanentný proces získavania objektívnych údajov a informácií o<br />
aktuálnom stave a investičných zámeroch subjektov, vrátane ich vývoja v čase, a preventívne<br />
odhaľovanie potencionálne vznikajúcich konfliktov a problémov v území. Tieto informácie<br />
slúžia ako indikácia potreby spracovania analýzy územia a prehodnotenia, resp. vytvorenia<br />
novej koncepcie rozvoja územia. Aktualizuje sa a dopĺňa register základných sídelných<br />
jednotiek z hľadiska zmien základných územných jednotiek nového územného a správneho<br />
členenia SR.<br />
1.2.2 Regionálny <strong>monitoring</strong><br />
Regionálny <strong>monitoring</strong> je trvalý, prípadne časovo obmedzený, priestorovo ohraničený<br />
monitorovací systém zameraný na konkrétny región, ktorý je dôležitý z hľadiska jeho<br />
významu pre životné prostredie, resp. z hľadiska potreby sledovania ľudských aktivít<br />
s dopadom na životné prostredie regiónu. Je zameraný na hlbšie sledovanie vybraných pre<br />
daný región významných charakteristík <strong>životného</strong> <strong>prostredia</strong>. Organizujú ho regionálne<br />
inštitúcie v úzkej súčinnosti s Ministerstvom <strong>životného</strong> <strong>prostredia</strong> SR, koordináciu
18<br />
regionálnych monitorovacích aktivít vykonáva aj Slovenská agentúra <strong>životného</strong> <strong>prostredia</strong>.<br />
Regionálny <strong>monitoring</strong> je po stránke organizačnej, metodickej, ako aj z hľadiska využitia<br />
výsledkov budovaný vo väzbe na celoplošný monitorovací systém.<br />
Vytváranie regionálnych monitorovacích systémov spravidla reaguje, či už<br />
preventívne alebo dodatočne na závažný problém v oblasti ochrany <strong>životného</strong> <strong>prostredia</strong>.<br />
Príkladom preventívneho regionálneho komplexného monitorovacieho systému je<br />
monitorovací systém Vodné dielo Gabčíkovo, ktorý je zameraný na sledovanie vplyvov<br />
vodného diela na životné prostredie už počas jeho výstavby, ako aj prevádzky.<br />
1.2.3 Účelový <strong>monitoring</strong><br />
Účelový <strong>monitoring</strong> predstavuje časovo alebo tematicky ohraničené sledovanie<br />
významného javu, charakteristiky alebo vplyvu ľudských aktivít na životné prostredie.<br />
Organizujú ho odborné, vedeckovýskumné a inšpekčné pracoviská, ako aj výrobné<br />
organizácie v rámci povinností, ktoré im vyplývajú zo zákona. Účelový monitorovací systém<br />
si budujú veľké podniky, ako napr. Slovnaft a.s., Bratislava, Východoslovenské železiarne<br />
a.s., Košice, Duslo a.s., Šaľa a ďalšie.<br />
Na získanie komplexných informácií o stave a vývoji zložiek <strong>životného</strong> <strong>prostredia</strong> na<br />
území SR je nevyhnutná horizontálna harmonizácia jednotlivých čiastkových monitorovacích<br />
systémov, ako aj vertikálne prepojenie celoplošného, regionálneho a účelového <strong>monitoring</strong>u.<br />
Jednotný monitorovací systém územia SR umožňuje získať globálny, regionálny, ako aj<br />
lokálny prehľad o stave a záťaži <strong>životného</strong> <strong>prostredia</strong> SR v priestore a čase. Integrujúcim<br />
nástrojom na zabezpečenie tejto náročnej úlohy je okrem bežných organizačno-koordinačných<br />
opatrení aj fungujúci informačných systém <strong>životného</strong> <strong>prostredia</strong> SR, chápaný ako nadstavba<br />
monitorovacieho systému <strong>životného</strong> <strong>prostredia</strong> SR a ako jeho neoddeliteľná súčasť.<br />
Organickou súčasťou obidvoch týchto systémov sú aj postupy a metódy diaľkového<br />
prieskumu Zeme, ktoré možno využiť pre plošný <strong>monitoring</strong> vybraných javov a<br />
charakteristík, aj ako metódu poskytujúcu priestorovo-časové údaje vhodné na spracovanie a<br />
analýzu postupmi, ktoré sa používajú v aplikáciách geografických informačných systémov.<br />
Z uvedenej koncepcie monitorovania <strong>životného</strong> <strong>prostredia</strong> SR je zrejmé, že zahrňuje<br />
široký okruh monitorovacích aktivít. V ďalších kapitolách učebného textu je prejednaný<br />
<strong>monitoring</strong> základných zložiek prírodného <strong>prostredia</strong> – pôdy, vody, ovzdušia a bioty<br />
predovšetkým z hľadiska ich záťaže chemickou a rádiochemickou kontamináciou.
1.3 Literatúra<br />
19<br />
Koncepcia monitorovania <strong>životného</strong> <strong>prostredia</strong> pre územie Slovenskej republiky a Koncepcia<br />
integrovaného informačného systému o životnom prostredí Slovenskej republiky, Slovenská<br />
komisia pre životné prostredie, Bratislava, dec. 1991.<br />
Duša I.: Monitoring <strong>životného</strong> <strong>prostredia</strong> v Slovenskej republike, Životné prostredie, 29, 117-<br />
120 (1995).<br />
Tölgyessy J., Harangozó M., Daxnerová O.: Monitoring <strong>životného</strong> <strong>prostredia</strong>, Univerzita<br />
Mateja Bela, Banská Bystrica 2000.
2.1 Úvod<br />
20<br />
2. MONITORING PÔD<br />
Zmeny vlastností pôd v negatívnom i pozitívnom zmysle, ako aj znečisťovanie pôd<br />
súvisiace s aktivitami človeka sa prehĺbili s rozvojom priemyslu, intenzívneho spaľovania<br />
fosílnych palív, ako aj s rozvojom poľnohospodárstva používajúceho agrochemikálie a<br />
mechanizáciu obrábania pôd. Dochádza tým k poškodeniu najcitlivejších biologických<br />
zložiek krajiny, zhoršovaniu zdravotného stavu obyvateľstva a v rôznej miere postihuje aj<br />
pôdy. Zmeny v pôdnych vlastnostiach prebiehajú spravidla pomalšie, majú však trvalejší<br />
charakter a veľmi ťažko sa naprávajú.<br />
Pôda v porovnaní s ostatnými zložkami <strong>životného</strong> <strong>prostredia</strong> má celý rad špecifík –<br />
obsahuje anorganické aj organické zložky, jednotlivé vlastnosti pôd majú svoje osobitosti,<br />
môžu byť relatívne stabilné, pozvoľne sa meniace, ale i značne dynamické vykazujúce<br />
výrazné zmeny nielen počas niekoľkých rokov alebo roka, ale aj v priebehu sezóny, mesiaca,<br />
týždňa, ba i dňa. Niektoré zmeny vlastností pôd môžu mať ireverzibilný iné zas reverzibilný<br />
charakter.<br />
Pôda je kyprá povrchová vrstva zemskej kôry, ktorá sa vytvorila z hornín vplyvom<br />
rastlín, živočíchov, vody, ovzdušia a ďalších pôdotvorných činiteľov. Výsledkom<br />
pôdotvorného procesu sú vrstvy pôdy – horizonty, ktoré sa líšia farbou aj vlastnosťami. Pôdny<br />
profil ako kolmý rez pôdou má štyri horizonty:<br />
A – nevyzretý humus, najvrchnejšia vrstva pôdy obsahujúca najmä rozkladajúce sa zvyšky<br />
organizmov,<br />
B – vyzretý humus, obsahuje vodou splavené rozložené zvyšky organizmov,<br />
C – zvetraná materská hornina,<br />
D – materská hornina.<br />
Podľa horizontov sa rozlišujú aj jednotlivé pôdne typy. Černozem má výrazný<br />
horizont A obsahujúci humus a živiny, je veľmi úrodná, má neutrálnu pôdnu reakciu.<br />
Hnedozem má menšiu vrstvu humusu s dostatkom živín, pôdna reakcia je neutrálna alebo<br />
slabo kyslá. Ilimerizovaná pôda má ílovité častice z horizontu A splavené do horizontu B,<br />
pôdna reakcia je slabo kyslá. Hnedé pôdy nasýtené majú výrazný horizont B, humusová<br />
vrstva nie je mohutná, humus je pomerne kvalitný, pôdna reakcia neutrálna. Hnedé pôdy<br />
nenasýtené majú slabú humusovú vrstvu s nekvalitným humusom. Rendziny sú prevažne
21<br />
plytké horské pôdy, ktoré majú v horizonte A veľký obsah humusu ležiaceho priamo na<br />
materskej hornine tvorenej vápencom alebo dolomitom, pôdna reakcia je neutrálna alebo<br />
slabo zásaditá. Podzolove pôdy vznikajú prevažne na minerálne chudobných horninách, sú<br />
málo úrodné, ich reakcia je kyslá. Nivné pôdy vznikajú pozdĺž riek a potokov, môžu byť<br />
štrkovité alebo ílovité, preto ich úrodnosť je rôzna. Lužné pôdy sa nachádzajú na širokých<br />
poriečnych rovinách, majú mocný humusový horizont. Glejovité pôdy sú prevažnú časť roka<br />
prevlhčené podzemnou vodou, sú zliate, málo pórovité a málo úrodné, ich reakcia je kyslá.<br />
Pôda je zložená z minerálnych anorganických zlúčenín z rozrušenej materskej horniny,<br />
ako aj organických zlúčenín z odumretých rastlín a živočíchov alebo vytvorených činnosťou<br />
pôdnych mikroorganizmov. Najrozšírenejšie prvotné pôdne minerály - kremeň, živce, sľudy a<br />
amfiboly sa vyskytujú v pôde ako jemné častice veľkosti zlomkov milimetra. Prvkové<br />
zloženie minerálnej časti pôdy je: kyslík 49,5, kremík 25,7, hliník 7,5, železo 4,7, vápnik 3,4,<br />
sodík 2,6, draslík 2,4, horčík 2,0, vodík 1,0, titán, uhlík, mangán, chlór, síra a fosfor 0,1 až<br />
0,5% hm., a ostatné prvky menej. Medzi mikroelementy patria prvky, ktoré sú obsiahnuté<br />
v pôde a rastlinách vo veľmi malom množstve – bárium, kobalt, lítium, meď, nikel, titán,<br />
fluór, zinok a ďalšie. Do pôdy sa dostávajú v dôsledku zvetrávania hornín, majú veľký vplyv<br />
na pôdne procesy, flóru a faunu.<br />
Organický podiel pôdy zahrňuje najmä pentózy, hexózy, kys. vínnu, citrónovú a<br />
šťavelovú, albumíny, globulíny, živice, triesloviny, tuky, oleje, vosky, celulózu, hemicelulózu<br />
a lignín. Organické zvyšky sa ďalej rozkladajú pôsobením pôdnych živočíchov<br />
Sledovanie zmien pôd je úlohou čiastkového monitorovacieho systému Pôda. Pôda –<br />
konkrétnejšie pôdny kryt je nenahraditeľnou zložkou krajiny pre produkciu a výrobu potravín<br />
a dôležitých surovín, ako aj zložka krajiny s obrovským regulačným a detoxikačným<br />
potenciálom. Monitoring má poskytnúť objektívne informácie o stave a vývoji tejto dôležitej<br />
zložky <strong>životného</strong> <strong>prostredia</strong>. Cieľom <strong>monitoring</strong>u poľnohospodárskych a lesných pôd je<br />
sledovanie vývoja najmä tých vlastností, ktoré sú dôležité z hľadiska úrodnosti pôd, z<br />
hľadiska ekologických (neprodukčných) funkcií pôd, ako aj sledovanie ich <strong>kontaminácie</strong><br />
rizikovými látkami, ktoré by mohli vstupovať do potravinového reťazca. Pre zhodnotenie<br />
zdravotného stavu lesov sa sleduje a dokumentuje priebeh zmien tých vlastností pôd, ktoré<br />
určujú ich citlivosť k pôsobeniu imisií, ako aj vyhodnocujú vzťahy medzi pôdnymi<br />
vlastnosťami a stavom drevinovej zložky lesa s cieľom prispieť k objasneniu súvislostí<br />
poškodzovania lesov imisiami.<br />
Výskum zmien pôdnych vlastností je súčasťou medzinárodných programov štúdia<br />
zmien ekosystémov, zahrňujúcich aj globálne pôdne zmeny a problémy ich monitorovania.
2.2 Objekt <strong>monitoring</strong>u pôd<br />
22<br />
Objektom <strong>monitoring</strong>u pôd je celý pôdny kryt (pôdny fond) SR, t.j. poľnohospodárske<br />
a lesné pôdy, ako aj pôdy nad hornou hranicou lesa. Poľnohospodárske pôdy sú monitorované<br />
na všetkých druhoch pozemkov s výnimkou záhrad v intravilánoch obcí, ktoré sa vyznačujú<br />
veľkou heterogenitou pôd. Výnimkou sú aj tzv. urbánne pôdy evidované v pozemkovom<br />
katastri ako ostatné pôdy, ako aj časť zastavaných plôch a nádvorí, kde patria parky, ihriská,<br />
voľné plochy v okolí fabrík a pod. Často sa jedná o pôdy najviac zaťažené rizikovými<br />
látkami, preto v budúcnosti by sa mali tiež stať predmetom <strong>monitoring</strong>u.<br />
Objektom <strong>monitoring</strong>u je pôdny kryt predstavovaný prirodzenými pôdnymi<br />
jednotkami – honami, ktoré majú rôznu veľkosť a tvar (od niekoľkých m 2 až po niekoľko sto<br />
ha). Vlastnosti jednotlivých pôdnych honov nie sú homogénne, ale vykazujú vždy určitú<br />
variabilitu pôdnych parametrov. Ako príklad je na obr. 2.1 znázornená priestorová variabilita<br />
hodnôt pH na monitorovanej ploche 314 m 2 .<br />
pH/KCl<br />
Monitorovacia plocha<br />
Obr. 2.1 Priestorová variabilita hodnôt pH na monitorovanej lokalite (314 m 2 )<br />
Jednotlivé pôdne jednotky sú otvorené dynamické systémy a sú výsledkom veľmi<br />
dlhého vývoja (genézy) pôd. Sú v stave dynamickej rovnováhy so súčasným stavom<br />
pôsobenia aktívnych zložiek okolia – klímy, vegetácie, človeka, a na veľkej časti územia aj<br />
podzemnej vody. Okrem toho sú v rovnováhe aj s pôsobením prevažne pasívnych zložiek,<br />
akými sú geologický pôdotvorný substrát a reliéf. Zmena dynamickej rovnováhy jednotlivých<br />
pôd s ich okolím sa prejavuje zmenami stavov, resp. parametrov charakteristík pôd. Zmeny<br />
stavov vlastností pôd môžu mať rôzny priebeh. Môžu byť nevratné, napr. pri kumulatívnej
23<br />
kontaminácii pôd, erózii pôd, alebo môžu byť vratné, napr. zmeny teploty a vlhkosti pôdy,<br />
zmeny pôdnej reakcie, objemovej hmotnosti a iné. Ak sú takéto zmeny vratné alebo<br />
neprekračujú hranice prípustných stavov, je daná pôdna jednotka v dynamickej rovnováhe s<br />
okolím. Ak sa hranice prípustných stavov pôdneho systému v niektorých parametroch<br />
prekročia, dochádza k ich nevratným, resp. dlhodobo nevratným zmenám a k prechodu do<br />
iného rovnovážneho stavu, ktorý môže byť tak výrazný, že sa hovorí o deštrukcii pôvodnej<br />
pôdy, napr. pri intenzívnej erózii alebo pri antropogénnej alebo prírodnej devastácii. Takéto<br />
zmeny a tendencie k nevratným zmenám vlastností pôd, ako aj stabilita parametrov pôdnych<br />
vlastností sú predmetom <strong>monitoring</strong>u pôd.<br />
2.3 Princípy <strong>monitoring</strong>u pôd<br />
Monitoring pôd má sledovať a zaznamenávať zmeny stavu, resp. stabilitu vlastností<br />
celého pôdneho krytu SR a jeho častí. Pretože pôdny kryt je v priestore veľmi zložitý, jeho<br />
monitorovací systém môže byť len výrazne zjednodušeným systémom. Monitorovací systém,<br />
ako model originálneho pôdneho krytu, je preto realizovaný účelovo zjednodušenou<br />
množinou pôdnych profilov v pravidelnej, resp. približne rovnomernej monitorovacej sieti na<br />
celom území SR so zaznamenávaním a vyhodnocovaním zmien stavov vlastností v týchto<br />
profiloch v pravidelných 5-ročných cykloch a v typických kľúčových lokalitách v 1-ročných<br />
cykloch. Aby tento systém mohol sledovať podstatné vplyvy <strong>prostredia</strong> na pôdy na celom<br />
území SR, je založený na sieti monitorovacích lokalít, na ktorých sú umiestnené pedologické<br />
sondy, reprezentujúce všetky najviac zastúpené pôdne subtypy, všetky spôsoby ich<br />
využívania, reprezentujúce ich výskyt v hlavných klimatických regiónoch a vo všetkých<br />
územiach hlavných typov <strong>kontaminácie</strong>.<br />
Záznamy o zistených parametroch pôdnych vlastností sú uložené v časových radoch v<br />
báze dát informačného systému <strong>monitoring</strong>u. Ich vyhodnotením matematicko-štatistickými<br />
metódami sa zistí preukaznosť zmien, resp. stabilita pôdnych vlastností medzi<br />
monitorovacími obdobiami.<br />
Spoľahlivosť výpovede monitorovacej siete je podmienená jej hustotou a<br />
usporiadaním v priestore. Približne rovnomerne hustá sieť sond v rámci poľnohospodárskych<br />
pôd a pravidelná štvorcová sieť v rámci lesných pôd SR sú dostatočné, aby sa splnili ciele<br />
<strong>monitoring</strong>u pôd. K zaznamenávaniu lokálnych maloplošných zmien v dôsledku havárií,<br />
erózie alebo zosuvov pôd slúžia iné systémy <strong>monitoring</strong>u.<br />
Jednou zo základných technických podmienok <strong>monitoring</strong>u pôd je dôkladná<br />
unifikácia, t.j. štandardizácia jeho činností, ako aj štandardizácia chemických a fyzikálnych
24<br />
metód analýz tak, aby sa zachovávala metodická kontinuita <strong>monitoring</strong>u. Štandardizácia<br />
<strong>monitoring</strong>u pôd zahrňuje:<br />
- trvalú základnú sieť monitorovacích lokalít s geodetickým zameraním súradníc ich<br />
stredu,<br />
- štandardný odber vzoriek, hĺbku odberu, spracovanie a archivovanie pôdnych vzoriek,<br />
- štandardný súbor sledovaných vlastností pôd, ktoré sa v odôvodnených prípadoch môžu<br />
rozširovať, napr. o sledovanie obsahu ďalších stopových prvkov a iných vlastností pôd,<br />
- štandardizáciu výberu a metód analýzy chemických, fyzikálnych a fyzikálnochemických<br />
vlastností pôd a kontrolný systém kvality vykonávaných analýz,<br />
- štandardný popis identifikácie monitorovacích lokalít a použitých pedologických<br />
klasifikačných systémov pôd a ich vlastností,<br />
- štandardizované archivovanie údajov v báze dát,<br />
- archivovanie pôdnych vzoriek.<br />
2.3.1 Subsystémy <strong>monitoring</strong>u pôd<br />
Monitoring pôd je z metodicko-organizačného hľadiska realizovaný v troch<br />
subsystémoch:<br />
a) Monitoring pôd v základnej sieti monitorovacích lokalít na poľnohospodárskych a lesných<br />
pôdach.<br />
Slúži na trvalé monitorovanie najdôležitejších vlastností na poľnohospodárskych a<br />
lesných pôd na celom území SR v 5-ročných cykloch na 651 lokalitách monitorovacej<br />
siete. Vykonáva ho Výskumný ústav pôdoznalectva a ochrany pôdy, a Lesnícky<br />
výskumný ústav.<br />
b) Plošný prieskum <strong>kontaminácie</strong> poľnohospodárskych pôd.<br />
Zahrňuje 5-ročný cyklus prieskumu <strong>kontaminácie</strong> spolu s agrochemickým skúšaním pôd<br />
na vybraných 15 433 výrobných poľnohospodárskych lokalitách pôd v katastrálnych<br />
územiach obcí SR. Podrobnejší prieskum sa zameriava na katastrálne územia obcí, v<br />
ktorých sa zistila kontaminácia pôd. Prieskum vykonáva Ústredný kontrolný a skúšobný<br />
ústav poľnohospodársky.<br />
c) Monitoring pôd vo vybraných typických kľúčových lokalitách.<br />
Vykonáva sa v ročných intervaloch na 21 kľúčových monitorovacích lokalitách. Slúži pre<br />
podrobnejšie sledovanie vývoja pôdnych vlastností aj z hľadiska priestorovej, príp.<br />
sezónnej variability parametrov. Využíva sa aj pre overovanie nových metód<br />
monitorovania pôd a riešenie problémov korelácie zmien pôdnych vlastností so zmenami<br />
vlastností ostatných zložiek <strong>životného</strong> <strong>prostredia</strong>.
25<br />
2.3.2 Výber a identifikácia monitorovacích lokalít<br />
Hustota a umiestnenie monitorovacích lokalít vychádza z požiadaviek na informácie o<br />
stave a vývoji <strong>životného</strong> <strong>prostredia</strong> územia Slovenska, vrátane plošne významnejších<br />
špecifických lokalít. Pri výbere monitorovacích lokalít na poľnohospodárskych pôdach a<br />
pôdach nad hornou hranicou lesa sa zohľadňuje štruktúra pôdneho krytu (pôdne typy),<br />
zastúpenie hlavných pôdotvorných substrátov, geomorfologické a klimatické jednotky<br />
územia, vrátane ochranných území a vysokých polôh, ako aj plochy postihnuté eróziou.<br />
Základná monitorovacia sieť zahŕňa aj všetky významné emisné oblasti SR, ako aj najväčšie<br />
pedogeochemické anomálie. Hustotou približne rovnomerná sieť zahrňuje 313<br />
monitorovacích lokalít pre sledovanie poľnohospodárskych pôd a pôd nad hornou hranicou<br />
lesa. Monitorovacie lokality sú kruhového tvaru o polomere 10 m a celkovej ploche 314 m 2 .<br />
Monitorovacia sieť na lesných pôdach je v pravidelnej štvorcovej sieti 8 x 8 km, zahŕňa 338<br />
monitorovacích lokalít, ktoré sú kruhového tvaru o celkovej ploche 200, 500 a 1 000 m 2 v<br />
závislosti od veku porastu a hustoty drevín (pri malých porastoch a väčšej hustote drevín je<br />
plocha menšia). Každá monitorovacia plocha je v strede charakterizovaná pedologickou<br />
sondou, stredy monitorovacích lokalít sú geodeticky zamerané a zdokumentované. Siete<br />
monitorovacích lokalít na poľnohospodárskych a lesných pôdach SR sú na obrázkoch 2.2 a<br />
2.3. Lesný monitorovací systém je súčasťou siete medzinárodného lesníckeho <strong>monitoring</strong>u.<br />
Obr. 2.2 Sieť monitorovacích lokalít na poľnohospodárskych pôdach SR
26<br />
Obr. 2.3 Sieť monitorovacích lokalít na lesných pôdach SR<br />
Najhustejšiu monitorovaciu sieť má subsystém Plošný prieskum <strong>kontaminácie</strong> pôd.<br />
Priemerná odberová plocha na jednu vzorku v rámci poľnohospodárskeho podniku v<br />
nížinných oblastiach je približne 10 ha a v podhorských oblastiach 8 ha. Sieť zahrňuje lokality<br />
(15 433), ktoré sú rozmiestnené geometricky nepravidelne v zhode s charakterom výrobných<br />
honov, ktoré majú rôzny tvar, veľkosť a orientáciu v krajine. Stredy honov sa priebežne<br />
každoročne zameriavajú v záujme prepojenia jednotlivých subsystémov.<br />
Rozmiestnenie Kľúčových monitorovacích lokalít je založené na podobnom princípe<br />
ako pre výber základnej siete monitorovacích lokalít na poľnohospodárskych pôdach, ale s<br />
výrazným zjednodušením. Charakterizujú najrozšírenejšie skupiny pôdnych typov v hlavných<br />
klimatických regiónoch, ako aj najdôležitejšie regióny kontaminovaných a relatívne<br />
nekontaminovaných pôd. Je vybraných 21 kľúčových monitorovacích lokalít, ktoré sa<br />
nachádzajú len na poľnohospodárskych pôdach, z toho je jedna lokalita nad hranicou lesa<br />
(Chopok) a jedna lokalita na vrchole (Sitno). Prevažná časť z nich je v bezprostrednej<br />
blízkosti lokalít <strong>monitoring</strong>u ovzdušia vo voľnej krajine.<br />
2.3.3 Odber pôdnych a rastlinných vzoriek<br />
Odber vzoriek sa riadi normami ISO/DIS 10381 (1993) a STN 465310 so<br />
zohľadnením špecifických postupov vzorkovania pre účely <strong>monitoring</strong>u pôd. Odber pôdnych<br />
a rastlinných vzoriek závisí od účelu <strong>monitoring</strong>u, či ide o <strong>monitoring</strong> pôd v základnej sieti<br />
monitorovacích lokalít, plošný prieskum <strong>kontaminácie</strong> alebo kľúčové monitorovacie lokality.
27<br />
V rámci základnej monitorovacej siete na pôdach pod trvalými trávnymi porastami a<br />
pod lesom sa odoberajú pôdne vzorky z pedologickej sondy v hĺbkach 0-10 cm, 20-30 cm a<br />
35-45 cm. Pri orných pôdach sa odoberajú pôdne vzorky z hĺbky 0-10 cm a 35-45 cm. Okrem<br />
odberu pôdnych vzoriek na chemický rozbor sa uskutočňuje na orných pôdach aj odber<br />
vzoriek do tzv. fyzikálnych valčekov v objeme 100 cm 3 na stanovenie fyzikálnych parametrov<br />
ornej pôdy, a to dva valčeky z hĺbky 0-10 cm a dva valčeky z hĺbky 30-35 cm; vzorka ornice<br />
sa neodoberá, keď je čerstvo zoraná alebo podmietnutá. Pôdne vzorky na chemický rozbor sa<br />
odoberajú do plastových sáčkov opatrených identifikačnými štítkami (číslo sondy, hĺbka<br />
odberu v cm, dátum odberu) o hmotnosti 5 kg (zo skelenatých pôd väčšie množstvo). Na<br />
vybraných monitorovacích lokalitách v záťažou indikovaných oblastiach sa odoberajú tiež<br />
pôdne vzorky na stanovenie organických kontaminantov (polychlorovaných bifenylov,<br />
polycyklických aromatických uhľovodíkov, pesticídov, nepolárnych extrahovateľných látok a<br />
ďalších) do alobalových sáčkov o hmotnosti 1 kg z povrchového horizontu 0-10 cm a v<br />
nivách riek aj z hĺbky 35-45 cm.<br />
Pre posúdenie príjmu rizikových stopových prvkov rastlinami sa odoberá z každej<br />
monitorovacej lokality aj jedna rastlinná vzorka o hmotnosti približne 200 g, a to pri poľných<br />
kultúrach celá rastlina aj s koreňom, pri trvalých trávnych porastoch len nadzemná časť.<br />
Miesto odberu je zhodné s miestom odberu pôdnych vzoriek.<br />
Odber pôdnych vzoriek v rámci plošného prieskumu <strong>kontaminácie</strong> pôd sa vykonáva v<br />
rámci celoštátneho agrochemického skúšania pôd len z ornice, resp. humusového horizontu<br />
poľnohospodárskych pôd. Vybrané vzorky tohto skúšania pôd sa používajú na stanovenie<br />
obsahu rizikových látok. Pôdne vzorky sa odoberajú sondovacími tyčami, jedna priemerná<br />
vzorka sa získa zo zosypu minimálne 30 vpichov. Hmotnosť zeminy pre jednu vzorku sa líši<br />
podľa počtu vzoriek odobratých z jedného honu: jedna vzorka z honu 500 g, dve vzorky po<br />
400 g, tri vzorky po 300 g, štyri a viac vzoriek z honu po 250 g. Pôdne vzorky z honov<br />
menších ako 50 ha sa spoja do jednej vzorky. Pri väčších honoch sa spájajú pôdne vzorky<br />
podľa veľkosti a tvaru honu, pričom zmiešaním sa získajú dve alebo viac vzoriek.<br />
Pri <strong>monitoring</strong>u kľúčových lokalít sa odoberá 5 separátnych pôdnych vzoriek z<br />
povrchového horizontu z náhodne určených miest plochy monitorovacej lokality v tvare<br />
písmena Z, pričom vzorka č.1 sa nachádza v strede písmena (teda aj monitorovanej plochy).<br />
Pôdne vzorky sa odoberajú do plastových sáčkov o hmotnosti 5 kg (viac pri skeletnatých<br />
pôdach). Odber vzoriek do piatich fyzikálnych valčekov (100 cm 3 ) sa vykonáva z podornice z<br />
hĺbky 30-35 cm na orných pôdach v miestach odberu pôdnych vzoriek na chemický rozbor (v<br />
tvare písmena Z). Pôdne vzorky sa odoberajú každoročne v júni až septembri, keď sa pôdy<br />
vyznačujú stabilizovanými fyzikálnymi vlastnosťami. Na každej kľúčovej lokalite sa
28<br />
každoročne odoberá aj jedna rastlinná vzorka v mieste odberu pôdnej vzorky. Analýzy rastlín<br />
majú pre <strong>monitoring</strong> pôd len orientačný význam.<br />
Špeciálny odber pôdnych vzoriek do oceľových valčekov z hĺbok po 5 cm sa<br />
uskutočňuje len na vybraných lokalitách pre monitorovanie erózie – stanovenie vertikálneho<br />
priebehu aktivity 137 Cs.<br />
2.3.4 Úprava pôdnych a rastlinných vzoriek pred analýzou<br />
Úprava pôdnych vzoriek pred analýzou zahrňuje predbežnú úpravu a získanie<br />
jemnozeme. V rámci predbežnej úpravy sa pôdna vzorka čo najskôr po jej odobratí z<br />
plastových sáčkov presype do sklených misiek alebo na hrubší papier, prstami sa rozdrobí a<br />
za občasného premiešania na vzduchu dosuší. Miestnosť, v ktorej sa vzorky sušia, musí byť<br />
vetraná, bezprašná a bez výparov chemikálií. Pri sušení treba zo vzoriek odstrániť hrubé<br />
organické nečistoty ako sú korienky a iné rastlinné orgány, ako aj ďalšie hrubé prímesi ako<br />
skelet, úlomky skla a pod. Vzorka sa nesmie sušiť na slnku, ani v sušiarni pri zvýšenej<br />
teplote.<br />
Pôdne vzorky sa analyzujú ako tzv. jemnozem – jemnozemný pôdny materiál.<br />
Jemnozem predstavuje častice zeminy s priemerom menším ako 2 mm, zbavené organických<br />
prímesí. Jemnozem sa pripraví tak, že približne 200 ml vzorky sa vysype na podložku 500 x<br />
500 mm z tvrdšej gumy (hrúbky 4-6 mm) alebo z plastu. Dreveným valčekom sa rozotrú<br />
agregáty pôdy bez rozdrtenia častíc jemnozeme a skeletu, a odstránia sa jemné korienky, štrk,<br />
anorganické novotvary a cudzorodé prímesi. Potom sa vzorka situje cez sito s otvormi o<br />
priemere 2 mm. Časť zeminy, ktorá zostala na site po odstránení hrubšieho skeletu, sa opäť<br />
rozotiera a preosieva, až kým na site nezostane len skelet. Z preosiatej zeminy sa odstránia<br />
prípadné organické nečistoty pinzetou alebo jemné nečistoty využitím statickej elektriny pri<br />
rozprestretí vzorky do tenkej (2-3 mm) vrstvičky na papieri. Pri horizontálnom potrasení<br />
papiera sa nečistoty dostanú na povrch, odkiaľ sa zbierajú pomocou predmetov nabitých<br />
statickou elektrinou.<br />
Pred vlastným analytickým stanovením sa vzorka homogenizuje na získanie<br />
priemernej reprezentatívnej pôdnej vzorky. Jemnozem sa vysype na papier do vrstvy asi 5<br />
mm a čiarami rozdelí na 4 rovnaké časti, z ktorých sa odoberú na uhlopriečke ležiace dve<br />
časti (kvartácia vzorky). Tento postup sa opakuje, až kým nezostane také množstvo vzorky,<br />
aké je potrebné ako navážka pre analýzu.<br />
Rastlinné vzorky v rámci monitorovania pôd SR predstavujú len dodatkové vzorky,<br />
ktoré sa používajú pre analýzu rizikových prvkov na interpretáciu <strong>kontaminácie</strong> pôd.<br />
Rastlinná vzorka sa umyje destilovanou vodou, na orných pôdach nadzemná aj podzemná
29<br />
časť a pri trvalo trávnatých plochách len nadzemná časť. Potom sa rastlinná vzorka vysuší v<br />
dobre vetrateľnej miestnosti (sušiarni), nie na priamom slnku. Po vysušení sa vzorky melú v<br />
špeciálnych mlynčekoch a homogenizujú podobne ako pri vzorke pôd.<br />
2.3.5 Archivovanie pôdnych vzoriek<br />
Pôdne vzorky zo základnej monitorovacej siete sa dlhodobo archivujú na Výskumnej<br />
báze Výskumného ústavu pôdoznalectva a ochrany pôdy v Macove. Pôdne vzorky sa skladujú<br />
v tmavých sklených prachovniciach so zábrusom s označením sondy (interné číslo sondy,<br />
hĺbka v cm, dátum odberu). Z každej sondy a hĺbky sa archivuje pôdna vzorka v 2<br />
prachovnicicach, jednak ako jemnozem, a ako vzorka nepodrvená v prirodzenej štruktúre.<br />
Minimálna hmotnosť archívnej vzorky je 1 kg, archivované pôdne vzorky sú z hĺbky 0-10 cm,<br />
20-30 cm, 35-45 cm a pôdotvorný substrát. Pred analýzou archivovaných vzoriek je treba<br />
pripraviť priemernú vzorku postupom uvedeným vyššie. Rastlinné vzorky sa nearchivujú.<br />
Pôdne vzorky zo siete kľúčových monitorovacích lokalít sa archivujú len do 5 rokov<br />
(po dobu 1 cyklu monitorovania). Archivácia je podobná ako u vzoriek základnej siete,<br />
rozdielne je označenie vzoriek, ktoré vyjadruje poradie odberu konkrétnej monitorovacej<br />
lokality a dátum odberu.<br />
2.3.6 Monitorované vlastnosti pôd<br />
Základné a referenčné vlastnosti pôd sa analyzujú v jemnozemi. Získané údaje slúžia<br />
pre pedologickú charakterizáciu profilov pôd monitorovacích lokalít základnej siete ako<br />
referenčné údaje pre porovnanie monitorovaných vlastností pôd a pre interpretáciu získaných<br />
údajov. Stanovujú sa jednorázovo vo všetkých hĺbkach odberu vzoriek, vrátane pôdotvorného<br />
substrátu (v plošnom prieskume <strong>kontaminácie</strong> pôd sa tieto vlastnosti nestanovujú). Základné a<br />
referenčné vlastnosti sledované v poľnohospodárskych a lesných pôdach sú:<br />
- označenie a hrúbka pôdnych horizontov,<br />
- morfologický popis pôdnych horizontov (farba, štruktúra, konzistencia, obsah skeletov,<br />
novotvary),<br />
- zrnitosť,<br />
- katiónová výmenná kapacita a suma bázických katiónov.<br />
Pri monitorovaní vlastností pôd sa analyzuje zemina s priemerom zrna pod 2 mm<br />
(jemnozem I). Obsah humusu, uhličitanov a celkový obsah rizikových prvkov sa analyzuje v<br />
zemine s priemerom zrna pod 0,2 mm (jemnozem II) s dodatočnou úpravou vzorky pre<br />
mikrovlný rozklad rozotrením v achátovej miske a preosiatím cez sito pod 0,125 mm (úprava<br />
súvisí s malou navážkou vzorky pre analýzu).
30<br />
Predmetom monitorovania sú tie pôdne vlastnosti, u ktorých je predpoklad<br />
vývojových zmien súvisiacich s degradačnými alebo regradačnými procesmi. Takými sú<br />
kontaminácia pôd, acidifikácia a salinizácia pôd, zmeny v obsahu a kvalite humusu a obsahu<br />
prístupných živín, vývoj erózie pôd, zmeny fyzikálnych a hydrofyzikálnych vlastností pôd,<br />
prípadne iných vlastností.<br />
2.3.7 Prehľad používaných metód <strong>monitoring</strong>u ukazovateľov vlastností pôd<br />
V rámci <strong>monitoring</strong>u pôd v SR sa sleduje značný počet ukazovateľov hygienických,<br />
agrochemických, fyzikálnych a niektorých hydrofyzikálnych vlastností pôdy.<br />
2.3.7.1 Metódy stanovenia ukazovateľov hygienických vlastností pôdy<br />
- Stanovenie celkového obsahu ťažkých kovov rozkladom pôd zmesou kyselín HF-HNO3-<br />
HCl. Obsah Cd, Pb, Cu, Zn, Ni, Co a Cr sa stanoví atómovou absorpčnou spektrometriou<br />
(AAS) v roztoku priamo, As a Se po vygenerovaní plynného arzenovodíka a<br />
selénovodíka.<br />
- Stanovenie potenciálne prístupných foriem Cd, Pb, Cu, Zn, Ni, Co a Cr po ich extrakcii<br />
z pôdy v 2 mol.L -1 HNO3 metódou AAS.<br />
- Stanovenie potencionálne prístupných foriem Cd, Pb, Cu, Zn, Ni, Co a Cr vo výluhu 0,05<br />
mol.L -1 kys. etyléndiamíntetraoctovej metódou AAS.<br />
- Stanovenie potencionálne prístupného As extrakciou 2 mol.L -1 kys. chlorovodíkovou,<br />
generovaním arzenovodíka a AAS.<br />
- Stanovenie celkového obsahu Hg v pôde teplotným rozkladom a zachytením ortuti na<br />
amalgamátore s jej nasledujúcim uvoľnením zohriatím. Meria sa pokles intenzity žiarenia<br />
ortuťovej výbojky prístrojom TMA 254.<br />
- Stanovenie mobilného Cr 6+ vo výluhu z pôdy roztokom uhličitanu sodného<br />
polarograficky.<br />
- Stanovenie vodorozpustnej formy fluóru po extrakcii z pôdy redestilovanou vodou<br />
fluoridovou iónovoselektívnou elektródou.<br />
- Stanovenie polycyklických aromatických uhľovodíkov extrakciou z pôdy<br />
dichlórmetánom, čistením extraktu na kolóne so silikagélom a elúciou s dichlórmetánom<br />
metódou GC-FID.<br />
- Stanovenie polychlórovaných bifenylov extrakciou zmesou hexán-acetón, čistením<br />
extraktov kys. sírovou a kolónou s fluorisilom, elúciou z kolóny petroléterom metódou<br />
GC-ECD.
31<br />
2.3.7.2 Metódy stanovenia ukazovateľov agrochemických vlastností pôdy<br />
- Stanovenie pôdnej reakcie<br />
- Stanovenie aktívnej pôdnej reakcie (pH/H2O), pomeru aktivít vodíkových a<br />
hydroxylových iónov vo vodnej suspenzii (hmotnostný pomer pôdy k vode 1:2,5)<br />
potenciometricky.<br />
- Stanovenie výmennej pôdnej reakcie v KCl (pH/KCl). Roztok neutrálnej soli napr.<br />
KCl vytláča vodíkové príp. Al 3+ a Fe 3+ ióny z výmenných pozícií v sorpčnom<br />
komplexe pôdy (pomer pôdy k roztoku je 1:2,5). Koncentrácia vodíkových iónov sa<br />
meria potenciometricky a vyjadrí hodnotou pH.<br />
- Stanovenie výmennej pôdnej reakcie v CaCl2 (pH/CaCl2) v suspenzii zeminy<br />
v roztoku 0,01 mol.L -1 CaCl2 (pomer pôdy k roztoku je 1:2) potenciometricky<br />
- Stanovenie obsahu pôdnych uhličitanov (ako CaCO3 alebo MgCO3). Silné minerálne<br />
kyseliny (HCl a HNO3) rozkladajú pôdne uhličitany a CO2 sa stanoví volumetricky<br />
vápnomerom.<br />
- Stanovenie rastlinám prístupného pôdneho P, K, Mg a mobilnej formy Ca v pôdnom<br />
výluhu 0,2 mol.L -1 CH3COOH, 0,015 mol.L -1 NH4F, 0,2 mol.L -1 NH4Cl a 0,012 mol.L -1<br />
HCl. Okrem uvedených prvkov je vo výluhu možné stanoviť aj Mn a Na, príp. ďalšie<br />
katióny a anióny. Plameňovou fotometriou sa stanoví K, Ca, s AAS K, Mg, Ca a P<br />
segmentovo-prietokovým spektrofotometrom SKALAR.<br />
- Stanovenie rastlinám prístupného pôdneho fosforu vo výluhu v laktáte vápenatom<br />
spektrofotometricky ako molybdatofosforečná heteropolykyselina po redukcii fosforu<br />
chloridom cínatým na tzv. fosfomolybdénovú modrú.<br />
- Frakcionácia anorganického fosforu a organickej pôdnej frakcie fosforu. Postupnou<br />
extrakciou jediného návažku pôdy sa stanoví ľahkoprístupný P viazaný na Al a Fe<br />
extrakciou z 0,01 mol.L -1 NaOH, a ťažko prístupný P viazaný na Al a Fe extrakciou z 0,1<br />
mol.L -1 NaOH. Vzorka pôdy sa ďalej extrahuje nasýteným roztokom NaCl a potom 0,25<br />
mol.L -1 H2SO4 na stanovenie ťažkoprístupného P viazaného na Ca. ľahkoprístupný P<br />
viazaný na Ca sa stanovuje z novej navážky vzorky jej extrakciou 1,0 mol.L -1 NH4Cl. Pre<br />
stanovenie organickej pôdnej frakcie P sa vzorka spaľuje pri 240 °C, ďalšia vzorka sa<br />
odoberie ako porovnávacia. Obe vzorky sa extrahujú koncentrovanou HCl a vo výluhu sa<br />
stanoví anorganická forma P spektrofotometricky. Rozdiel v obsahu P obidvoch vzoriek<br />
zodpovedá obsahu organického P.<br />
- Stanovenie rastlinám prístupného pôdneho draslíka. Vodorozpustná a výmenná forma<br />
draslíka sa vylúži zmesným roztokom šťavelanu a octanu amónneho (pH = 6,0 až 6,2) a<br />
stanoví plameňovou fotometriou (atómovou absorpciou alebo emisiou).
32<br />
- Frakcionácia draslíka stanovením vodorozpustnej, výmennej, mobilnej a potenciálnej<br />
formy pôdneho draslíka extrakčnými postupmi odrážajúcimi rozdielnu väzbovú silu<br />
týchto pôdnych foriem a tým aj rôznu prístupnosť pre rastliny. Vodorozpustná forma<br />
K sa vylúži v destilovanej vode, výmenná forma v roztoku šťavelanu a octanu amónneho,<br />
mobilná forma po povarení s 1 mol.L -1 HNO3, a potencionálna zásoba draslíka po zaliatí<br />
pôdy 20% HCl. Vo filtráte suspenzie sa K stanovuje plameňovou fotometriou.<br />
- Stanovenie celkového dusíka. Viazané formy pôdneho dusíka, vrátane prchavých N-NO3<br />
a N-NO2 pri mineralizácii vzorky kys. sírovou pri vyššej teplote sa fixujú ako pnitrofenol,<br />
ktorý sa vodíkom redukuje na p-aminofenol, ktorý sa v koncentrovanej H2SO4<br />
mineralizuje na síran amónny. Stanoví sa destiláciou s vodnou parou neutralizačnou<br />
titráciou.<br />
- Stanovenie základných charakteristík pôdneho sorpčného komplexu.<br />
- Stanovenie sumy výmenných katiónov v pôde vytesnením roztokom chloridu<br />
bárnatého pufrovaného trietanolamínom na hodnotu pH 8,1. Vo výluhu sa výmenný<br />
vodík stanoví titráciou s kyselinou. Prebytok bárnatých solí sa zo sorpčného komplexu<br />
vymyje a sorbované Ba 2+ ióny sa vytesnia roztokom chloridu horečnatého alebo<br />
vápenatého. Koncentrácia vytesneného bária je ekvivalentná celkovej sume katiónov,<br />
ktorú je pôda schopná viazať a stanoví sa emisnou plameňovou spektrometriou, resp.<br />
AAS.<br />
- Stanovenie výmenných foriem K, Na, Ca, Mg vo výluhu octanu amónneho. Katióny<br />
sú vytesnené amónnym iónom roztoku octanu amónneho. Kyslé, neutrálne a nízko<br />
vápenaté pôdy sa extrahujú molárnym neutrálnym roztokom octanu, pôdy alkalické<br />
(nad 1% uhličitanov) roztokom octanu amónneho s pH 8,2 a stanovia AAS.<br />
- Stanovenie aktívneho hliníka. V pôdach s hodnotou výmenného pH v KCl 6,0 a nižšou sa<br />
stanoví aktívna forma hliníka, ktorá sa do pôdneho roztoku uvoľní na základe výmennej<br />
reakcie s KCl. Z prechodne vzniknutého AlCl3 sa hydrolýzou uvoľňujú ďalšie H + ióny,<br />
ktoré prispievajú k celkovej kyslosti. Uvoľnené množstvo H + iónov je ekvivalentné 1/3<br />
aktívnej formy Al a stanoví sa acidobázickou reakciou.<br />
- Stanovenie mobilnej a mobilizovateľnej frakcie Cu, Fe, Mn, Zn v pôdnom výluhu kys.<br />
dietyléntriamínpentaoctovej pufrovanej trietanolamínom na pH 7,30 metódou AAS.<br />
- Stanovenie vodorozpustného bóru v pôde extrakciou horúcou vodou (1:2)<br />
spektrofotometricky s kurkumínom, tvoriacim v silne kyslom takmer bezvodom prostredí<br />
červený komplex.<br />
- Obsah a kvalita humusu v pôde.
33<br />
- Stanovenie organického uhlíka v pôde oxidáciou chromsírovou zmesou. Vzniknutý<br />
trojmocný Cr 3+ , ktorý je ekvivalentný obsahu organického uhlíka v pôde sa stanoví<br />
spektrofotometricky.<br />
- Stanovenie zloženia humusových látok extrakciou alkalickým roztokom Na4P2O7 (pH<br />
= 13) za tvorby Na-humátov hydratovaných difosfátov Ca a Fe nerozpustných vo<br />
vode, ale rozpustných v nadbytku difosfátu za súčasnej tvorby komplexných solí.<br />
Metóda umožňuje extrakciu humusových látok bez predbežnej dekalcinácie pôdy.<br />
- Extrakcia a izolácia humínových kyselín z pôdy. Humusové kyseliny vyextrahované<br />
z pôdy s NaOH sa vyzrážajú s HCl a po vyčistení sa získajú humínové kyseliny.<br />
- Stanovenie optických vlastností humínových kyselín. Humínové kyseliny vykazujú<br />
v oblasti vlnových dĺžok 400 a 600 nm výraznú svetelnú absorpciu. Pomer hodnôt<br />
absorbancií pri týchto vlnových dĺžkach udáva extinčný kvocient humínových kyselín<br />
Q<br />
4<br />
6 .<br />
- Stanovenie karboxylovej kyslosti humínových kyselín. Vodíky karboxylových skupín<br />
reagujú s Ca iónom octanu vápenatého a uvoľnená kys. octová sa titruje roztokom<br />
NaOH.<br />
- Stanovenie vlhkosti a popolovín humínových kyselín, vlhkosť na základe sušenia pri<br />
130 °C a popoloviny žíhaním v kyslíkovej atmosfére pri 1000 °C.<br />
- Stanovenie elementárneho CHN zloženia humínových kyselín spaľovaním<br />
v kyslíkovej atmosfére pri 925 °C, analyzuje sa CO2, H2O a N2 elementárnym<br />
analyzátorom technikou GC-TCD.<br />
- Analýza humínových kyselín metódou NMR 13 C, ktorá umožňuje rozlíšenie uhlíka<br />
alifatických, aromatických, fenolových, karboxylových a karbonylových štruktúr.<br />
2.3.7.3 Metódy stanovenia ukazovateľov fyzikálnych a hydrofyzikálnych vlastností pôdy<br />
- Stanovenie izotopov 137 Cs a 40 K v pôdnych vzorkách pri sledovaní erózno-akumulačných<br />
procesov v pôde metódou gama-spektroskopie.<br />
- Stanovenie zrnitostného zloženia pôdy pipetovacou metódou. Pôdne agregáty sa rozrušia<br />
hexametafosforečnanom sodným, vzorka sa nasype do sedimentačného valca, zaleje<br />
destilovanou vodou, pipetovaním v určitom čase a hĺbke vo valci sa odoberie presné<br />
množstvo vzorky, vzorka sa vysuší, zváži a výpočtom sa zistí percentuálne zastúpenie<br />
jednotlivých frakcií.<br />
- Stanovenie základných fyzikálnych a niektorých hydrofyzikálnych vlastností pôdy.<br />
K základným fyzikálnym vlastnostiam patrí špecifická hmotnosť zeminy, objemová
34<br />
hmotnosť a pôdna pórovitosť, a k hydrofyzikálnym vlastnostiam momentálna vlhkosť,<br />
maximálna kapilárna kapacita, retenčná vodná kapacita a kapilárna nasiaklivosť.<br />
Neporušená pôdna vzorka sa odoberá do kovových valčekov o objeme 0,001 m -3 , nechá<br />
sa kapilárne nasýtiť vodou a vážením sa stanoví množstvo vody, ktoré je pôda schopná<br />
zadržať v určitých časových intervaloch.<br />
- Stanovenie špecifickej (mernej) hmotnosti pôdy, ktorou je hmotnosť v gramoch 1 cm 3<br />
čistej pôdy bez pórov, alebo pomer hmotnosti tuhého podielu pôdy k jej objemu, ktorý<br />
je možné zistiť z objemu vody vytesnenej tuhým podielom pôdy.<br />
- Stanovenie objemovej hmotnosti pôdy, hmotnosť 1 cm 3 pórovitej pôdy v prirodzenom<br />
uložení neredukovaná alebo redukovaná vysušením pôdy.<br />
- Stanovenie pôdnej pórovitosti ako celkové množstvo pórov (v percentách) na objem<br />
pôdy v prirodzenom uložení. Stanovuje sa celková pórovitosť, nekapilárna pórovitosť,<br />
semikapilárna pórovitosť, kapilárna pórovitosť (sily gravitačné vs. pórovité),<br />
maximálna kapilárna kapacita a retenčná vodná kapacita, kapilárna nasiaklivosť, a<br />
stanovenie vlahy v pôde po 15 min. odsávania pôdy absolútne nasýtenej vodou.<br />
- Stanovenie penetrometrického odporu pôdy. Zistenie miery odporu pôdy proti vnikaniu<br />
hrotu o známom uhle (30°alebo 60°) a vlhkosti pôdy.<br />
- Gravimetrické stanovenie pôdnej vlhkosti, ako rozdielu hmotnosti pôdy s momentálnym<br />
obsahom vody a vysušenej pôdy.<br />
- Stanovenie nasýtenej hydraulickej vodivosti pôdy. V pôdnom profile infiltrometrom sa<br />
určí množstvo vody, ktoré pretečie sledovaným profilom za čas.<br />
- Stanovenie pôdnych hydrolimitov. Pôdne vzorky vo valčekoch nasýtených vodou sa<br />
vystavia účinku rôznych tlakov a gravimetricky sa stanoví množstvo vody, ktoré pôda<br />
zadrží pri danom tlaku (určitý tlak zodpovedá určitému hydrolimitu).<br />
2.4 Formy rizikových stopových prvkov v pôdach<br />
Rizikové stopové prvky sa vyskytujú v pôdach v rôznych koncentráciách a v rôznych<br />
formách. Rôzny je aj ich pôvod a zdroj. Charakteristický je ich vysoký obsah v prirodzených<br />
endogénnych geochemických anomáliách (častých v horských oblastiach Slovenska), ako aj<br />
ich výskyt zapríčinený vplyvom imisií z antropogénnych aktivít zahŕňajúcich priemysel,<br />
energetiku, kúrenie, dopravu a poľnohospodárstvo. Stopové prvky sa monitorujú, pretože sa<br />
kumulujú v pôdnom kryte, ktorý predstavuje veľký objem, a tým aj značný potenciálny zdroj<br />
ich uvoľňovania do biologického kolobehu a potravinového reťazca.
35<br />
V rámci <strong>monitoring</strong>u pôd SR sa sleduje celkový obsah rizikových prvkov, ich<br />
potenciálne prístupná forma, resp. mobilná a mobilizovateľná forma. Význam je zrejmý napr.<br />
z normatívu pre asanáciu zeminy, ktorý je v prípade mobilného pôdneho chrómu Cr 6+ 16násobne<br />
prísnejší ako pre celkový obsah Cr. Celkový obsah zahrňuje všetky formy, v ktorých<br />
sa daný prvkov vyskytuje v pôde. Pri posudzovaní hygienického stavu pôdy je zrejmé, že len<br />
určitá časť z celkového obsahu prvku sa môže dostať do potravinového reťazca. Obsah Cd,<br />
Pb, Cu, Zn, Ni, Co a Cr vo výluhu v 2 mol.L -1 HNO3 a u As v 2 mol.L -1 HCl charakterizuje<br />
potencionálne uvoľniteľný obsah prvku a zahrňuje rôzne frakcie prvkov podľa ich<br />
rozpustnosti. Použitie výluhov v 2 mol.L -1 HNO3, resp. 2 mol.L -1 HCl vychádza z tradície, je<br />
menej nákladné ako stanovenie celkového obsahu pri umožnení stanovenia všetkých<br />
rizikových prvkov v pôdach. Poskytuje informáciu o kontaminácii pôd a umožňuje aj<br />
zhodnotenie územia najmä z geochemického hľadiska, ale nie je objektívnym kritériom pre<br />
odhad rizík ich vstupu do potravinového reťazca a biologického kolobehu prvkov pri ich<br />
nižších obsahoch v pôdach, aké sú typické pre pôdy v SR. Pri vysokých hodnotách celkového<br />
obsahu sú u všetkých rizikových prvkov relatívne vysoké aj obsahy ich mobilných foriem.<br />
Preto sa normatívy pre posudzovanie miery <strong>kontaminácie</strong> pôd s ohľadom na obsah rizikových<br />
prvkov v rastlinách definujú len pre silno kontaminované pôdy a odvodzujú sa od<br />
transferových koeficientov, čo je pomer medzi celkovým obsahom prvku v pôde a jeho<br />
obsahom v rastline.<br />
Ďalším problémom je, že napríklad pri nízkom celkovom obsahu Cd vo veľmi kyslých<br />
pôdach je jeho obsah v rastlinách vysoký, zatiaľ čo pri podobnom alebo vyššom obsahu v<br />
slabo kyslých a neutrálnych pôdach je jeho obsah v rastlinách nízky. To dokazuje potrebu<br />
vhodných metód pre určenie mobilných a mobilizovateľných foriem a spolu s tým aj limitov<br />
pre hodnotenie <strong>kontaminácie</strong> pôd s cieľom získať preukaznú závislosť medzi obsahom týchto<br />
foriem rizikových prvkov v pôdach a ich obsahom v rastlinách aj v slabo kontaminovaných<br />
pôdach, ktoré v SR prevládajú.<br />
Mobilné a mobilizovateľné formy predstavujú súhrn ľahko uvoľniteľných a z veľkej<br />
časti rastlinami prijateľných foriem rizikových prvkov významných pre posudzovanie<br />
hygienického stavu pôd (biotoxicity). Vzhľadom na rôzne správanie sa jednotlivých prvkov<br />
nie je zatiaľ vo svete jednotná a štandardná metóda, príp. definovaný jeden výluh pre<br />
stanovenie obsahu týchto foriem rizikových prvkov. Mobilné formy zahrňujú vodorozpustné a<br />
výmenné - nešpecificky adsorbované formy, a ľahko rozpustné komplexné organické<br />
zlúčeniny s rizikovými prvkami. Mobilizovateľné zahrňujú formy viazané na uhličitany,<br />
formy špecificky adsorbované a okludované na povrchu koloidných častíc, ďalej
36<br />
organominerálne komplexy, v ktorých sú rizikové prvky slabo viazané, prípadne ešte frakcie<br />
viazané na oxidy Mn a formy organicky viazané.<br />
Pri charakterizácii obsahu rizikových prvkov v pôde zo štatistických charakteristík sa<br />
uvažuje ako priemerná hodnota geometrický priemer, pretože aritmetický priemer je<br />
ovplyvnený extrémne vysokými málo početnými hodnotami, ktoré však pre charakterizáciu<br />
pôd by nebolo správne zo štatistických súborov vyradiť, pretože sa získali ako reálne hodnoty<br />
namerané v pôdnom kryte. Na základe meraní údajov zo základnej siete sond sa zostavujú<br />
metódou geoštatistiky mapy odstupňovaného obsahu rizikových látok v pôdach. Ako príklad<br />
je na obrázku 2.4 takáto mapa pre kadmium a na obrázku 2.5 pre polycyklické aromatické<br />
uhľovodíky.<br />
Obr. 2.4 Obsah kadmia v povrchovom horizonte pôd SR (výluh pôdy v 2M HNO3)<br />
Obr. 2.5 Sumárny obsah polycyklických aromatických uhľovodíkov v poľnohospodárskych<br />
pôdach SR.
37<br />
V porovnaní s celosvetovou pozaďovou hodnotou (klarkový obsah 0,10 mg.kg -1 Cd)<br />
sa na území SR pozoruje viac ako dvojnásobne vyšší obsah Cd v povrchových horizontoch<br />
ako vplyv endogénnych geochemických anomálií, imisií a bioakumulácie a v<br />
poľnohospodárskych pôdach aj z hnojenia superfosfátom. Lokality s maximálnymi hodnotami<br />
Cd sa zhodujú s endogénnymi geochemickými anomáliami v jadrových a vulkanických<br />
pohoriach SR v súvislosti s transportom zvetralín z týchto pohorí. Súvislý vyšší obsah Cd<br />
najmä v západnej, severnej a severozápadnej časti Slovenska, kde sa nevyskytujú<br />
geochemické anomálie, súvisí s dlhodobým vplyvom imisií.<br />
Z organických zlúčenín sa monitorujú najmä polycyklické aromatické uhľovodíky<br />
(PAU), vyznačujúce sa dlhším pretrvávaním v pôde. Vznikajú pri nedokonalom spaľovaní<br />
palív, sú vytvárané aj mikroorganizmami. K ich prenosu dochádza prevažne vzdušnou cestou,<br />
tiež transportom odpadov vodou pri záplavách. V emisiách sú PAU viazané na častice prachu.<br />
Zvýšené hodnoty PAU pri hornej hranici pozadia 300-500 mg.kg -1 sa zistili najmä na<br />
kyslejších pôdach pod trvalým trávnym porastom. Nad referenčnou hodnotou A, ktorá je pre<br />
sumu PAU 1 000 mg.kg -1 , sa vyskytuje len 6% lokalít SR. Zvýšené hodnoty nad referenčnou<br />
hodnotou A sa zistili v okolí priemyselných centier a v nivách väčších riek, príp. v tesnej<br />
blízkosti diaľnic. Najvyššie hodnoty PAU sa zistili na fluvizemiach – v nivách riek od 3 200<br />
do 9 400 mg.kg -1 . Podobné tendencie ako celkový obsah PAU vykazujú aj jednotlivé<br />
kongenéry, najnižšie obsahy sú pre antracén a perylén (2-3 %) a najvyššie pre<br />
indeno(1,2,3)pyrén, benzo(g,h,i)perylén a benzo(b,j,k)fluorantén (10-20 %).<br />
Benzofluorantény sa zistili najmä v antropogénne znečistených lokalitách. Keďže sa jedná o<br />
uhľovodíky, ktoré vykazujú mutagénne a karcinogénne účinky, ich <strong>monitoring</strong> je z<br />
hygienického hľadiska dôležitý.<br />
2.5 Limitné hodnoty rizikových látok v pôdach<br />
Ministerstvo pôdohospodárstva po dohode s Ministerstvom zdravotníctva a<br />
Ministerstvom <strong>životného</strong> <strong>prostredia</strong> SR Vestníkom XXVI č.1, január 1994 určilo najvyššie<br />
prípustné hodnoty škodlivých látok (limitné hodnoty rizikových látok) pre štandardnú pôdu<br />
(obsah humusu 10%, obsah ílu 25%) a iné neštandardné pôdy; tieto sú uvedené v tab. 2.1.
Tab. 2.1 Limitné hodnoty rizikových látok v štandardnej pôde (v mg.kg -1 suchej pôdy)<br />
Skupina A A1 B C<br />
1. Kovy<br />
As (29) 5,0 30 50<br />
Ba 500 1000 2000<br />
Be 3 20 30<br />
Cd (0,8) 0,3 5 20<br />
Co 20 20 300<br />
Cr (130) 10,0 250 800<br />
Cu (36) 20 100 500<br />
Hg (0,3) 2 10<br />
Mo 1 40 200<br />
Ni (35) 10,0 100 500<br />
Pb (85) 30,0 150 600<br />
Se 0,8 5 20<br />
Sn 20 50 300<br />
V 120 200 500<br />
Zn (140) 40,0 500 3000<br />
2. Anorganické zlúčeniny<br />
F (celkový) (500)x 1000 2000<br />
S (sulfidická) 2 20 200<br />
Br (celkový) 20 50 300<br />
3. Aromatické zlúčeniny<br />
benzén - 0,5 5<br />
etylbenzén - 5 50<br />
toluén - 3 30<br />
xylény - 5 50<br />
fenoly - 1 10<br />
aromáty (celkové) - 7 70<br />
38<br />
4. Polycyklické aromatické uhľovodíky (PAU)<br />
naftalén 5 50<br />
fenantrén 10 100
antracén 10 100<br />
fluorantén 10 100<br />
chryzén 5 50<br />
benzo(a)antracén 5 50<br />
benzo(a)pyrén 1 10<br />
benzo(a)fluorantén 5 50<br />
indeno(1,2,3-cd)pyrén 5 50<br />
benzo(ghi)perylén 10 100<br />
PAU (celkom) 20 200<br />
5. Chlórované uhľovodíky<br />
Alifatické chlórované uhľovodíky<br />
(jednotlivé)<br />
alifatické chlórované uhľovodíky<br />
(celkom)<br />
39<br />
5 50<br />
7 70<br />
chlórobenzény (jednotlivé) 1 10<br />
chlórobenzény (celkom) 2 20<br />
chlórfenoly (jednotlivé) 0,5 5<br />
chlórfenoly (celkom) 1 10<br />
chlórované PAU (celkom) 1 10<br />
PCB (celkom) 1 10<br />
EOCI (celkom) 1 10<br />
6. Pesticídy<br />
organické chlórované (jednotlivé) 0,5 5<br />
organické chlórované (celkom) 1 10<br />
nechlórované (jednotlivé) 1 10<br />
nechlórované (celkom) 2 20<br />
7. Ostatné<br />
tetrahydrofurán 4 40<br />
pyridín 2 20<br />
tetrahydrotiofén 5 50<br />
cyklohexanon 6 60<br />
styrén 5 50<br />
ftaláty (celkom) 50 500<br />
oxidované PAU (celkom) 200 2000<br />
minerálne oleje 500 1000
40<br />
Poznámka: Hodnoty normatívov v zátvorkách pre limitné hodnoty A sa vzťahujú na<br />
neštandardné pôdy.<br />
Limitné hodnoty sú klasifikované ako A, A1, B a C. Referenčná hodnota A znamená,<br />
že pôda nie je kontaminovaná, ak je koncentrácia prvku/látky pod touto hodnotou. Hodnota<br />
A1 sa vzťahuje k hodnote A pre stanovenie rizikových prvkov vo výluhu 2M HNO3.<br />
Indikačná hodnota B znamená, že kontaminácia pôd bola analyticky preukázaná. Ďalšie<br />
štúdium a kontrola miesta takéhoto znečistenia sa vyžaduje vtedy, ak vznik, rozloha a<br />
koncentrácia <strong>kontaminácie</strong> môže mať negatívny dopad na ľudské zdravie alebo iné zložky<br />
<strong>životného</strong> <strong>prostredia</strong>. C je indikačná hodnota pre asanáciu, znamená, že ak koncentrácia prvku<br />
alebo látky dosiahne túto hodnotu, je nevyhnutné okamžite vykonať definitívne analytické<br />
zmapovanie rozsahu poškodenia príslušného miesta a rozhodnúť o spôsobe nápravného<br />
opatrenia. Ak sú hodnoty <strong>kontaminácie</strong> v rozsahu medzi B a C, postupuje sa podobným<br />
spôsobom.<br />
Na stanovenie sa vzorky odoberajú v hĺbke 0,00-0,20 m pri orných pôdach a 0,05-0,10<br />
m pri trvalých trávnych porastoch po odstránení drnu. Analyzuje sa zrnitostná frakcia pod 2<br />
mm. Ak dosiahne obsah určitej rizikovej látky indikačnú hodnotu B, potom sa analyzuje celý<br />
pôdny profil a frakcia pod 0,125 mm. Podobne sa postupuje pri dosiahnutí indikačnej hodnoty<br />
C. Pri zisťovaní <strong>kontaminácie</strong> sa musí odobrať najmenej jedna priemerná vzorka z rozlohy 10<br />
ha (najmenej 9 odberových miest) pri homogénnej pôde. Pri heterogénnej pôde sa odoberajú<br />
priemerné vzorky z každej odlišnej časti. Referenčné hodnoty pre neštandardné pôdy možno<br />
vypočítať na základe údajov v tab. 2.2. Pri výpočte sa uvažuje, že v štandardnej pôde je obsah<br />
ílu C = 25 % a obsah humusu H = 10 % hm.<br />
Tab. 2.2 Výpočet referenčných hodnôt pre neštandardnú pôdu<br />
Kovy Spôsob výpočtu<br />
As 15 + 0,4 (C + H)<br />
F 175 + 13 C<br />
Cd 0,4 + 0,007 (C + 3 H)<br />
Cr 80 + 2 C<br />
Cu 15 + 0,6 (C+H)<br />
Hg 0,2 + 0,0017 (2 C + H)<br />
Ni 10 + C<br />
Pb 50 + C + H<br />
Zn 50 + 1,5 (2 C+H)
41<br />
V smernici ministerstva pôdohospodárstva SR sú uvedené aj referenčné hodnoty A pre<br />
jednotlivé organické zlúčeniny v neštandardnej pôde. Rizikové látky sa stanovujú podľa<br />
Metód stanovenia rizikových látok uvedených v prílohe tohto rozhodnutia. Popis postupov a<br />
analytických metód ako záväzných metód používaných v rámci <strong>monitoring</strong>u pôd je uvedený<br />
v príručke “Záväzné metódy rozborov pôd.” Čiastkový monitorovací systém – Pôda, VÚPOP,<br />
Bratislava 1999.<br />
Prekročenie referenčných hodnôt A, A1 a indikačných hodnôt B a C sú určené<br />
organizácie povinné ohlásiť orgánom ochrany pôdneho fondu. Organizáciami oprávnenými<br />
zisťovať skutočné obsahy rizikových látok v pôde sú Ústredný kontrolný a skúšobný ústav<br />
poľnohospodársky Bratislava a Výskumný ústav pôdoznalectva a ochrany pôdy Bratislava.<br />
Pôdy, v ktorých sa zistí kontaminácia, eviduje Výskumný ústav pôdoznalectva a ochrany<br />
pôdy v Bratislave v databáze kontaminovaných pôd.<br />
2.6 Ukazovatele a normatívy pre asanáciu znečistenej zeminy<br />
MŽP SR vydalo v r. 1994 pokyn na uplatňovanie ukazovateľov a normatívov pre<br />
asanáciu znečistenia zeminy (a podzemných vôd). Zemina je definovaná ako materiál, ktorého<br />
častice nie sú spravidla vzájomne spojené, pochádzajúce obvykle z vrchnej vrstvy<br />
horninového <strong>prostredia</strong>; zahrňuje aj poľnohospodársky využívanú a lesnú pôdu, ak nie sú<br />
stanovené pre jej ochranu iné hodnoty prípustného znečistenia. Odporúčané ukazovatele a<br />
normatívy pre zeminy sú podobné ako limitné hodnoty rizikových látok v pôdach.<br />
Ukazovatele a normatívy pre asanáciu znečistenej zeminy sa odporúčajú pre tieto účely:<br />
- pre identifikáciu, čo došlo k mimoriadnemu znečisteniu zeminy (a podzemnej vody),<br />
- pre vyhodnocovanie výsledkov prieskumných prác, ktorými sa zisťuje akosť zložiek<br />
<strong>životného</strong> <strong>prostredia</strong>,<br />
- pre stanovenie rozsahu a účinnosti asanačných opatrení v prípadoch mimoriadneho<br />
znečistenia zeminy,<br />
- pre hodnotenie vplyvu skládok odpadu a zariadení, kde sa nakladá s odpadmi, na okolité<br />
<strong>prostredia</strong> a prehodnotenia účinnosti rekultivačných, resp. iných opatrení na týchto<br />
objektoch,<br />
- pre hodnotenie vplyvu premiestňovania výkopovej zeminy na prostredie v súvislosti so<br />
stavebnými a inými prácami,<br />
- pre hodnotenie efektívnosti ochranných opatrení v objektoch, kde sa nakladá so<br />
škodlivými látkami, z hľadiska ochrany <strong>životného</strong> <strong>prostredia</strong>.
2.7 Literatúra<br />
42<br />
Vestník Ministerstva pôdohospodárstva Slovenskej republiky. Rozhodnutia MP SR o<br />
najvyšších prípustných hodnotách škodlivých látok v pôde a o určení organizácií oprávnených<br />
zisťovať skutočné hodnoty týchto látok (číslo 531/1994-540), XXVI, čiastka 1, Január 1994.<br />
Vestník Ministerstva <strong>životného</strong> <strong>prostredia</strong> Slovenskej republiky, 1994 č. 1, 29. Apríl 1994.<br />
Odporučenie SKŽP na uplatňovanie ukazovateľov a normatívov pre asanáciu znečistenej<br />
zeminy a podpovrchových vôd.<br />
Linkeš V. a kol.: Monitorovanie pôd Slovenskej republiky. Súčasný stav monitorovaných<br />
vlastností pôd 1992-1996, VÚPÚ a ÚKSÚP Bratislava, LVÚ Zvolen, Bratislava 1997.<br />
Fiala K. a kol.: Záväzné metódy rozborov pôd, čiastkový monitorovací systém – Pôda,<br />
Výskumný ústav pôdohospodárstva a ochrany pôdy, Bratislava 1999.<br />
Tölgyessy J., Harangozó M., Daxnerová O.: Monitoring <strong>životného</strong> <strong>prostredia</strong>, Univerzita<br />
Mateja Bela, Banská Bystrica 2000.
43<br />
3. MONITORING VODY<br />
Voda je najrozšírenejšou látkou na zemskom povrchu. Napriek jej obrovským<br />
zásobám stáva sa čoraz väčším celosvetovým problémom. Krivka spotreby vody veľmi úzko<br />
súvisí s krivkou demografického rastu a s rozvojom priemyslu a poľnohospodárstva.<br />
Voda je základnou súčasťou živej a neživej prírody, dôležitou zložkou ľudskej výživy<br />
a výživy zvierat, podmienkou čistoty a zdravia, dôležitou priemyselnou surovinou,<br />
predpokladom úspešnej poľnohospodárskej a lesnej výroby, dôležitým energetickým,<br />
dopravným a rekreačným prostriedkom.<br />
Človek priamo i nepriamo negatívne ovplyvňuje vodstvo. Nepriamo sa prejavujú<br />
nepriaznivé antropogénne vplyvy na hydrosféru najmä prostredníctvom zrážok, pretože<br />
atmosféra obsahuje v dôsledku ľudskej činnosti veľké množstvo rôznych znečistenín. Priamo<br />
ovplyvňuje človek hydrosféru znečisťovaním vodných tokov, jazier, umelých vodných nádrží,<br />
morí a oceánov rôznymi odpadovými vodami z priemyslu, poľnohospodárstva i ľudských<br />
sídlisk.<br />
Nedodržanie potrebnej akosti vody alebo jej nadmerné znečistenie má za následok<br />
zníženie využiteľnosti vody, prípadne i jej úplné vylúčenie z používania.<br />
3.1 Odber vzoriek vôd<br />
Pri odbere a analýze vzoriek vôd je potrebné:<br />
- stanoviť účel odberu vzoriek,<br />
- určiť typ, rozsah a presnosť uskutočňovaných analýz,<br />
- určiť charakter vyžadovaných vzoriek (vzorky vody, plávajúcich organizmov,<br />
sedimentov, nárastov, atď.),<br />
- stanoviť lokalitu, vzorkované objekty, príp. odberové miesta na týchto lokalitách.<br />
Lokalita - napr. orientačné určenie pozemku v katastrálnej mape, bežného kilometra v<br />
pozdĺžnom profile vodného toku alebo nádrže, s označeným menom najbližšej obce,<br />
najbližšieho riečneho prítoku a pod.<br />
Objekt - konkrétna studňa alebo vrt, žriedlo minerálnej vody.<br />
Miesto odberu vzorky - presne stanovené plošné alebo priestorové miesto na odber<br />
vzorky. U zrážkových vôd miesto uloženia a plocha vymedzená plochou vzorkovača zrážok,
44<br />
u povrchových a pôdnych vôd bod vymedzený súradnicami na mape, príp. hĺbkou pod<br />
povrchom, u podzemných vôd napr. hĺbka odberu pod ústím objektu definovaným<br />
nadmorskou výškou. Je potrebné:<br />
- zistiť prírodné a technické podmienky v okolí skúmaných lokalít a objektov,<br />
- plánovať optimálny program odberu vzoriek,<br />
- vyberať vhodnú vzorkovaciu a meraciu techniku,<br />
- určiť vhodné postupy a vybavenie na manipuláciu so vzorkami po odbere, hlavne na ich<br />
transport do laboratória a na prípadné skladovanie,<br />
- zvážiť možnosť uskutočnenia a rýchlej interpretácie analýz vzoriek na mieste i v<br />
laboratóriu na overenie ich spoľahlivosti, príp. reprodukovateľnosti a možných vplyvov<br />
na presnosť výsledkov analýz,<br />
- stanoviť predpoklady na okamžité využitie výsledkov analýz alebo na ich uloženie ako<br />
prvotnej informácie k neskoršiemu využitiu i dlhodobým (prognostickým) cieľom a<br />
určeniu spôsobu dokumentácie vzoriek.<br />
Účel vzorkovania u zrážkových vôd: výskum procesov v atmosfére (atmosferické<br />
chemické reakcie, procesy vypršania a vymývanie, tvorba oblakov, riešenie otázok<br />
meteorológie a klimatológie), údaje potrebné pre hydrológiu, geológiu a geochémiu, vodné<br />
hospodárstvo, lesníctvo, poľnohospodárstvo, biologické odbory, pedológiu, atď. U<br />
povrchových vôd: posudzovanie akosti vody z hľadiska jej využitia (vodárenstvo, závlahy,<br />
rybárstvo) a stupňa znečistenia (saprobita), štúdium podmienok organického života<br />
(vytváranie biocenóz), pôsobenie povrchových vôd na hydrotechnické stavby, podzemné<br />
vody, atď. U podzemných vôd: posudzovanie a prognóza zloženia vody a jej vzťahu k<br />
prírodným a umelým faktorom (riešenie otázok pôvodu podzemných vôd a ciest i rýchlosti<br />
ich pohybu). Najčastejšie sa uskutočňuje pri hydrogeologickom a geochemickom mapovaní,<br />
pri hydrodynamických skúškach a pri periodickom pozorovaní podzemných vôd. Výsledky<br />
analýz slúžia vodohospodárskemu využitiu a ochrane podzemných vôd pred znečistením a<br />
vyčerpaním, pri uskladňovaní odpadov, pri ťažbe minerálnych vôd i pri využívaní<br />
geotermálnej energie a pod.<br />
Informácie o zložení všetkých druhov prírodných vôd sú jedným zo základných<br />
podkladov pre riešenie otázok starostlivosti o životné prostredie.<br />
Údaje, ktoré sa majú získať analýzou možno z hľadiska požiadaviek na rozsah a<br />
presnosť uskutočnených analýz rozdeliť na údaje orientačné, komplexné, podrobné a<br />
špeciálne.
45<br />
Orientačné údaje poskytujú informácie o základných vlastnostiach prírodnej vody<br />
(stanovenie základného chemického typu vody, prítomnosti či neprítomnosti znečisťujúcich<br />
látok, rozpustených plynov, rozsah mikrobiologického oživenia vody atď.).<br />
Komplexné údaje poskytujú úplný prehľad o vlastnostiach a zložení vody s<br />
presnosťou, ktorá umožňuje sledovať vzájomné vzťahy jednotlivých zložiek a zmeny<br />
podmienené pôsobením prírodných i umelých vplyvov. K dispozícii musia byť celkom<br />
spoľahlivé, reprezentatívne vzorky. Komplexné údaje sú požadované napr. k určeniu akosti<br />
vody podľa súboru noriem pre posudzovanie akosti pitnej vody vo vodárenstve.<br />
Podrobné údaje musia poskytnúť čo najpresnejšie informácie o obsahu jednotlivých<br />
látok vo vode. K tomu treba použiť čo najspoľahlivejší odber vzoriek a čo najpresnejšie<br />
analýzy. Napr. stanovenie jednotlivých indivídui v zmesi organických látok pri kontaminácii<br />
vody stopovými koncentráciami ropných uhľovodíkov alebo analýzy zrážkových vôd na<br />
zistenie špecifického zamorenia atmosféry exhalátmi kladú veľké nároky na čistotu<br />
vzorkovačov a vzorkovníc i na spôsob transportu a skladovania vzoriek. Miera ovplyvnenia<br />
vzoriek týmito vplyvmi musí byť menšia, než je citlivosť stanovenia analytických metód.<br />
Špeciálne údaje vyžadujú stanovenie iba vybraných zložiek alebo vlastností skúmanej<br />
vody s presnosťou, ktorá zodpovedá danému účelu. Napr. stopovacie skúšky na určenie<br />
rýchlosti prúdenia podzemnej vody vyžadujú stanovenie obsahu stopovacej látky vo vode<br />
(napr. NaCl) s presnosťou, ktorá bude zodpovedať minimálnemu obsahu tejto látky v<br />
neoznačenej podzemnej vode alebo predpokladanému zriedeniu počiatočnej koncentrácie<br />
stopovacej látky pri prieniku označenej podzemnej vody na sledovanú vzdialenosť.<br />
Rozoznávame rôzne typy analýz, a to analýzu<br />
- senzorickú, fyzikálnu a chemickú,<br />
- rádiometrickú (uskutočňuje sa pri posudzovaní akosti povrchových vôd, pri<br />
hydrogeochemickej prospekcii a ťažbe rádioaktívnych surovín a ochrane <strong>prostredia</strong> pred<br />
rádioaktívnym žiarením),<br />
- biologickú, má význam pri riešení typológie povrchových vôd (sapróbne pásma),<br />
využitie údajov k produkcii potravín, pri umelej infiltrácii,<br />
- plynometrickú (využíva sa u podzemných vôd pri vyhľadávaní ložísk nerastných<br />
surovín, minerálnych a termálnych vôd),<br />
- izotopovú (štúdium vzťahov jednotlivých zložiek hydrosféry, genézy a pohybu vôd<br />
pomocou stabilných izotopov).
46<br />
3.1.1 Prírodné a technické podmienky pre odber vzoriek<br />
3.1.1.1 Meteorologické podmienky<br />
Meteorologické podmienky (hlavne intenzita a typ zrážok, vlhkosť vzduchu, jeho<br />
teplota a tlak, smer a rýchlosť prúdenia) majú predovšetkým vplyv na umiestnenie a funkciu<br />
zariadení na meranie a vzorkovanie zrážok. Intenzívne zrážky však môžu miestne ovplyvniť<br />
zloženie povrchovej a pôdnej, niekedy i podzemnej vody bezprostredným stykom<br />
vzorkovanej vody a zrážok (riedením, kontamináciou), môžu znemožniť niektoré pomocné<br />
merania a pozorovanie pomocou prístrojov nechránených pred účinkami vlhkosti. Nízke<br />
teploty vzduchu môžu znemožniť vzorkovanie povrchovej a niekedy i podzemnej vody<br />
zamrznutím hladiny, pôdnej vody premrznutím vrchných vrstiev pôdy, zamrznutím<br />
vzorkovacích zariadení ako ajs vzoriek.<br />
Iné problémy môžu vyvolať vysoké teploty a nízka vlhkosť vzduchu. Napr. stanovenie<br />
obsahu rozpustených plynov, uskutočnené v teréne plynovou chromatografiou s tepelnevodivostnou<br />
detekciou je pri teplotách okolia nad 30 o C nereálne. Chromatografické kolóny<br />
nedelia spoľahlivo plynné zložky. Vysoký výpar vzoriek (hlavne zrážok) vedie ku zmenám<br />
zloženia zahusťovaním roztokov solí, rozvojom mikroorganizmov, atď. Prúdenie vzduchu<br />
spojené s unášaním prachu a piesku spôsobuje znečistenie vzoriek, poškodenie prístrojov,<br />
znemožňuje ustálenie polohy lodí pri odbere vzoriek, atď.<br />
3.1.1.2 Hydrologické podmienky<br />
Podmienky na vodných tokoch a nádržiach v podstatnej miere ovplyvňujú odber<br />
vzoriek predovšetkým prúdením masy vody a ich fluktuáciou, teplotným režimom a jeho<br />
zmenami, zasúvaním vrstiev vody, unášaním splavenín, atď. Preto je neoddeliteľnou súčasťou<br />
vzorkovania meranie týchto javov a ich hodnotenie.<br />
Hydrologické podmienky vodných tokov často priamo ovplyvňujú možnosť<br />
vzorkovania, napr. za povodne zatopením kontrolných profilov, znemožnením prístupu k<br />
miestam obvykle vzorkovaným pomocou člnov alebo vyradením vzorkovacích zariadení z<br />
prevádzky.<br />
3.1.1.3 Hydrogeologické podmienky<br />
Významné faktory pre voľbu technológie vzorkovania:<br />
- charakter hydrogeologického objektu, v ktorom prebieha vzorkovanie - určuje spôsob<br />
prístupu ku vzorkovanej vode, lebo môže ísť o objekty, v ktorých podzemná voda vyteká,<br />
alebo o objekty, v ktorých je hladina podzemnej vody prístupná,
47<br />
- fázový stav vody v mieste odberu, závislý od teploty, tlaku a obsahu plynov,<br />
- stupeň dokonalosti komunikácie medzi objektom a zvodnenou vrstvou (môže ovplyvniť<br />
reprezentatívnosť vzoriek zvlášť vo vrtoch a studniach, kde sa môže podstatne líšiť<br />
zloženie vody vnútri objektu a v priľahlej časti zvodnenej horniny).<br />
3.1.1.4 Konfigurácia terénu a umiestnenie objektov<br />
Pre odber vzoriek má veľký význam konfigurácia a prístupnosť terénu v okolí<br />
skúmaných objektov. Pozorovacia sieť Hydrometeorologického ústavu na vodných tokoch a<br />
nádržiach, vrtoch a prameňoch je v našej republike zámerne situovaná v blízkosti ciest, aby<br />
objekty boli dostupné vozidlami i pešo.<br />
Musí byť braná do úvahy i možnosť <strong>kontaminácie</strong> miestnymi zdrojmi znečistenia,<br />
možnosť odcudzenia i poškodenia inštalovaných zariadení, atď.<br />
3.1.2 Vzorkovacia technika<br />
Vzorkovacia technika - pomôcky, zariadenia, prístroje bezprostredne súvisiace s<br />
odberom vzoriek, t.j. určujúce ich množstvo, miesto a okamih odberu, príp. typ vzorky<br />
(jednorazová, opakovaná, zmiešaná).<br />
3.1.2.1 Požiadavky na materiály vzorkovníc a vzorkovačov<br />
Vzorky získané odberom na povrchu i v hĺbke končia spravidla v transportnom obale -<br />
vzorkovnici (fľaše, demižóny, kanister). Výber materiálu vzorkovnice má mimoriadny<br />
význam pre spoľahlivosť vzoriek a ich analýzu, pretože vzorka je v stálom styku s vnútorným<br />
povrchom vzorkovnice.<br />
Materiál vzorkovnice musí mať tieto vlastností:<br />
- musí byť dokonale odolný voči vzorke a jej zložkám za obvyklých koncentračných,<br />
teplotných a tlakových podmienok,<br />
- nesmie mať baktericídny (bakteriostatický) účinok pri použití nádob pre vzorky k<br />
bakteriologickým a biologickým rozborom,<br />
- musí umožniť spôsoby sterilizácie, čistenia a konzervácie predpísané pre daný druh<br />
vzorky vody a typy analýzy.<br />
Na vzorkovače a ich častí sa spravidla používajú korózievzdorné ocele, najlepšie<br />
chrómniklové s prísadou volfrámu a molybdénu, ktoré sú nemagnetické.<br />
Miesto sklených fliaš stále častejšie sa používajú plastové fľaše, a z nich fľaše zo<br />
striekaného polyetylénu. Tieto majú proti skleným mnohé výhody:
48<br />
- sú ľahko dostupné v jednotnom prevedení (valcové i hranaté) a sú lacné,<br />
- majú menšiu adsorpčnú a iónovýmennú schopnosť vzhľadom k anorganickým zložkám<br />
vody než bežné nepreparované sklo,<br />
- sú najvhodnejšie pre vzorky k rádiometrickým rozborom, pri ktorých naviac umožňujú<br />
priame meranie aktivity gama.<br />
3.1.2.2 Požiadavky na konštrukciu vzorkovačov a ich klasifikácia<br />
Vzorkovače - prístroje a zariadenia, umožňujúce jednorazovo alebo opakovane<br />
odobrať vzorku buď z miesta neprístupného obsluhe (hlbinné vzorkovače), alebo bez<br />
prítomnosti obsluhy (automatické vzorkovače).<br />
Podľa princípu činnosti hlbinné vzorkovače delíme na tri skupiny:<br />
- prístroje preplachované (s preplachovacou komorou),<br />
- prístroje nepreplachované (s nepreplachovanou komorou),<br />
- prístroje kombinované (s neúplným alebo jednorázovým preplachovaním vzorkovacej<br />
komory).<br />
Preplachované vzorkovače sú založené na predstave, že rúrkové teleso, otvorené na<br />
oboch koncoch a zapustené po vertikále do miesta odberu vo vodnom stĺpci, prechádza<br />
jednotlivými "vrstvami" tohoto stĺpca bez porušenia jeho homogenity a hĺbkovej pozície časti<br />
vrstiev, ktorými prešlo. Vhodnejšie sú prístroje s klapkovými uzávermi, než s rovinnými<br />
uzávermi. Vzorkovače so zložitejšími uzatváracími mechanizmami (hermetické a tlakové)<br />
musia byť v mieste odberu vzorky preplachované, najlepšie rozkmitom, t.j. viacnásobným<br />
rýchlym spúšťaním a pomalým vytiahnutím s amplitúdou o dĺžke prístroja (l až 3 m).<br />
Nepreplachované vzorkovače využívajú k odberu vzorky nasávací efekt, ktorý<br />
vzniká rozdielom tlaku medzi komorou prístroja a vodou v mieste odberu. Od<br />
preplachovaných sa líšia najviac tým, že v nich zostáva ten objem vzorky, ktorým bol<br />
vzorkovač jednorazovo naplnený v mieste odberu. Nasávací efekt sa dosahuje rôznym<br />
spôsobom - evakuovaním vzorkovača, vypudením vzduchu alebo inej inertnej tekutiny,<br />
mechanickým rozpínaním komory alebo mechu (príp. polyetylénového sáčku), mechanicky<br />
alebo inak ovládaným piestom, a pod.<br />
Do skupiny kombinovaných vzorkovačov možno zaradiť napr. všetky fľaškové<br />
vzorkovače, u ktorých vzorkovnica je ešte uložená v ďalšom hermetickom obale tak, aby po<br />
naplnení bola ešte prepláchnutá definovaným objemom vody.<br />
Automatické vzorkovacie zariadenie musí vyhovovať hlavne týmto požiadavkám:<br />
- jednoduchá konštrukcia s malým počtom funkčných súčastí,
49<br />
- minimálny rozsah častí umiestnených priamo vo vode, alebo prichádzajúcich do styku s<br />
vodou,<br />
- ľahká obsluha, prevádzka i opravy,<br />
- malé rozmery, hmotnosť a minimálne nároky na akosť <strong>prostredia</strong> (teplotu a vlhkosť<br />
vzduchu),<br />
- vysoká odolnosť proti korózií, prachu a piesku,<br />
- minimálne nebezpečie upchávania funkčných častí tuhými látkami zo vzorky,<br />
- vysoká spoľahlivosť pri premenlivých klimatických podmienkach,<br />
- napájanie z akumulátorov i zo siete,<br />
- dlhodobá prevádzka bez porúch,<br />
- pri odbere zložiek citlivých na teplo možnosť uchovania dielčích vzoriek pri teplote 0 až<br />
4 °C aspoň po dobu 24 h a možnosť konzervácie zložiek podliehajúcich zmenám,<br />
- u vzorkovacích zariadení pre povrchové, príp. podzemné vody možnosť voľby režimu<br />
vzorkovania v závislosti od času alebo od pretekajúceho množstva.<br />
V poslednom čase sa požaduje u automatických zariadení i možnosť priebežného<br />
merania alebo registrácie vybraných zložiek a vlastností, podliehajúcich zmenám, priamo vo<br />
vzorkách. Táto požiadavka vytvára z automatického vzorkovacieho zariadenia najjednoduchší<br />
automatický analyzátor (monitor). Bežne používané monitory nie sú zariadené na odber a<br />
uchovávanie vzoriek k ďalším (podrobnejším) analýzam a preto sa niekedy kombinujú<br />
s automatickým vzorkovacím zariadením. Sú známe v podstate tri koncepcie pre automatický<br />
odber vzoriek. Prvé dve pomocou vhodného časového mechanizmu odoberajú buď bodové<br />
vzorky (do samostatných fliaš) alebo vzorky zlievané (do jednej nádoby jednotlivé podiely<br />
vzoriek). Do druhej skupiny možno s výhradou odlišného spôsobu ovládania (čidlami<br />
reagujúcimi na trvanie zrážkovej situácie) zaradiť i automatické zariadenia na vzorkovanie<br />
zrážok. Tretia koncepcia zabezpečuje kontinuálny alebo diskontinuálny odber vzoriek úmerne<br />
objemovému (hmotnostnému) prietoku. Používa sa hlavne u tečúcich povrchových a hlavne<br />
odpadových vôd.<br />
3.1.3 Technológia (metódy) odberu vzoriek<br />
Všeobecné požiadavky kladené na metódy odberu vzoriek:<br />
- odber vzoriek musí byť spoľahlivý, t.j. získané vzorky majú reprezentovať zloženie<br />
analyzovanej vody v danom mieste a intervale odberu a nesmú byť porušené ani<br />
následnými manipuláciami, transportom a skladovaním pred analýzou,<br />
- odber vzoriek musí byť ekonomický, t.j. náklady vynaložené na získanie vzoriek nesmú<br />
byť v nepriaznivom pomere k účelu uskutočnených analýz,
50<br />
- odber vzoriek musí byť reprodukovateľný, t.j. má umožniť opakované získanie<br />
spoľahlivých vzoriek s rovnakými výsledkami analýz,<br />
- musí byť k dispozícii dostatočné množstvo vzorky na analýzu,<br />
- technológia odberu vzoriek nemá porušiť prírodný stav analyzovaného celku alebo<br />
jeho častí v mieste odberu.<br />
Podľa sl. štátnych noriem a niektorých zahraničných noriem sa rozlišujú jednorazový a<br />
opakovaný (radový) odber vzoriek a bodové (jednorazové, jednoduché) a zmiešané (zlievané)<br />
vzorky.<br />
Jednorazový odber vzoriek podáva obraz okamžitého stavu. Vzorka sa odoberie iba<br />
raz (jedinou vzorkovnicou, vzorkovačom a pod.) a hodnotí sa samostatne.<br />
Opakovaný (radový) odber vzoriek slúži na zistenie variability vzoriek v čase alebo<br />
v priestore, príp. v čase i v priestore. Vzorky sa odoberajú vždy v súvislosti s radou ďalších<br />
vzoriek, takže vzniká súbor o určitom počte členov. Výsledky analýz možno spracovať a<br />
hodnotiť metódami matematickej štatistiky. Pri veľkom počte členov rady možno spracovanie<br />
uskutočniť počítačom.<br />
Zonačný odber vzoriek opakovaného odberu, pri ktorom sa vzorky odoberajú z<br />
rôznych hĺbok na vertikálnej osi stĺpca vody z určeného bodu na povrchu do zvoleného bodu<br />
na vertikále.<br />
Časový odber je druh opakovaného odberu, pri ktorom sa opakovane odoberajú<br />
jednotlivé vzorky v určitých časových intervaloch tak, aby bolo možno sledovať zmeny v<br />
závislosti od času.<br />
Časovo i priestorovo súvzťažné odbery umožňujú vyjadriť zložitejšie vzťahy medzi<br />
jednotlivými miestami (zónami, objektmi, lokalitami) odberu vzoriek. U kontaminovaných<br />
vôd sa obvykle takéto odbery používajú k vyšetrovaniu samočistiacich schopností vodného<br />
toku, pričom treba zistiť čas prietoku vody medzi uvažovanými miestami.<br />
Podľa typu rozoznávame vzorky bodové a zmiešané.<br />
Bodová vzorka sa obvykle získa jednorazovým odberom, t.j. jedným naplnením<br />
vzorkovnice, jedným zapustením vzorkovača a pod.<br />
Zmiešaná vzorka vzniká zmiešaním niekoľkých vzoriek bodových, odobratých<br />
postupne z jedného miesta vyšetrovaného objektu.<br />
Priemerná vzorka je druh zmiešanej vzorky, ktorá charakterizuje priemerné zloženie<br />
vody v priestore, čase alebo v priestore i v čase súčasne.<br />
Podľa miery spoľahlivosti a ich analýz možno vzorky rozdeliť na orientačné a<br />
spoľahlivé.
51<br />
Podľa hľadísk spoľahlivosti a miery porušenia vplyvom technológie odberu vzoriek<br />
možno rozlíšiť ešte tzv. povrchové a hlbinné vzorky.<br />
Povrchová vzorka sa odoberá spravidla za atmosferického tlaku (vzduchu i vody) v<br />
mieste bezprostredne prístupnom obsluhe alebo sprostredkovane automatickým vzorkovacím<br />
zariadením.<br />
Hlbinná vzorka sa odoberie (väčšinou za vyššieho tlaku vodného stĺpca v mieste<br />
bezprostredne neprístupnom obsluhe) sprostredkovane zariadením, ktoré sa spustí do miesta<br />
odberu a plní vzorkou v závislosti od vôle obsluhy alebo automaticky, spravidla vez možnosti<br />
vizuálnej kontroly.<br />
Na základe fyzikálnych vlastností vzoriek v okamihu odberu môžeme ešte rozlíšiť<br />
vzorky jednofázové a vzorky dvojfázové a viacfázové, homogénne alebo heterogénne.<br />
3.1.4 Analýza vzoriek na mieste odberu a ich konzervovanie<br />
Stanovenie niektorých ukazovateľov resp. zložiek vody, treba vykonať priamo pri<br />
odbere v teréne, aby sa vylúčili chyby vznikajúce odberom a dopravou vzoriek do<br />
analytického laboratória.<br />
Hneď pri odbere sa obvykle určuje pach (niekedy aj chuť), teplota vody, pH, redox<br />
potenciál, neutralizačná kapacita, elektrolytická konduktivita, príp. CO2, O2, H2S a ďalšie<br />
rozpustené plyny. Tieto vlastnosti a zložky sa niekedy stanovia dvakrát - na mieste odberu a v<br />
laboratóriu z konzervovaných vzoriek, aby bolo možné postihnúť mieru ich zmien<br />
spôsobených dopravou a skladovaním.<br />
Zavádzanie iónovoselektívnych a membránových elektród rozšírilo škálu stanovenia<br />
ďalších zložiek v teréne s vyhovujúcou presnosťou. Podobne na stanovenie rozpustených<br />
plynov možno použiť prenosné plynové chromatografy. Niekedy v teréne sa realizujú<br />
špeciálne merania rádiometrické a mikrobiologické.<br />
Ak máme stanoviť niektorú z nestálych zložiek vody a ak stanovenie nemôžeme<br />
realizovať ihneď na mieste odberu alebo najneskôr l2 h po odbere, odobratú vzorku<br />
konzervujeme. Účelom konzervovania vzoriek vody je zachovanie stanovovaných zložiek a<br />
vlastností v takom stave, v akom sa nachádzali v čase odberu. Aj konzervované vzorky treba<br />
však analyzovať najneskôr tretí deň po odbere. Zmeny, ktoré prebiehajú v dôsledku<br />
biochemických procesov, možno čiastočne odstrániť alebo spomaliť ochladením vzorky na 3<br />
až 4 °C. Prehľad predpísaných spôsobov konzervácie vzoriek je uvedený v príslušných<br />
normách.<br />
Konzervovanie odpadových vôd je veľmi obťažné najmä vtedy, ak sú vo vzorke<br />
nerozpustené látky, pretože konzervačný prostriedok sa môže pri analýze uplatniť rušivo.
52<br />
Konzervovanie odpadových vôd chemickými prostriedkami sa použije len vtedy, ak neruší<br />
iné stanovenie a keď nie je možné uskutočniť stanovenie bezprostredne po odbere.<br />
Odobraté vzorky treba urýchlene dopraviť do laboratória pričom nemajú byť zbytočne<br />
otepľované a vystavené otrasom.<br />
3.1.5 Záznam o odbere vzoriek<br />
O každom odbere musí byť urobený záznam, kde sa uvedie:<br />
- druh a účel požadovanej analýzy,<br />
- druh vzorky (povrchová, podzemná, odpadová voda, atď.),<br />
- označenie miesta odberu vzorky,<br />
- dátum odberu,<br />
- označenie vzorkovnice (vzorkovníc) s odobratou vzorkou,<br />
- teplota vzduchu, barometrický tlak, počasie pred a pri odbere,<br />
- spôsob odberu a podmienky pri odbere vzorky,<br />
- výsledky stanovení vykonaných pri odbere, spôsob konzervovania,<br />
- množstvo odobratej vzorky,<br />
- meno a podpis pracovníka, ktorý vzorku odobral.<br />
Súčasťou celoštátneho informačného systému o území (ISÚ) je tiež informačný<br />
systém vodného hospodárstva a geológie.<br />
Hydrologické údaje a niektoré údaje o podzemných vodách a prameňoch sú už dlhší<br />
čas zhromažďované v Hydrofonde pri Hydrometeorologickom ústave v Bratislave.<br />
Podkladom evidencie sú predovšetkým výsledky pozorovania a merania vodomerných staníc<br />
povrchových a podzemných vôd, zrážkomerných a výparomerných staníc pozorovacej siete<br />
hydrometeorologických ústavov a tiež staníc iných organizácií.<br />
Všetky údaje o vzorkách a všetkých typoch ich analýz z kontrolných profilov, sú<br />
chronologicky zaraďované do evidenčných kariet centrálnej evidencie Hydrofondu.<br />
Evidenčné karty jednotlivých profilov sa potom zaraďujú podľa odtokového poradia do<br />
hydrologických celkov. Okrem výsledkov analýz vzoriek evidenčná karta obsahuje:<br />
- hydrologické a hydrotechnické údaje,<br />
- charakteristiku zistenej akosti vody,<br />
- hlavné zdroje znečistenia v sledovanom úseku,<br />
ďalej prílohy:<br />
- situácia umiestnenia kontrolného profilu v meradle l:l0 000,<br />
- fotografický snímok miesta odberu vzoriek,<br />
- konzumpčnú krivku alebo prepočítavací súčiniteľ pre vyčíslenie prietočného množstva.
53<br />
Súbor evidenčných kariet tvorí klasický archív originálov údajov, ktoré sú zároveň<br />
prevedené do pamätí počítača a tvorí register kontrolných profilov akosti vody v tokoch v<br />
rámci databanky vodohospodárskej informačnej sústavy.<br />
Okrem už uvedeného vznikajú účelové informačné systémy pre potrebu niektorých<br />
rezortov (napr. Informačný systém o minerálnych vodách).<br />
3.1.6 Odber zrážkovej vody<br />
Zrážky sú horizontálne (rosa, inoväť, námraza, kondenzovaná hmla) a vertikálne<br />
(dážď). Horizontálne zrážky sa bežne nevzorkujú. Vzorkovanie vertikálnych zrážok a ich<br />
analýza je dôležitou technikou sledovania procesov v atmosfére a čistoty ovzdušia. V SR<br />
zloženie zrážok sa systematicky sleduje Hydrometeorologickým ústavom, účelové<br />
vzorkovanie realizujú rôzne organizácie.<br />
Množstvo zrážkovej vody sa obvykle udáva v milimetroch (výška hypotetickej vrstvy<br />
vody spadnutej na zemský povrch). Zistiť toto množstvo presne a správne nie je jednoduché<br />
lebo závisí od mnohých parametrov, ktoré sa nedajú žiadnou štandardnou metódou striktne<br />
normalizovať. Sú to predovšetkým tieto parametre:<br />
- sila, povaha, smer vetra a vlhkosť,<br />
- charakter zrážky (krúpy, sneh, dážď),<br />
- kvalita zemského povrchu (napr. členitý povrch korún lesných stromov zachytí viac<br />
zrážok než hladká plocha vodnej hladiny alebo i lúky),<br />
- poloha miesta, kde sa množstvo zrážky zisťuje (tvar terénu, blízkosť významných<br />
povrchových útvarov a pod.).<br />
Chemické zloženie zrážkových vôd sa v priebehu jednotlivého dažďa obvykle mení<br />
takto: v prvých fázach dažďa je voda najviac mineralizovaná (efekt vymývania pod oblačnou<br />
vrstvou), neskoršie koncentrácia rozpustených látok klesá (napr. na polovičnú hodnotu), a ku<br />
koncu dažďa spravidla trocha stúpa (v dôsledku vyparovania dažďových kvapiek).<br />
Množstvo vertikálnych zrážok sa v praxi meria v hustej sieti zrážkomerných staníc,<br />
ktorá sa riadi jednotnou metodikou Svetovej meteorologickej organizácie.<br />
Dažďová voda a padajúci sneh sa odoberajú do vzorkovnice cez lievik alebo do širokej<br />
hlbokej misky. Z ľadu sa odoberie priemerná vzorka, vloží sa do širokohrdlovej vzorkovnice<br />
a nechá sa roztopiť pri teplote miestnosti.<br />
Automatické zariadenia na vzorkovanie zrážok sú spravidla skonštruované tak, aby<br />
bolo možné vzorkovať zrážky bez prašného spádu. Automatika komerčne vyrábaných<br />
zariadení je sústredená na otváranie a zatváranie odberových nádob behom dažďa a v čase,<br />
keď neprší. Veko zariadení je ovládané čidlom citlivo reagujúcim už na prvú kvapku dažďa
54<br />
alebo vločky snehu. Spravidla sa využíva vodivosť dažďovej vody, ktorá spojí dve izolované<br />
protikladne elektricky nabité miesta na sklonenej a mierne vyhrievanej doštičke.<br />
Doteraz sa bežne nevyrábajú prístroje, ktoré by boli vybavené automatickými<br />
analyzátormi s priebežnou registráciou takých údajov, ako je elektrolytická konduktivita, pH a<br />
pod.<br />
3.1.6.1 Pomocné merania, pozorovania a zariadenia pri vzorkovaní atmosferických zrážok<br />
Pri vzorkovaní zrážok spravidla vystačíme hlavne s meteorologickými meraniami -<br />
určovaním atmosferického tlaku a teploty vzduchu, rýchlosti a smeru jeho prúdenia a<br />
celkového množstva zrážky. Pritom je najvhodnejšie použiť oficiálne údaje. Výnimku tvorí<br />
odber vzoriek zrážok na jednoúčelových stanovištiach a izolovaných lokalitách (napr. v<br />
lesných porastoch), kde je žiadúce uskutočniť potrebné merania aspoň v čase odberu vzoriek.<br />
Na meranie tlaku a teploty, prípadne vlhkosti vzduchu sa používajú registračné<br />
barografy a termografy, príp. hydrografy, spravidla kombinované so záznamom na jeden<br />
pás. Na prechodných stanovištiach sa používajú registračné prístroje prenosné (kufríkové),<br />
príp. ručičkové aneroidy, vlhkomery a sklenné teplomery. Na meranie rýchlosti a smeru<br />
vetra slúžia anemometre (merajú rýchlosť a tlak vetra), anemoindikátory (merajú rýchlosť a<br />
smer vetra) a veterné smerovky.<br />
V priebehu vzorkovania zrážok je žiadúce merať objem zrážok zrážkomermi<br />
(dážďomermi). Zrážkomer doplňujú ďalšie zariadenia. Sú to totalizátory - zariadenia vhodné<br />
pre odľahlé lokality, ktoré sa obsluhujú raz za niekoľko mesiacov, a ambrografy rôznych<br />
typov, automaticky registrujúce čas, priebeh a množstvo zrážok. Tieto zariadenia sú vhodné<br />
iba na zisťovanie množstva zrážok, nehodia sa na zber vzoriek pre ich analýzu.<br />
Z fyzikálnochemických meraní sa niekedy na mieste používa presné meranie<br />
elektrolytickej konduktivity časti vzorky zrážky v kvapalnej forme, predovšetkým na<br />
identifikáciu možného vplyvu prašného spádu na chemické zloženie zrážky. Z rovnakého<br />
dôvodu sa niekedy meria i pH, príp. aktivita určitých zložiek iónselektívnymi elektródami,<br />
ktoré možno pripojiť k pH-metru.<br />
3.1.7 Odber vzoriek povrchových vôd<br />
3.1.7.1 Vzorkovanie vodných tokov<br />
Pre celkový obraz o stave a zmenách akosti tečúcich vôd musí byť pripravený plán a<br />
program sledovania tokov v ucelených povodiach a v celých pozdĺžnych profiloch riečnych<br />
tratí.
55<br />
Centrálna sieť s centrálne organizovaným odberom vzoriek<br />
V určitej presne stanovenej sieti kontrolných profilov na tokoch sa centrálne<br />
organizuje sledovanie akosti vody v tokoch pre stanovený rozsah ukazovateľov akosti vody.<br />
Toto sledovanie slúži ako pre široký odbor vodohospodárskej činnosti, tak aj pre<br />
projektovanie priemyselných a iných zariadení.<br />
Pri určovaní miesta kontrolného profilu na odber vzoriek vôd sa v prvom rade<br />
prihliada k členeniu povodia riečnej sústavy podľa odtokového (hydrologického) poradia,<br />
k dislokáciám priemyslových závodov a k hustote osídlenia. Podľa hydrologického poradia<br />
rozlišujeme:<br />
- hlavné povodie a veľké hydrologické celky (4-00-00-000),<br />
- čiastkové povodie (4-03-00-000) a medzipovodie (4-03-0l-000),<br />
- detailné povodie (4-03-0l-006).<br />
Zásady pre výber kontrolných profilov<br />
Výber miesta na odber vzoriek vyžaduje predovšetkým zistenie vplyvov významných<br />
prítokov vyšetrovaného vodného toku a ďalej odbery vody pre zásobovanie obyvateľstva,<br />
priemyslu, pre závlahu a pod. Dôležitá je tiež znalosť miest vyústenia odpadových vôd. Z<br />
technických dôvodov sa spravidla venuje pozornosť hlavným tokom dielčích povodí, ústiu ich<br />
významných prítokov, odberateľom vody a znečisťovateľom s vyššou spotrebou vody alebo<br />
produkciou odpadových vôd.<br />
Z uvedeného vyplýva, že periodické sledovanie akosti vody v tokoch musí umožniť:<br />
- charakterizovať akosť vody aspoň základného povodia, t.j. z hľadiska hydrologického<br />
poradia,<br />
- medzipovodia, v tiesnivej situácii tiež detailného povodia, pričom plocha povodia P50<br />
km 2 a dĺžka toku L 20 km,<br />
- stanovenie akosti vody nad významnými prítokmi s prietokom Q 0,l5 m 3 s - l a q 3,0<br />
L s -l km -2 a zdrojom znečistenia s produkciou odpadových vôd alebo spotrebou vody l5<br />
000 m 3 r -l .<br />
K tomuto účelu treba dodržať tieto pravidlá:<br />
- vzdialenosť medzi kontrolnými profilmi na neexponovanej riečnej trati nemá prekročiť<br />
20 km,<br />
- početnosť pravidelného sledovania: aspoň raz za mesiac, v exponovaných tratiach 2 krát<br />
mesačne a štvrťročne jedna 24 hodinová skúška pre zistenie denných výkyvov v zložení<br />
vody (pomocou automatického vzorkovacieho zariadenia),
56<br />
- je žiadúce opatriť výpust odpadových vôd automatickým analyzátorom (monitorom) so<br />
záznamom denného kolísania v zložení a množstva vypúšťanej vody.<br />
Charakteristiky kontrolných profilov<br />
Podľa účelu a umiestnenia sa rozlišujú:<br />
- hlavné profily, kde sa vzorkuje pre skrátený rozbor raz za mesiac a pre špeciálny rozbor<br />
3 krát za týždeň. Výsledky analýz slúžia ako podklad pre vyhodnotenie pomerov<br />
hlavných povodí a veľkých hydrogeologických celkov,<br />
- čiastkové profily, kde sa vzorkuje pre skrátený rozbor aspoň raz za mesiac. Tvoria<br />
základnú sieť pre hodnotenie akosti vody v čiastkových povodiach a medzipovodiach<br />
vrátane ústia väčších prítokov,<br />
- orientačné profily, kde sa vzorkuje behom jedného roka pre skrátený rozbor raz v<br />
každom mesiaci, vždy po 3 až 5 rokoch. Doplňujú základnú sieť pre poznanie miestnych<br />
podmienok,<br />
- hraničné profily, kde sa vzorkuje pre rozbory v rozsahu a početnosti podľa<br />
medzištátnych dohôd,<br />
- zvláštne profily, kde sa vzorkuje podľa špeciálnych požiadaviek (hlavne pre sledovanie<br />
rádioaktívneho znečistenia).<br />
Umiestnenie hlavných, čiastkových a zvláštnych profilov schvaľuje ústredný<br />
vodohospodársky orgán po prejednaní s príslušnou miestnou vodohospodárskou organizáciou.<br />
Požiadavky na určenie orientačných profilov uplatňujú záujemcovia priamo u<br />
vodohospodárskej organizácie, ktorá kontroluje akosť vôd.<br />
Technológia vzorkovania na tokoch<br />
Odberné miesto má reprezentovať celý prietokový profil, resp. jeho celé prietokové<br />
množstvo vody.<br />
Vzorka vody sa odoberie z prúdiacej vody, pokiaľ možno v prúdnici. Ak má tok<br />
niekoľko ramien, odoberie sa vzorka v ramene, v ktorom preteká najviac vody. U plytkých<br />
tokoch sa vzorka odoberie približne v hornej tretine alebo v hĺbke asi 20 až 30 cm od hladiny,<br />
u hlbších tokov sa riadi hĺbka odberu vzoriek účelom vzorkovania. V niektorých prípadoch sa<br />
uskutočňuje zonačné vzorkovanie v celom priečnom profile s niekoľkými odbermi vo zvislici.<br />
V určitom pevnom mieste na toku (v pozdĺžnom alebo priečnom profile) sa akosť<br />
vody mení ako v priebehu dňa, tak i v priebehu roka.<br />
Aby sa vylúčil vplyv denného cyklu akosti vody, odoberie sa často zmiešaná<br />
(zlievaná) vzorka v dopredu zvolených časových intervaloch (polhodinových, hodinových,
57<br />
atď.), a ak sa mení v priebehu zlievania prietok, potom sa vzorky zlievajú v objemoch<br />
úmerných k okamžitým prietokom vody.<br />
Tam, kde znalosť denného kolísania je dôležitá, je účelné akosť vody monitorovať<br />
pomocou automatickej analyzátorovej stanice, ktorá je schopná uskutočniť i niektoré<br />
čiastkové hodnotenia (napr. sledovať prekročenie zadanej medznej hodnoty ukazovateľa<br />
akosti vody s následným podrobnejším vzorkovaním a pod.).<br />
Vzhľadom na produkciu veľkého množstva údajov z automatických analyzátorových<br />
staníc pri krátkom intervale vzorkovania, ktoré treba uložiť do pamätí počítača, je účelné<br />
interval vzorkovania optimalizovať.<br />
Početnosť vzorkovania v priebehu roka by mala byť taká, aby boli postihnuté zmeny<br />
akosti vody v priebehu roka, t.j. aby boli zachované cyklické vlastnosti časovej rady denných<br />
hodnôt.<br />
Časovo súvzťažný odber vzoriek sa používa spravidla k zisteniu samočistiacich<br />
schopnosti toku, na podchytenie havarijných stavov v čistote vôd pri náhlom úniku alebo<br />
vypustení škodlivých odpadových vôd do recipientu, hlavne vzhľadom na určenie rýchlosti<br />
"dotoku" znečistenín v jednotlivých úsekoch riečnej trate a pod.<br />
Vzorkovanie drobných tokov<br />
Drobné toky (bystriny, potoky, umelé kanály, mlynské náhony) vytvárajú detailné<br />
povodie hydrologickej siete. Ich hĺbka kolísa v desiatkach cm, šírka v rozsahu až niekoľkých<br />
metrov a objemový prietok je menší ako 0,5 m 3 .s -l v ročnom priemere. Odber vzoriek nie je<br />
náročný, pretože spravidla celé koryto tvorí prúdnicu. Kvalita vody však citlivo a výrazne<br />
reaguje na každé znečistenie a zmenu prietoku. Preto pozorovanie zmien akosti vody<br />
vyžaduje väčšiu početnosť odberu vzoriek.<br />
Vzorkovanie veľkých tokov<br />
Medzi veľké toky v podmienkach SR počítame hlavné toky čiastkových povodí<br />
vrátane ich výrazných prítokov, predovšetkým ich vyústení. Za charakteristické kritériá<br />
pokladáme: hĺbku koryta 20 m, šírka hladiny - v desiatkach metrov (veľtoky sa počítajú na<br />
km) a objemový prietok je väčší ako l00 m 3 s -l .<br />
Pre značnú šírku vodného toku má rozhodujúcu úlohu pri vzorkovaní tzv. riečny<br />
profil koryta, tvorený zátopovým územím (inundanciou) a vlastným riečišťom, u ktorého<br />
rozlišujeme pravý a ľavý breh a prúdnicu. Prúdnica spravidla vďaka konfigurácii dna a<br />
zákrutám riečišťa sleduje stred toku. Ďalším hľadiskom významným pri vzorkovaní je poloha<br />
toku v pozdĺžnom profile.
58<br />
Z technických a ekonomických dôvodov sa vzorkovanie na veľkých tokoch spravidla<br />
obmedzuje na výber vzorkovacích miest v pozdĺžnom profile bez rozlišovania priečneho<br />
profilu. Kontrolný profil je podľa okolností (polohy prúdnice) určovaný k pravému alebo<br />
ľavému brehu, iba výnimočne sa vzorkuje stredná časť toku, napr. z mostu alebo s použitím<br />
člnov.<br />
3.1.7.2 Vzorkovanie vôd z nádrží, morí a oceánov<br />
Vzorkovanie v údolných nádržiach s hrádzou prevážne nad 10 m sa uskutočňuje z<br />
viacerých dopredu zvolených miest (profilov) použitím dostatočne veľkého člna. Vyznačenie<br />
odberových miest pevne zakotvenými bójami zjednodušuje i fixovanie lodí pri odbere. Na<br />
sledovanie stratifikácie a pohybu pritekajúcich vodných más v nádrží treba uskutočniť<br />
zonačné vzorkovanie. Pri vzorkovaní s veľkým počtom odberov sa dodržuje spravidla<br />
mesačný alebo trojtýždňový interval. Bežné kontrolné vyšetrenie vystačí s 2 až 4 krát<br />
opakovanými odbermi ročne.<br />
Rybníky a malé vodné nádrže s hrádzou obvykle nižšou než 10 m sa vzorkujú z člnov<br />
radovými a zonačnými odbermi pre rôzne druhy analýz. U niektorých objektov možno<br />
bodové vzorky k určitým účelom získať z pevných zariadení hrádze. Časté sú odbery<br />
zmiešaných vzoriek, napr. podľa pomerného zastúpenia objemov jednotlivých vrstiev vody v<br />
nádrží.<br />
Zonačné vzorkovanie poskytuje podrobnejší obraz o zložení vodných más ako<br />
vzorkovanie z hladiny. Predpokladá však predbežné zostrojenie hĺbkového plánu nádrže.<br />
Vzorkovanie jednotlivých vrstiev sa uskutočňuje hlbinnými vzorkovačmi, a to po zvislici<br />
zhora dolu z rôznych hĺbok nádrže.<br />
Vzorkovanie morských vôd a oceánov vyžaduje dobre vybavené výskumné plavidlá<br />
(tzv. oceánografické lode). Súčasťou vzorkovania býva lov planktónu i vzorkovanie<br />
morských sedimentov a vrchných vrstiev morského dna.<br />
3.1.7.3 Metódy a technika odberu vzoriek pre jednotlivé typy analýz<br />
Vzorkovanie pre senzorické, fyzikálne a chemické rozbory<br />
Na odbery vzoriek povrchových vôd, hlavne z vodných tokov a plytkých nádrží, sa<br />
najčastejšie používa technika priameho naberania vzorky vody do vzorkovnice, ktorá je<br />
súčasne transportnou nádobkou na vzorku. Pri odbere vzoriek do vzorkovnice z lávky, mostu<br />
alebo člnu s vyššími okrajmi sa spúšťa vzorkovnica v plechovom alebo drôtenom puzdre<br />
(koši) so záťažou.
59<br />
Za najstarší typ hlbinného vzorkovača sa pokladá tzv. Mayerova ponorná fľaša<br />
(obr.3.1). Je to sklená vzorkovnica opatrená záťažou, od hrdla má vedenú krátku šnúru<br />
voľným oblúkom ku zátke, na ktorú je upevnený koniec spúšťacej šnúry. Fľaša ľahko<br />
zazátkovaná sa spustí do potrebnej hĺbky, trhnutím závesu sa uvoľní zátka a fľaša sa naplní.<br />
Obr. 3.1 Mayerova ponorná fľaša (1 – kovová záťaž, 2 – vzorkovnica, 3 – silonová sieťka, 4<br />
– gumová zátka, 5 – závesné lanko, 56 – poisťovacie lanko)<br />
Najpoužívanejším vzorkovačom pre hlbinné vzorkovanie povrchových vôd je<br />
vzorkovač Theilerov-Friedingerov (obr. 3.2). Je to oceľový alebo sklenný valec v kovovom<br />
odliatku, obsahu 1 až 2 L, s dvoma kruhovými, vertikálne odklopnými odpruženými vikami.<br />
Vika sa uzatvárajú závažím spusteným po lanku. Dolné veko je opatrené ventilom, ktorý<br />
umožňuje vypúšťanie obsahu vzorkovača. Je to preplachovaný vzorkovač.<br />
Obr. 3.2 Vzorkovnica Theilerov-Friedingerov (1 – vzorkovacia komora, 2,3 – horný a dolná<br />
uzáver, 4 – ovládací mechanizmus, 5 – vypúšťací ventil)
60<br />
Automatický vzorkovač pre odber vzoriek z vodných tokov bol vyvinutý v Povodí<br />
Váhu. Variant nazývaný Z-24 je tvorený kovovou nádobou s prepadovou (vzorkovacou)<br />
rúrkou uprostred, pevne spojenou s plavákom, ktorý udrží i plnú nádobu nad hladinou toku.<br />
Po spustení na vodu možno elektromagneticky riadeným ventilom vypúšťať po častiach<br />
vzduch z nádoby, a tým regulovať čas (množstvo) odberu vzorky (obr. 3.3).<br />
Obr. 3.3 Automatický vzorkovač (1 – vzorkovnica, 2 - prepadová rúrka, 3 – prívod vody, 4 -<br />
plniaca rúrka, 5 – peristaltické čerpadlo, 6 – ovládacia a signalizačná skrinka)<br />
V SR je rozšírené zariadenie vyvinuté vo Výskumnom ústave vodného<br />
hospodárstva Bratislava, určené pre automatické vzorkovanie 24 bodových vzoriek vody.<br />
Funkcia zariadenia spočíva v rozdielu tlaku medzi evakuovanou fľašou a okolím. Pomocou<br />
pákového mechanizmu poháňaného hodinovým strojčekom sa vzorka vody privádza v<br />
nastavených časových intervaloch do jednotlivých vzorkovníc. Zariadenie má kapacitu 24<br />
vzoriek po 0,5 L, interval obehu štandardne 60 min, doba nasávania jednej vzorky pri<br />
nasávacej výške l,25 m a vnútornom priemere hadice 8 mm je l0 s.<br />
Niektoré automatické vzorkovacie zariadenia sú vybavené prídavným systémom pre<br />
meranie charakteristických veličín, ktoré sa menia pôsobením vzduchu alebo zmiešaním<br />
rôznych podielov vzoriek.<br />
V SR je rozšírené i zariadenie typu NAIADA, ktoré kontinuálne registruje<br />
elektrolytickú konduktivitu, pH, redox potenciál, obsah rozpusteného kyslíka, teplotu,<br />
množstvo rozpustených organických látok (ako absorbanciu v ultrafialovej oblasti spektra),<br />
zákal vody, výšku hladiny vody. Vzorka vody je ponorným čerpadlom dopravovaná do<br />
vyrovnávacej nádoby s regulačným prepadom, odkiaľ priteká konštantné množstvo pod<br />
hydrostatickým tlakom do jednotlivých nádobiek. Na podobnom princípe sú založené i iné
61<br />
zariadenia zahraničných výrobcov, napr. maďarský AQUADAT, poľský AQUAMER,<br />
holandský PHILIPS, atď.<br />
K zariadeniu NAIADA bolo skonštruované tiež prídavné automatické vzorkovacie<br />
zariadenie pre odber vzoriek vody, pre ktoré má NAIADA programovú jednotku umožňujúcu<br />
- odber vzoriek vody na povel obsluhy,<br />
- odber vzoriek v závislosti od času voľbou pomocou elektronických hodín,<br />
- odber vzoriek pri tzv. havarijnej situácií pri dvojnásobnom prekročení nastaveného<br />
medzného stavu.<br />
Systém umožňuje automaticky odoberať bodové alebo zlievané vzorky.<br />
Vzorkovanie pre rádiochemické rozbory<br />
Požiadavky na vzorkovaciu technika sa spravidla nelíšia od vzorkovania pre fyzikálne<br />
a chemické rozbory, iba nároky na objemy vzoriek sú vyššie (jednotky až desiatky litrov). Pri<br />
odbere vzoriek, doprave, predbežnej úprave, skladovaní i analýze treba zabrániť zmenám<br />
vyšetrovaných zložiek.<br />
Vzorkovanie pre mikrobiologické (bakteriologické) rozbory<br />
Vzorky pre mikrobiologické (bakteriologické) rozbory treba odobrať zo zdroja<br />
povrchovej vody ako prvé, pred vzorkovaním pre biologický a chemický rozbor, aby sa<br />
zabránilo kontaminácii odberového miesta. Výnimkou sú odberové miesta s rýchlo prúdiacou<br />
vodou.<br />
Vzorky z hladinovej vrstvy (nie priamo z hladiny, ktorá býva kontaminovaná<br />
bakteriálnou zložkou vzduchu) naberáme priamo do sklených fliaš so zabrúsenou zátkou, o<br />
obsahu l00, 200 alebo 500 mL. Fľaše, resp. ich zátky ponechávame zabalené v sterilnom<br />
obale až do okamihu odberu vzoriek. Odoberá sa jedným smerom, v tečúcich vodách proti<br />
prúdu, z loďky pred čelom pri miernom pohybe vpred.<br />
Na transport musia byť vzorky chladené a pred uskutočnením bakteriologického<br />
rozboru uchované najviac po predpísanú dobu.<br />
Vzorkovanie pre biologické rozbory<br />
Odber vzoriek planktónu<br />
Zariadenia používané na odber vzoriek planktónu možno podľa funkcie rozdeliť na<br />
dva typy:<br />
- zariadenia, ktoré odoberajú z vodného <strong>prostredia</strong> organizmy s celým objemom vody, v<br />
ktorom organizmy žijú t.j. hlbinné vzorkovače, planktónové trubice, príp. čerpadlá,
62<br />
- zariadenia, ktoré priamo in situ ocedia organizmy a z vodného <strong>prostredia</strong> vynášajú vzorku<br />
koncentrovaných organizmov (planktónové siete, kombinované zberače vzoriek).<br />
Vodu s planktónovými organizmami možno odobrať ktorýmkoľvek typom<br />
uzatvárateľného hlbinného vzorkovača, ktorým voda voľne prechádza (preplachovacie<br />
vzorkovače typu Friedinger a pod.). Uskutočňuje sa buď zonačné vzorkovanie po zvislici s<br />
oddeleným koncentrovaním vzoriek z jednotlivých hĺbok, alebo sa odoberá zmiešaná vzorka z<br />
hĺbok rovnomerne odstupňovaných od hladiny ku dnu, u menších objektov reprezentatívna<br />
zmiešaná vzorka. Na koncentrovanie organizmov sa používajú buď vhodné kovové siete<br />
kužeľovitého tvaru, alebo planktónové siete.<br />
Odber vzoriek bentických organizmov<br />
Rozmanité podmienky vo vodných tokoch a nádržiach vyžadujú rôznu techniku pre<br />
odber bentických organizmov. Prístroje musia mať dokonalý uzatvárací systém, aby pri<br />
vyťahovaní vzoriek nedošlo k čiastočnému vypláchnutiu. Je nutné, aby prístroj dokonale<br />
vykrojil časť plochy dna do dostatočnej hĺbky, vrátane celej oživenej vrstvy sedimentov.<br />
Vypúšťanie vzorky z prístroja a prepieranie na site musí byť nenásilné, aby sa neprecedili a<br />
nepoškodili organizmy. Pred transportom treba vzorku konzervovať.<br />
Kvantitatívne vyšetrenie bahnitého dna sa uskutočňuje pomocou sklápacích<br />
čeľusťových drapákov, ktoré sú schopné odrezať určitú ohraničenú plochu. Friedingerová<br />
verzia Petersonovho drapáka o hmotnosti 5 až l0 kg sa spúšťa na dno otvorená. Dopadom<br />
sa uvoľňuje zabezpečovací mechanizmus, hmotnosťou drapáka pri dopade sa čeľuste zaboria<br />
a zdvihnutím zo dna sa uzavrú a súčasne vykroja príslušnú plochu dna. Drapák Ekmanov -<br />
Birgeov uzatvára čeľuste silnými pružinami. Lenzová sonda má vo vnútri valca posuvnú<br />
dosku, pomocou ktorej sa vzorka ľahko vytláča na spôsob piestu.<br />
Dokonalejšími prístrojmi sú tzv. bentometre, ktoré možno zatlačiť do dna, a tým<br />
oddeliť príslušnú plochu od okolia.<br />
Odber vzoriek povrchového filmu ropných uhľovodíkov pri haváriách:<br />
- odber pomocou kruhového filtračného papiera,<br />
- odber pomocou rámu, ktorým sa zachytí povrchový film, pohyblivou hranou rámu sa<br />
skoncentruje na menšiu plochu a odoberie do vzorkovnice,<br />
- použitie plávajúceho adsorbenta (napr. expandovaný perlit EKOPERL 33) v ráme,<br />
adsorpcia povrchového filmu a premiestnenie do vzorkovnice,<br />
- odber tzv. globálnej vzorky, ktorá zahrňuje povrchový film a určitú výšku stĺpca vody<br />
pod hladinou.
63<br />
Odber vzoriek pri havarijných situáciách<br />
Vzorky sa odoberajú spravidla nad a pod zdrojom znečistenia, aby bola preukázateľná<br />
náhla zmena zloženia vody.<br />
Havarijné stavy vyvolané dopravnými haváriami na moriach i nedovolenou činnosťou<br />
(vyprázdňovaním i vymývaním obsahu nádrží na otvorenom mori, zámerným ukladaním<br />
odpadov do mora a pod.) bývajú väčšinou takého rozsahu, že likvidácia následkov a zábrana<br />
ďalšieho šírenia napr. ropnej škvrny na hladine nevyžaduje zvláštne postupy vzorkovania<br />
bezprostredne v havarijnej situácií. Tieto postupy sa spravidla uskutočňujú až v pokročilejšom<br />
štádiu priebehu likvidácie (asanácie) na zisťovanie plošného a priestorového dosahu<br />
znečistenia, jeho následkov pre vodnú flóru a faunu, resp. celý ekosystém vrátane pobrežia.<br />
3.1.7.4 Pomocné merania, pozorovania a zariadenia pri vzorkovaní povrchových vôd<br />
Vzorkovanie povrchových vôd spravidla vyžaduje rad meraní z už popísaného<br />
komplexu meteorologických meraní, pretože atmosferické zrážky ovplyvňujú bezprostredne<br />
akosť i množstvo povrchových vôd, predovšetkým vo vrchných vrstvách.<br />
Ďalej treba uskutočniť komplex hydrologických meraní v závislosti od typu<br />
povrchovej vody, iný na vodných tokoch, iný v nádržiach a moriach.<br />
Na charakteristiku vzoriek z kontrolných profilov na vodných tokoch a nádržiach<br />
spravidla nestačí určenie smeru a rýchlosti prúdenia vody a jej teploty v mieste odberu. Z<br />
ďalších údajov sa predovšetkým určuje objemový prietok, t.j. množstvo vody prechádzajúce<br />
profilom za jednotku času (v Ls -l alebo m 3 s -l podľa veľkosti toku).<br />
Pretože sledovanie množstva a akosti vody obvykle zahrňuje ucelenú plochu povodia,<br />
z charakteristických prietokov možno stanoviť i množstvo vody odtečenej za dané obdobie.<br />
Vypočíta sa vynásobením objemového prietoku počtom sekúnd v čase, napr. pre denné<br />
odtečené množstvo násobením číslom 86.400. Porovnávanie s inými tokmi umožňuje merný<br />
odtok q (Q/P), kde Q je priemerný denný prietok vody a P plocha povodia.<br />
Dlhodobé ročné priemery q a Q sú porovnávacími meradlami pre charakteristiku<br />
vodnatosti toku. Pretože priemery nehovoria nič o trvaní odtoku určitej veľkosti a početnosti<br />
jeho výskytu, používajú sa v hydrológii grafické znázornenia pomocou čiar trvania a<br />
početnosti prietokov. Trvaním určitého javu sa rozumie súčet dôb, v ktorých sa tento jav<br />
vyskytoval. Vyjadruje sa v percentách celkového pozorovacieho obdobia. Pokiaľ toto trvanie<br />
predpovedáme, hovoríme o pravdepodobnosti trvania. Údaj, ako dlho bola určitá hodnota<br />
prekročená, sa nazýva doba prekročenia. Z čiary trvania možno zistiť, ktorý prietok bude<br />
prekročený po tú či onú dobu v priebehu ročného obdobia. Uvedený spôsob umožňuje<br />
porovnávať režimy jednotlivých tokov a stanoviť optimálne doby vzorkovania.
64<br />
Pre účely sledovania akosti vody sa spravidla používajú údaje uverejnené<br />
hydrologickou službou Hydrometeorologického ústavu, ktorý zabezpečuje priame merania.<br />
Pre kontrolné miesta odberu vzoriek z celoštátnej pozorovacej siete sa používajú denné údaje<br />
hydrologických vyčíslovacích staníc a tam, kde kontrolné miesta nekorešpondujú, sa<br />
uskutočňuje prepočet pomocou súčiniteľa pre získanie pomerného údaju. Iba pri potrebe<br />
vyčíslenia okamžitého odtoku, odpovedajúceho dobe odberu vzorky, sa uskutočňuje<br />
hydrometrovanie, alebo sa aspoň odčíta vodný stav.<br />
Základnou pomôckou merania na vodných tokoch je vodočet (vodočetná latka).<br />
Zmeny vodného stavu v každom okamihu možno automaticky registrovať omnigrafom,<br />
umiestneným najčastejšie vo zvláštnej šachte spojenej kanálom s najnižším bodom toku. Na<br />
meranie rýchlosti prúdenia sa používa hydrometrické krídlo, ktorým možno merať rýchlosť<br />
v jednotlivých bodoch priečneho profilu horizontálne i vertikálne a určiť strednú hodnotu. Ak<br />
nie je k dispozícii, možno merať strednú povrchovú rýchlosť prietoku vody pomocou plaváku.<br />
Táto metóda vedie u hlbších a širokých tokov k chybám spôsobením nerovnakou rýchlosťou<br />
pohybu vody v rôznych miestach skúmaného profilu. Niekedy sa meria pomocou<br />
rádioaktívnych indikátorov.<br />
Z fyzikálnochemických meraní sa namiesto vzorkovania realizuje meranie<br />
elektrolytickej konduktivity, teploty a i.<br />
Biologické pozorovania sa často uskutočňujú v širokom okolí miesta odberu vzoriek.<br />
Sleduje sa vegetačné obdobie rastlín a jeho prejavy, napr. výtrusy semien, spád listov, atď.,<br />
priamo v okolí vodného toku spôsob obhospodárenia pôdy, vo vodnom toku nadmerný výskyt<br />
vodnej flóry (vodný kvet), spôsobený napr. prísunom živín ich splachom z poľnohospodársky<br />
obhospodarovaných pôd. Sleduje sa výskyt živých i uhynutých vodných živočíchov, hlavne<br />
rýb, lebo ryby signalizujú najlepšie celkový stav vodného biotopu a jeho ohrozenie<br />
kontamináciou.<br />
Technické pozorovania sa sústreďujú na výskyt zdrojov ohrozenia povrchových vôd,<br />
hlavne odpadovými vodami zo zdrojov trvalých i jednorazových, spôsobených napr.<br />
umývaním vozidiel alebo likvidáciou odpadov do vodných tokov alebo ich okolia. Biologické<br />
i technické pozorovania sú často súčasťou širších opatrení k ochrane prírodného <strong>prostredia</strong>.<br />
Medzi technické merania patrí napr. meranie hĺbky a profilu dna toku alebo nádrže,<br />
zameriavanie plošnej siete vzorkovacích bodov, zisťovanie cudzích predmetov a prekážok,<br />
ktoré by mohli ovplyvniť inštaláciu a funkciu vzorkovacej techniky, atď.<br />
Pomocné zariadenia pri vzorkovaní povrchových vôd na vodných tokoch sú spravidla<br />
účelové konštrukcie a stavby v miestach kontrolných profilov pre umiestnenie nasávacích<br />
košov a potrubí čerpadiel vzorkovacích zariadení automatických monitorov spojených so
65<br />
vzorkovačom, vrátane prívodu elektrickej energie a prístupových komunikácií. Na hlbokých<br />
vodných tokoch, nádržiach a moriach možno ako pomocné zariadenia klasifikovať aj loďky<br />
potrebné na vzorkovanie, pontóny, príp. oceánografické lode a plávajúce laboratória,<br />
vybavené technikou pre vzorkovanie a pomocné merania a pozorovania. Do tejto kategórie<br />
patria tiež batyskafy a ponorky, pokiaľ sa z nich pod hladinou odoberajú vzorky.<br />
3.1.8 Odber podzemnej vody<br />
Spoľahlivý odber vzoriek podzemných vôd spravidla vyžaduje trvalý prítok alebo<br />
prietok vody v objekte. Iba výnimočne sú požadované vzorky z objektov, kde táto podmienka<br />
nie je splnená, u ktorých majú byť odberom vzoriek preukázané procesy podmienenej<br />
stagnácie.<br />
Prieskumom uskutočneným v SR bolo zistené, že asi 95 % požiadaviek na odber<br />
podzemných vôd možno riešiť povrchovým vzorkovaním, väčšinou priamym napúšťaním<br />
vzoriek do vzorkovnice. Menšia časť vyžaduje použitie ďalších zariadení na odber. Len asi 5<br />
% vzoriek treba odobrať hlbinným vzorkovaním z definovanej hĺbky, výnimočne sa<br />
uskutočňuje zonačné vzorkovanie z niekoľkých hĺbkových úrovní.<br />
Z prameňov sa vzorka odoberá pod hladinou priamo do vzorkovnice alebo z<br />
výtokovej rúry. Niekedy sa prameň musí dopredu vyčistiť, a to vždy o deň skôr. Dno sa tesne<br />
u miesta výveru prehĺbi tak, aby sa potom mohla bez prekážok ponoriť vzorkovnica alebo iná<br />
nádoba.<br />
Je výhodné odoberať vzorky prameňov súčasne v čase, keď sa uskutočňuje čerpací<br />
pokus, príp. po daždi, aby sa zistila stála akosť vody, alebo naopak znečistenie povrchovou<br />
vodou.<br />
Pri odbere vzoriek vody zo studní sa najprv voda odčerpáva. Ak bola studňa málo<br />
používaná, čerpá sa 20 minút i dlhšie, až čerpaná voda vykazuje stálu teplotu. Pritom sa dbá<br />
na to, aby odčerpaná voda odtekala mimo obvod studne a nemohla vtiecť alebo vsakovať<br />
späť. Až potom sa plní vzorkovnica alebo vzorkovacia nádoba. Ak sa má zabrániť úniku<br />
rozpustených plynov, použije sa lievik, do ktorého sa ponorí hrdlo výtokovej rúry čerpadla.<br />
Lievik sa čerpaním naplní, nechá sa chvíľu pretekať a potom sa stonka lievika zavedie ku dnu<br />
vzorkovnice. Po naplnení vzorkovnice sa nechá voda chvíľu pretekať. Ak sa studňa dlho<br />
nepoužívala, vyčerpá sa jej obsah, znova sa nechá naplniť až potom sa odoberie vzorka.<br />
Zo studne je výhodné odobrať vzorky za letného sucha, kedy je najväčšia spotreba a<br />
výmena vody.
66<br />
Vzorky z vrtov (sond) sa odoberajú úzkym hlbinným odberovým prístrojom alebo<br />
čerpadlom. Vzorky z vrtov, v ktorých dlho stála voda alebo ktorých horný otvor nebol, dobre<br />
uzavretý, nie sú spoľahlivé.<br />
Drenážna voda sa odoberá do vzorkovnice priamo z výtoku drenáže.<br />
Hlbinné vzorkovanie sa uskutočňuje z týchto dôvodov:<br />
- hladina vody v objekte je znížená na úroveň neumožňujúcu priame ponorenie<br />
vzorkovnice rukou,<br />
- celkové zloženie vody alebo obsah sledovanej zložky sa čerpaním a povrchovým<br />
odberom mení, dochádza k uvoľneniu rozpustených plynov, kontaminácii zložkami<br />
vzduchu (plynmi, aerosólmi, baktériami), ochladením vody prúdením, alebo naopak k<br />
ohrevu motorom čerpadla, k porušeniu viacbunkových organizmov čerpaním a pod.),<br />
- výstroj objektu nezaručuje odber spoľahlivých vzoriek čerpaním z dvoch a viacerých<br />
otvorených zvodnených kolektorov, dochádza k premiešaniu vôd v pomere prítokov a i.,<br />
- povrchové vzorkovanie je neuskutočniteľné (objekt nie je vybavený na čerpanie) a<br />
orientačná hlbinná vzorka vyhovuje pre daný účel analýz.<br />
3.1.8.1 Pomocné merania, pozorovania a zariadenia pri vzorkovaní podzemných vôd<br />
Základné meteorologické merania (teploty a tlaku vzduchu) sa uskutočňujú pri<br />
každom odbere podzemnej vody. Teplota vzduchu ovplyvňuje predovšetkým samotnú vzorku.<br />
Tlak vzduchu ovplyvňuje jednak hydrogeologický režim podzemnej vody v objekte (má<br />
vplyv napr. na ich výdatnosť), jednak samotnú vzorku (napr. koncentráciu plynov).<br />
Hydrologické merania a pozorovania charakterizujú podmienky pri odbere vzoriek,<br />
spravidla sa obmedzujú na tieto údaje:<br />
- určenie polohy hladiny, príp. tlaku pri ústí objektu,<br />
- určenie objemového prietoku vody z objektu (pri prelive i čerpania),<br />
- určenie teploty na ústí objektu, príp. v mieste odberu vzoriek.<br />
Z fyzikálnochemických meraní sa používa predovšetkým meranie elektrolytickej<br />
konduktivity, meranie obsahu CO2, príp. celkový rozbor plynov pomocou plynových<br />
chromatografov.<br />
Biologické pozorovania sa uskutočňujú najčastejšie v okolí prirodzených výverov<br />
podzemných vôd, príp. chránených objektov zdrojov podzemných vôd pitných a minerálnych<br />
(liečivých i stolových). Majú význam z hľadiska možnej <strong>kontaminácie</strong> objektov odumretými<br />
organizmami a uskutočňujú sa vždy v súvislosti s odberom vzoriek k biologickým a<br />
bakteriologickým rozborom, hlavne zo zdrojov pitnej vody.
67<br />
Technické pozorovania a merania sú veľmi dôležité údaje o objekte: vrtný profil,<br />
izolácia, spôsoby paženia, otvorenie miest prítokov.<br />
Pomocné zariadenia: rôzne typy čerpadiel, rúry, armatúry atď.<br />
3.1.9 Odber v úpravniach vody, z vodovodných kohútikov<br />
V úpravniach vody bývajú zriadené vzorkovacie kohútiky vybavené uzatváracím<br />
ventilom. Vzorky sa odoberajú tak, že na vzorkovacie alebo vodovodné kohútiky sa nasadí<br />
gumová hadica, ktorej druhý koniec sa zavedie na dno vzorkovnice, a nechá sa pretekať voda<br />
až po dosiahnutie konštantnej teploty. Ak sa majú stanoviť toxické látky z potrubia (Cu, Pb a<br />
pod.), odoberie sa vzorka hneď z prvého podielu vody. Voda musí pred odberom stáť v<br />
potrubí aspoň 10 hod.<br />
3.1.10 Odber odpadových vôd<br />
Odpadové vody vyžadujú špeciálne spôsoby odberu pre výrazné kolísanie ich akosti.<br />
Odoberajú sa buď priemerné, zmiešané vzorky (za 24 hod, za smenu, za 1 hod), alebo sa<br />
uskutočňujú radové odbery, resp. časovo súvzťažné vzorky (vzorky z rôznych miest toku<br />
odpadovej vody odoberané so zreteľom na čas zdržania medzi jednotlivými miestami odberu).<br />
Reprezentatívna vzorka sa odoberá pokiaľ možno v miestach najsilnejšieho prúdenia. V<br />
nádržiach čistiarní odpadových vôd sa vzorky odoberajú v stojatých vodách alebo<br />
v potrubiach, niekedy bývajú vmontované vzorkovacie kohútiky.<br />
Veľkú starostlivosť vyžaduje odber vzoriek na stanovenie koncentrácie kyslíka,<br />
rozpusteného vo vode. Tieto vzorky sa odoberajú do tzv. kyslíkoviek (špeciálne kalibrované<br />
vzorkovnice so zabrúsenou, šikmo rezanou zátkou). Pri odbere nesmie prísť vzorka do styku s<br />
atmosférou, vzorka sa nedá konzervovať, O2 sa musí okamžite fixovať, zrážať. Vzorkovnica<br />
má byť zazátkovaná tak, aby pod zátkou nebola vzduchová bublina.<br />
3.2 Určenie jednotlivých vlastností a stanovenie zložiek vôd<br />
V posledných desaťročiach sa stalo zrejmým, že klasické metódy na určenie<br />
charakteristík kvality vody nie sú dostačujúce na opis všetkých vlastností vody dôležitých z<br />
hľadiska jej použitia. Intenzívny rozvoj priemyslu a chemizácia poľnohospodárstva totiž<br />
vniesli do vôd nové znečisťujúce látky, ktoré hoci nezmenia základné parametre vody (ako<br />
napr. BSK5, CHSK, pH, celkové rozpustené a nerozpustené látky, neutralizačná kapacita)<br />
obvykle charakterizujúce jej kvalitu, znemožňujú jej použitie vo forme pitnej alebo úžitkovej<br />
vody.
68<br />
Príprava analyzovaných vzoriek na stanovenie znečistenín vo veľmi malých<br />
množstvách manuálnymi metódami má trojaký cieľ:<br />
1. oddelenie interferujúcich zložiek,<br />
2. koncentrovanie, t.j. obohacovanie vzorky o stanovovanú zložku,<br />
3. vytvorenie optimálneho chemického <strong>prostredia</strong>.<br />
Separačné metódy sú významné vtedy, ak nemáme k dispozícii selektívnu metódu na<br />
stanovenie danej zložky a keď samotná analytická metóda nezabezpečuje potrebnú<br />
selektivitu.<br />
Koncentrovanie je tiež veľmi dôležitým procesom. Je málo takých analytických<br />
metód, ktoré by boli použiteľné na stanovenie mikroznečistenín v ich pôvodnej koncentrácii.<br />
V priebehu prípravy vzoriek môžeme relatívne ľahko zvýšiť koncentráciu stanovovanej<br />
zložky o 2 – 3 rády (výnimočne aj o 5 – 6 rádov).<br />
Podmienkou úspešnej inštrumentálnej analýzy je vytvorenie vhodného chemického<br />
<strong>prostredia</strong>. Často treba napr. vodu zameniť za organické rozpúšťadlo. Sem zahrňujeme aj<br />
chemické operácie, ktorými vytvárame deriváty stanovovanej zložky. Cieľom vytvorenia<br />
derivátov môže byť zvýšenie stability, selektivity, citlivosti atď.<br />
Na prípravu vzoriek sa najčastejšie používa:<br />
- kvapalinová extrakcia (najmä na oddelenie a koncentrovanie organických zložiek),<br />
- adsorpcia na aktívnom uhlí, resp. na iných adsorbentoch (oddelenie organických zložiek),<br />
- iónová výmena (koncentrovanie anorganických iónov a iónogénnych organických látok),<br />
- vymrazovanie (najmä koncentrovanie organických látok),<br />
- destilácia (oddelenie a koncentrovanie organických látok),<br />
- odparovanie (koncentrovanie a separácia kovov),<br />
- elektrolýza (separácia katiónov),<br />
- osmotická separácia (separácia a koncentrovanie iónov).<br />
V tab. 3.1 je uvedený prehľad metód na stanovenie (monitorovanie) jednotlivých<br />
zložiek vôd.<br />
Uvedené metódy sa často kombinujú . V prípade stanovenia organických znečistenín<br />
vo vodách je významnou prípravnou fázou ich zachytenie na aktívnom uhlí v kombinácii<br />
s kvapalinovou extrakciou a odstraňovaním interferujúcich znečistenín stĺpcovou<br />
chromatografiou.
Tab. 3.1 Prehľad metód na stanovenie (monitorovanie) jednotlivých zložiek vôd.<br />
Odmerné<br />
69<br />
Metódy Monitorovaná zložka<br />
Ca, Mg, Cl, I, SO4 2- , rozpustený kyslík, neutralizačná<br />
kapacita, CHSK<br />
Gravimetria Celkové rozpustené a nerozpustené látky, SO4 2- , SiO2<br />
Fotometria<br />
Atómová absorpčná<br />
spektrometria<br />
Plameňová fotometria Li, Na, K, Ba, Sr<br />
Potenciometria<br />
Konduktometria Elektrolytická konduktivita<br />
3.3 Literatúra<br />
NH4, Fe, Mn, Al, Cd, V, Cr, As, Ag, Pb, Cu, Zn, Ni,<br />
Mo, Co, F, Br, I, H2S, PO4 3- , NO2 - , NO3 - , Si, zákal,<br />
farba vody<br />
Li, Na, K, Ca, Mg, Fe, Mn, Se, Cd, V, Cr, As, Ag, Cu,<br />
Ba, Zn, Rb, Sr, Ni, Mo, Co<br />
pH; pri použití iónovoselektívnych elektród F, Cl, Br,<br />
I, príp. ióny ďalších prvkov<br />
J. Tölgyessy, J. Lesný, Analýza vody a ovzdušia pre ochranu <strong>životného</strong> <strong>prostredia</strong>, Univerzita<br />
sv. Cyrila a Metoda Trnava, Bratislava 2002, 200 str.<br />
J. Tölgyessy a kol., Chémia, biológia a toxikológia vody a ovzdušia, Veda – SAV, Bratislava<br />
1984.<br />
J. Tölgyessy, M. Piatrik, Technológia vody, ovzdušia a tuhých odpadov, Slovenská technická<br />
univerzita Bratislava, 1994.<br />
J. Tölgyessy, . Pitter, M. Piatrik, J. Prousek, Základy hydrochémie, Slovenská technická<br />
univerzita Bratioslava, 1990.
70<br />
4. MONITORING OVZDUŠIA<br />
Človek ovplyvňuje ovzdušie intenzívne, mnohostranne a väčšinou negatívne.<br />
Najohrozenejšou zložkou prírodného <strong>prostredia</strong> je v súčasnosti práve ovzdušie a jeho<br />
znečistenie sa rýchlo zväčšuje. Spôsobuje to predovšetkým prudký rast výroby energie,<br />
stupňujúca sa ťažba surovín, priemyselná činnosť, doprava atď.<br />
Ovzdušie (atmosféra) je základnou zložkou biosféry, bez ktorej by nebola možná<br />
existencia súčasných foriem života na Zemi. Vzdušný kyslík je nevyhnutný pre väčšinu<br />
živých organizmov a oxid uhličitý nachádzajúci sa vo vzduchu je potrebný pre rast rastlín.<br />
Znečistenie ovzdušia nie je však nevyhnutným výsledkom každej priemyselnej a inej ľudskej<br />
činnosti. Ako dokazujú skúsenosti z mnohých krajín, kvalifikovaným a zodpovedným<br />
prístupom k ochrane <strong>životného</strong> <strong>prostredia</strong> môžeme zachovať čisté ovzdušie aj pre budúce<br />
generácie.<br />
Podnebie v podstate ovplyvňuje energetická bilancia zeme, ktorá závisí od žiarenia prijatého<br />
zo slnka a energie vyžiarenej späť do vesmíru. Prichádzajúce žiarenie je hlavne vo viditeľnom<br />
intervale, pričom odchádzajúce žiarenie je zväčša v infračervenom. Skleníkové plyny (H2O,<br />
CO2, CH4, N2O atď.) absorbujú infračervené žiarenie a vyžarujú ho späť na povrch zeme.<br />
Antropogénne emisie skleníkových plynov spôsobujú zvýšenie teploty povrchu a môžu mať<br />
významné účinky na podnebie a ohrozovať život na zemi.<br />
Existuje ďalekosiahla obava zo zvýšeného globálneho otepľovania, ktoré môže vyplývať z<br />
hromadenia „skleníkových plynov” v atmosfére. Na týchto zmenách sa podieľajú aj účinky<br />
aerosólov (suspenzií tuhých alebo kvapalných častíc vo vzduchu). Ak aerosóly skutočne<br />
kompenzujú klimatické odozvy na skleníkové plyny, tak klimatické účinky skleníkových<br />
plynov sú ešte podstatnejšie, ako sa predpokladalo.<br />
Zmeny radiačnej bilancie zeme, doprevádzané globálnymi meteorologickými<br />
zmenami do nedávnej minulosti boli vo všeobecnosti nedoceňované. Odozvou na tieto<br />
problémy boli systémové zmeny monitorovania, vyhodnotenia a stanovenie prísnych limitov<br />
nežiaducich látok v ovzduší resp. vzdušných materiálov.<br />
4.1 Štruktúra vzdušného obalu Zeme<br />
Tlak a hustota ovzdušia sa s výškou znižujú. Teplota atmosféry sa však nemení<br />
monotónne. Vrstvy ovzdušia majú rôznu teplotu, predovšetkým preto, lebo slnečné žiarenie sa
71<br />
jednotlivými vrstvami nepohlcuje rovnako. Podľa teploty sa rozlišujú hlavné oblasti<br />
vzdušného obalu Zeme. V najnižšej oblasti, troposfére, sa teplota obvykle znižuje. Troposféra<br />
väčšinu svojej energie nezískava zo slnka, ale z povrchu Zeme radiáciou a konvekciou.<br />
V ďalšej oblasti, stratosfére, zvyšuje sa teplota smerom nahor až do výšky asi 50 km, kde<br />
dosahuje maximálnu hodnotu (0 °C). V mezosfére sa teplota opäť znižuje. V ionosfére sa<br />
teplota zvyšuje. V tejto oblasti je zvýšená koncentrácia elektrónov. Elektróny spolu<br />
s pozitívne nabitými iónmi tvoria elektricky neutrálnu vodivú plazmu. Zdrojom energie pre<br />
ionizáciu je ultrafialové a röntgenové žiarenie slnka s vlnovou dĺžkou menej ako 102,7 nm.<br />
Oblasť ovzdušia vyše 400 až 500 km sa nazýva voľná dráha kde nedochádza k interakcii.<br />
Priemerná voľná dráha molekúl ovzdušia sa v tejto oblasti zväčšuje do tej miery, že častice<br />
môžu unikať do kozmického priestoru.<br />
4.1.2 Chemické zloženie zemskej atmosféry<br />
Chemické zloženie zemskej atmosféry je výsledkom dlhých geologických<br />
a biologických procesov za stáleho intenzívneho pôsobenia slnečného žiarenia. Atmosféru<br />
tvorí zmes niekoľkých plynov, ktoré si zachovávajú do značných výšok približne stály pomer:<br />
asi 78% dusíka, 21% kyslíka, 0,93% argónu, 0,03% oxidu uhličitého a nepatrné množstvá<br />
iných vzácnych plynov, ako sú hélium, neón a kryptón. V spodných vrstvách zemskej<br />
atmosféry sa vyskytuje asi 1% vodnej pary, ktorá však nie je nad zemským povrchom celkom<br />
rovnomerne rozdelená a podlieha časovým zmenám. Podobne je premenlivý aj obsah oxidu<br />
uhličitého, pretože vzniká pri dýchaní a spaľovaní uhlíka a spotrebúva sa pri fotosyntéze<br />
zelených rastlín. V stratosfére bola zaregistrovaná premenlivá vrstva aerosólov, obsahujúca<br />
sírany, kyselinu dusičnú, chlór, bróm a kremičitany. Vo vysokých vrstvách atmosféry sa<br />
vyskytuje molekulový a atómový vodík. Medzi zložky, ktoré majú premenlivú priestorovú<br />
distribúciu, patrí ozón. Z hľadiska chemického zloženia atmosféry sa rozlišujú dve odlišné<br />
oblasti: homosféra približne do 100 km a heterosféra nad touto hranicou. V homosfére je<br />
zloženie atmosféry čo sa týka hlavných zložiek približne konštantné. Veľmi výrazné sú<br />
zmeny koncentrácie vodnej pary a ozónu. V heterosfére sa zloženie ovzdušia podstatne mení.<br />
Atmosféra ako celok je v dynamickej rovnováhe so svojím okolím, so zemským povrchom,<br />
hydrosférou, biosférou i s kozmickým priestorom. Všetky zložky atmosféry sa vymieňajú<br />
väčšou alebo menšou rýchlosťou s okolitým prostredím. Kvalita ovzdušia sa charakterizuje<br />
jeho teplotou, vlhkosťou, obsahom tuhých látok a obsahom plynných prímesí, ktoré<br />
nezodpovedajú bežnému zloženiu vzduchu. Vzduch má niektoré osobitné vlastnosti, ktorými<br />
sa odlišuje od iných prírodných látok. Je všadeprítomný, jeho výskyt nie je viazaný na určité<br />
miesta, netreba ho dopravovať a jeho používanie nie je obmedzené hranicami. Čistý vzduch,
72<br />
ktorý neobsahuje nijaký prach ani plynné znečisťujúce látky, je ideálnym pojmom a v prírode<br />
sa nevyskytuje. Ovzdušie našej Zeme zaberá síce veľký priestor, ale na rozptyle škodlivín sa<br />
podieľa len pomerne malá časť v okolí znečisťujúceho zdroja. Samočistiaca schopnosť<br />
ovzdušia, najmä čo sa týka týchto nečistôt, je pomerne veľká.<br />
4.1.3 Znečistenie a znečisťovanie ovzdušia<br />
Pojem znečisťovania ovzdušia znamená vypúšťanie (vnášanie emisií) znečisťujúcich<br />
látok do atmosféry. Tieto látky priamo alebo po chemických zmenách v ovzduší, prípadne<br />
v spolupôsobení s inou látkou (synergický) nepriaznivo ovplyvňuje životné prostredie. Pri<br />
širšom chápaní znečisťovania ovzdušia do znečisťujúcich zložiek zahrňujeme i škodlivé<br />
elektromagnetické žiarenie, hluk, teplo atď. Z hľadiska miesta vzniku rozlišujeme primárne<br />
znečisťovanie, ktorým rozumieme úlet škodlivín zo zdrojov (emisia) a sekundárne<br />
znečisťovanie, ktorým rozumieme chemické zmeny niektorých látok, prebiehajúce pri šírení<br />
exhalátov (transmisia) v atmosfére. Pojmom znečistenie ovzdušia rozumieme prítomnosť<br />
(obsah, imisiu) znečisťujúcich látok v ovzduší. Znečisťovanie je teda činnosť alebo dej, kým<br />
znečistenie je určitý stav, ktorý je dôsledkom pôvodného deja. Miera znečistenia ovzdušia<br />
(vyjadrená okamžitou alebo priemernou koncentráciou škodlivín na danom mieste) závisí od<br />
emisie škodlivín a od procesov, ktorým sú tieto emisie v ovzduší podrobené. Túto mieru<br />
charakterizujú zistené imisie škodlivín.<br />
Znečistené ovzdušie:<br />
- ohrozuje alebo poškodzuje organizmus človeka a zvierat,<br />
- poškodzuje prostredie alebo niektoré jeho zložky, t.j. prírodné, obytné alebo pracovné<br />
prostredie, čím vznikajú vyčísliteľné a nevyčísliteľné škody pre spoločnosť,<br />
- obťažuje okolie zhoršením kvality <strong>prostredia</strong> (napr. zápachom, znížením viditeľnosti<br />
a pod.).<br />
Intenzívne, mnohostranne a zväčša negatívne ovplyvňuje ovzdušie sám človek.<br />
Základnou príčinou stúpajúceho trendu znečisťovania ovzdušia je narastanie populácie, ktorá<br />
má všeobecnú tendenciu sťahovať sa do väčších mestských aglomerácií. S rastom počtu<br />
obyvateľstva sa zvyšujú požiadavky na energiu. Celý energeticko-výrobno-spotrebný<br />
komplex, ktorý zabezpečuje základné požiadavky vyspelej spoločnosti, kladie<br />
nepredstaviteľné nároky na životné prostredie a tým aj na ovzdušie a to jednak spotrebou<br />
kyslíka a jednak vypúšťaním plynných, kvapalných a tuhých exhalátov. Zdroje znečisťovania<br />
ovzdušia možno rozdeliť na prírodné (nezávislé od ľudskej činnosti) a umelé (vytvárané<br />
a ovplyvňované tendenčnou ľudskou činnosťou).
73<br />
Pri kategorizovaní problémov znečistenia ovzdušia sa najčastejšie vychádza z územného,<br />
vertikálneho, časového a kompetenčného hľadiska.<br />
Lokálne znečistenie ovzdušia sa vzťahuje na územie s plochou rádovo km 2 až<br />
desiatky km 2 (znečistenie ovzdušia miest a priemyselných oblastí). Úroveň koncentrácií je<br />
vysoká, prejavujú sa výrazné denné a sezónne zmeny. Tieto zmeny sú vyvolané zmenami<br />
miestnych emisných a meteorologických podmienok. Za riešenie vzniknutých situácií sú<br />
zodpovedné oblastné organizácie. Hlavnými zdrojmi lokálneho znečistenia ovzdušia sú<br />
exhaláty z miestneho priemyslu, stavebníctva, energeticky, automobilovej dopravy, domáceho<br />
vykurovania a zneškodňovania odpadov. Hlavnými zložkami znečistenia sú produkty<br />
spaľovania, exhaláty z priemyselných technológií a zložky výfukových plynov. Technické<br />
škodliviny sú: CO2, SO2, NO, NO2, uhľovodíky a tuhé častice. V lokálnom meradle sa<br />
výrazne prejavujú sekundárne formy znečistenia ovzdušia (zvýšenie koncentrácie ozónu<br />
a oxidantov).<br />
Znečistenie veľkých priemyselných aglomerácií sa vzťahuje na celé kraje do veľkosti cca 10<br />
km 2 . Z časového hľadiska koncentračných zmien sú rozhodujúce týždne a kompetencia patrí<br />
krajským orgánom.<br />
Celoštátne znečistenie sa vzťahuje na územie štátu, pričom z vertikálneho hľadiska<br />
ide o celú troposféru. Podstatné zmeny sa odohrávajú v rámci mesiacov a kompetencia patrí<br />
tiež krajským orgánom.<br />
Znečistenie ovzdušia spodnej troposféry celých územných celkov až častí kontinentov sa<br />
označuje ako regionálne znečistenie. Negatívne následky regionálneho znečistenia možno<br />
pozorovať až do vzdialenosti vyše 1000 km od zdroja znečistenia. Vo vyspelých<br />
priemyselných krajinách sa regionálne uplatňujú najmä exhaláty oxidov síry a dusíka. Sledujú<br />
sa tiež oxidanty, uhľovodíky a niektoré ťažké kovy. Pri vyhodnotení regionálneho znečistenia<br />
ovzdušia treba analyzovať dlhodobý vplyv a jeho následky na vodu, pôdu a citlivé<br />
ekosystémy. Kompetencia prislúcha medzinárodným orgánom.<br />
Globálne znečistenie označujeme znečistenie voľnej atmosféry, t.j. zmeny zloženia<br />
atmosféry ako celku. Z globálneho hľadiska sa dnes považujú za najzávažnejšie znečisťujúce<br />
látky oxid uhličitý a drobné čiastočky tuhých a kvapalných látok. Kompetencia patrí taktiež<br />
medzinárodným orgánom.<br />
4.1.4 Zdroje znečisťovania ovzdušia<br />
Zdroje znečisťovania ovzdušia môžeme rozdeliť do týchto skupín:<br />
- spaľovacie procesy v energetike vrátane stabilných kúrenísk (výroba elektrickej energie,<br />
tepla a teplej vody),
74<br />
- výrobné procesy v priemysle,<br />
- doprava (automobilová, železničná, letecká, riečna, námorná),<br />
- poľnohospodárstvo a potravinárstvo,<br />
- spaľovanie odpadov,<br />
- služby (autoservisy, čistiarne, práčovne atď.).<br />
Klasifikácia zdrojov znečisťovania sa bude neprestajne dopĺňať v spojitosti so zvyšovaním<br />
a diferenciáciou ľudskej aktivity.<br />
Znečisťujúcimi látkami sú tuhé, kvapalné a plynné zložky, ktoré priamo alebo po<br />
chemickej alebo fyzikálnej zmene v ovzduší alebo po spolupôsobení s inou látkou<br />
nepriaznivo ovplyvňujú ovzdušie a tým ohrozujú a poškodzujú zdravie ľudí alebo ostatných<br />
organizmov, zhoršujú ich životné prostredie, nadmerne ho obťažujú alebo poškodzujú<br />
majetok.<br />
V našom ponímaní je tento rozdiel medzi emisiou a imisiou:<br />
Emisia je hmotnosť škodliviny, ktorá uniká zo zdroja (najčastejšie z komína) za jednotku<br />
času.<br />
Imisia je koncentrácia škodliviny v ovzduší (napr. v ng.m -3 alebo v mg.m -3 ) v mieste jej<br />
pôsobenia na receptor (človek, rastlina, materiál).<br />
So zreteľom na vyššie povedané, všetky naše informácie sa týkajú imisií.<br />
4.2 Negatívne účinky jednotlivých vybraných znečisťujúcich látok<br />
4.2.1 Tuhé častice v ovzduší (prašnosť)<br />
Biologické účinky prachových častíc na organizmus závisia od ich koncentrácie,<br />
zloženia, fyzikálnych vlastností a dĺžky expozície. Zo zdravotného hľadiska sú<br />
najnebezpečnejšie častice s rozmermi od 3 μm - 0,01 μm, ktoré prenikajú hlboko do<br />
dýchacích ciest a ukladajú sa v pľúcach. Negatívne účinky prachu sú rôznorodé:<br />
- mechanické - dráždia očný spojivkový vak, sliznice, lymfatické cesty v pľúcach,<br />
- toxické - môžu obsahovať toxické chemikálie, kovy, dlhodobá expozícia s vysokou<br />
koncentráciou SiO2 vedie k silikóze,<br />
- alergizujúce - biologické aerosóly, niektoré chemikálie a kovy,<br />
- karcinogénne – niektoré chemikálie a kovy, azbest, sadze.<br />
Negatívny účinok prachových častíc môže byť synergicky zosilnený prítomnosťou niektorých<br />
plynných škodlivín, napr. oxidu siričitého.
75<br />
4.2.2 Oxidy dusíka (NO, NO2)<br />
Oxid dusičitý je oveľa toxickejší ako oxid dusnatý. Pôsobí dráždivo na oči a horné<br />
cesty dýchacie. V pľúcach s vodou vytvára zmes kyselín HNO2 a HNO3, ktoré narúšajú<br />
normálnu funkciu pľúc. Vo vysokých koncentráciách (vo vonkajšom prostredí sa<br />
nevyskytujú) môžu vyvolať edém pľúc. NO2 má vyššiu afinitu k hemoglobínu ako kyslík, čím<br />
zhoršuje prenos kyslíka do tkanív. Pri extrémnych koncentráciách môže spôsobiť cyanózu.<br />
Oxidy dusíka zhoršujú choroby srdca, znižujú obranné schopnosti organizmu voči infekciám,<br />
najmä dýchacích ciest.<br />
4.2.3 Oxid siričitý (SO2)<br />
Oxid siričitý všeobecne zhoršuje choroby dýchacieho aparátu, srdcovocievneho<br />
systému, dráždi pľúca, oči a pokožku. Negatívny účinok SO2 zvyšuje jeho synergizmus<br />
s inými látkami, prítomnými v ovzduší (aerosólové častice obsahujúce napr. NaCl, Fe, Mn, U,<br />
As a niektoré uhľovodíky). Pôsobenie SO2 v organizme je komplexné. Môže priamo alebo<br />
v následnej radikálnej forme reagovať s molekulami iných látok. Známe sú napr. jeho reakcie<br />
s DNK (možnosť indukcie nádorového procesu) a s nenasýtenými lipidmi. SO2 oxiduje na<br />
SO3 a sírany. Kyselina sírová a sírany (najmä síran amonný) tiež agresívne pôsobia na<br />
organizmus. Negatívne účinky SO2 a jeho oxidačných produktov na flóru, faunu a rôzne<br />
materiály sú široko zdokumentované.<br />
4.2.4 Ozón<br />
Ozón je vo vzdušnom obale Zeme veľmi nerovnomerne rozložený. V stratosfére (vo<br />
výške 10 až 50 km) sa nachádza hlavný podiel ozónu. Je to v dôsledku energeticky bohatého<br />
UV žiarenia, ktoré z kyslíka tvorí ozónovú vrstvu. Ak by sme ozón maximálne<br />
skoncentrovali, vytvoril by asi tri milimetrovú vrstvičku. A od tých troch milimetrov závisí<br />
náš život na Zemi. Ozónová vrstva funguje ako filter, zachytáva škodlivé ultrafialové žiarenie<br />
a prepúšťa Zemi životodárne svetlo a teplo. Úplne absorbuje UV-C žiarenie, so smrtiacimi<br />
účinkami pre živé organizmy a čiastočne absorbuje UV-B žiarenie, ktoré je schopné vyvolať<br />
celý rad nepriaznivých efektov. Pri zvýšenom prieniku UV-B žiarenia cez ozónovú vrstvu sa<br />
zvyšuje riziko výskytu kožnej rakoviny, očné zákaly, znížený rast zelených rastlín, narušenie<br />
potravinového reťazca v oceánoch a pod. Ozón vo vysokých vrstvách atmosféry je nestály,<br />
väzby v molekule ozónu sú podstatne slabšie ako v prípade molekuly kyslíka. Pôsobením<br />
slnečného svetla sa opäť rozkladá, pričom absorbuje slnečné žiarenie. Od vzniku života na<br />
Zemi sa ustálila určitá rovnovážna koncentrácia ozónu. Ozón existoval v stratosfére<br />
v rovnováhe medzi svojim vytváraním a jeho deštrukciou. Prirodzený proces deštrukcie
76<br />
ozónu v stratosfére však zrýchlila a spomínanú dynamickú rovnováhu narušila prítomnosť<br />
reaktívnych chemikálií, vyprodukovaných ľudskou činnosťou. Negatívne pôsobenie na<br />
ozónovú vrstvu sa pripisuje predovšetkým freónom (chlorovodíkové uhľovodíky), halónom,<br />
tetrachlórmetánu, 1,1,1-trichlóretánu a iným zlúčeninám chlóru, fluóru a brómu (tzv. látky<br />
poškodzujúce ozónovú vrstvu zeme). Tieto látky sa dlhé roky považovali za veľmi užitočné<br />
chemické látky vďaka svojej inertnosti v troposfére, širokému použitiu, ako aj pomerne<br />
ľahkej produkcii. Samotné tieto látky môžu v atmosfére existovať desiatky rokov,<br />
v niektorých prípadoch dokonca viac ako stovky rokov. Rozklad ozonosféry ich pôsobením je<br />
dnes rýchlejší ako proces jej obnovovania, pričom proces rozkladu ozónu vplyvom týchto<br />
látok je veľmi zložitý dej (dnes je známych viac ako 200 chemických reakcií procesu<br />
rozkladu ozónu.). V súvislosti s úbytkom stratosferického ozónu je významné monitorovanie<br />
jeho množstva. Určuje sa na základe absorpcie ultrafialového žiarenia. Vyjadruje sa v tzv.<br />
Dobsonových jednotkách (DU). Dobsonova jednotka zodpovedá pri normálnom tlaku 1013<br />
hPa a teplote 15C vrstve čistého ozónu hrubej 0,01 mm (táto miera hovorí len o celkovom<br />
množstve ozónu nad určitým miestom na Zemi). Prízemný ozón je hlavnou zložkou<br />
fotochemického smogu (letného typu vysokého znečistenia ovzdušia). Zvýšené koncentrácie<br />
ozónu dráždia oči a dýchací aparát. V extrémnych koncentráciách (aké sa vo vonkajšom<br />
ovzduší nevyskytujú) môže vyvolať edém pľúc. Ozón reaguje s nenasýtenými uhľovodíkmi<br />
za produkcie vysoko reaktívnych voľných radikálov. Zvýšené koncentrácie ozónu znižujú<br />
fyzický výkon, zvyšujú citlivosť organizmu na bakteriálne infekcie, poškodzujú vegetáciu,<br />
rôzne materiály. Súčasná úroveň koncentrácií ozónu na Slovensku predstavuje hlavný<br />
stresový faktor lesných ekosystémov a spôsobuje asi 5% úbytok poľnohospodárskej<br />
produkcie.<br />
4.2.5 Oxid uhoľnatý (CO)<br />
Oxid uhoľnatý pôsobí toxicky na ľudský organizmus tak, že ľahko reaguje<br />
s hemoglobínom, pričom vzniká pomerne stabilný komplex karbonylhemoglobín. Väzba<br />
medzi hemoglobínom a CO je asi 300 - krát pevnejšia ako väzba hemoglobínu s kyslíkom.<br />
Krvné farbivo tým stráca schopnosť prenášať kyslík, ktorý je nevyhnutný pre životné procesy.<br />
Množstvo viazaného CO na hemoglobín závisí od jeho koncentrácie v ovzduší, od doby<br />
pôsobenia a činnosti osoby. Napr. koncentrácia 0,37% CO v ovzduší spôsobuje po<br />
dvojhodinovom vdychovaní smrť. Koncentrácie 15-30 ng.m -3 v ovzduší spôsobuje zníženie<br />
mentálnej pohotovosti, čo dokazujú autonehody zapríčinené profesionálnymi vodičmi. Pri<br />
koncentráciách 60 - 70 ng.m -3 (zle vetrané dopravné tunely) spôsobuje bolesti hlavy
77<br />
a nutkanie na vracanie. Človek v čistom prostredí má asi 0,5% CO v krvi, obyvatelia miest<br />
5%, silný fajčiar 15% a pri otravách sa zistil obsah 60 až 70%.<br />
4.2.6 Regionálne znečistenie ovzdušia a kvalita zrážkových vôd<br />
Regionálne znečistenie ovzdušia je znečistenie hraničnej vrstvy atmosféry krajiny<br />
vidieckeho typu v dostatočnej vzdialenosti od lokálnych priemyselných a mestských zdrojov.<br />
Hraničná vrstva atmosféry je vrstva premiešavania, siahajúca od povrchu do výšky asi 1000<br />
m. V regionálnych polohách sú už priemyselné exhaláty viac-menej rovnomerne vertikálne<br />
rozptýlené v celej hraničnej vrstve a úroveň prízemných koncentrácií je nižšia ako v mestách.<br />
V regionálnom meradle s uplatňujú škodliviny zo spaľovacích procesov, oxid siričitý, oxidy<br />
dusíka, uhľovodíky, ťažké kovy. Doba zotrvania týchto látok v ovzduší je niekoľko dní, preto<br />
môžu byť v atmosfére prenesené až do vzdialenosti niekoľko tisíc kilometrov od zdroja.<br />
Produkty oxidácie primárnych plynných prímesí, napríklad sírany, sa vertikálnym prenosom<br />
dostanú do strednej troposféry, kde sa už zapájajú do globálnej cirkulácie. Regionálne<br />
znečistenie ovzdušia v Európe od roku 1950 narastalo paralelne s emisiami škodlivín<br />
z energetiky, priemyslu, vykurovania a dopravy. Negatívne sa pritom uplatnila výstavba<br />
vysokých komínov, ktoré predlžovali dobu zotrvania exhalátov v ovzduší. Následkom<br />
nekontrolovaného vývoja emisií bol rast kyslosti zrážkových vôd aj koncentrácií<br />
sekundárnych polutantov v ovzduší ako ozónu, peroxidu vodíka a ďalších. Ozón a kyslé<br />
zrážky predstavujú v súčasnosti v Európe hlavné stresové faktory lesných aj poľných<br />
ekosystémov.<br />
4.3 Koncentračné limity znečistenia ovzdušia<br />
Limitné hodnoty a medze tolerancie pre oxid siričitý (SO2) sú vyjadrené v ng/m 3 a sú<br />
vztiahnuté na štandardné podmienky: objem prepočítaný na teplotu 293 K a tlak 101,3 kPa.<br />
Účel<br />
1. Hodinová hodnota<br />
limitu pre ochranu<br />
ľudského zdravia<br />
2. Denná limitná<br />
hodnota pre ochranu<br />
ľudského zdravia<br />
3. Limitná hodnota pre<br />
ochranu ekosystémov<br />
Priemerované<br />
obdobie<br />
1 hodina<br />
24 hodín<br />
kalendárny rok<br />
a zimné obdobie (od 1.<br />
októbra do 31. marca)<br />
Limitná hodnota<br />
350 ng/m 3 , nesmie byť<br />
prekročená viac ako<br />
24x za kalendárny rok<br />
125 ng/m 3 , nesmie byť<br />
prekročená viac ako<br />
3x za kalendárny rok<br />
20 ng/m 3<br />
Dátum, ku ktorému<br />
je potrebné<br />
dosiahnuť limitnú<br />
hodnotu<br />
1. 1. 2005<br />
1. 1. 2005<br />
odo dňa nadobudnutia<br />
účinnosti vyhlášky
78<br />
Limitné hodnoty a medze tolerancie pre oxid dusičný (NO2) a oxidy dusíka (NOx) sú<br />
vyjadrené v ng/m 3 a sú vztiahnuté na štandardné podmienky: objem prepočítaný na teplotu<br />
293 K a tlak 101,3 kPa.<br />
Účel<br />
1. hodinová<br />
hodnota limitu pre<br />
ochranu ľudského<br />
zdravia<br />
2 ročná limitná<br />
hodnota pre<br />
ochranu ľudského<br />
zdravia<br />
3. Ročná limitná<br />
hodnota pre<br />
ochranu vegetácie<br />
Priemerované<br />
hodnoty<br />
1 hodina<br />
Limitná hodnota<br />
200 ng/m 3 , nesmie<br />
byť prekročená viac<br />
ako 18x za<br />
kalendárny rok<br />
Dátum, ku ktorému je<br />
potrebné dosiahnuť limitnú<br />
hodnotu<br />
1. 1. 2010<br />
kalendárny rok 40 ng/m 3 NO2 1. 1. 2010<br />
kalendárny rok 30 ng/m 3 NOx<br />
Limitné hodnoty a medze tolerancie pre tuhé častice (PM10)<br />
1.Etapa<br />
Účel<br />
24-hodinová<br />
limitná hodnota<br />
pre ochranu<br />
ľudského zdravia.<br />
Ročná limitná<br />
hodnota pre<br />
ochranu ľudského<br />
zdravia<br />
Priemerované<br />
obdobie<br />
24 hodín<br />
Limitná<br />
hodnota<br />
50 ng/m 3 PM10,<br />
nesmie byť<br />
prekročená viac<br />
ako 35 krát za<br />
kalendárny rok.<br />
Medza<br />
tolerancie<br />
odo dňa nadobudnutia<br />
účinnosti vyhlášky<br />
15 ng/m 3 (30%)<br />
od nadobudnutia<br />
účinnosti<br />
vyhlášky do<br />
konca roku 2002,<br />
zníženie od 1.<br />
januára 2003<br />
a následne<br />
každých ďalších<br />
12 mesiacov<br />
rovnakým<br />
ročným<br />
percentom tak,<br />
aby sa 1. januára<br />
2005 dosiahlo<br />
0%.<br />
Kalendárny rok 40 ng/m 3 PM10 4,8 ng/m 3 (30%)<br />
od nadobudnutia<br />
účinnosti<br />
vyhlášky do<br />
konca roku 2002,<br />
zníženie od 1.<br />
januára 2003<br />
a následne<br />
Dátum, ku<br />
ktorému je<br />
potrebné<br />
dosiahnuť<br />
limitnú hodnotu<br />
1. január 2005<br />
1. január 2005
2. Etapa<br />
Účel<br />
24-hodinová<br />
limitná hodnota<br />
pre ochranu<br />
ľudského zdravia<br />
Ročná limitná<br />
hodnota pre<br />
ochranu ľudského<br />
zdravia<br />
Priemerované<br />
obdobie<br />
24 hodín<br />
79<br />
každých ďalších<br />
12 mesiacov<br />
rovnakým<br />
ročným<br />
percentom tak,<br />
aby sa 1. januára<br />
2005 dosiahlo<br />
0%.<br />
Limitná hodnota Medza<br />
tolerancie<br />
50 ng/m 3 PM10,<br />
nesmie byť<br />
prekročená viac<br />
ako 7 krát za<br />
kalendárny rok.<br />
kalendárny rok 20 ng/m 3 PM10<br />
Odvodí sa od<br />
získaných údajov<br />
a bude<br />
ekvivalentná<br />
limitnej hodnote<br />
1. etapy<br />
50% (10 ng/m 3 )<br />
od 1. januára<br />
2005 znužujúc sa<br />
následne každých<br />
ďalších 12<br />
mesiacov<br />
rovnakým<br />
ročným<br />
percentom tak,<br />
aby sa 1. januára<br />
2005 dosiahlo<br />
0%.<br />
Dátum. Ku<br />
ktorému je<br />
potrebné<br />
dosiahnuť<br />
limitnú hodnotu<br />
1. január 2010<br />
1. január 2010<br />
(1) Uvedené indikatívne limitné hodnoty sa budú revidovať na základe ďalších informácií<br />
o účinkoch na zdravie a životné prostredie, technickú uskutočniteľnosť a skúsenosti<br />
s uplatňovaním limitných hodnôt v 1. etape.<br />
Limitné hodnoty a medze tolerancie pre olovo<br />
Účel<br />
Ročná limitná<br />
hodnota pre ochranu<br />
ľudského zdravia<br />
Priemerované<br />
obdobie<br />
Limitovaná<br />
hodnota<br />
Dátum, ku ktorému je<br />
potrebné dosiahnuť<br />
limitnú hodnotu<br />
kalendárny rok 0,5 ng/m 3 1. 1. 2005
80<br />
Limitná hodnota<br />
Limitná hodnota pre oxid uhoľnatý musí byť vyjadrená v ng/m 3 a vztiahnutá na štandardné<br />
podmienky: objem prepočítaný na teplotu 293 K a tlak 101,3 kPa.<br />
Účel<br />
Limitná hodnota pre<br />
ochranu ľudského<br />
zdravia<br />
Priemerované<br />
obdobie<br />
maximálny denný<br />
osemhodinový<br />
priemer<br />
Limitná<br />
hodnota<br />
Dátum, ku ktorému je<br />
potrebné dosiahnuť<br />
limitnú hodnotu<br />
10 mg/m 3 1. 1. 2005<br />
Limitná hodnota pre benzén musí byť vyjadrená v ng/m 3 a vztiahnutá na štandardné<br />
podmienky: objem prepočítaný na teplotu 293 K a tlak 101,3 kPa.<br />
Účel<br />
Limitná hodnota pre<br />
ochranu ľudského<br />
zdravia<br />
Priemerované<br />
obdobie<br />
Limitná<br />
hodnota<br />
Dátum, ku ktorému je<br />
potrebné dosiahnuť<br />
limitnú hodnotu<br />
kalendárny rok 5 ng/m 3 1. 1. 2010<br />
4.3.1 Horné a dolné medze na posudzovanie úrovne znečistenia ovzdušia<br />
Určujú sa nasledujúce horné a dolné medze na posudzovanie úrovne znečistenia<br />
ovzdušia vybranými znečisťujúcimi látkami:<br />
Oxid siričitý<br />
Horná medza na<br />
posudzovanie<br />
Dolná medza na<br />
posudzovanie<br />
Oxid dusičný a oxidy dusíka<br />
Horná medza na<br />
posudzovanie<br />
Dolná medza na<br />
posudzovanie<br />
Ochrana zdravia Ochrana ekosystémov<br />
60% z 24-hodinovej limitnej hodnoty (hodnota 75<br />
ng/m 3 nesmie sa prekročiť viac ako 3x za<br />
kalendárny rok)<br />
40% z 24-hodinových limitných hodnôt (hodnota<br />
50 ng/m 3 nesmie sa prekročiť viac ako 3x za<br />
kalendárny rok)<br />
Hodinová limitná hodnota<br />
na ochranu zdravia (NO2)<br />
70% z limitnej hodnoty<br />
(hodnota 140 ng/m 3 nesmie<br />
sa prekročiť viac ako 18x<br />
za kalendárny rok)<br />
50% z limitnej hodnoty<br />
(hodnota 100 ng/m 3 nesmie<br />
sa prekročiť viac ako 18x<br />
za kalendárny rok)<br />
Ročná limitná<br />
hodnota na ochranu<br />
zdravia (NO2)<br />
80% z limitnej<br />
hodnoty (32 ng/m 3 )<br />
65% z limitnej<br />
hodnoty (26 ng/m 3 )<br />
60% zo zimnej limitnej<br />
hodnoty (12 ng/m 3 )<br />
40% zo zimnej limitnej<br />
hodnoty (8 ng/m 3 )<br />
Ročná limitná hodnota na<br />
ochranu vegetácie (NOx)<br />
80% z limitnej hodnoty (24<br />
ng/m 3 )<br />
65% z limitnej hodnoty<br />
(19.5 ng/m 3
81<br />
Tuhé častice<br />
Horná a dolná medza na posudzovanie pre PM10 sú založené na limitných hodnotách platných<br />
od 1. januára 2010.<br />
Horná medza na<br />
posudzovanie<br />
Dolná medza na<br />
posudzovanie<br />
24-hodinový priemer Ročný priemer<br />
60% z limitnej hodnoty (hodnota 30<br />
ng/m 3 nesmie sa prekročiť viac ako 7x<br />
za kalendárny rok)<br />
Olovo, Benzén, Oxid uhoľnatý<br />
Olovo<br />
Horná medza na posudzovanie<br />
Dolná medza na posudzovanie<br />
Benzén<br />
Horná medza na posudzovanie<br />
Dolná medza na posudzovanie<br />
Oxid uhoľnatý<br />
Horná medza na posudzovanie<br />
Dolná medza na posudzovanie<br />
40% z limitnej hodnoty (hodnota 20<br />
ng/m 3 nesmie sa prekročiť viac ako 7x<br />
za kalendárny rok)<br />
ročný priemer<br />
70% limitnej hodnoty (0,350 ng/m 3 )<br />
50% limitnej hodnoty (0,250 ng/m 3 )<br />
70% limitnej hodnoty (3,5 ng/m 3 )<br />
50% limitnej hodnoty (2 ng/m 3 )<br />
70% limitnej hodnoty (7 ng/m 3 )<br />
50% limitnej hodnoty (5 ng/m 3 )<br />
70% z limitnej hodnoty<br />
(14 ng/m 3 )<br />
50% z limitnej hodnoty<br />
4.3.2 Určenie prekročení horných a dolných medzí na posudzovanie znečistenia<br />
1) Ak sú k dispozícií dostatočné údaje, musia sa prekročenia horných a dolných medzí na<br />
posudzovanie určiť na základe koncentrácií nameraných za posledných 5 rokov. Medza na<br />
posudzovanie sa bude považovať za prekročenú, ak je za týchto posledných 5 rokov celkový<br />
počet prekročení číselne vyjadrených koncentrácií medzí tri krát vyšší ako počet povolených<br />
prekročení každý rok.<br />
2) V prípade, že je k dispozícií menej údajov ako za 5 rokov, môžu sa určiť<br />
prekročeniahorných a dolných medzí na posudzovanie kombináciou meracích kampaní<br />
kratšieho trvania počas jedného roka a v lokalitách, v pravdepodobne s najvyššími úrovňami<br />
znečistenia, s výsledkami, ktoré sa získali z emisných inventúr a modelovania.<br />
Vyžadovaná kvalita voľného a pracovného ovzdušia v celosvetovom meradle sa normatívne<br />
stanovuje na základe presne definovaných kritérií, ktoré sa v jednotlivých krajinách môžu<br />
značne odlišovať. Na dôležitom mieste tu stoja hygienické požiadavky, ktoré sa vyjadrujú<br />
formou imisných limitov ako najvyššie prípustné koncentrácie (NPK) škodlivín v ovzduší.
82<br />
a) Krátkodobá NPK označovaná ako Kmax je stredná, normatívne daná hodnota najvyššej<br />
prípustnej koncentrácie znečisteniny vo voľnom ovzduší za časový úsek 30 minút. Stredná<br />
hodnota reálnej koncentrácie v časovom úseku 30 minút zisťovaná na určenom mieste sa<br />
označuje ako kmax.<br />
b) Priemerná 24-hodinová NPK označovaná ako Kd je stredná normatívne daná hodnota<br />
najvyššej prípustnej koncentrácie znečisteniny vo voľnom ovzduší za časový úsek 24 hodín.<br />
Stredná hodnota reálnej koncentrácie v časovom úseku 24 hodín zisťovaná na určenom mieste<br />
sa označuje ako kd.<br />
c) Na hodnotenie stupňa znečistenia voľného ovzdušia zo súboru hodnôt koncentrácií kd slúži<br />
index znečistenia ovzdušia IZ. Index znečistenia sa pre dané obdobie počíta zo súboru časovo<br />
rovnomerne rozložených hodnôt kd. Výpočet IZ a hodnotenie stupňa znečistenia sa realizuje<br />
takto:<br />
1. Súbor nameraných hodnôt kd sa rozdelí do tried (I. až VI.) podľa násobku Kd (tab. 4.1)<br />
Tab. 4.1 Rozdelenie súboru nameraných hodnôt do tried<br />
Trieda Násobok Kd<br />
Koeficient hyg.<br />
závažnosti<br />
I. 1,00 1<br />
II. 1,01 - 1,50 2<br />
III. 1,51 -2,00 5<br />
IV. 2,01 - 3,00 25<br />
V. 3,01 - 4,00 125<br />
VI. 4,01 a viac 625<br />
2. K jednotlivým triedam sa priradia absolútne početnosti hodnôt nameraných koncentrácií kd.<br />
3. Absolútne početnosti sa v jednotlivých triedach prevedú na relatívne početnosti<br />
v percentách.<br />
4. Relatívne početnosti sa vynásobia koeficientom hygienickej závažnosti.<br />
5. Súčet súčinov je hodnotou indexu znečistenia.<br />
6. Ak IZ < 120 ovzdušie sa hodnotí ako čisté, pri 120 < IZ < 200 ovzdušie sa hodnotí ako<br />
znečistené, pri IZ > 200 ide o ovzdušie veľmi znečistené. Výpočet indexu znečistenia pri<br />
izolovanom pôsobení oxidu siričitého ilustruje Tab. 4.2 KdSO2 je 150 ng.m -3 .
Tab. 4.2 Výpočet indexu znečistenia<br />
Trieda<br />
I.<br />
II.<br />
III.<br />
IV.<br />
V.<br />
VI.<br />
KdSO2<br />
(ng.m -3 )<br />
Do 150<br />
151-225<br />
226-300<br />
301-450<br />
451-600<br />
601 a viac<br />
Absolútna<br />
početnosť<br />
260<br />
100<br />
5<br />
0<br />
0<br />
0<br />
83<br />
Relatívna<br />
početnosť %<br />
71,2<br />
27,4<br />
1,4<br />
0<br />
0<br />
0<br />
Koeficient<br />
hyg.<br />
závažnosti<br />
1<br />
2<br />
5<br />
25<br />
125<br />
625<br />
Súčin<br />
71,2<br />
54,8<br />
7,0<br />
0<br />
0<br />
0<br />
Súčet 365 100 IZ = 133<br />
d) V pracovnom prostredí sa normatívne definujú najvyššie prípustné koncentrácie ako NPK-<br />
P priemerné a NPK-P hraničné. NPK-P sa vzťahujú na osemhodinovú a kratšiu pracovnú<br />
smenu. Celosmenovo stanovená priemerná hodnota koncentrácie danej škodliviny, ktorá je<br />
váženým priemerom nameraných hodnôt nesmie prekračovať NPK-P priemerné. Hodnoty<br />
NPK-P hraničné sa nesmú prekračovať v žiadnom prípade.<br />
e) Emisnými limitmi sa nazývajú povolené množstvá úletov znečisťujúcich látok. Vzhľadom<br />
na svoj charakter, problematika emisných limitov patrí do legislatívy ochrany ovzdušia a do<br />
disciplíny technológie ochrany ovzdušia. V tab. 4.3 uvádzame hodnoty Kmax, Kd a NPK-P<br />
niektorých vybraných znečistenín.<br />
Tab. 4.3 Hodnoty Kmax, Kd a NPK-P niektorých znečistením ovzdušia<br />
Látka<br />
Kmax<br />
(ng.m -3 )<br />
Kd<br />
(ng.m -3 )<br />
NPK-P<br />
primerné<br />
(mg.m -3 )<br />
NPK<br />
hraničné<br />
(mg.m 3 )<br />
Benzén 2400 800 10 20<br />
benzín 5000 1500 500 2500<br />
tech. dietyléter 2400 800 500 1500<br />
etylacetát 100 100 400 2000<br />
fluórovodík 20 5 1,0 2,0<br />
formaldehyd 50 35 0,5 1,0
fosforovodík 1 0,2 0,1 0,2<br />
fosgén 10 3 0,5 1,0<br />
chlór 100 30 3,0 6,0<br />
kadmium (anorg. zlúč. Cd) 10 3 0,05 0,1<br />
kyanidy 8 8 3,0 10<br />
kyanovodík 8 8 3,0 10<br />
84<br />
metylénchlorid 3000 1000 500 2500<br />
olovo (zlúč. Pb okrem TEO) - 0,7 0,05 0,2<br />
oxid siričitý 500 150 5 10<br />
oxid uhoľnatý 6000 1000 30 150<br />
ozón - - 0,1 0,2<br />
sírouhlík 30 10 10 20<br />
sulfán 8 8 10 20<br />
tetrachlóretylén 120 60 250 1250<br />
toluén 600 600 200 1000<br />
vinylchlorid 300 100 10 30<br />
xylén 200 200 200 1000<br />
TEO tetraetylolovo<br />
4.3.3 Imisné limity pre ovzdušie znečisťujúce látky<br />
Znečisťujúca látka Vyjadrená ako Imisné limity ng.m -3 <br />
IHr IHd IH 8h IHk<br />
Polietavý prach (PP) 60 150 - 500<br />
Oxid siričitý SO2 60 150 - 500<br />
Oxid siričitý a PP SO2 a PP - 250*<br />
Oxidy dusíka NOx 80 100 200<br />
Oxid uhoľnatý CO - 5000 - -<br />
Ozón O3 - - 110 -<br />
Podmienky dodržania limitu:<br />
Koncentrácie Ihd a Ihk pre polietavý prach, SO2, NOx a CO nesmú byť v priebehu roka<br />
prekročené vo viac než 5 % prípadov. Všetky hodnoty sú v ng.m -3 .<br />
Vysvetlivky k symbolom:
85<br />
* vypočítaný aritmetický súčet denných priemerných koncentrácií obidvoch zložiek.<br />
Ihr - priemerná ročná koncentrácia znečisťujúcej látky. Priemernou koncentráciou<br />
sa rozumie stredná hodnota koncentrácie zistená na určenom mieste v časovom<br />
úseku jedného roka ako aritmetický priemer z priemerných 24-hodinových<br />
koncentrácií.<br />
Ihd - priemerná denná koncentrácia znečisťujúcej látky. Priemernou dennou koncentráciou<br />
sa rozumie stredná hodnota koncentrácie zistená na určenom mieste v časovom úseku<br />
24 hodín. Priemernou dennou koncentráciou sa rozumie aj stredná hodnota najmenej 2<br />
rovnomerne rozložených meraní priemerných polhodinových koncentrácií v časovom<br />
úseku 24 hodín (aritmetický priemer).<br />
IH8h - priemerná 8-hodinová koncentrácia znečisťujúcej látky. Priemernou 8-hodinovou<br />
koncentráciou sa rozumie stredná hodnota koncentrácie zistená na určenom mieste<br />
v časovom úseku 8 hodín.<br />
Ihk - priemerná polhodinová koncentrácia znečisťujúcej látky. Priemernou polhodinovou<br />
koncentráciou sa rozumie stredná hodnota koncentrácie zistená na určenom mieste<br />
v časovom úseku 30 minút.<br />
Osobitné imisné limity na účely vyhlásenia signálov Upozornenie, Varovanie a Regulácie<br />
strediskom čiastkového moniotorovacieho strediska Ovzdušie (SHMÚ)<br />
A. Signál UPOZORNENIE nasleduje po prekročení:<br />
1.<br />
trojhodinového kĺzavého priemeru koncentrácie<br />
oxidu siričitého (SO2 )<br />
350 ng.m -3<br />
alebo oxidov dusíka (vyjadrených ako NOx) 400 ng.m -3<br />
alebo oxidu uhoľnatého CO 10 000 ng.m -3<br />
2. hodinového priemeru koncentrácie ozónu 180 ng.m -3<br />
B. Signál PRVÝ REGULAČNÝ STUPEŇ nasleduje po prekročení<br />
1.<br />
trojhodinového kĺzavého priemeru koncentrácie<br />
oxidu siričitého alebo oxidov dusíka (vyjadrených<br />
ako NOx) alebo oxidu uhoľnatého<br />
700 ng.m -3<br />
700 ng.m -3<br />
15 000 ng.m -3<br />
2. súčtu kĺzavého 24-hodinového priemeru 900 ng.m -3
86<br />
koncentrácie oxidu siričitého s dvojnásobkom<br />
kĺzavého 24-hodinového priemeru koncentrácie<br />
polietavého prachu<br />
C. Signál DRUHÝ REGULAČNÝ STUPEŇ nasleduje po prekročení<br />
1.<br />
2.<br />
trojhodinového kĺzavého priemeru koncentrácie<br />
oxidu siričitého<br />
1 050 ng.m -3<br />
alebo oxidov dusíka (vyjadrených ako NOx) 1 000 ng.m -3<br />
alebo oxidu uhoľnatého (CO) 20 000 ng.m -3<br />
súčtu kĺzavého 24-hodinového priemeru<br />
koncentrácie oxidu siričitého s dvojnásobkom<br />
kĺzavého 24-hodinového priemeru koncentrácie<br />
polietavého prachu<br />
D. Signál VAROVANIE nasleduje po prekročení<br />
1 100 ng.m -3<br />
hodinového priemeru koncentrácie ozónu 360 ng.m -3<br />
4.4 Monitorovanie znečistenia ovzdušia<br />
Európska monitorovacia sieť EMEP (Co-operative Programme for Monitoring and<br />
Evaluation of the Long-Range Transmission of Air Pollutants in Europe – Kooperatívny<br />
program pre monitorovanie a hodnotenie diaľkového prenosu znečistenia ovzdušia v Európe)<br />
má v súčasnosti viac než 1000 regionálnych staníc a 4 vybrané stanice národnej regionálnej<br />
siete staníc SHMÚ sú jej súčasťou. Merací program staníc EMAP sa postupne rozširoval.<br />
Merania zlúčenín síry a analýzy zrážok postupne dopĺňali oxidy dusíka, dusičnany, amónne<br />
ióny v ovzduší, polietavý prach, ozón a v roku 1994 sa začali v spolupráci s medzinárodným<br />
chemickým centrom EMEP-Nórskym ústavom pre atmosferický výskum v Kjelleri,<br />
realizovať merania prchavých organických látok. Od roku 1995, prebieha 6. fáza programu<br />
EMEP, v ktorej sú začlenené aj merania ťažkých kovov a perzistenetých organických látok.<br />
Sieť EMEP pre merania ťažkých kovov sa konštituuje a merania perzistenetných organických<br />
látok zostávajú v členských krajinách EMEP na báze dobrovoľnosti.<br />
Stanovenie znečistenín ovzdušia sa uskutočňuje:<br />
- vo voľnom ovzduší,<br />
- v uzavretých miestnostiach (byt, pracovisko),<br />
- v miestach vypúšťania (úniku) škodlivín.
87<br />
Stanovenie znečistenín vo voľnom ovzduší sa nazývanie monitorovanie (analýza) imisii<br />
a stanovenie v mieste vypúšťania škodlivín monitorovanie (analýza) emisií (exhalátov).<br />
Postupy používané v uvedených troch oblastiach sa navzájom významne odlišujú,<br />
predovšetkým meranými koncentračnými rozsahmi. Imisie sa monitorujú pri hodnotách rádu<br />
mg.m -3 , kým v prípade emisií sú to hodnoty rádu g.m -3 . Koncentrácie znečistenín<br />
v uzavretých miestnostiach (na pracoviskách) sa nachádzajú medzi týmito koncentračnými<br />
rozmedziami.<br />
Pri monitorovaní emisií sa zisťuje množstvo znečisťujúcej látky vypúšťanej zo zdroja a to<br />
jednak v závislosti od času a jednak v závislosti od výkonnosti zdroja. Realizuje sa to:<br />
- diskontinuálnym meraním alebo kontinuálnou registráciou,<br />
- výpočtom na základe surovinovej či palivovej bilancie alebo na základe priemerných<br />
emisných faktorov. Monitorovanie ovzdušia sa realizuje pomocou manuálnych alebo<br />
inštrumentálnych metód. Veľká časť odporúčaných postupov sa však skladá z prvkov<br />
oboch týchto skupín súčasne.<br />
4.4.1 Odber vzoriek ovzdušia<br />
Pri odbere vzoriek je nutné dodržať najmä tieto zásady:<br />
1. vzorka musí byť reprezentatívna vzhľadom na reálny stav v mieste odberu,<br />
2. vybraná metóda odberu musí poskytovať<br />
- spoľahlivé meranie celkového objemu alebo prietoku vzduchu,<br />
- účinnú a stabilnú absorpciu, väzbu alebo fixáciu stanovovanej zložky,<br />
- jednoduchú možnosť stanovenia koncentrácie na analyzovanej zložke,<br />
- čo najvyššiu selektivitu vzhľadom na stanovenú zložku.<br />
3. výber miesta, času a trvania odberu musí zodpovedať plánovanej interpretácii získavaných<br />
výsledkov.<br />
Podstatné súčasti každej odberovej aparatúry bez ohľadu na charakter nosného média<br />
a analyzovanej zložky zabezpečujú tieto funkcie:<br />
- prívod analyzovaného ovzdušia,<br />
- pohltenie, fixáciu alebo uchovávanie stanovenej zložky,<br />
- určenie celkového množstva analyzovaného vzduchu,<br />
- zabezpečenie dostatočného odsávania.<br />
4.4.2 Imisný odber plynných znečistenín ovzdušia<br />
Analyzovaný vzduch sa do odberovej aparatúry privádza čo najkratšou cestou. Dĺžka<br />
prívodu nemá prekračovať 2 m. Materiál prívodného potrubia alebo hadice musí byť voči
88<br />
stanovenej zložke inertný (kremenné sklá, ušľachtilé ocele, Pyrex sklo, teflón, polyetylén,<br />
polypropylén, polyvinylchlorid, silikónová guma). Ústie prívodného potrubia alebo hadice sa<br />
má nachádzať vo výške 1,5 m nad terénom.<br />
Na zachytenie analyzovanej zložky z plynnej vzorky sa používajú kvapalné<br />
absorbenty alebo tuhé adsorbenty, zriedkavejšie sa vzorka napustí do sklenej plynovej trubice.<br />
V prípade použitia absorpčných roztokov tieto sa umiestňujú do adsorpčných nádob rôznych<br />
konštrukcií a veľkostí umožňujúcich čo najúplnejší styk absorbentu s odoberanou vzorkou<br />
vzduchu. V záujme dosiahnutia uvedených podmienok kvalitného odberu sa v posledných<br />
rokoch navrhli a skonštruovali desiatky rôznych impingerov (využívajú na absorpciu<br />
zotrvačnú hmotnosť oddeľovaných zložiek vzorky, ktoré po prechode zúženým otvorom<br />
narážajú na kolmo postavenú a absorpčným roztokom zmáčanú doštičku alebo dno<br />
impingera) a fritových (rozprašujú presávanú vzorku vzduchu a zabezpečujú čo najúčinnejší<br />
styk veľkého povrchu bubliniek vzduchu s absorpčným médiom) alebo špirálových<br />
(využívajú zmáčanie vzorky vzduchu na povrchu špirálovej sklennej trubice naplnenej<br />
absorpčným roztokom) absorbérov. Impingerove fritové absorbéry sú v podstate viac či menej<br />
prispôsobené premyvačky. Do absorpčných roztokov je možné zachytiť a skoncentrovať<br />
nielen plyny, ale aj jemne dispergované tuhé a kvapalné častice a to na základe rôznych<br />
fyzikálno-chemických procesov: rozpúšťaním, chemickou reakciou, zvlhčovaním atď.<br />
V posledných rokoch sa čoraz častejšie používajú automatické odberové zariadenia,<br />
obsahujúce niekoľko za sebou zapojených adsorpčných nádob (väčšinou 8), ktoré začínajú,<br />
resp. končia odber podľa voliteľného programu bez prítomnosti obsluhy. U nás sú známe<br />
predovšetkým nádoby maďarskej firmy Radelkis pod názvom Aeromat alebo Emimat. Tuhé<br />
adsorbenty na zachytávanie stanovovanej zložky majú mnoho výhod (jednoduchá<br />
manipulácia a doprava, vysoká účinnosť a selektivita, možnosť koncentrovania stanovovanej<br />
zložky, možnosť získavania stanovovanej zložky v pôvodnom stave). Ako absorpčné nádobky<br />
sa používajú 200-400 mm dlhé, väčšinou sklenné trubice s vnútorným priemerom 5-10 mm.<br />
Voľba adsorbentu závisí od stanovovanej zložky a vlhkosti odoberaného vzduchu. Polárne<br />
adsorbenty (oxidy kovov najmä Al2O3 a silikagél) sú vhodné na zachytenie stanovovaných<br />
plynov a pár vzoriek vzduchu s nízkou vlhkosťou. Nepolárne adsorbenty (rôzne druhy<br />
aktívneho uhlia) sú pre minimálnu hygroskopicitu a veľkú adsorpčnú kapacitu výhodne<br />
použiteľné aj pre dlhotrvajúci odber vlhkého vzduchu. Účinnosť adsorpcie mnohých plynov<br />
na tuhých absorbentoch možno zvyšovať použitím špecifických impregnačných látok. Odber<br />
vzorky sa môže uskutočniť aj jednoduchým napustením vzduchu do plynovej trubice<br />
(väčšinou do 2000 ml) na oboch koncoch vybavenej dokonale tesniacimi kohútikmi. Plynové<br />
trubice sa napĺňajú nasávaním vzorky pomocou aspirátorov alebo jednoduchších čerpadiel
89<br />
alebo napúšťaním vzorky do najskôr vyvákuovanej plynovej trubice. Jeden z najúčinnejších<br />
postupov realizácie analýzy za použitia plynových trubíc predpokladá vtlačenie roztoku<br />
činidla do vzorkou naplnenej trubice. Pri následnom pretrepaní obsahu trubice dochádza buď<br />
k absorpcii sledovanej zložky vzorky do roztoku činidla alebo k chemickej reakcii<br />
umožňujúcej napr. kolorimetrické stanovenie. V posledných rokoch sa v moderných<br />
laboratóriách s úspechom využívajú na odber a uchovávanie vzoriek vzduchu nafukovateľné<br />
vzduchotesne uzatvoriteľné plastové vrecia (polyetylénové, polypropylénové,<br />
tetrafluoretylénové, polyesterové) s objemom 1-100 L.<br />
Pri odbere vzoriek vzduchu, ktoré nie sú okamžite analyzované, je nevyhnutné zabezpečiť,<br />
aby teplota vzorky a koncentrácie vodných pár vo vzorke boli dostatočne rozdielne od<br />
podmienok rosného bodu. V opačnom prípade by dochádzalo ku kondenzácií vodných pár na<br />
vnútorných stenách odberových nádob a to by v konečnom dôsledku viedlo ku skresleniu<br />
výsledkov následnej analýzy.<br />
4.4.3 Určenie množstva analyzovaného vzduchu<br />
Množstvo analyzovaného vzduchu (t.j. vzduchu presávaného odberovou aparatúrou)<br />
možno principiálne stanoviť troma spôsobmi:<br />
- meraním rýchlosti lineárneho prúdenia vzduchu,<br />
- meraním prietoku vzduchu,<br />
- meraním pretečeného objemu vzduchu.<br />
Rýchlosť lineárneho prúdenia vzduchu sa najčastejšie meria termomanometrami. Ich funkcia<br />
spočíva v tom, že citlivý polovodičový alebo termoodporový snímač sa stabilne umiestni do<br />
prúdu odoberaného vzduchu. Odpor snímača, závislý od rýchlosti lineárneho prúdenia<br />
vzduchu sa potom okalibruje vhodným prietokomerom, pri konštantnej teplote.<br />
Prietok vzduchu sa v laboratórnej praxi najčastejšie meria rotometrami a prierezovými alebo<br />
bublinkovými prietokomermi. Činnosť rotametrov je založená na meraní polohy plaváka<br />
nadnášaného pretekajúcim médiom v kónicky sa rozširujúcej rúrke. Sú to najčastejšie<br />
montované zariadenia do firemne dodávaných odberových aparatúr. Prierezové prietokomery<br />
pracujú na základe určenia tlakového rozdielu medzi dvoma miestami s nerovnakým<br />
prierezom. Skladajú sa z kapilár a rôzne konštruovaných otvorených manometrov naplnených<br />
vodou, silikónovým olejom alebo ortuťou. Prietok meraného média kapilárou je priamo<br />
úmerný určovanému tlakovému spádu. Bublinkové prietokomery pracujú na princípe určenia<br />
objemovej prietokovej rýchlosti mydlových bubliniek unášaných meraným plynom<br />
v kalibračnej rúrke. Ich nevýhodou je, že nepracujú kontinuálne. Z ostatných prietokomerov<br />
môžeme uviesť zariadenia pracujúce na základe prenosu tepla a turbínové prietokomery.
90<br />
Objem pretečeného vzduchu sa v laboratórnych podmienkach meria mokrými alebo suchými<br />
plynomermi. Mokré plynomery (tzv. vodné plynové hodiny) pracujú na základe postupného<br />
napĺňania a vyprázdňovania štyroch radiálne umiestnených komôr, na osi plynomeru. Pri<br />
postupnom napĺňaní pretekajúcim plynom sa komory vynárajú z pracovnej kvapaliny a ich<br />
pohyb sa prenáša na počítadlo. Základnými konštrukčnými prvkami suchých plynomerov sú<br />
dve komory, v ktorých sa pohybujú deliace steny, vytvárajúce štyri merné priestory. Pohyb<br />
deliacich stien sa mechanicky prenáša ventilovým rozvodovým mechanizmom.<br />
Odsávanie vzoriek sa uskutočňuje podľa náročnosti odberovej aparatúry: ručnými<br />
čerpadlami, aspirátormi, vodnými vývevami, membránovými čerpadlami a olejovými<br />
rotačnými vývevami. Na odber neveľkých objemov vzoriek (do 2 litrov), ktoré sa zväčša<br />
súčasne s odberom podrobujú analýze, sa často používajú ručné čerpadlá ako aj<br />
veľkoobjemové injekčné striekačky. Na odber objemov okolo 10 litrov sa používajú rôzne<br />
zostavy aspirátorov. Nedostatkom vodných vývev je to, že ich nemožno inštalovať v teréne.<br />
Medzi najrozšírenejšie odsávacie zariadenia patria membránové čerpadlá. Olejové rotačné<br />
vývevy sa používajú na odsávanie vzoriek v tých odberových aparatúrach, ktoré vyžadujú<br />
vyšší podtlak, ako zabezpečujú membránové čerpadlá.<br />
4.4.4 Imisný odber tuhých nečistôt ovzdušia a aerosólov.<br />
Na imisný odber tuhých nečistôt ovzdušia a aerosólov sa používajú principiálne<br />
podobné aparatúry ako na imisný odber plynov. Tieto zariadenia sa od seba zásadne líšia len<br />
v prvých dvoch funkčných súčastiach a to v spôsobe privádzania analyzovaného vzduchu<br />
a v spôsobe pohltenia, resp. fixácie stanovovanej látky. Aparatúry na imisný odber tuhých<br />
nečistôt ovzdušia sa delia na maloobjemové, veľkoobjemové a zachytávače sedimentujúceho<br />
prachu. Kým maloobjemové odberové aparatúry sú určené na presávanie podobných<br />
množstiev analyzovaného vzduchu ako aparatúry na odber plynných nečistôt, veľkoobjemové<br />
vzorkovače sa konštruujú na presávanie 20 až 200 m 3 vzduchu za hodinu. Prívod<br />
analyzovaného vzduchu do aparatúry sa volí čo najkratší a najčastejšie ho tvorí iba odberová<br />
hlavica s držiakmi alebo bez držiakov filtrov. Pohltenie, resp. fixácia tuhých nečistôt ovzdušia<br />
a aerosólov sa uskutočňuje pomocou papierových, membránových, polyesterových,<br />
umelovláknitých a sklenovláknitých filtrov.<br />
Zachytenie sedimentujúceho prachu<br />
Na imisné zachytenie hrubej frakcie prachu (častice s priemerom väčším ako 10 nm)<br />
sa používajú: jednoduché zachytávače prachu s horizontálnym otvorom a zachytávače prachu
91<br />
s adhéznou fóliou. Zariadenie na záchyt prachových častíc (normový typ v Anglicku)<br />
pozostáva zo záchytného lievika a zo zbernej nádobky. Otvor lievika je vo výške 1,5 m nad<br />
terénom. Lievik je chránený pred vtáctvom drôteným pletivom. Vzhľadom na to, že týmto<br />
zariadením sa zachytávajú aj zrážky, vzorka tuhých častíc sa získava prefiltrovaním alebo<br />
odparením vody. V zachytávači prachu s adhéznou fóliou natrenou s tenkou vrstvou vazelínu<br />
sa zachytáva sedimentujúci prach.<br />
4.4.5 Emisný odber znečistenín ovzdušia<br />
Základnou podmienkou správne realizovaného emisného odberu je izokinetickosť. To<br />
znamená, že pri odbere analyzovaného vzduchu sa rýchlosť toku plynu cez ústie odberovej<br />
aparatúry (prívodného potrubia) musí rovnať rýchlosti toku plynu na mieste odkiaľ<br />
odoberáme vzorku. Izokinetický odber vyžaduje vopred určiť rýchlostný profil prúdiaceho<br />
plynu. Na tento účel sa používa dynamická rýchlostná sonda (Prandtlova alebo Pittova rúrka).<br />
Pomocou nej sa stanoví hodnota dynamického tlaku v jednotlivých meraných bodoch daného<br />
profilu. Rýchlosť prúdenia plynu v i-tom bode vi je priamo úmerná druhej odmocnine<br />
dynamického tlaku v tom istom bode podľa vzťahu:<br />
vi <br />
2<br />
.p<br />
ρ<br />
kde ρ je hustota prúdiaceho plynu, p – je hodnota prúdiaceho plynu v i-tom bode profilu<br />
potrubia. Prierez potrubia, v ktorom sa uskutočňujú tieto merania i odber samotnej vzorky sa<br />
volí na mieste, kde je prúdenie čo najustálenejšie a najrovnomernejšie. Ak je možné na<br />
meranie prichádza do úvahy predovšetkým priama časť potrubia, pričom sa vyžaduje, aby<br />
najmenšia dĺžka priameho potrubia pred zvoleným prierezom bola dvojnásobkom vnútorného<br />
priemeru potrubia (v prípade kruhového prierezu) a dĺžka potrubia za zvoleným prierezom<br />
neklesla pod 0,5 násobku tohto vnútorného priemeru.<br />
4.4.6 Separácia aerosólových frakcií podľa veľkosti častíc<br />
Na zabezpečenie analýzy častíc určitej veľkosti (čo je často nevyhnutné) treba vzorku<br />
už pri odoberaní rozdeliť na frakcie. Najčastejšie sa na tento účel používajú kaskádne<br />
impaktory. V týchto zariadeniach častice aerosólu po zrýchlení toku vzduchu v zúžených<br />
otvoroch narážajú na kolmo postavené doštičky a zachytávajú sa v závislosti od svojej<br />
hmotnosti na jednotlivých stupňoch impaktora.<br />
Známe a často používané zariadenie na separáciu aerosólových frakcií je Andersonov<br />
separátor. Aerosól v analyzovanom vzduchu postupne prechádza niekoľkými platňami
92<br />
s mikroskopickými otvormi. Pri prechode dýzou častice v závislosti od svojej hmotnosti<br />
získavajú rôznu kinetickú energiu. Postupne sa týmto spôsobom separujú menšie a menšie<br />
častice, pričom posledným stupňom separátora je membránový filter, na ktorom sa zachytí<br />
posledná frakcia obsahujúca prakticky len submikroskopické častice.<br />
4.5 Vyjadrovanie koncentrácií v <strong>monitoring</strong>u ovzdušia.<br />
Koncentrácia znečistenia ovzdušia sa všeobecne vyjadruje buď v jednotkách<br />
hmotnosti na objem, alebo v objemových percentách, resp. v jednotkách odvodených z<br />
objemových percent. V prvom prípade je nevyhnutnou súčasťou vyjadrenia koncentrácie<br />
údaje tlaku a teploty. Vzhľadom na to, že rôzne vyjadrovanie koncentrácií môže spôsobiť<br />
vážne nezrovnalosti pri ďalšom spracovaní výsledkov, uvádzame tu niektoré dôležité vzťahy:<br />
časť 2<br />
% .10<br />
celok<br />
ppm (parts<br />
per million) <br />
časť<br />
celok<br />
.10<br />
ppm (parts per hundred million) <br />
(ppb parts per billion) <br />
časť 9<br />
. 10<br />
celok<br />
6 <br />
%.10<br />
časť 8<br />
. 10<br />
celok<br />
Uvedené jednotky síce nie sú podľa SI sústavy normatívne, ale predovšetkým v zahraničnej<br />
literatúre sa s nimi často stretávame.<br />
Pri vyjadrovaní časti, resp. celku sa z prípadu na prípad volia buď rovnaké (objem/objem,<br />
resp. hmotnosť/hmotnosť), alebo rôzne (väčšinou hmotnosť/objem) veličiny. V prevažnej<br />
väčšine prípadov pri vyjadrovaní koncentrácie plynov v ovzduší vo forme ppm alebo ppb, sa<br />
používa vyjadrenie typu objem/objem.<br />
Pri vyjadrení koncentrácie plynov sa vzťahy medzi percentuálnym vyjadrením a<br />
koncentračnými jednotkami hmotnosti na objem dajú odvodiť takto:<br />
Hmotnosť plynu o objeme v (m 3 ) a hustote (kg.m -3 ) je<br />
m v.ρ kg Ak hustota ideálneho plynu pri normálnych podmienkach
93<br />
(To = 273,15 K, po = 101325 po) je o, potom zo stavovej rovnice vyplýva, že jeho hustota p<br />
pri teplote T a tlaku p bude<br />
To<br />
p<br />
ρ ρo<br />
.<br />
po<br />
T<br />
3<br />
kg.m <br />
Hustota ideálneho plynu pri normálnych podmienkach o sa dá súčasne vyjadriť pomocou<br />
jeho relatívnej molekulovej hmotnosti M:<br />
ρ<br />
o<br />
M<br />
<br />
22,415<br />
-3<br />
kmol.m <br />
(kg.m<br />
Spojením rovníc dostávame pre hmotnosť plynu s relatívnou molekulovou hmotnosťou M o<br />
objeme v pri teplote T a reálnom tlaku p:<br />
3<br />
M 273,15 p<br />
m v. . . (kg)<br />
22,415 101325 T<br />
Uvedené vzťahy platia síce iba pre ideálny plyn, pri bežných prepočtoch sú však použiteľné<br />
pre reálne plyny bez dopustenia veľkých chýb. Tieto vzťahy predpokladajú čistý plyn s<br />
definovateľnou relatívnou molekulovou hmotnosťou, teda s koncentráciou 100%. Ak sa<br />
takýto plyn bude nachádzať v zmesi s inými plynmi, pričom jeho percentuálna koncentrácia<br />
bude r (obj. %), potom pri tlaku p a teplote T bude jeho koncentrácia c (kg.m -3 ):<br />
resp.<br />
c 1,2067.10<br />
r 8,31483,10<br />
rM.p<br />
(kg.m<br />
T<br />
6<br />
3<br />
c.T<br />
M.p<br />
V tab. 5.1 sú prehľadne uvedené prepočty koncentračných jednotiek plynov.<br />
Tab. 5.1 Prepočty koncentračných jednotiek plynov<br />
5<br />
obj.% ppm ppb g.m -3 mg.m -3 g.m -3 ng.m -3<br />
obj 1 10 4 10 7 10 3 KA 10 6 KA 10 9 KA 10 12 KA<br />
ppm 10 -4 1 10 3 10 -1 KA 10 2 KA 10 5 KA 10 8 KA<br />
ppb 10 -7 10 -3 1 10 -4 KA 10 -1 KA 10 2 KA 10 5 KA<br />
g.m -3 10 -3 KA 10KA 10 4 KA 1 10 3 10 6 10 9<br />
)<br />
)
mg.m -3 10 -6 KA 10 -2 KA 10KA 10 -3 1 10 3 10 6<br />
g.m -3 10 -9 KA 10 -5 KA 10 -2 KA 10 -6 10 -3 1 10 3<br />
ng.m -3 10 -12 KA 10 -8 10 -5 KA 10 -9 10 -6 10 -3 1<br />
Poznámka: A =Mp/T, K = 1,20267.10 -6<br />
94<br />
4.6 Monitoring nečistôt ovzdušia mobilnou stanicou<br />
4.6.1 Monitoring prachových častíc.<br />
Zariadenie FN 62 I-N je určené na priebežné meranie hmotnosti prachových častíc<br />
(mg/m 3 ) v ovzduší. Meranie sa uskutočňuje vzorkovačom s konštantným nasávaním, ktorý<br />
zabezpečuje pomocná pumpa. Na filtri tejto pumpy sa zachytávajú prachové častice. Váženie<br />
prachových častíc sa uskutočňuje priebežne.<br />
FH 62 I-H je viacúčelové zariadenie. Hlavné využitie je meranie totálneho obsahu prachu na<br />
<strong>monitoring</strong> emisii a stanovenie obsahu častíc v ovzduší pochádzajúcich z priemyselných<br />
znečisťovateľov aby sa kontrolovalo max. zaťaženie ovzdušia. Modul FN 62 I-N je<br />
umiestnený v mobilnej stanici a kontrolovaný a riadený počítačom. FN 62 I-N má<br />
v štandardnej výbave VT 1.5 pumpu s nominálnym výkonom 1 m 3 /hod., alebo s adaptérom<br />
výkon 3m 3 /hod. Pre meranie respirabilných častíc, čiže častíc pod 5 mikrometrov sa používa<br />
Z4 Cyclonový separátor<br />
Meranie častíc sa zakladá na rádiometrickom princípe absorpcie beta žiarenia. Beta<br />
žiarenie prechádza priestorom filtra na ktorom sú zachytené prachové častice. Zoslabenie<br />
radiačného lúča, ktorého intenzita je meraná v ionizačnej komore je úmerné hmote častíc,<br />
ktoré cez ňu prechádzajú. Aby sme dosiahli vysoký stupeň stability pri meniacom sa procese<br />
odberu, referenčná sekcia pozadia sa prikryje fóliou. Merané hodnoty sa zosilňujú<br />
v analógovo digitálnom konvertore. Koncentrácia častíc je meraná a stanovená v reálnom<br />
čase. Pri známom objeme vzduchu, ktorý je nasávaný môžeme vypočítať hodnoty v μg/m 3 .<br />
4.6.2 Monitoring zlúčenín síry (H2S, SO2) v ovzduší<br />
Na monitorovanie údajov o obsahu SO2 v ovzduší sa v pojazdnom laboratóriu používa<br />
pulzný fluorescenčný analyzátor MODEL 43A, princíp činnosti vychádza z toho, že svetlo<br />
v oblasti vlnovej dĺžky 190 - 230 nm vykazuje minimálne zhášanie v styku so vzduchom<br />
a väčšinou ďalších molekúl, ktoré sa môžu vyskytovať v znečistenom vzduchu. Molekuly SO2<br />
v tejto vlnovej frekvencii absorbujú žiarenie a vytvárajú energeticky vybudené molekuly SO2.<br />
Plyn prechádza teflonovým filtrom na zachytávanie častíc a trubicou do odstraňovača<br />
uhľovodíkov, kde koncentrácia SO2 zostane neovplyvnená len selektívne sa odstráni možný
95<br />
rušivý vplyv uhľovodíkov. Takto upravený plyn je potom podrobený analýze v pulzujúcom<br />
ultrafialovom svetle fluorescenčnej komôrke. Svetlo flureskujúcich molekúl SO2 je<br />
zachytávané fotonásobičom. Tento fotodetektor je pripojený k obvodu, ktorý automaticky<br />
sníma a kompenzuje fluktuácie vystupujúceho žiarenia z pulznej lampy. Prístroj pracuje<br />
v rozsahu hodnôt 0 - 100 ppb, 200 ppb, 500 ppb, 1000 ppb, 2000ppb pri spodnom detekčnom<br />
limite 1 ppb (pri rýchlej odozve a 0.6 ppb (pri pomalej odozve) a presnosti 1% resp 1 ppb.<br />
K monitorovaniu obsahu H2S v ovzduší sa používa taktiež princíp pulznej fluorescenčnej<br />
detekcie, ktorá je vysoko citlivá na prítomnosť SO2. Pritom je nutné konvertovať H2S na SO2.<br />
Konverzia sa realizuje v konventori MODEL 340, podľa reakcie:<br />
2H2S 3O2<br />
<br />
2SO2<br />
2H2O<br />
t.j. H2S oxidáciou prechádza na SO2, ktorý sa ďalej analyzuje v pulznom fluorescenčnom<br />
analyzátore. Pre dokonalú konverziu totálneho obsahu H2S na SO2 výrobca oporučuje<br />
používať teplotu v rozsahu 200 - 400 C. a optimalizovať ju na určitú teplotu.<br />
Použitie pulznej fluorescencie k monitorovaniu SO2 má nasledovné prednosti:<br />
- je špecifická pre SO2,<br />
- nevyžaduje plameň, plyny a nie sú potrebné ďalšie činidlá,<br />
- má dobrú stabilitu,<br />
- jednoducho sa kalibruje,<br />
- nie je citlivá na zmeny prietoku a teploty.<br />
Oproti bežným prístrojom tieto charakteristické prednosti:<br />
- vyššia citlivosť,<br />
- nižší šum,<br />
- menšia prietoková rýchlosť,<br />
- nižšia citlivosť k interferenciám,<br />
- zlepšená optika,<br />
- dlhodobá stálosť lampy,<br />
- optická a elektronická diagnostika rozsahu merania.<br />
4.6.3 Monitoring CO<br />
Model 48 firmy Thermo electron je plynový korelačný analyzátor s filtrom, ktorý je<br />
určený na meranie CO vo volnom ovzduší. Spektroskopia GFC je založená na sledovaní<br />
infračerveného apsorbčného spektra meraného plynu vzhľadom k ďalším plynom prítomným<br />
v analyzovanej vzorke. Každá látka pohlcuje infračervené žiarenie v úzkom, presne
96<br />
vymedzenom pásme. Meraná látka obsahujúca plynnú zložku, ktorá pohlcuje infračervené<br />
žiarenie, následkom pohltenia žiarenia zvyšuje svoju teplotu. Vzrast teploty pri konštantnej<br />
intenzite žiarenia zodpovedá obsahu pohlcujúcej zložky v meranom plyne. Základným<br />
prvkom prístroja je zdroj infračerveného žiarenia. Žiarenie zo zdroja sa rozdeľuje do dvoch<br />
smerov. Jeden zväzok infračerveného žiarenia prechádza plynným filtrom s CO a druhý<br />
plynným filtrom s dusíkom. Žiarenie ďalej prechádza úzkym pásovým infračerveným filtrom<br />
a vstupuje do prietokovej optickej kyvety s viacnásobným odrazom kde prebieha absorpcia<br />
žiarenia plynnou vzorkou. Po opustení kyvety so vzorkou, infračervené žiarenie vstupuje do<br />
detektora infračerveného žiarenia.<br />
Plynný filter s CO vytvára referenčný lúč, ktorý už ďalej nemôže byť zoslabený oxidom<br />
uhoľnatým v kyvete vzorky. Časť filtra, ktorá je naplnená dusíkom, ultračervené žiarenie<br />
neabsorbuje a tak sa vytvára merací lúč, ktorý môže byť absorbovaný CO v meracej komore.<br />
Nespojitý signál detektora je modulovaný zmenami medzi dvomi plynovými filtrami<br />
s amplitúdou, ktorá je úmerná koncentrácií CO v kyvete vzorky. Ďalšie plyny nespôsobujú<br />
moduláciu signálu detektora, pretože absorbujú referenčný aj merací lúč rovnako.<br />
Pri analyzátore GFC je možné znížiť citlivosť na rozsah 1 ppm na celú stupnicu so spodným<br />
detekčným limitom 0,020 ppm. Detektor použitý v Modeli 48 je vyrobený zo selenidu<br />
olovnatého (PbSe). Využíva termoelektrický jav, jeho vodivosť je úmerná intenzite<br />
dopadajúceho žiarenia.<br />
Technika plynovej korelácie s filtrom (GFC) má v porovnaní s konvenčnými<br />
nedisperznými technikami (NDIR) vyššiu citlivosť.<br />
4.6.4 Monitoring HCl<br />
Analyzátor HCl pracuje v podobnom režime ako analyzátor pre CO. Základné<br />
rozdiely sú v:<br />
- optickom pásmovom filtri,<br />
- plynnom filtri,<br />
- pokrytí vnútorných povrchov komôrky vzorky teflonom,<br />
- korozivnovzdornej hlave čerpadla,<br />
- rozsahoch - najmenší rozsah je 5 ppm a najvyšší rozsah je 5000ppm.<br />
4.6.5 Monitoring oxidov dusíka (NO, NO2, NOx)<br />
Analyzátor pracuje na princípe chemoluminiscencie NO-NO2-NOx v detekčných<br />
rozsahoch: 0-50 ppb, do 100 ppb, do 200 ppb, do 500 ppb, 1000 ppb (1 ppm), 2000 ppb (2<br />
ppm), 5000 ppb (5 ppm), 10000 ppb (10 ppm), 20000 ppb (20 ppm) s presnosťou
97<br />
± 0,5 ppb, v časovom rozsahu 10 - 300 sekúnd a tepelnom rozpätí 5 až 40 °C. Pred samotným<br />
sledovaním chemoluminiscenčnej reakcie je nutné:<br />
1) transformovať NO2 na NO, MODEL42 k tomu využíva molybdénový konvertor<br />
pracujúci pri teplote 325°C na základe reakcie:<br />
3NO2 Mo <br />
3NO<br />
MoO3<br />
2) vykonať kalibráciu prístroja, na rýchlej reakcii NO a O3 :<br />
NO O3<br />
<br />
NO2<br />
O2<br />
pričom koncentrácia NO je známa a koncentrácia NO2 je stanoviteľná. Pridanie ozónu do<br />
definovanej koncentrácie NO v dynamickom kalibračnom systéme a indikácia zmien<br />
koncentrácie NO (znižovanie koncentrácie NO pridávaním O3) je ekvivalentná produkovanej<br />
koncentrácii NO2. K efektívnej oxidácií NO a NO2 dochádza okrem použitia ozónu aj<br />
chemickou reakciou NO a CrO3 alebo Purafil. Štandard NO sa používa ako referenčný<br />
materiál obsahujúci 50 až 100 ppm NO v N2 a menej ako 1 ppm NO2. Všetky spojenia<br />
(vrátane ventilov, komôr, vodiacich kolón atď.) v tomto systéme sú zo skla, teflónu alebo<br />
iných ďalších materiálov.<br />
Vo vstupnej časti tohto systému je napojená sušiaca kolóna (adsorbent – silikagél) a filter<br />
o pórovitosti 5 μm, ktorý neinteraguje s NO a NO2, je určený na zachytávanie hrubých<br />
nečistôt v monitorovanej vzorke vzduchu. Na odstraňovanie jemnejších nečistôt (uhlovodíkov<br />
hydrokarbonov) slúži molekulové sito (4 A) a k odstráneniu zbytkového NO2, SO2 a O3 sa<br />
používa aktivovaný Charcoal a Purafil.<br />
4.6.6 Monitoring ozónu<br />
UV fotometer stanovuje koncentrácie ozónu meraním zoslabeného svetla, ktoré je<br />
spôsobené prítomnosťou ozónu v absorbčnej kyvete pri vlnovej dĺžke 254 nm. Koncentrácia<br />
ozónu je uvedená priamo do vzájomného vzťahu s veľkosťou zoslabenia. Referenčná vzorka<br />
prechádza do absorbčnej trubice pre stanovenie nulovej svetelnej intenzity Io. Solenoid sa<br />
potom prepne a meraná vzorka prechádza cez absorbčnú trubicu so svetelnou intenzitou Io.<br />
Pomer týchto dvoch hodnôt (I/Io) je miera svetelnej intenzity absorbovaná ozónom vo vzorke<br />
pri 254 nm. Je v priamom vzťahu ku koncentrácii ozónu vo vzorke podľa Beer - Lambertovho<br />
zákona.<br />
I/I<br />
K<br />
l c<br />
o <br />
e
kde K = 308 cm -1 pri 0°C a 1 atmosfére<br />
1 = dĺžka kyvety v centimetroch<br />
c = koncentrácia ozónu v ppm<br />
98<br />
V systéme sú v skutočnosti inštalované dva fotometre s dvomi absorbčnými kyvetami a<br />
detektormi na monitorovanie zmien svetelnej intenzity a ich korekciu. Tieto dva fotometre<br />
pracujú v striedavých fázach synchrónne, keď absorbčná trubica A obsahuje referenčnú<br />
vzorku, absorbčná trubica B obsahuje meranú vzorku a opačne. Dva detektory integrujú<br />
signál súčasne, tak hodnota I v bunke B je determinovaná v rovnakom čase ako hodnota Io v<br />
bunke A. Solenoidy sú potom vypnuté a po krátkom čase (asi 7 sekúnd) sú stanovené Io a I.<br />
Zo vzťahu sú potom stanovené koncentrácie ozónu v kyvetách A a B a ich priemerná<br />
hodnota:<br />
C(A) C(B)<br />
C <br />
2<br />
4.6.7 Monitoring olova a kadmia<br />
Pre 24 hodinový odberu vzoriek vonkajšieho ovzdušia na stanovenie Pb a CD sa použivajú<br />
veľkoobjemové vzorkovače GPS-1 od fy. Grasbery (USA) s celulóznymi filtrami priemeru 10<br />
cm. Stanovenie prvkov sa realizizuje po mokrej mineralizácii filtrov mtódou AAS<br />
(plameňová, bezplameňová a hybridová technika) na prístroj i AAS 9400X<br />
s elektrotermickým atomizérom zn. Solar a hybridovým systémom 9360x fy. UNICAM (GB).<br />
Validácia použitých optimalizovaných analytických metód sa uskutočňuje na certifikovaných<br />
referenčných materiáloch: SRM 1648 – Urban Particulate Matter, Ash No.3.<br />
4.7 Literatúra<br />
Spurny, K., R.: Physical and Chemical Charakterization of Individual Airborne Particles.<br />
Vyd. Ellis Horwood series in Analytical Chemistry. New York, Chichester, Brisbane, Tironto<br />
1986.<br />
Wilson. R., and Spengler, J,D.: Particles in Our Air. Concentrations and Health Effects.<br />
Edited by Richard Wilson and John Spengler. Harvard University Press. 1996.<br />
Zbierka zákonov SR č. 92/1996.
5.1 Úvod<br />
99<br />
5. BIOMONITORING<br />
Na všetky biologické objekty pôsobia faktory <strong>prostredia</strong>, ktoré môžu byť pozitívne<br />
(napr. teplo, svetlo, voda, vzduch, živiny) alebo negatívne (sucho, nízke a vysoké teploty,<br />
choroby, škodcovia, antropogénne faktory). Biologický objekt reaguje na extrémny faktor<br />
<strong>prostredia</strong> - stresor. Na tomto poznaní je založený základ bio<strong>monitoring</strong>u.<br />
Bio<strong>monitoring</strong> znamená sledovanie faktorov <strong>prostredia</strong> pomocou bioindikačných<br />
vlastností živých systémov – bioindikátorov. Bio<strong>monitoring</strong> poskytuje informácie o pôsobení,<br />
vplyve alebo výskyte niektorého činiteľa <strong>prostredia</strong>, napr. škodliviny, pomocou jeho odrazu<br />
na živých organizmoch. Fyziologické, ekologické a cenologické zistenia sú teda klinickými<br />
príznakmi a ukazovateľmi pôsobenia a vplyvu niektorého činiteľa alebo ich súborov na<br />
prostredie v krajinnom systéme a hygiene <strong>životného</strong> <strong>prostredia</strong> človeka.<br />
Bioindikácia sa môže použiť na rýchlu orientáciu tam, kde nie sú k dispozícii<br />
špeciálne poznatky a údaje alebo kde ide o prvý prístup k prieskumu. Ak sa hovorí o<br />
biologickej indikácii, myslí sa väčšinou zisťovanie porúch a deteriorizačných procesov<br />
spojených spravidla s činnosťou človeka.<br />
Pri voľbe vhodných bioindikačných metód sa musia brať do úvahy tieto<br />
najzákladnejšie požiadavky:<br />
- bioindikácia má byt’ podľa možnosti rýchla,<br />
- musí poskytovať dostatočne presné a reprodukovateľné výsledky,<br />
- objekty vybraté na indikáciu majú byť v čo najväčšom množstve a v jednotnej kvalite,<br />
- rozsah chýb pri porovnaní s inými testovacími postupmi by nemal byť väčší ako ± 20%.<br />
Očakáva sa, že v budúcnosti biodiagnostické metódy doplnia nedostatok údajov o<br />
reálnom ohrození <strong>prostredia</strong> a poskytnú nové informácie potrebné pri voľbe ochranných<br />
opatrení.<br />
Bioindikácia sa uskutočňuje na rozličných organizačných úrovniach životných dejov a<br />
prejavov. Dá sa sledovať na úrovni makromolekúl, buniek, orgánov, organizmov, populácií,<br />
spoločenstiev a ekosystémov. So zvyšujúcou sa organizačnou úrovňou sa zvyšuje<br />
komplexnosť živej hmoty a jej vzájomných vzťahov s prostredím. Bioindikácia nižších<br />
organizačných stupňov je zahrnutá vo vyšších stupňoch a je v nich rozšírená o ďalšie<br />
kvalitatívne prvky. S prihliadnutím na uvedenú organizáciu živých systémov sa rozoznávajú
100<br />
tieto stupne bioindikácie<br />
- biochemické a fyziologické reakcie,<br />
- anatomické, morfologické a biorytmické odchýlky,<br />
- floristické a chorologické zmeny,<br />
- zmeny spoločenstiev,<br />
- zmeny ekosystémov,<br />
- zmeny krajiny.<br />
Podľa použiteľnosti a náročnosti možno biodiagnostické metódy zatriediť do troch<br />
stupňov zložitosti:<br />
1. ľahko použiteľné diagnostické metódy, ktoré si nevyžadujú hlbšie biologické vzdelanie,<br />
2. biodiagnostické metódy, ktoré si nevyžadujú laboratórne vybavenie, ale možno ich<br />
použiť len pri určitej úrovni biologických vedomostí.<br />
3. biodiagnostické metódy ktoré si vyžadujú laboratórnu techniku použiť ich môžu len<br />
biológovia alebo iní odborníci s prírodovedným vzdelaním.<br />
Pomocou biologických indikátorov len zriedkakedy možno priamo aj jednoznačne<br />
určiť škodlivého činiteľa, lebo väčšina sledovaných reakcii je málo špecifická. Určitou<br />
výnimkou sú druhy úzko viazané na niektoré extrémne lokalitné podmienky. Zvyčajne sa<br />
používajú patologické zmeny na niektorom orgáne charakteristické pre poškodenie určitým<br />
činiteľom a experimentálne sa vyhľadávajú druhy rôzne citlivé na pôsobenie jednotlivých<br />
sledovaných škodlivín.<br />
Biodiagnostické metódy nemôžu nahradiť exaktné chemické alebo fyzikálne metódy<br />
určovania druhu a objemu sledovaného prírodného alebo antropogénneho činiteľa, ale sú<br />
potrebné pri hodnotení jeho biologického účinku, ako aj ním zapríčinených reakcií a<br />
následných procesov.<br />
Pri biodiagnóze sa spravidla používajú rovnaké alebo podobné údaje, metódy a kritériá<br />
ako pri klasickej fyziológii, ekológii, cenológii a iných disciplínach, z ktorých čerpá. V<br />
biologickej indikácii deteriorizácie krajiny ide o najglobálnejšiu a najrýchlejšie získateľnú<br />
nepriamu informáciu o charaktere a kvalite <strong>prostredia</strong>.<br />
5.2 Bioindikátory<br />
Bioindikátory sú organizmy alebo spoločenstvá organizmov, ktorých životné funkcie<br />
sú v takej úzkej korelácii s určitými faktormi <strong>prostredia</strong>, že ich možno využiť ako ukazovatele<br />
stavu a kvality <strong>prostredia</strong>. Bioindikátory využíval človek bez toho, že by si to uvedomoval.<br />
Vlhkomilné rastliny mu aj v období sucha prezrádzali, že určité miesto je inokedy zamokrené.
101<br />
Koruny stromov naklonené na jednu stranu aj pri bezvetrí indikovali, že je to lokalita<br />
vystavená často silným vetrom. Zakrpatené borovice naznačujú málo úrodnú pôdu, zatiaľčo<br />
štíhle, vysoké stromy svedčia o vysokej úrodnosti.<br />
V dvadsiatych rokoch zaviedol Američan Clements metódu ,,fytometrov”. Je to<br />
indikácia fyzického <strong>prostredia</strong> na základe rýchlosť rastu vybraných druhov rastlín. Neskôr v<br />
prospekcii ložísk ťažkých kovov začali využívať chemickú analýzu rastlín vyskytujúcich sa v<br />
uvedenej lokalite. Zistilo sa aj to, že rastliny citlivo registrujú znečistenie ovzdušia. Vo<br />
funkcii bioindikátorov môžu vystúpiť aj živočíchy, ba aj človek.<br />
Typy bioindikátorov<br />
Pre praktickú realizáciu bio<strong>monitoring</strong>u sa vyberajú určité organizmy, ktoré:<br />
- sú rozšírené v širokom areály,<br />
- reagujú na zmeny v prostredí,<br />
- sú ľahko detekovateľné, monitorovateľné a identifikovateľné a<br />
- majú pomerne nízku amplitúdu tolerančnej oblasti.<br />
Podľa reakcie na faktory <strong>prostredia</strong> bioindikátory rozdeľujeme na senzitívne (reakčné) a<br />
akumulačné.<br />
Senzitívne bioindikátory sa vyznačujú úzkym tolerančným rozsahom a reagujú už na<br />
nízke koncentrácie stresora. Najčastejšie sa používajú pri monitorovaní znečistenia ovzdušia,<br />
pričom sa využívajú viac rastliny ako živočíchy. Do tejto skupiny zaraďujeme napr. poniklec<br />
veľkokvetý (Pulsatilla grandis), mečík holandský (Gladiolus sp), ktoré sú indikátormi imisií<br />
fluóru, tabak virgínsky (Nicotiana tabacum), ktorý veľmi citlivo reaguje na rôznu výšku<br />
koncentrácie ozónu v ovzduší, arábkovka Thalova (Arabidopsis thaliana) - indikátor<br />
chlorofylových mutácií.<br />
Akumulačné bioindikátory sa vyznačujú širšou amplitúdou tolerančnej oblasti. Sú<br />
významné pri hodnotení chemickej záťaže ekosystémov. Z tejto skupiny sú využívané druhy<br />
napr. palina obyčajná (Artemisia vulgaris), vŕba krehká (Salix fragilis), rašelinník (Sphagnum<br />
sp.).<br />
Existujú rôzne formy bioindikácie:<br />
Nešpecifická bioindikácia je vyvolaná rôznymi antropogénnymi faktormi <strong>prostredia</strong> a<br />
reakcie biologických systémov sú rovnaké.<br />
Špecifická bioindikácia je vyvolaná jedným dominantným faktorom <strong>prostredia</strong> a prejaví sa<br />
určitá konkrétna reakcia živého organizmu.
102<br />
Aktívna bioindikácia sa vykonáva tak, že určitý bioindikátor (tzv. testovací) je odobratý z<br />
nekontaminovanej oblasti a je umiestnený do oblasti zaťaženej antropogénnou činnosťou.<br />
5.3 Mikroorganizmy ako bioindikátory<br />
Mikroorganizmy sú schopné transformovať rizikové prvky, ktoré ohrozujú životné<br />
prostredie (Hg, As, Se, Cd, Pb), toxické látky (napr. pesticídy) v pôdnom a vodnom prostredí.<br />
Ich použitie v <strong>monitoring</strong>u je výhodné, pretože majú veľkú rozmnožovaciu schopnosť a malé<br />
priestorové nároky.<br />
Mikroorganizmy môžeme využívať na úrovni subcelulárnej (vyhľadávanie génov),<br />
celulárnej (stanovenie toxicity, prítomnosti určitých látok, napr. test toxicity na baktérie<br />
Escherichia coli a Seratia marcescens). Testovacie baktérie sa pestujú v živnom roztoku<br />
alebo na mäsopeptónovom agare. Baktérie sa potom prenášajú do buniek s rôznymi<br />
koncentráciami sledovaných látok a po 48 hodinách sa stanoví rozvoj kultúry na úrovni<br />
populácií a spoločenstiev určovaním celkových počtov mikroorganizmov a ich zastúpenia<br />
v populácii, ktoré dávajú informácie o stave vody, pôdy, ovzdušia.<br />
5.4 Bio<strong>monitoring</strong> vody<br />
Každý vodný organizmus žije a rozmnožuje sa tam, kde má vhodné životné<br />
podmienky optimálne životné prostredie. Ak teda poznáme životné nároky vodných<br />
organizmov, môžeme podľa ich nálezu, množstva, aj správania sa vodu klasifikovať – určiť<br />
jej vlastnosti. Vodné organizmy indikujúce akosť vody sú biologickými indikátormi.<br />
Neprítomnosť určitých organizmov, ktoré by sme v určitej lokalite očakávali, má charakter<br />
negatívnych indikátorov.<br />
Bio<strong>monitoring</strong> vody slúži na vyjadrenie čistoty vody a jej celkového stavu. Na<br />
posúdenie čistoty vody sa používajú systémy:<br />
a) trofický limnologický systém, ktorý klasifikuje vody na:<br />
- oligotrofné, ktoré obsahujú malé množstvo živín,<br />
- eutrofné, ktoré obsahujú vyšší obsah živín,<br />
b) saprobiologický systém, ktorý klasifikuje biologický stav vôd podmienený znečistením<br />
biologicky rozložiteľnými organickými látkami. Na základe saprobity zaraďujeme<br />
povrchové vody do štyroch tried čistoty (tab. 5.1). Charakteristické organizmy<br />
jednotlivých sapróbnych spoločenstiev sú uvedené na obr. 7-1, 7-2, 7-3 a 7-4.
Tab. 5.1 Triedy čistoty vody<br />
103<br />
Trieda čistoty Akosť vody Biologický stav<br />
I. a veľmi čistá oligosaprobita<br />
I. b čistá -mezosaprobita<br />
II. znečistená -mezosaprobita<br />
až -mezosaprobita<br />
III. veľmi znečistená -mezosaprobita<br />
IV. veľmi silne znečistená Polysaprobita<br />
5.4.1 Odber a hodnotenie vzoriek vôd<br />
Najčastejšie sa odoberajú vzorky, ktoré zodpovedajú zastúpeniu jednotlivých vrstiev<br />
vody a plôch dna. Pre saprobiologickú klasifikáciu vôd sa vyšetruje planktón -bentos<br />
(planktónne siete, membránové filtre) a perifyton (škrabky, Corriho nasávač). Pri hodnotení<br />
vzoriek sa využívajú ekologické analytické metódy (analýza planktónu), fyziologické<br />
metódy (testy toxicity) a biologické metódy (určenie biologických indikátorov sapróbneho<br />
systému, napr. siníc a rias). Pre ich kvalitatívne a kvantitatívne stanovenie so využívajú<br />
mikroskopické metódy. Kvalitatívny rozbor sa robí podľa vhodného kľúča a odbornej<br />
literatúry. Množstvo mikroorganizmov v 1 ml sa určí pomocou počítačovej komôrky.<br />
Sinice a riasy patria k významným indikátorom čistoty vody. Ich nadmerný rozvoj v<br />
povrchovej vode sa prejavuje tvorbou vodného kvetu, ktorý vzniká dôsledkom eutrofizácie<br />
(obohacovanie vody najmä dusíkom a fosforom). Typickí zástupcovia fytoplanktónu<br />
znečistenej vody sú napr. sinice: Oscillatoria, Microcystis, Anabena, zelené riasy: Chlorella,<br />
Pediastrum, bičíkovce: Euglena, Chlamydomonas, rozsievky: Gomphonema, Asterionella,<br />
Fragilaria. Druhy Anabena, Nostoc, Microcystis, Nodularia majú toxické účinky na ľudí a<br />
zvieratá (alergické vyrážky, dyzenterické poruchy).<br />
Znečistenie vody sulfánom<br />
Zvýšený výskyt vláknitých sírnych baktérií druhov Beggiatoa alba a Thiothrix nivea<br />
spoľahlivo indikujú prítomnosť volného sulfánu. Na zistenie jeho pôvodu však treba<br />
uskutočniť ďalšie rozbory a terénne prieskumy. Z pomocných indikátorov sú to napr. riasy:<br />
Navicula cincta, Euglena a iné.<br />
Znečistenie vody železom a mangánom<br />
Najlepšími indikátormi zvýšeného obsahu železa alebo mangánu sú železité a<br />
mangánové baktérie. Aj nízke koncentrácie železa vo vode môžu byt’ príčinou rozvoja
104<br />
železitých baktérií, ktoré môžu zapchávať vodovodné potrubie a pri svojom odumieraní<br />
zapríčiňovať zápach vody. Železité baktérie patria medzi autotrofné baktérie, ktoré získavajú<br />
energiu oxidáciou Fe II na Fe III a ako zdroj uhlíka na tvorbu novej biomasy využívajú CO2 a<br />
jeho iónové formy. Okrem chemickej oxidácie Mn II rozpusteným kyslíkom sa vo vodách vo<br />
veľkej miere uplatňuje aj biochemická oxidácia mangánovými baktériami. Rýchla<br />
biochemická oxidácia nastáva už v neutrálnom prostredí. Nadmerný rozvoj mangánových<br />
baktérií môže byt’ príčinou zarastania vodovodného potrubia s biomasou.<br />
Z vláknitých baktérií sú najčastejšími indikátormi železa a mangánu druhy Gallionella<br />
ferruginea, Leptothrix ochracea, Clonothrix fusca, ktoré pri masovom rozmnožovaní môžu<br />
tvoriť až 1 cm hrubé povlaky (pri vylučovaní železa hnedé a pri vylučovaní mangánu<br />
zamatovo čierne). Železité baktérie s odlišnou morfológiou sú paličkovité druhy Siderobacter<br />
a kokovité druhy Siderocapsa.<br />
Okrem baktérií sú indikátormi vyššieho obsahu železa a mangánu aj iné organizmy,<br />
napr. Trachelomonas, niektoré planktónové zelené riasy, zo zelených vláknitých rias niektoré<br />
druhy rodu Dedogonium, z farebných bičíkovcov Anthophysa vegetans, z húb Papulospora<br />
manganica. O prítomnosti týchto mikroorganizmov sa treba vždy presvedčiť’<br />
mikroskopickou kontrolou.<br />
Znečistenie vody vápnikom<br />
Pre výskyt alebo absenciu niektorých vodných organizmov je dôležitý obsah vápnika.<br />
Pre vody bohaté na vápnik sú charakteristické niektoré riasy a predovšetkým vyššie vodné<br />
rastliny. Túto vlastnosť vody indikujú rozsievky, napr. Caloneis alpestris, Cymbella, sinice:<br />
Phormodium laminosum, Chamaesiphon geitleri (vytvára hnedé až čierne škvrny na<br />
kameňoch), riasy - napr. chary. V planktóne vôd so zvýšeným obsahom vápnika sa niekedy<br />
rozmnoží zelený bičíkovec Phacotus lenticularis. Z vyšších vodných rastlín majú indikačný<br />
význam Potamogeton, Rannunculus, Myriophyllum, Ceratophyllum, Elodea canadensis, zo<br />
živočíchov larvy rodu Pericoma, niektoré druhy rodu Oxycera.<br />
Zvýšená mineralizácia vôd<br />
Vnútrozemské vody so zvýšenou mineralizáciou vznikajú tam, kde sa v pôde<br />
vyskytuje kamenná soľ, prípadne síran sodný alebo horečnatý. Zvýšenú mineralizáciu môže<br />
zapríčiňovať aj človek odpadovými vodami. Medzi najbežnejšie indikátory tejto vlastnosti<br />
vôd patrí bičíkovec Dunaliella salina, D. parva, vírniki: Colurella dicentra, Redalia oxyure,<br />
Brachionus plicatilis, pri vyššej koncentrácii solí rozsievka Pleurosigma angulatum, riasy:<br />
Chara foedita, Ch. crinita, Entermorpha salina, E. intestinalis a iné.<br />
Rašelinové vody
105<br />
Rašelinové vody sú veľmi kyslé a humínovými kyselinami získavajú typické hnedé<br />
sfarbenie. Dôležitými indikátormi rašelinových vôd je mach rašelinník Sphagnum a riasy<br />
Desmidiaceae. Ich jednotlivé nálezy vo vzorkách voľnej vody, nárastov a sedimentov môžu<br />
byt’ náhodné, ale ich zvýšený výskyt má indikačný význam.<br />
Bakteriologická analýza vôd<br />
Vo vode sa môžu vyskytovať choroboplodné baktérie, ktoré zapríčiňujú rôzne choroby<br />
ľudí a zvierat. Sú to predovšetkým pôvodcovia črevných nákaz, často sa hromadne<br />
vyskytujúcich. Bakteriologickou analýzou sa má zistiť, či skúmaná voda neobsahuje<br />
choroboplodné zárodky, teda či je zdravotne bezchybná. Bakteriologický nález podáva<br />
prehľad o okamihovom stave vody. Je najcitlivejším indikátorom fekálneho znečistenia.<br />
Vzorka na bakteriologickú analýzu sa odoberie do sterilných nádob so sklenou zátkou.<br />
Táto vzorka sa má spracovať čo najskôr (aspoň do 24 hodín). Teplota vody nemá byť vyššia<br />
ako 10 0 C. Vzorka vody sa naočkuje na tuhú bakteriologickú pôdu a po 1 až 3 dňoch<br />
inkubácie v termostate pri teplote 37 0 C sa sčíta počet makroskopických kolónií, ktoré<br />
vyrástli. Predpokladá sa, že každá kolónia vzniká z jedného zárodku. Podľa normy pitná voda<br />
nesmie obsahovať v 1000 mL vzorky vody určenej na hromadné zásobovanie nijaké<br />
koliformné baktérie, a na individuálne zásobovanie nesmie v 10 ml vzorky obsahovať nijaké<br />
koliformné baktérie.<br />
V hygiene vody prisudzujeme niektorým baktériám mimoriadny význam, pretože<br />
indikujú fekálne znečistenie. Sú to koliformné baktérie, enterokoky a anaeróbne klostrídiá,<br />
ktorých nález je rozhodujúci pri posúdení, či vyšetrovaná voda je vhodná na zásobovanie<br />
pitnou vodou, na výrobu potravín či pre iné priemyselné odvetvie, alebo iné účely. Fekálne<br />
baktérie nájdené vo vode predstavujú aj určité zdravotné riziko, lebo takto znečistenou vodou<br />
sa môžu šíriť rôzne enterálne ochorenia.<br />
Najdôležitejším indikátorom fekálneho znečistenia vody je Escherichia coli, ktorá sa<br />
vyskytuje v črevnom ústrojenstve ľudí a cicavcov. V tele človeka sa zúčastňuje svojimi<br />
enzýmami na rozklade a syntéze zložitých látok, ktoré si organizmus samotný nie je schopný<br />
vytvoriť. S fekáliami sa dostáva v obrovských množstvách do odpadových vôd a do pôdy.<br />
Popri E. coli žije mnoho podobných baktérií, ktoré tvoria skupinu koliformných baktérií.<br />
Koliformné baktérie sú pomerne odolné a môžu indikovať aj staré znečistenie, ktoré<br />
nastalo pred mesiacmi. Preto sa ako indikátory čerstvého fekálneho znečistenia používajú<br />
enterokoky (fekálne streptokoky), ktoré vydržia vo vode len 2 až 5 dní.<br />
Na indikáciu fekálneho znečistenia sa používajú aj anaeróbne klostrídiá, napr.<br />
Colostridium perfringens.
5.5 Bio<strong>monitoring</strong> ovzdušia<br />
106<br />
Sledovanie biochemických ukazovateľov po exponovaní rastlín škodlivinami v<br />
ovzduší je nádejnou biodiagnostickou metódou. Overuje sa metóda založená na meraní zmien<br />
obsahu voľných kyselín, zapríčinených účinkom oxidu siričitého. Veľmi citlivým<br />
ukazovateľom aj nízkych koncentrácií oxidu siričitého sú zmeny metabolizmu glutamínu.<br />
Rastlina si zrejme vyrovnáva zvýšenú tvorbu kyseliny glutámovej jej rýchlejšou premenou na<br />
glutamín a glutatión.<br />
Množstvo sulfhydrilových skupín je signifikantne rozdielne v exponovaných a<br />
neexponovaných kontrolných rastlinách.<br />
Pôsobením oxidu siričitého sa znižuje tlmivá kapacita rastlinných pletív, podobne ako<br />
je to aj v starých pletivách. Predpokladá sa, že zmeny tlmivej kapacity ovplyvňujú<br />
predovšetkým zmeny v zastúpení karboxylových skupín.<br />
Jednou z perspektívnych metód je sledovanie aktivity niektorých enzýmov, napr.<br />
aktivity peroxidáz pri pôsobení fluóru. Možno ju merať už vtedy, keď ešte nemožno<br />
pozorovať nijaké vonkajšie príznaky poškodenia. Zlúčeniny fluóru zapríčiňujú výrazné<br />
zmeny aj v aktivite dýchacích enzýmov, napr. enolázy, ale ich využiteľnosť v indikačných<br />
testoch nie je ešte dostatočne preskúmaná.<br />
Pri akútnom pôsobení vyšších koncentrácií škodlivín možno zaznamenať zmeny<br />
hodnôt pH v rozličných rastlinných orgánoch. Pri indikácii účinkov oxidu siričitého možno<br />
využiť aj meranie elektrickej vodivosti rastlinných štiav.<br />
Všeobecne prijímaným bioindikátorom kvality ovzdušia sú lišajníky. Veľmi citlivé<br />
druhy na znečistené ovzdušie sú napr. Lobaria pulmonaria, L. amplissima, L. scrobiculata,<br />
Anaptychia speciosa, Cetraria laureri, Nephroma parile, Parmelia sinuosa, Peltigera collina,<br />
Graphis scripta, Pertusaria flavida, Candelaria concolor, Evernia divaricata, Ramalina<br />
fraxinea (neznáša priemerné zimné koncentrácie SO2 vyššie ako 35 g.m -3 ).<br />
Na lišajníky pôsobí veľmi nepriaznivo najmä SO2, ktorý inhibuje fotosyntézu,<br />
ovplyvňuje procesy dýchania, spôsobuje deformácie mitochondrií a stratu ATP. Podľa<br />
výskytu lišajníkov v danej oblasti možno rozlíšiť niekoľko pásiem znečistenia. Takto<br />
vytvorené stupnice umožňujú pomerne rýchlo a ľahko určiť stupeň znečistenia SO2.<br />
Na citlivosť lišajníkov k pôsobeniu SO2 pôsobia najmä tieto faktory:<br />
1. Typ stielky. Vysokú citlivosť majú lupeňovité a kríčkovité stielky.<br />
2. Druh substrátu. Sú známe rozdiely medzi druhmi rastúcimi na kyslých a na živiny<br />
chudobných borkách s vyššími hodnotami pH.<br />
3. Štádium ontogenetického vývinu. Mladšie vývinové štádiá sú na pôsobenie SO2
107<br />
citlivejšie.<br />
Lišajníky sú rôzne citlivé aj na ťažké kovy (Pb, Zn, Cu), niektoré druhy môžu<br />
akumulovať pomerne vysoké hladiny kovových prvkov buď zo substrátov alebo z imisií,<br />
napr. Stereocaulon nanodes, známy svojou toleranciou k olovu. Niektoré lišajníky sú schopné<br />
akumulovať rádionuklidy, následkom čoho lišajníky sú zdrojom žiarenia a rádionuklidy sa<br />
reťazcom lišajníky - sob - potrava môžu dostať do tela človeka. Pre lišajníky je jedovatý fluór<br />
a preto lišajníky sú dobrými indikátormi fluórových emisií.<br />
V súčasnosti poznáme viacero rôznych metodických postupov pre využitie lišajníkov<br />
ako bioindikátorov čistoty ovzdušia, napr. chemický rozbor stielok, fyziologické testy,<br />
transplantačné pokusy, rozšírenie indikačných druhov, fytosociologické metódy.<br />
Najpoužívanejšie sú floristicko-sociologické metódy.<br />
5.5.1 Indikácia ektomykoríznymi hubami<br />
Porasty, ktoré sú oslabené imisiami, nie sú schopné produkovať’ dostatočné množstvo<br />
asimilátov, ktoré sú nevyhnutné pre rast mykosymbionta. Tento pokles produkcie asimilátov<br />
spoločne s priamym toxickým pôsobením jednotlivých zložiek znečistenia na mycélium v<br />
pôde spôsobuje miznutie citlivých mykoríznych húb, pričom nastáva postupná deštrukcia<br />
symbiotických vzťahov. Príjem dôležitých látok (najmä fosforu), ktorý zabezpečoval hubový<br />
symbiont sa zastaví a tak dochádza k oslabeniu porastu a zníženiu jeho odolnosti.<br />
Nie je ešte presne známe, ktoré priemyselné imisie sa podieľajú na úbytku plodníc a<br />
ktoré na odumieraní mycélia. Tiež nie je známe, ktoré zložky imisií pôsobia na mycélium v<br />
pôde najtoxickejšie.<br />
5.5.2 Fyto<strong>monitoring</strong><br />
Bioindikačné hodnoty rastlín integrujú dlhodobé vplyvy <strong>prostredia</strong> a poskytujú<br />
informácie o ekologických faktoroch na danom stanovišti a sú dobrým podkladom na<br />
zisťovanie vzťahov k iným vlastnostiam vegetácie.<br />
Ak na rastliny pôsobia mimoriadne nepriaznivé rušivé vplyvy (stres), vyvolá sa<br />
stresová reakcia, ktorá je výsledkom úsilia o nápravu poškodenia a o prispôsobenie štruktúry<br />
pre zvládnutie novej situácie.<br />
Stresové faktory, ktoré pôsobia na rastliny, môžeme rozdeliť na prírodné (teplota,<br />
slnečné žiarenie, voda, minerálne látky, chemické látky, kalamity, epidémie, parazity) a<br />
antropické (spôsobené človekom).<br />
Medzi antropické chemické faktory patria imisie rôzneho skupenstva, pesticídy,<br />
insekticídy, priemyselné hnojivá, nafta, ropné látky, oleje, rôzne odpady.
108<br />
Na posúdenie vplyvov znečistenia ovzdušia sa používajú rôzne diagnostické metódy.<br />
Rozdeľujeme ich do dvoch skupín:<br />
1. analýza ovzdušia, teda fyzikálno - chemické metódy na zisťovanie koncentrácií<br />
toxických látok v ovzduší,<br />
2. bioindikačné metódy, metódy na hodnotenie miery znečistenia ovzdušia z následkov<br />
pôsobenia na živú hmotu. K fytoindikačným metódam patria symptomatologické<br />
pozorovania. Poškodenie rastlín vplyvom znečisteného ovzdušia sa prejavuje buď<br />
poškodením asimilačných orgánov (poškodenie najmä vplyvom zlúčenín síry, fluóru,<br />
ťažkých kovov) alebo celej rastliny. Všímame si najmä depigmentáciu, nekrotizáciu a<br />
defoliáciu.<br />
Morfologické metódy majú najbohatšiu tradíciu pri ihličnatých stromoch, ktorých<br />
vysoká citlivosť je už dobre známa. Súvisí predovšetkým s tým, že ih1ičie sa na vetvičkách<br />
udrží za normálnych okolností niekoľko rokov. Je teda vystavené pôsobeniu škodlivín dlhší<br />
čas než listy na bežných listnatých rastlinách. Sledujú sa rozličné prejavy poškodenia. Jedným<br />
z citlivých ukazovateľov je dĺžka života ihlíc. Kým v málo zamorených oblastiach rastie<br />
ihličie približne štyri roky, s intenzívnejším zamorením sa znižuje vek ihlíc postupne až na<br />
jeden rok. Spolu s anatomickými príznakmi sa objavujú aj morfologické zmeny. Väčšinou sa,<br />
najmä okolo prieduchov vytvárajú na ihliciach rozlične veľké zóny odumretých buniek, čo sa<br />
prejavuje tvorbou nekrotických oblastí s rozličným stupňom hnedého sfarbenia. Dĺžka ihlíc sa<br />
takisto mení, ale pre potreby bioindikácie ju možno len raz použiť - niekedy sa vplyvom<br />
škodlivín ihličie skracuje, inokedy predlžuje. Niekedy sa objaví aj určitý kompenzačný<br />
účinok, keď kratšiu životnosť ihlíc sa rastliny usilujú eliminovať väčšími ročnými prírastkami<br />
vetvičiek. Tento parameter možno použiť aj napriek tomu, že dĺžka prírastkov sa v rozličných<br />
rokoch zmení podľa klimatických podmienok.<br />
Posudzovaním vonkajšieho vzhľadu zalesnenej krajiny sa môžu vymedziť pásma<br />
odstupňovaného imisného zaťaženia. Je to bežná prax pri zisťovaní strát a plánovaní<br />
rekonštrukcie. Mapovanie v tomto prípade (pri vhodne zvolených kritériách pre jednotlivé<br />
stupne poškodenia) je pomerne ľahké. Pretože sa však zreteľné poškodenie drevín prejaví až<br />
po niekoľkoročnej akumulácii škodlivého pôsobenia a vonkajšie príznaky poškodenia nie sú<br />
väčšinou dosť spoľahlivé, je potrebné oprieť túto veľkoplošnú diagnózu o spoľahlivý dôkaz<br />
príčin poškodenia. Treba totiž vylúčiť možnosť, že by príznaky mohlo zapríčiňovať napr.<br />
sucho, zamokrenie či iné faktory.<br />
Rastliny sú vhodným materiálom, ktorý možno s úspechom použiť pri kontrole<br />
znečistenia ovzdušia, aj na lokalizáciu zamoreného územia. Niektoré rastliny špecificky<br />
reagujú na určité škodliviny ovzdušia - indikujú ich prítomnosť v ovzduší. Možnosť využiť
109<br />
rastliny vo funkcii bioindikátorov znečistenia ovzdušia závisí od rozličných faktorov, z<br />
ktorých najdôležitejšie sú: fyzikálne a chemické vlastnosti škodliviny, druh, vegetačné<br />
obdobie a vek rastliny, klimatické podmienky, sila a smer vetra, vzdialenosť od zdroja<br />
znečistenia, vlastnosti pôdy a iné.<br />
Všeobecne známa je napr. veľká citlivosť lesných a najmä ihličnatých stromov na<br />
toxické látky. Na bioindikáciu znečistenia <strong>prostredia</strong> majú v prírodných podmienkach<br />
najväčšiu perspektívu rozličné druhy vyšších aj nižších rastlín. Treba však vybrať správnych<br />
zástupcov, ktorí sú vhodní na detekciu určitých typov škodlivín pri určitých podmienkach, tak<br />
isto dôležité je aj určiť, ktoré životné prejavy jednotlivých indivíduí alebo väčších<br />
spoločenstiev sú na indikáciu sledovaných škodlivín najvhodnejšie.<br />
Pri fyto<strong>monitoring</strong>u sa používajú indikačné rastliny, buď voľne rastúce (pasívny <strong>monitoring</strong>)<br />
alebo testovacie rastliny, ktoré v daných podmienkach voľne nerastú (aktívny <strong>monitoring</strong>).<br />
Dobrým ukazovateľom zmien vplyvom imisií je sledovanie produkcie biomasy, ktorá je<br />
vplyvom imisií znížená.<br />
Škodliviny vyskytujúce sa v ovzduší ovplyvňujú fyziologické procesy v rastlinách rôzne:<br />
- najdôležitejší je vplyv škodlivín na asimiláciu rastlín,<br />
- popolček, prach a aerosóly usadené na listoch rastlín nielenže zabraňujú prístupu svetla,<br />
ale sú bezprostrednými škodlivinami pre rastliny,<br />
- toxické exhaláty pôsobia na rastliny cez koreňový systém.<br />
Mechanizmus vniknutia škodlivín do vnútorných orgánov rastlín je jednoduchý. Počas<br />
dňa sú prieduchy zelených rastlín na svetle otvorené, aby umožňovali prechod oxidu<br />
uhličitého na asimiláciu. Sú teda otvorené aj pre škodlivé látky. V noci je to naopak, preto<br />
poškodzovanie neprebieha tak rýchlo. Rastliny, v ktorých tento cyklus chýba (napr. zemiaky),<br />
majú rovnakú citlivosť v tme aj na svetle.<br />
Plynné škodliviny redukčného charakteru majú podobný mechanizmus pôsobenia na<br />
rastliny, napr. pôsobenie oxidu siričitého (obr. 7-5). Ešte skôr, než sa na rastline prejaví<br />
viditeľné poškodenie, nastávajú funkčné poruchy asimilačných orgánov. Pri dlhotrvajúcom<br />
pôsobení nízkych koncentrácií nastávajú zreteľné zmeny asimilačných orgánov prejavujúce sa<br />
miestnymi až celoplošnými farebnými zmenami, odchýlkami tvaru a veľkosti, nekrózou a<br />
pod. Dôsledkom je opadávanie listov (čo je nápadné najmä pri ihličnatých drevinách) a<br />
zužovanie ročných kruhov.<br />
Odolnosť rastlín proti atmosferickému znečisteniu závisí predovšetkým od množstva<br />
prieduchov na povrchu listov. Tiež je dôležitá fyziologická aktivita buniek v okolí<br />
prieduchov. Bunky so zvýšenou fyziologickou aktivitou sa už pri najmenšom signále
110<br />
nebezpečenstva rýchlo aktivizujú a zamedzujú tak prístup akýchkoľvek látok hlbšie do tkanív.<br />
V opačnom prípade sa rastlina nasýti toxickou látkou.<br />
5.5.3 Monitoring lesných ekosystémov<br />
Náplňou monitorovania lesných ekosystémov je:<br />
- sledovanie zdravotného stavu lesov a tiež hodnotenie vplyvu antropogénnych, biotických<br />
i abiotických škodlivých činiteľov,<br />
- sledovanie vývoja a dynamiky zmien pôdnych vlastností,<br />
- stanovenie možností maximálneho obmedzenia nepriaznivého vplyvu škodlivých<br />
faktorov,<br />
- poskytovanie spoľahlivých údajov o trendoch stavu lesov.<br />
Viditeľné špecifické poškodenie ihlíc a listov lesných stromov spôsobuje ozón, oxid<br />
siričitý a zlúčeniny fluóru. Iné škodliviny, napr. chlorovodíkové látky, bróm, prach a<br />
oxidy dusíka majú miestne ohraničený vplyv a preto môžu mat’ len lokálny význam.<br />
Pri fyto<strong>monitoring</strong>u rozoznávame 5 rozličných zdrojov emisií:<br />
- epizodické (bodové) zdroje - chemický priemysel, havárie (HF, SO2, ťažké kovy okrem<br />
Pb),<br />
- lineárne zdroje - silne frekventované cesty (Pb),<br />
- nepretržité bodové zdroje - komíny,<br />
- oblastné zdroje, regionálne zdroje - ozón, kyslý sírny aerosól, peroxyacetylnitrát, oxidy<br />
dusíka, výpary kyseliny dusičnej.<br />
Základom monitorovania sú štvorcové plochy, ktorých vzájomná vzdialenosť je<br />
závislá od veľkosti skúmanej oblasti. V rámci regionálnych zdrojov sa používa štvorcová<br />
monitorovacia sieť, v rámci lineárnych zdrojov sa nachádza v smere línie zdroja. Na<br />
koncentráciu škodlivých látok v ovzduší majú vplyv fyzikálne faktory. Obzvlášť nebezpečné<br />
sú bezveterné inverzné situácie (koncentrácie škodlivín sú vysoké). Pre <strong>monitoring</strong> sa majú<br />
voliť také druhy rastlín (najlepšie 2 - 3 druhy), ktoré vykazujú vysokú citlivosť na určitú<br />
škodlivej látke. Pri voľbe monitorovacej dreviny treba dbať na to, aby listnatý a ihličnatý<br />
materiál bol prístupný pre vizuálnu analýzu. Fyto<strong>monitoring</strong> by sa mal vykonávať lete.<br />
5.5.4 Fyto<strong>monitoring</strong> na ozón<br />
Ozón je značne rozšírená škodlivina. Je sekundárna škodlivá látka, ktorá sa vytvára v<br />
ovzduší fotochemickými reakciami medzi slnečným žiarením a uhľovodíkmi, oxidmi dusíka a<br />
primárnymi škodlivinami. Prirodzená forma ozónu vzniká v priebehu búrky elektrickými<br />
výbojmi a účinkom slnečného žiarenia na kyslík v hornej vrstve atmosféry. Rozlišujeme
111<br />
symptómom akútneho a chronického poškodenia ozónom.<br />
Akútne poškodenie ozónom vzniká už po niekoľkých hodinách alebo dňoch a vedie<br />
až k bezprostrednej smrti zasiahnutých buniek. Prejavuje sa výskytom bodiek (bodkovanie),<br />
vytváraním škvŕn (pigmentácia), vyblednutím a bifaciálnymi nekrózami.<br />
Chronické škody vyvolané pôsobením ozónu sa vyvíjajú pomalšie, prejavujú sa<br />
chlorózou, vytváraním bodiek, predčasným starnutím (senescencia) a nekrózami.<br />
Ozón spôsobuje, že vrchné plochy listov dostávajú svetlohnedé, červené, hnedé alebo<br />
čierne sfarbenie, ktoré so rovnomerne rozdeľuje po listovej ploche. Na určitých miestach listu<br />
je obmedzené alebo sa prejavuje ako zreteľné bodkovanie. Najlepšie je viditeľné, keď takýto<br />
list podržíme oproti slnku. Listové cievy a cievice ostávajú obyčajne nepoškodené.<br />
Chloróza, čiže strata chlorofylu, sa vytvára na povrchu listov rastlín s palisádovými<br />
bunkami, kde sa tvoria vyblednuté škvrny bez farebného pigmentu.<br />
Bifaciálna nekróza. Pri nej dochádza k spojeniu vrchnej a spodnej plochy listu,<br />
pletivo je sfarbené od bielej po čiernu, až dochádza k postupnému odumieraniu lista.<br />
Mramorovanie ihlíc je vytváranie malých škvŕn zo zožltnutého pletiva, často<br />
sfarbených až do hneda.<br />
Nekróza koncov ihlíc znamená odumieranie koncov ihlíc a ich skracovanie.<br />
Na koncentráciu ozónu sú obzvlášť citlivé dreviny - jaseň americký (Fraxinus<br />
americana), borovica vejmutovka (Pinus strobus), Rubus alleghaniensis, Asclepias syriaca,<br />
Toxicodendron radicans, Nicotiana tabacum.<br />
5.5.5 Fyto<strong>monitoring</strong> na oxid siričitý<br />
Oxid siričitý (SO2) známa škodlivina v ovzduší je pre rastliny jedovatá. Do ovzdušia<br />
sa uvoľňuje spaľovaním látok obsahujúcich síru. SO2 prijíma rastlina najmä prieduchmi v<br />
procese fotosyntézy. I v noci a v zime je však rastlina schopná ho prijímať v postrehnuteľnom<br />
množstve, pretože nie všetky prieduchy sú uzatvorené, okrem toho sa SO2 prijíma kôrou<br />
ihličnatých a listnatých drevín. Toxicita SO2 je do veľkej miery podmienená jeho redukčnými<br />
vlastnosťami. Ak jeho množstvo prevýši maximálne znesiteľnú koncentráciu, zo začiatku so<br />
rastlinné bunky inaktivujú a potom hynú. Ak je poškodené iba malé množstvo rastlinných<br />
buniek, na listoch rastlín sa objavia nekrotické zmeny žltkavej alebo škoricovočervenej farby,<br />
čo svedčí o chronickom poškodení. Pri uhynutí rozsiahlejších časti vytvára mŕtve a vyschnuté<br />
tkanivo rastlinám charakteristický vzhľad akútneho poškodenia, ktoré sa nachádza po okraji a<br />
pozdĺž žíl listov. U konifer hnedne ihličie zvrchu, pri akútnom alebo dlhotrvajúcom pôsobení<br />
škodlivých exhalátov opadáva ihličie starších ročníkov (obr. 7-6). V niektorých prípadoch
112<br />
chýbajú akékoľvek príznaky poškodenia listov alebo iných orgánov, napriek tomu však<br />
vznikajú poruchy rastu alebo funkcií rastliny (hypotéza „neviditeľného” poškodenia).<br />
Listy listnáčov pri akútnom poškodení oxidom siričitým majú farbu slonoviny až<br />
hnedej farby. Listy so sperenou žilnatinou vykazujú tvar rybej kostry, teda medzicelulárne<br />
pletivo dostáva hnedú farbu (výnimkou je buk, ktorý symptómy akútneho poškodenia SO2<br />
vykazuje najmä na okrajoch listov a javor u ktorého nevystupuje vzor rybej kostry, ale vzhľad<br />
vejáru).<br />
Chronické poškodenia z SO2 sa javia ako intercelulárne chlorózy s menšími<br />
okrajovými nekrózami. Typické prejavy sú na listoch červeného duba, kde vznikajú<br />
nepravidelné škvrny hnedého pletiva na vrchnej strane listov.<br />
Citlivosť rozličných druhov rastlín na škodlivý vplyv SO2 sa veľmi mení. Rozdiely<br />
pravdepodobne podmieňuje rozličná rýchlosť pohlcovania tohto plynu listami rastlín. Rastliny<br />
so šťavnatými listami, ktoré majú vysokú fyziologickú aktivitu, sú zväčša citlivé. Výnimkou<br />
je kukurica, ktorá má listy dlhší čas pevne uzatvorené. Rastliny s mäsitými listami sú<br />
zvyčajne odolné, s výnimkou období, keď sa listy tvoria, do času pred ich pokrytím pevnou<br />
blanou. Medzi odolné rastliny patrí napr. chren, zemiak, cibuľa, kukurica.<br />
Poškodenie ihličnanov: NaSO2 sú citlivé najmä borovice - borovica vejmutovka a b.<br />
obyčajná, kedy na hrotoch ihličia vzniká načervenalohnedé sfarbenie, ihlice sa zoskupujú ešte<br />
viac do zväzkov. Smreky napadnuté SO2 strácajú ihličie v priebehu leta.<br />
Metódou na stanovenie SO2 pomocou ihličnatých stromov je tzv. Hartelov zákalový<br />
test. Zakladá sa na tom, že výluh smrekových alebo jedľových ihlíc vo vriacej vode je<br />
zakalený. Nefelometricky meraný zákal je priamo úmerný intenzite pôsobenia SO2, pričom<br />
možno postrehnúť aj vplyv nízkych koncentrácií.<br />
K citlivým druhom rastlín na SO2 patria lipnicovité, ovos, jačmeň, pšenica gladioly,<br />
papraď - Pteridium aquilinum, ktoré vykazujú hnedé sfarbenie intercelulárnych priestorov,<br />
ďalej rastliny so šťavnatejšími a krehkejšími listami, ako je Medicago sativa (Lucerna siata),<br />
Vitis Vinifera (Vinič hroznorodý).<br />
Mechanizmy toxického účinku SO2 na rastlinné organizmy nie sú doposiaľ dostatočne<br />
objasnené.<br />
5.5.6 Fyto<strong>monitoring</strong> na fluorovodík<br />
HF je emitovaný v prízemnej vrstve, čím je šírenie fluóru v ovzduší malé. Toxický<br />
účinok zlúčenín fluóru na rastliny je charakterizovaný mnohými paradoxnými javmi. Tkanivá<br />
niektorých rastlín sa poškodzujú už pri veľmi malých koncentráciách, iné sú odolné až<br />
stonásobným koncentráciám. Symptómy fluóru na listnáčoch sa prejavujú chlorózou alebo
113<br />
nekrózou, najskôr na okrajoch listov, neskôr v strede listov. Nekrózy slonovej farby, niekedy<br />
s hnedou kresbou, sa objavujú na špičkách a okrajoch listov a postupne sa šíria dovnútra.<br />
Hranica medzi poškodenou a nepoškodenou časťou listu je ostrá, poškodené časti odumierajú,<br />
kým zvyšok listov si zachováva zdravé sfarbenie. U niektorých druhov sa vytvára<br />
lyžicovitosť (zvinovanie).<br />
Najcitlivejšie je mladé ihličie borovíc, tu však nekrotické tkanivo získava hnedú až<br />
červenohnedú farbu a nekróza môže zachvátiť celú ihlicu.<br />
U jednoklíčnolistových rastlín dochádza k tvorbe bodiek a škvŕn, najskôr a špicoch a<br />
hranách listov, postupne až k rebrám listov. Pigmenty potom spolu splývajú a vzniká<br />
chlorotické zväzkovanie. K citlivým indikátorom na HF patria ľubovník bodkovaný, réva<br />
vínna, breza obyčajná, buk, vŕba, mladé ihlice všetkých borovíc a smrekov, kukurica siata,<br />
marhuľa, slivka, broskyňa, gladioly, tulipány, ľalie.<br />
Zlúčeniny fluóru napádajú aj plody. Čerešne napr. tvrdnú a zmraštená dužina pevne<br />
prilne ku kôstke a chuťovo je plod veľmi trpký.<br />
Vysoká koncentrácia fluóru v ovzduší, ktorá poškodzuje listy jednotlivých rastlín,<br />
nepriaznivo ovplyvňuje opeľovanie a vzrast. V blízkosti zdroja znečistenia sa zistil pokles<br />
úrody kukurice až o 80 %, jačmeňa o 37 %, pšenice o 25 %.<br />
5.5.7 Fyto<strong>monitoring</strong> na oxidy dusíka<br />
Znaky poškodenia rastlín oxidmi dusíka sú podobné ako poškodenie oxidom siričitým.<br />
Poškodenie sa prejavuje hnednutím listov na okrajoch a vnútorných častiach medzi<br />
nervatúrou. Pri nárazovom pôsobení vyšších koncentrácií oxidov dusíka sa listy scvrkávajú a<br />
odumierajú. V tab. 5.2 je uvedený zoznam rastlín podľa odolnosti proti oxidom dusíka v<br />
ovzduší. Už pri pôsobení koncentrácie 0,6 mg.m -3 NO2 vo vzduchu sa znižuje úroda<br />
uvedených plodín o 27 %. Zistilo sa, že pôsobením oxidov dusíka rýchlo klesá obsah<br />
karoténov v listoch rastlín. Tento jav možno využiť ako analytickú diagnostickú metódu pre<br />
oxidy dusíka v rastline.<br />
Tab. 5.2 Vplyv oxidov dusíka na rastliny<br />
Plodiny Druh
Citlivé hrach<br />
lucerna<br />
ďatelina<br />
ovos<br />
jačmeň<br />
tabak<br />
horčica<br />
Stredne citlivé raž<br />
pšenica<br />
zemiaky<br />
paradajky<br />
kukurica<br />
Málo citlivé cibuľa<br />
kapusta<br />
karfiol<br />
114<br />
5.5.8 Fyto<strong>monitoring</strong> na prostriedky pre ochranu rastlín<br />
Atmosféra je hlavnou cestou všeobecnej distribúcie pesticídov v prostredí. Pesticídy<br />
vstupujú do atmosféry vo forme aerosólov, s dispergovanou tuhou alebo kvapalnou fázou a vo<br />
forme prachových pár. Pesticídy sú látky s výraznými biologickými účinkami. Nepriaznivo<br />
pôsobia na citlivé organizmy aj vo veľmi malých koncentráciách a ovplyvňujú celkový stav<br />
<strong>prostredia</strong>.<br />
Symptómy na listnáčoch sa prejavujú ako chloróza alebo nekróza, popáleniny okrajov<br />
listov, skrútené listy, odumieranie výhonkov púčikov. Škody na ihličnanoch sa prejavujú<br />
podobne. Aby došlo k správnej diagnóze, sú nevyhnutné poznatky o pesticídnych aplikáciách,<br />
o dávkovaní, počasí, počte aplikácií a o použitom druhu chemikálií. Veľakrát je nevyhnutná aj<br />
analýza pletiva, aby sa chemické zmeny dali jednoznačne potvrdiť.<br />
5.5.9 Fyto<strong>monitoring</strong> na olovo<br />
Olovo so ukladá v pletivách rastlín, ktoré rastú v prostredí znečisteného ovzdušia.<br />
Zachytávanie olova rastlinami závisí od stavby a diferenciácie rastlinných orgánov. Rastliny<br />
s mäkkými listami, prípadne ochlpenými listami akumulujú oveľa viac olova než rastliny s<br />
hladkými tuhými listami.<br />
Vegetácia neprejavuje ani pri pomerne vysokej koncentrácii olova poškodenie alebo<br />
zníženie úrod. To má význam pre rastliny, ktoré tvoria ochrannú bariéru diaľnic.<br />
Avšak skrmovaním trávneho porastu v okolí frekventovaných komunikácií sa môže
115<br />
zhoršiť zdravotný stav zvierat a zvýšiť obsah olova v mäse, v mlieku a ďalších produktoch. U<br />
človeka prevažná časť olova pochádza z potravy a len malá časť vstupuje do organizmu<br />
dýchacími cestami.<br />
5.5.10 Fyto<strong>monitoring</strong> na prach a popolček<br />
Cementový prach vytvára na povrchu listov známu krustu. Prach je veľmi jemný a vo<br />
vlhkom vzduchu vytvára aerosól. Po uložení cementového prachu na listoch sa uvoľňuje<br />
hydroxid vápenatý, ktorý pôsobí priamo škodlivo, lebo leptá bunky a ovocné stromy majú<br />
nižšiu úrodu. Cementový prach a ďalšie alkalické prachy (napr. z vápeniek, magnezitiek)<br />
ovplyvňujú rast rastlín aj zmenou pôdnych vlastností. Povlakom prachu, ktorý sa dá ťažko<br />
zmyť, sa zníži aj úžitková hodnota rastlinných produktov, najmä plodov a okrasných rastlín.<br />
Poletavý popolček je zo všetkých prašných imisií najdôležitejší pre veľký plošný<br />
dosah pôsobenia tepelných elektrární. Jeho priamy fyziologický vplyv na asimilačné orgány<br />
nie je dôležitý. Možný je napr. vtedy, keď sa zo sulfidu hydrolýzou uvoľňuje sulfán a keď<br />
silnejší povlak obmedzuje prenikanie svetla k chloroplastom.<br />
5.5.11 Bio<strong>monitoring</strong> ovzdušia na mikroorganizmoch<br />
Pri mikrobiologickom vyšetrovaní v ovzduší sa skúma kvalitatívne a kvantitatívne<br />
zastúpenie mikroorganizmov vzduchu zväčša v uzatvorených priestoroch. Z výsledkov analýz<br />
vyplývajú dôležité informácie o neškodnosti alebo škodlivosti vzduchu v spoločne<br />
používaných priestoroch a zdravotníckych zariadeniach. Mikrobiologické vyšetrovanie<br />
vzduchu je veľmi dôležité pri výskume a prevencii šírenia nemocničných nákaz.<br />
Vzorky ovzdušia sa vyšetrujú metódami:<br />
1. Sedimentačná metóda spočíva v tom, že vo vyšetrovanom priestore sa ponechávajú<br />
určitý čas (10 minút až 1 hodinu) otvorené Petriho misky s krvným (pre baktérie) alebo<br />
sladinovým agarom (pre kvasinky a mikromycéty). Počas expozície sa vplyvom<br />
gravitačnej sily mikroorganizmy usadia v Petriho miske. Po inkubácii sa sčítavajú<br />
kolónie jednotlivých typov a druhov mikroorganizmov, ktoré sa prípadne aj<br />
identifikujú.<br />
2. Filtračná metóda. Pri nej sa pomocou čerpadla alebo vývevy presaje určité množstvo<br />
vzduchu vo vyšetrovanom priestore cez vhodný filter (najčastejšie membránový). Filter<br />
so zachytenými mikroorganizmami sa kultivačne spracuje. Výsledky sa uvádzajú<br />
počtom vyrastených kolónií z 1 L alebo 1 m 3 vzduchu.<br />
3. Pomocou aeroskopov. Aeroskopy sú zariadenia na mikrobiologické vyšetrovanie<br />
vzduchu. Vyšetrovaný vzduch nasávaný úzkou štrbinou sa vrhá smerom k povrchu
116<br />
pomaly rotujúcej agarovej platni v Petriho miske. Kultivačná pôda sa potom inkubuje<br />
do druhého dňa, sčítajú sa vyrastené kolónie a prepočítajú na objem 1 m 3 vzduchu.<br />
5.6 Zoo<strong>monitoring</strong><br />
Účinky škodlivín v ovzduší na živočíchy môžu mat’ akútny chronický alebo<br />
subchronický priebeh. Priebeh závisí od zloženia látok a od ich koncentrácie v exhalátoch, od<br />
klimatických podmienok, veku, individuálnej vnímavosti a fyziologického stavu živočíchov.<br />
Poznatky o pôsobení znečisteného ovzdušia na zvieratá sú podstatne skromnejšie než<br />
poznatky o vplyve na rastliny. Je to zapríčinené najmä tým, že živočích nie je rvale viazaný<br />
na jedno miesto, a preto je ťažké ohraničiť vplyv toxických zložiek znečisteného ovzdušia.<br />
Okrem toho, symptómy ochorenia sú menej výrazné ako pri rastlinách. Všeobecne platí, že<br />
zvieratá nie sú bezprostredne ohrozené cez dýchacie cesty. Len v extrémnych prípadoch môže<br />
vdychovanie prachu zanechať klinické nálezy. Rozhodujúcim článkom pri vzniku ochorení je<br />
príjem toxických látok a prachu potravou. Škodliviny, ktoré sa vo forme prašného spádu<br />
zachytia na povrchu rastlín alebo sa hromadia v rastlinách absorpciou z ovzdušia, či<br />
koreňovým systémom z pôdy, sa skrmovaním dostávajú do tráviaceho ústrojenstva zvieraťa a<br />
do jeho organizmu v oveľa väčšom množstve ako priamo z ovzdušia.<br />
Účinky znečisteného ovzdušia sa môžu prejaviť u zvierat zmenšenou chuťou do jedla,<br />
poruchami trávenia, kolikami, chudnutím, úbytkom mlieka, neplodnosťou, spomaľovaním<br />
rastu, malátnou chôdzou, nižšími prírastkami a zníženou úžitkovosťou.<br />
Pri skúmaní vplyvu niektorých škodlivín v ovzduší na živočíchy sa modelujú<br />
podmienky znečistenia v experimentálnych expozičných komorách, kde sa zvieratá exponujú<br />
určitý čas a v pravidelných intervaloch sa odoberajú vzorky. Okrem toho sa uskutočňuje aj<br />
terénna expozícia zvierat v prírodnom prostredí v blízkosti zdrojov znečistenia. Na terénnych<br />
staniciach sa sledujú zvieratá vystavené určitej škodlivine, pričom sa prihliada na jej skutočnú<br />
koncentráciu v ovzduší.<br />
Prachové častice pôsobia v tráviacom ústrojenstve zvierat predovšetkým dráždivo,<br />
dráždia žalúdkovú a črevnú sliznicu. Niektoré ostrohranné častice môžu zapríčiňovať aj<br />
poranenia sliznice. Dráždenie žalúdkovej sliznice môže vyvolať zvýšenú produkciu<br />
žalúdkových štiav, v prípade prachových častíc so zložkami zásaditého charakteru sa zasa<br />
môže kyslosť žalúdkových štiav znižovať, čím sa naruší tráviaci proces. Po vdychovaní<br />
jemných, chemicky neaktívnych aerosólov sa po niekoľkých rokoch pľúca zaprášia.<br />
Zaprášená potrava otupuje chuť aj čuch zvierat, takže ich prirodzená schopnosť spoznať<br />
škodlivé látky sa otupuje.
117<br />
Najzávažnejšie zdravotné poruchy zapríčiňujú zlúčeniny arzénu. Veľké škody<br />
vznikajú na hovädzom dobytku, a to v dôsledku akútnej, častejšie však chronickej otravy.<br />
Akútne otravy sa prejavujú krvavými hnačkami, rýchlym chudnutím, slabosťou, vypadávaním<br />
srsti a suchosťou kože. Chronické otravy majú v podstate rovnaké príznaky ako akútne, iba s<br />
tým rozdielom, že nevznikajú náhle a pokiaľ ide o stupeň klinických príznakov sú rôzne.<br />
Zvieratá chudnú, trpia ekzémami, trvalou hnačkou a hynú za 8 až 10 týždňov po prvých<br />
symptómoch ochorenia v dôsledku oslabenia sprevádzaného ochrnutím, prípadne<br />
vodnatieľkou. Otravy arzénom sa vyskytujú nielen u hospodárskych zvierat, ale aj u lesnej<br />
zveri – jeleňov, srncov a zajacov. Okrem schudnutia možno v týchto prípadoch pozorovať<br />
vypadávanie srsti zapríčiňujúce väčšie straty vody a v zime zamrznutie. Tiež včely sú citlivé<br />
na otravy arzénom, kedy nastáva hromadné hynutie včiel, tzv. „tešínska choroba včiel“.<br />
Akútne otravy fluórom sú zriedkavé. Prejavujú sa zmenenou chuťou do jedla,<br />
hnačkami, poklesom živej hmotnosti, ochrnutím svalstva až uhynutím. Častejšie vzniká<br />
chronická otrava - fluoróza. Pre fluorózu dobytka a oviec je charakteristické nechutenstvo,<br />
schudnutie, poruchy kalcifikácia zubov a pod. Typickým príznakom fluorózy, ktorý má veľký<br />
význam aj pri určení diagnózy, je žlté až hnedé sfarbenie zubnej skloviny. Tento symptóm sa<br />
nevyskytuje pri nijakej inej chorobe zvierat. Pri akútnych otravách fluórom zmeny na zuboch<br />
nenastávajú. Pri fluóre vznikajú poruchy v tvorbe rohoviny a abnormality vo vývoji kostí,<br />
pretože fluór porušuje reguláciu vápnika.<br />
Pesticídne prostriedky pôsobia toxicky na ryby, zooplanktón a fytoplanktón žijúci vo<br />
vodných tokoch a vodných nádržiach. Škody sú jednak priame (napr. úhyn rýb), jednak<br />
nepriame, zakladajúce sa na ničení nižších vodných organizmov, čím sa zmenšuje alebo<br />
dokonca úplne ničí potravná základňa rýb. Okrem toxicky aktívnej pesticídnej látky môžu na<br />
ryby pôsobiť neraz ešte toxickejšie nevhodné rozpúšťadlá. Všeobecne najnebezpečnejšie sú<br />
aerosólové úpravy insekticídov a herbicídov. Ďalej sú to emulzie, suspenzie a najmenej<br />
nebezpečné sú poprašky. Osobitnú pozornosť si vyžaduje aplikácia herbicídov určených na<br />
ničenie rias, napr. vo vodárenských nádržiach, vodných tokoch, melioračných kanáloch a pod.<br />
Rozličné druhy rýb reagujú na ten istý pesticídny prípravok rozlične. Veľmi citlivá je<br />
skupina lososovitých rýb (napr. pstruhy), oveľa odolnejšie sú kaprovité ryby. Na toxicitu<br />
pesticídov pre ryby majú vplyv aj ďalšie faktory, z ktorých je najdôležitejšia teplota vody s<br />
vyššou teplotou nebezpečenstvo intoxikácie rýb pesticídmi sa zväčšuje. Ďalšími dôležitými<br />
faktormi sú pH vody, obsah vápnika a horčíka (tvrdosť vody), obsah kyslíka, organických<br />
zlúčenín, amoniaku a viacerých ďalších látok.<br />
Pri posudzovaní škodlivosti pesticídov pre zvieratá platí zásada, že menšie zvieratá sú<br />
ohrozené viac, pretože pomer množstva prijatej potravy k hmotnosti ich tela je oveľa väčší.
118<br />
Pesticídy ohrozujú vtáky, včely a iný užitočný hmyz. Priama intoxikácia vtákov môže nastať<br />
napr. zožratím otráveného zrna určeného na ničenie hlodavcov, priamym stykom pesticídneho<br />
prípravku s telom vtákov pri postrekoch alebo poprašovaní v teréne. Menšie nebezpečenstvo<br />
vzniká pri vyzobávaní namoreného osiva vzhľadom na používané repelenty. Nepriamo sú<br />
vtáky ohrozené tým, že môžu požierať hmyz otrávený toxickými insekticídmi alebo otrávené<br />
hlodavce (myši). Životné podmienky vtákov sa zhoršujú aj tým, že aplikáciou pesticídov sa<br />
zvyšuje úbytok prirodzenej potravy.<br />
Pesticídy môžu vážne ohroziť aj včely a ďalší užitočný hmyz. Medzi látky, ktoré sú<br />
pre včely najviac jedovaté, patria viaceré prípravky na báze chlórovaných uhľovodíkov<br />
(najmä hexachlórbenzén), organofosfátov a i. Škody včelstvách a ich produkcii vznikajú aj<br />
tým, že niektoré pesticídy znižujú produkciu nektáru v poľnohospodárskych plodinách.<br />
Pesticídy v subletálnych dávkach oslabujú včelstvo a jeho rozmnožovacie schopnosti a<br />
zhoršujú ce1kový fyziologický stav včiel, takže sa zmenšuje aj úžitkovosť včelstva.<br />
5.7 Ľudský organizmus ako bioindikátor<br />
Ľudský organizmus sa stretáva v prostredí s množstvom faktorov, ktoré môžu jeho<br />
funkcie narušovať, poškodzovať, niekedy ho aj ničiť a zapríčiniť teda chorobu alebo smrť. To<br />
znamená, že ľudský organizmus môže indikovať prítomnosť’ a veľkosť škodlivých faktorov<br />
<strong>prostredia</strong>. Okrem vlastnej škodlivosti určitého faktora je rozhodujúca dávka a prirodzene aj<br />
obranné a adaptačné schopnosti organizmu.<br />
Ak pôsobí na organizmus podnet veľkej intenzity a vysokej škodlivosti, zapríčiňuje<br />
pomerne rýchlo veľké poškodenie až akútne ochorenia (napr. pri pôsobení veľkých dávok<br />
vysokoenergetického žiarenia). Zložitejšia situácia je vtedy, keď na organizmus pôsobí<br />
chronická škodlivina v nízkej koncentrácii málo intenzívne. Potom aj reakcia organizmu je<br />
menej jasná, ťažko diagnostikovateľná. Výnimku tu tvoria tzv. alergény, vyvolávajúce v<br />
malých množstvách v precitlivenom organizme búrlivé alergické reakcie. Situácia sa ďalej<br />
komplikuje aj tým, že v prostredí pôsobí na človeka súčasne veľký počet faktorov<br />
najrôznejšieho charakteru, z ktorých niektoré sa môžu vo svojom účinku na organizmus sčítať<br />
alebo potencovať (pôsobia synergicky), ale i navzájom rušiť (pôsobia antagonisticky).<br />
Na sledovanie miery vnútornej <strong>kontaminácie</strong> ľudí chemickými škodlivinami, ktorými<br />
sú exponovaní v pracovnom alebo životnom prostredí, sa používajú expozičné testy. Zmyslom<br />
uskutočnenia expozičných testov je posudzovať stupeň zdravotného rizika, teda ohrozovania<br />
zdravia exponovaných osôb. Cieľom použitia expozičných testov je včasné odhalenie<br />
prípadnej zdravie ohrozujúcej expozície a s použitím rôznych opatrení buď riziko odstrániť,
119<br />
alebo častejšie znížiť mieru rizika na únosnú mieru.<br />
Expozičný biologický test všeobecne znamená vyšetrenia retencie látky jej hromadenie<br />
v krvi, vo vydychovanom vzduchu a v rozličných tkanivách, alebo vylučovanie látky či ich<br />
metabolitov v súvislosti s expozíciou človeka určitej škod1ivine.<br />
Podľa vzájomného vzťahu stanovenej látky ku škodlivine, ktorej sú osoby<br />
exponované, rozoznávame tieto druhy expozičných testov (podľa Bardodeja):<br />
V priamych expozičných testoch sa v biologickom materiály stanovuje škodlivina,<br />
ktorá je predmetom nášho záujmu alebo produkt jej biotransformácie. Tak sa stanovuje napr.<br />
ortuť, fluoridy atď. v moči, arzén vo vlasoch, olovo v krvi. V prípade stanovenia metabolitov<br />
škodliviny sa analyzuje napr. moč na prítomnosť kyseliny trichlóroctovej u osôb<br />
exponovaných trichlóretylénu, alebo sa stanovuje kyselina mandľová v moči osôb<br />
exponovaných styrénu.<br />
Nepriame expozičné testy sú založené na stanovení látky, na ktorú sú škodlivina alebo<br />
jej metabolit viazané. Sú to napr. glukoronidy alebo estery kyseliny sírovej.<br />
Nepravé expozičné testy sa opierajú o dôkaz reverzibilných zmien zapríčinených<br />
prítomnosťou škodliviny v organizme exponovaných osôb. Takto sa zisťuje aktivita enzýmov<br />
alebo koncentrácia vybraných fyziologických metabolitov, ktorých koncentrácia v dôsledku<br />
expozície je významne zmenená. V prvom prípade sa stanovuje napr. aktivita<br />
acetylcholínesterázy u osôb exponovaných organofosforovým a karbamanovým insekticídom<br />
a aktivita dehydratázy kyseliny 5-aminolevulovej v prípade expozície olova. Pri použití<br />
fyziologických metabolitov ako ukazovateľ expozície sa stanovuje napr. pri expozícii olova v<br />
krvi protoporfyrín alebo v moči kaproporfyrín, alebo kyselina 5-aminolevulová.<br />
Základným princípom expozičných biologických testov je vyšetrenie na začiatku a na<br />
konci pracovnej smeny alebo na začiatku a na konci pracovného cyklu, či týždňa. Pri<br />
chronických kontinuálnych expozíciách sa hodnotí výsledok expozičného testu porovnaním s<br />
kontrolnou, neexponovanou skupinou.<br />
Ak v biologickom materiále ľudského pôvodu sa stanovuje obsah škodliviny a dosiaľ<br />
nie je pre túto škodlivinu určený príslušný biologický limit, hovorí sa o biologickom<br />
monitorovaní expozície.<br />
Najjednoduchšou metódou merania zápachu je senzorická analýza, t.j. jeho vnímanie<br />
ľudskými čuchovými bunkami, ktoré sú vo vrchnej časti nosovej dutiny. Pri subjektívnom<br />
senzorickom ,,meraní’ podstatnú úlohu má hodnota prahu zápachu. Predstavuje takú<br />
koncentráciu prchavej látky vo vzduchu, ktorú je schopný čuchový orgán vnímať. Senzorická<br />
analýza, ktorá je vlastne biologickou metódou, je veľmi problematická, lebo čuchová<br />
vnímavosť ľudí je veľmi rozdielna. Výhodnejšia je objektívna, t.j. fyzikálnochemická analýza,
120<br />
ktorá však tiež naráža na ťažkosti, ak sa zápach skladá z väčšieho množstva prchavých látok.<br />
V tom prípade treba vytipovať hlavnú zložku, ktorá je v čo najstálejšom vzťahu k iným<br />
zložkám.<br />
Z nerastných prachov je najnebezpečnejší prach obsahujúci zlúčeniny kremíka, ktorý<br />
zapríčiňuje silikózu. Chronická silikóza sa prejavuje až po dlhom čase. Kremičitý prach<br />
pôsobí v pľúcach predovšetkým mechanicky. Mimoriadne škodlivý je uhoľný prach,<br />
antracitový prach je najnebezpečnejší.<br />
Azbestový prach pôsobí na sliznicu dýchacích ciest nielen svojim účinkom,<br />
vymedzeným charakterom vláknitého minerálneho prachu, ale pri väčších koncentráciách<br />
môže prach iritovať sliznicu dýchacích ciest a môžu začať prebiehať zápalové procesy. Pri<br />
dlhotrvajúcom pôsobení prachu sa zvyčajne vyvíja prašná bronchitída. Azbest patrí aj medzi<br />
karcinogénne látky. Ide o nádor mezotelióm, zriedkavú rakovinu pohrudnice a pobrušnice.<br />
Vyskytuje sa pri priamej profesionálnej expozícii, aj u ľudí, ktorí žijú v blízkosti azbestových<br />
závodov.<br />
Pri priemyselnom využívaní sírouhlíka sú veľmi časté chronické otravy v dôsledku<br />
jeho zvýšenej koncentrácie v ovzduší. U postihnutých nastávajú psychické poruchy, ktoré sa<br />
prejavujú depresívnymi stavmi, znížením pamäti, nespavosťou, poruchami zraku a sluchu.<br />
Akútna otrava sulfánom prebieha veľmi rýchlo a prejavuje sa stratou vedomia,<br />
zastavením dýchania a srdcovej činnosti. Pri ľahkých otravách vznikajú zápaly dýchacích<br />
ciest a psychické poruchy.<br />
Oxidy dusíka zhoršujú choroby srdca a dýchacích ciest, vyvolávajú cyanózu,<br />
rozširujú krvné cievy, a tým znižujú krvný tlak.<br />
Olovo pôsobí na celý organizmus, niektoré orgánové systémy sú však osobitne<br />
postihnuté. Predovšetkým trpí tvorba krvného farbiva, aj nervové tkanivá sú citlivejšie,<br />
postihnuté sú však až pri vyšších a dlhších expozíciách.<br />
Pomerne toxický je freón 11, ktorý zapríčiňuje stiahnutie priedušiek a zvyšovanie<br />
srdcového tepu pri súčasnom znížení krvného tlaku. Inhalácia freónu sa prejavuje srdcovou<br />
arytmiou. Viaceré látky tohto typu sú mutagénne.<br />
5.8 Bio<strong>monitoring</strong> na Slovensku<br />
Slovenská agentúra <strong>životného</strong> <strong>prostredia</strong> Banská Bystrica plnila od roku 1994 funkciu<br />
strediska ČMS Biota na základe poverenia Ministerstva <strong>životného</strong> <strong>prostredia</strong> SR. Od 1. júla<br />
2000 túto funkciu vykonáva Štátna ochrana prírody SR (ŠOP SR) Banská Bystrica .
121<br />
Pôvodný projekt ČMS Biota, ktorý vypracoval Ústav zoológie a ekosozológie SAV v<br />
roku 1992, bol rozsiahly (115 monitorovacích plôch v 84 geomorfologických celkoch, veľký<br />
počet skupín živočíchov a rastlín) a jeho realizácia bola viazaná na úzko zameraných<br />
odborníkov mimo pracovísk ochrany prírody a krajiny. V rokoch 1993 - 1994 bol overovaný<br />
formou pilotného projektu na 5 lokalitách odborníkmi z vedeckovýskumných pracovísk (SAV<br />
Bratislava, <strong>Prírodovedecká</strong> fakulta UK Bratislava, Pedagogická fakulta UK Bratislava a i.).<br />
Realizácia projektu predpokladala veľký objem účelovo viazaných finančných prostriedkov<br />
(71,5 mil. Sk na obdobie 5 rokov), úzko zameraných špecialistov na dané skupiny (v rámci<br />
Slovenska len veľmi malý počet), laboratórne a technické vybavenie pracoviska.<br />
Nedostatok finančných prostriedkov, resp. ich úplná absencia a nezodpovedajúce<br />
odborné zázemie, neumožnili realizovať projekt v pôvodnom rozsahu. Projekt predpokladal aj<br />
využívanie výstupov z iných ČMS (“Pôda”, “Voda”, “Ovzdušie”), čo bolo nereálne vzhľadom<br />
na ich neprepojenosť.<br />
V roku 1996 zabezpečila SAŽP - Centrum ochrany prírody a krajiny prepracovanie<br />
pôvodného projektu, ktorý vychádzal z materiálno-technických a personálnych podmienok<br />
odborných organizácií ochrany prírody a krajiny. Boli vypracované metodiky monitorovania<br />
bioty v mokraďových územiach, ktoré sa začali overovať v roku 1997 na 2 lokalitách (PR<br />
Ipeľské hony a NPR Klinské rašelinisko) formou pilotného projektu odbornými pracovníkmi<br />
SAŽP - Centra ochrany prírody a krajiny. Predmetom <strong>monitoring</strong>u boli vybrané skupiny<br />
rastlín (cievnaté rastliny) a živočíchov (vážky, obojživelníky, drobné zemné cicavce) v<br />
mokraďových územiach. Aj napriek tomu, že projekt bol prepracovaný tak, aby ho mohli<br />
realizovať odborní pracovníci ochrany prírody, pri determinácii niektorých skupín si<br />
vyžadoval spoluprácu špecialistov z vedeckovýskumných inštitúcií. Posledná fáza pilotného<br />
projektu, ktorý nepriniesol požadované výsledky, prebehla v roku 2000. Výstupy z projektu<br />
boli aktualizované jedenkrát za rok vo forme správ a tabuliek a sústreďované na Centre<br />
ochrany prírody a krajiny Banská Bystrica.<br />
V roku 1999 sa Slovenská republika zapojila do riešenia pilotného projektu Rady<br />
Európy, zameraného na budovanie siete území osobitného záujmu ochrany prírody<br />
“EMERALD Network”, ktorý je pre kandidátske krajiny EÚ prípravou na realizáciu projektu<br />
budovania ekologickej siete zvlášť chránených území “NATURA 2000”. Táto sieť je<br />
budovaná v záujme ”zabezpečenia alebo obnovy uspokojivého stavu prírodných biotopov a<br />
druhov voľne žijúcej fauny a flóry významných pre (Európske hospodárske) Spoločenstvo”.<br />
Obidva projekty predpokladajú <strong>monitoring</strong> biotopov a druhov uvedených v prílohách smerníc<br />
o ochrane voľne žijúceho vtáctva (Birds Directive) a o ochrane prírodných biotopov a voľne
122<br />
žijúcej fauny a flóry (Habitats Ditective), ktoré sú pre členské štáty záväzné a začlenené do<br />
ich právneho poriadku všeobecne záväzným právnym predpisom.<br />
Slovenská republika pristúpila na úseku ochrany prírody k viacerým medzinárodným<br />
dohovorom a deklaráciám, ktoré odporúčajú okrem iného aj monitorovať vybrané zložky<br />
biodiverzity. Ide napr. o Dohovor o biologickej diverzite, Dohovor o mokradiach majúcich<br />
medzinárodný význam predovšetkým ako biotopy vodného vtáctva, Dohovor o ochrane<br />
sťahovavých druhov voľne žijúcich živočíchov, Dohovor o ochrane európskych voľne<br />
žijúcich organizmov a prírodných biotopov, Deklaráciu o životnom prostredí (Agenda 21) a i.<br />
Z mnohých dohovorov vyplýva tvorba Akčných plánov pre vybrané druhy, ktorých súčasťou<br />
je aj ich <strong>monitoring</strong>. Na úseku ochrany prírody a krajiny Slovenská republika každoročne<br />
vypracúva pre OECD prehľady ohrozených druhov rastlín a živočíchov.<br />
5.9 Literatúra<br />
Tölgyessy J., Harangozó M., Daxnerová O.: Monitoring <strong>životného</strong> <strong>prostredia</strong>, Univerzita<br />
Mateja Bela, Banská Bystrica 2000.<br />
Edited by R.M. Harrison, Understanding Our Environment: An Introduction To<br />
Environmental Chemistry and Pollution, University of Birmingham, 1992.<br />
www.iszp.sk
6.1 Úvod<br />
123<br />
6. RADIAČNÝ MONITORING ŽIVOTNÉHO PRESTREDIA<br />
Prítomnosť zdrojov ionizujúceho žiarenia v životnom a pracovnom prostredí je<br />
spojená s potenciálnym rizikom zdravotného poškodenia obyvateľstva. V prípade<br />
nekontrolovanej a neregulovanej expozície ionizujúcemu žiareniu sa môžu v závislosti od<br />
typu a veľkosti ožiarenia prejaviť stochastické, resp. deterministické účinky na živý<br />
organizmus. Základným princípom radiačnej ochrany a bezpečnosti zdrojov ionizujúceho<br />
žiarenia je formulovať požiadavky pri existujúcej úrovni prírodného žiarenia na ochranu<br />
populácie tak, aby bol vylúčený vznik deterministických poškodení zdravia a vznik<br />
stochastických poškodení bol obmedzený na prijateľnú mieru pri zachovaní prínosu z<br />
využívania zdrojov ionizujúceho žiarenia v jednotlivých odvetviach národného hospodárstva.<br />
Legislatívne sú požiadavky radiačnej ochrany a bezpečnosti zdrojov ionizujúceho<br />
žiarenia zakotvené v zákone NR SR č. 272/1994 Z.z. „O ochrane zdravia ľudí“ v znení<br />
neskorších predpisov, v zákone NR SR č. 130/1998 Z.z. „O mierovom využívaní jadrovej<br />
energie“ v znení neskorších predpisov, v zákone NR SR č. 42/1994 Z.z „O civilnej ochrane<br />
obyvateľstva“ v znení neskorších predpisov a v zákone NR SR č. 347/1990 „O<br />
kompetenčných vzťahoch“ v znení neskorších predpisov. Ku všetkým zákonom príslušné<br />
rezorty vydali vykonávacie predpisy.<br />
V zmysle bodu 5.a Uznesenia vlády SR č. 138/1991 „O zabezpečení ochrany<br />
obyvateľstva v prípade radiačnej havárie jadrového zariadenia“ (transfer Uznesenia vlády<br />
ČSFR č. 22/1991 k „Správe o zabezpečení ochrany obyvateľstva v prípade radiačnej havárie<br />
jadrového zariadenia“), bolo na ÚPKM (Ústav preventívnej a klinickej medicíny) uznesením<br />
Vládnej komisie pre radiačnú haváriu (marec 1992) vytvorené Slovenské ústredie radiačnej<br />
monitorovacej siete (SÚRMS), ako stála výkonná zložka KRH SR.<br />
V zmysle svojho štatútu, SÚRMS má medzirezortnú pôsobnosť a zodpovedá za<br />
koordináciu monitorovania a hodnotenia radiačnej situácie v prípade mimoriadnych udalostí<br />
spojených s únikom rádioaktívnych látok do <strong>životného</strong> <strong>prostredia</strong>. V súčinnosti s Operatívnoriadiacou<br />
skupinou (ORS) zriadenou Uznesením vlády č. 255/1996 ako stálou odbornou<br />
skupinou KRH SR, SÚRMS ďalej zodpovedá za interpretáciu údajov havarijného<br />
monitorovania radiačnej situácie vo vzťahu k ochrane zdravia, vypracovaním prognóz o
124<br />
zdravotnom riziku pri havárii jadrového zariadenia a prípravu podkladov pre zavedenie<br />
neodkladných a následných nápravných opatrení a to v rámci celého územia SR.<br />
6.2 SÚRMS a monitorovacia sieť SR<br />
Pre plnenie úloh, vyplývajúcich zo štatútu SÚRMS-u, je štruktúra SÚRMS-u tvorená<br />
dvomi úrovňami, reprezentovanými riadiacou a výkonnou zložkou.<br />
Výkonnou zložkou SÚRMS-u je Radiačná monitorovacia sieť SR (RMS), ktorá je<br />
tvorená stálymi a pohotovostnými zložkami. Medzi stále zložky RMS patria organizácie,<br />
úrady a inštitúcie v nasledovných rezortoch:<br />
- MZ SR, ktoré zabezpečuje 4 mobilné monitorovacie skupiny, stacionárne monitorovacie<br />
systémy a laboratórne skupiny v ŠZÚ SR a ÚPKM<br />
- MV SR, ktoré zabezpečuje rezortné vyhodnocovacie stredisko, stacionárny monitorovací<br />
systém, mobilné monitorovacie skupiny, 3 podporné laboratórne skupiny KCHL<br />
- MO SR, ktoré zabezpečuje rezortnú vyhodnocovaciu skupinu (5. Radiačné stredisko<br />
GŠA SR), stacionárnu sieť systému ARIS, mobilné monitorovacie skupiny<br />
- MŹP SR, ktoré zabezpečuje stacionárnu sieť IRIS, krátko, stredne a dlhodobé<br />
meteorologické prognózy<br />
- MH SR, ktoré prostredníctvom prevádzkovateľa JE EBO a JE EMO zabezpečuje vlastné<br />
monitorovacie stredisko s lokálnymi radiačnými monitorovacími sieťami, rýchle<br />
monitorovacie skupiny EMO a EBO, mobilné monitorovacie skupiny a 2 podporné<br />
laboratórne skupiny.<br />
K pohotovostným zložkám RMS patria hlavne podporné laboratórne skupiny PRIF<br />
UK, FMFI UK a VÚVH a laboratóriá hygienickej a veterinárnej služby.<br />
Finančné zabezpečenie činnosti jednotlivých stálych a pohotovostných zložiek RMS<br />
vzhľadom na požiadavky a potreby SÚRMS-u a KRH SR je uložené ako povinnosť<br />
ministrom jednotlivých rezortov na základe uznesenia vlády SR č. 614/1995, bod. D/2.<br />
Činnosť RMS prebieha v dvoch režimoch:<br />
- v čase mimo radiačnej, resp. jadrovej havárie alebo nehody (tzv. „normálny režim“),<br />
kedy je zabezpečené celoplošné monitorovanie aktuálnej radiačnej situácie, vrátane<br />
sledovania a hodnotenia následkov predchádzajúcich mimoriadných udalostí (obr. 6.1),<br />
- pri jadrovej havárii, resp. mimoriadnej udalosti spojenej s únikom rádionuklidov do<br />
<strong>životného</strong> <strong>prostredia</strong>, alebo pri podozrení na ich vznik či už na území alebo mimo územia<br />
SR.
125<br />
Monitorovanie jednotlivých zložiek <strong>životného</strong> <strong>prostredia</strong>, vykonávaného RMS SR<br />
v normálnom režime monitorovania, je zdrojom údajov pre sledovanie a posudzovanie stavu<br />
ožiarenia obyvateľstva zo zdrojov ionizujúceho žiarenia v životnom prostredí. Na základe<br />
údajov jednotlivých zložiek RMS SR, SÚRMS vypracováva Správu o radiačnej situácii na<br />
území SR v príslušnom roku, ktorú predkladá KRH SR. Táto správa v prvej časti prezentuje<br />
údaje o koncentrácii rádionuklidov v životnom prostredí a dávkach z ionizujúceho žiarenia na<br />
území štátu v priestore a čase. V druhej časti správy sú zahrnuté výsledky monitorovania<br />
výpustí a okolia jadrových elektrární Bohunice a Mochovce, vykonávané prevádzkovateľom<br />
v súlade s odsúhlasenými monitorovacími plánmi, ako aj výsledky štátneho dozoru.<br />
RMS<br />
MŽP SR<br />
Sieť včasného varovania<br />
Teritoriálna sieť meračov príkonu efektívnej dávky v ovzduší<br />
MV SR<br />
Sieť včasného varovania<br />
Teritoriálna sieť meradiel integrálnej efektívnej dávky<br />
aerosóly<br />
MZ SR, MŽ SR, MH SR<br />
TLD sieť<br />
MZ SR<br />
Teritoriálna sieť meracích bodov <strong>kontaminácie</strong> ovzdušia<br />
laboratória stálych zložiek RMS<br />
MZ SR, MH SR, MO SR<br />
spady<br />
MZ SR, MŽ SR, MH SR<br />
Kontaminácia zložiek <strong>životného</strong> <strong>prostredia</strong><br />
lokálna sieť EBO<br />
MO SR<br />
Sieť včasného varovania<br />
monitorovanie výpustí teledozimetrický systém sieť TLD v okolí JE<br />
lokálna sieť EMO<br />
monitorovanie výpustí teledozimetrický systém<br />
vo výstavbe<br />
sieť TLD v okolí JE<br />
Obr. 6.1 Činnosť Radiačnej Monitorovacej Siete v čase mimo radiačného ohrozenia<br />
6.2.1 Normálny režim monitorovania<br />
Normálny režim monitorovania je zameraný na spracovanie monitorovacích plánov,<br />
zabezpečenie akcieschopnosti RMS a jej koordináciu, zber údajov a overovanie ich kvality,<br />
vrátane organizovania porovnávacích meraní, zjednocovanie metodických postupov stálych<br />
zložiek RMS z jednotlivých rezortov, spracovanie podkladov pre Správu o radiačnej situácii<br />
na území SR. Výsledkom monitorovania v tomto pracovnom režime je prehľad dlhodobých
126<br />
časových trendov distribúcie rádionuklidov v životnom prostredí a úrovní dávok<br />
z ionizujúceho žiarenia, ako aj možnosť včasného zistenia prípadných odchyliek od<br />
dlhodobého priemeru.V rámci normálneho režimu monitorovania radiačnej situácie na území<br />
SR je v prevádzke päť monitorovacích subsystémov:<br />
1) Teritoriálna sieť meradiel príkonu dávkového ekvivalentu v ovzduší (TLD sieť), je<br />
vybudovaná na báze integrálnych termoluminiscenčných dozimetrov (obr.6.2). Túto sieť<br />
230<br />
Teritoriálna sieť TLD MZ SR<br />
1 Bratislava 20 Senica 39 Rudná<br />
2 Malacky 21 Banská Bystrica 40 Stará Voda<br />
3 Dunajská Streda 22 Sliač 41 Rožňava<br />
4 Piešťany 23 Slovanská Ľupča 42 Spišské Vlachy<br />
5 Nové Mesto nad Váhom 24 Lom nad Rimavicou 43 Plaveč<br />
6 Veľké Bierovce 25 Dudince 44 Bardejov<br />
7 Bánovce nad Bebravou 26 Šahy 45 Prešov<br />
8 Topoľčany 27 Dolné Plachtince 46 Jasov<br />
9 Nitra 28 Oravský Podzámok 47 Košice<br />
10 Vráble 29 Liesek 48 Milhosť<br />
11 Nové Zámky 30 Liptovský Mikuláš 49 Telgart<br />
12 Hurbanovo 31 Chopok 50 Stropkov<br />
13 Komárno 32 Podbanské 51 Medzilaborce<br />
14 Považská Bystrica 33 Strbské Pleso 52 Kamenica nad Ciroc<br />
15 Prievidza 34 Poprad – Gánovce 53 Orechová<br />
16 Čadca 35 Lučenec 54 Somotor<br />
17 Žilina 36 Lučenec – Boľkovce 55<br />
18 Martin 37 Rimavská Sobota<br />
19 Žiar nad Hronom 38 Červený Kláštor<br />
Obr. 6.2 Teritoriálna sieť termoluminiscenčných dozimetrov Ministerstva zdravotníctva SR<br />
prevádzkuje rezort MZ SR, ktorý prostredníctvom ŠZÚ v Bratislave, B.Bystrici, Košiciach a<br />
ÚPKM rozmiestnil TL dozimetre na 55 stálych meracích miestach <strong>kontaminácie</strong> ovzdušia
127<br />
(MMKO) a zabezpečuje ich štvrťročnú výmenu a vyhodnotenie. Okrem teritoriálnej siete TL<br />
dozimetrov sú vybudované v okolí našich jadrových elektrárni lokálne siete TL dozimetrov<br />
(SE EMO –15 stabilných meracích miest, SE EBO – 24 stabilných meracích miest) ktoré sú<br />
v správe LRKO Mochovce a LRKO Bohunice. Ďalej v rámci štátneho dozoru, ŠZÚ SR<br />
Bratislava zabezpečuje sledovanie integrálnej dávky z externého ožiarenia v 12 lokalitách<br />
v okolí EBO a v 10 lokalitách v okolí EMO.<br />
2) Sieť včasného varovania (SVV), je tvorená teritoriálnou sieťou stabilných meracích miest<br />
(SMM) pre kontinuálne sledovanie príkonu ekvivalentnej dávky vo vzduchu. Ich prevádzku<br />
zabezpečujú rezorty MŽP SR, MV SR – Úrad CO a MO SR.<br />
SVV MŽP SR pozostáva z 23 SMM lokalizovaných na profesionálnych<br />
meteorologických staniciach SHMÚ, vybavených sondami typu Gamma-Tracer. V súčasnosti<br />
tieto sondy sú nastavené na integrálny zber dát v 10 minútových intervaloch a systémom online<br />
sú data prenášané na SHMÚ.<br />
SVV MO SR je tvorená 11-timi SMM systému ARIS, so zabezpečeným on-line<br />
prenosom dát do Radiačného strediska v Trenčíne. SMM sú vybavené sondami typu DC-4D-<br />
84/N a DC-4D-84/V.<br />
SVV MV SR je tvorená 33-mi SMM lokalizovanými na okresných úradoch SR,<br />
kontrolných chemických laboratóriách CO a Úrade CO MV SR. Táto sieť je vybavená<br />
monitormi typu RM-60 poskytujúcimi údaje v 10 minútových intervaloch. V súčasnej dobe je<br />
možné získať on-line údaje len z troch SMM, ostatné sú prepojené off-line. V krátkej dobe sa<br />
však počíta s prepojením všetkých SMM na režim on-line.<br />
Údaje zo všetkých SMM jednotlivých SVV sú odovzdávané SÚRMS-u vo forme mesačných<br />
priemerov elektronickou formou v mesačných intervaloch. Rozloženie SMM SVV rezortov<br />
MŽP SR, MO SR a MV SR – Úrad CO na území SR je na obr. 6.3.
MŽP- SR<br />
MO SR<br />
128<br />
MV SR - Úrad CO<br />
1 Bratislava 1 Bratislava 7 Prievidza 50 B. Bystrica<br />
2 Jaslovské Bohunice 24 Sereď 10 Žilina 51 Krupina<br />
3 Piešťany 25 Trenčín 13 Lučenec 52 Detva<br />
4 Nitra 26 Topoľčany 25 Trenčín 53 Brezno<br />
5 Hurbanovo 27 Ružomberok 27 Ružomberok 54 Veľký Krtíš<br />
6 Mochovce 28 Lipt. Mikuláš 28 Liptovský Mikuláš 55 Dolný Kubín<br />
7 Prievidza 29 Rim. Sobota 29 Rimavská Sobota 56 Námestovo<br />
8 Dudince 30 Kežmarok 34 Myjava 57 Tvrdošín<br />
9 Sliač 31 Prešov 35 Nové Mesto n. Váhom 58 Poltár<br />
10 Žilina 32 Trebišov 36 Ilava 59 Revúca<br />
11 Liesek 33 Michalovce 37 Partizánske<br />
12 Chopok 38 Bánovce n. Bebravou<br />
13 Lučenec 39 Púchov<br />
14 Štrbské Pleso 40 Považská Bystrica<br />
15 Lomnický Štít 41 Bytča<br />
16 Poprad 42 Čadca<br />
17 Poprad - Gánovce 43 Kysucké Nové Mesto<br />
18 Kojšovská Hoľa 44 Martin<br />
19 Košice 45 Turčianske Teplice<br />
20 Milhostov 46 Žarnovica<br />
21 Stropkov 47 Žiar nad Hronom<br />
22 Kamenica n. Cirochou 48 Banská Štiavnica<br />
23 Telgart 49 Zvolen<br />
Obr. 6.3 Sieť včasného varovania Ministerstva Životného Prostredia SR, Ministerstva<br />
Obrany SR a Ministerstva Vnútra SR – Úrad CO.<br />
3) Lokálne siete EMO a EBO, ktoré pozostávajú z teledozimetrického systému (EMO vo<br />
výstavbe) a siete TLD, rozmiestnených v kontrolovanom pásme okolia JE. Patria sem aj<br />
stabilné miesta pre kontrolu výpustí. Tieto siete sa riadia monitorovacími plánmi elektrární a<br />
SÚRMS-u poskytujú údaje požadované jeho monitorovacím plánom, schváleným hlavným<br />
hygienikom SR v štvrťročných intervaloch.
129<br />
4) Teritoriálna sieť meracích miest <strong>kontaminácie</strong> ovzdušia (MMKO), ktorá zabezpečuje<br />
kontinuálne sledovanie objemovej aktivity aerosólov v prízemných vrstvách atmosféry je<br />
tvorená štyrmi odberovými miestami na staniciach SHMÚ, 15-timi MMKO v rámci lokálnej<br />
siete EMO a 24-mi MMKO v rámci lokálnej siete EBO. Z ekonomických dôvodov odber<br />
aerosólov na filtre v 4-och MMKO SHMÚ nie je kontinuálny, ale uskutočňovaný vždy v prvý<br />
týždeň každého mesiaca. Spracovanie a vyhodnocovanie filtrov je zabezpečené v rámci<br />
rezortu MZ SR. Laboratória radiačnej kontroly okolia EMO a EBO (LRKO EMO, LRKO<br />
EBO) zabezpečujú kontinuálny 14 dňový interval odberu aerosólov na filtre.<br />
5) Sieť laboratórií MZ SR a LRKO EMO spolu s LRKO EBO zabezpečuje monitorovanie<br />
obsahu rádionuklidov v životnom prostredí, v potravinovom reťazci a v biologických<br />
vzorkách. Počty a druh analyzovaných vzoriek ako aj frekvencia ich odberu sa upravuje<br />
ročnými monitorovacími plánmi SÚRMS-u a JEZ, schválených hlavným hygienikom SR a<br />
prevádzkovateľom JEZ. Počet vzoriek potravinového reťazca, v ktorých sa stanovuje obsah<br />
jednotlivých rádionuklidov, sa za posledné roky výrazne zredukoval vzhľadom na nízku<br />
koncentráciu týchto rádionuklidov v analyzovaných vzorkách a sledujú sa len základné druhy<br />
potravín a poľnohospodárskej výroby, s cieľom stanovenia dlhodobého priemeru úrovni<br />
koncentrácie jednotlivých rádionuklidov.<br />
Vnútorná kontaminácia osôb sa stanovuje na základe celotelových meraní skupiny<br />
dobrovoľníkov na celotelovom počítači v ÚPKM.<br />
Údaje z monitorovania všetky stále zložky SÚRMS-u sú povinné hlásiť na Ústredie v<br />
mesačných, resp. štvrťročných intervaloch. V súčasnosti je odovzdávanie údajov z<br />
monitorovania zabezpečené elektronickou alebo písomnou formou. V prípade radiačnej<br />
havárie alebo podozrenia na akýkoľvek únik rádionuklidov do <strong>životného</strong> <strong>prostredia</strong> sa<br />
intervaly odberu a meraní menia podľa pokynov SÚRMS-u a prevádzkovateľa JEZ. Zároveň<br />
sa skracujú aj intervaly hlásení o sledovaní radiačnej situácie v danej lokalite.<br />
V prípade havarijnej situácie sú okamžité údaje monitorovania zo SVV v 30 min.<br />
intervaloch on-line zasielané do Krízového a kontrolného centra ÚJD SR (KKC) pre potreby<br />
ORS a SÚRMS-u.<br />
6.2.2 Monitorovanie ovzdušia s využitím sietí včasného varovania<br />
Mesačné priemery príkonu absorbovanej dávky z fotónového žiarenia v prízemných<br />
vrstvách atmosféry v SMM SVV MŽP SR a MO SR a distribúcie nameraných hodnôt sú<br />
uvedené na obr. 6.4. V SVV MO SR v roku 2000 sa mesačné priemery príkonu absorbovanej<br />
dávky v ovzduší pohybovali od 53 nGy.h -1 (apríl, Bratislava) do 141 nGy.h -1 (január,<br />
Kežmarok) s priemernou ročnou hodnotou na úrovni (95 24) nGy.h -1 . V SVV MŽP SR sa
130<br />
mesačné priemery dávkového príkonu pohybovali od 63 nGy.h -1 (december, Hurbanovo) do<br />
157 nGy.h -1 (august, Kojsovská Hoľa), pričom priemerná ročná hodnota je na úrovni (112 <br />
15) nGy.h -1 .<br />
Počty Frequency meraní<br />
50<br />
45<br />
40<br />
35<br />
30<br />
25<br />
20<br />
15<br />
10<br />
5<br />
0<br />
MZP<br />
MO<br />
50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190<br />
Príkon absorbovanej dávky (nGy/h)<br />
MŽP SR MO SR<br />
SHMU ARIS<br />
N= 165 132<br />
Priemer= 112 95<br />
STDev= 15 24<br />
Min= 63 53<br />
Max= 157 141<br />
Obr. 6.4 Porovnanie distribúcie priemerných mesačných hodnôt príkonu absorbovanej dávky<br />
fotónového žiarenia v meracích miestach siete včasného varovania MŽP SR a MO SR.<br />
Údaje z SVV Úradu CO – MV SR sú spracované ako priemery pre jednotlivé okresy v<br />
SR (obr. 6.5). V okresoch Bratislava, Trnava, Trenčín, Banská Bystrica a Žilina priemerné<br />
ročné hodnoty príkonu absorbovanej dávky z fotónového žiarenia v prízemných vrstvách<br />
atmosféry boli v intervale od 97 nGy.h -1 do 156 nGy.h -1 . Vypočítaná hodnota celoročného<br />
priemeru z údajov v týchto okresoch je (116 9) nGy.h -1 . Údaje namerané v SMM<br />
v okresoch Poprad a Košice vzhĺadom na technické problémy neboli validované a teda neboli<br />
ani zahrnuté do odhadu celkového priemeru.
nGy/h<br />
140<br />
120<br />
100<br />
80<br />
60<br />
40<br />
20<br />
0<br />
131<br />
BA TT TR NR BB ZA<br />
Okres<br />
Obr. 6.5 Priemerný ročný príkon absorbovanej dávky fotónového žiarenia v ovzduší<br />
v jednotlivých okresoch SR – SVV Ministerstva Vnútra SR – Úrad CO.<br />
Prehľad mesačných priemerov hodnôt príkonu absorbovanej dávky v ovzduší vo<br />
všetkých SMM SVV MŽP SR a MO SR je na obr. 6.6 a obr. 6.7. Pre ilustráciu, na obr. 6.8 sú<br />
uvedené variácie priemerných denných hodnôt dávkového príkonu nameraného v nadmorskej<br />
výške 135 m (SMM SVV MV SR – Úrad CO, KCHL Nitra). Vplyv nadmorskej výšky na<br />
fluktuáciu príkonu absorbovanej dávky v SMM SVV MŽP SR je uvedený na obr. 6.9.<br />
Stabilné monitorovacie miesta SVV MŽP SR sú umiestnené v nadmorskej výške od 117 m do<br />
2008 m.<br />
nGy/h<br />
200<br />
175<br />
150<br />
125<br />
100<br />
75<br />
50<br />
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Dec<br />
Mesiac 2000<br />
Bratislava Koliba<br />
Chopok<br />
Dudince<br />
Jaslovské Bohunice<br />
Kamenica n. Cirochou<br />
Kojsovská Hoľa<br />
Košice<br />
Lučenec<br />
Mochovce<br />
Nitra<br />
Piešťany<br />
Poprad Ganovce<br />
Prievidza<br />
Sliač<br />
Štrbské Pleso<br />
Stropkov<br />
Žilina<br />
Obr. 6.6 Variácie priemerných mesačných hodnôt príkonu absorbovanej dávky fotónového<br />
žiarenia v meracích miestach siete včasného varovania MŽP SR.
nGy/h<br />
200<br />
175<br />
150<br />
125<br />
100<br />
75<br />
50<br />
25<br />
0<br />
132<br />
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec<br />
Mesiac 2000<br />
Bratislava<br />
Sered<br />
Topol cany<br />
Trencín<br />
Ružomberok<br />
Lipt. Mikuláš<br />
Rim. Sobot a<br />
Prešov<br />
Kežmarok<br />
Michalovce<br />
Trebišov<br />
Obr. 6.7 Variácie priemerných mesačných hodnôt príkonu absorbovanej dávky fotónového<br />
žiarenia v meracích miestach siete včasného varovania MO SR.<br />
nGy/h<br />
200<br />
175<br />
150<br />
125<br />
100<br />
75<br />
N= 366<br />
Priemer= 135<br />
STDev= 4<br />
Min= 125<br />
Max= 155<br />
50<br />
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec<br />
Mesiac 2000<br />
Obr. 6.8 Variácia priemerných denných hodnôt dávkového príkonu gama žiarenia<br />
nameraného na streche budovy Kontrolného a chemického laboratória (KCHL) CO v Nitre.
nGy/h<br />
200<br />
150<br />
100<br />
50<br />
133<br />
0 500 1000<br />
Nadmorská výška (m.n.m.)<br />
1500 2000<br />
Obr. 6.9 Variácia priemerných mesačných hodnôt dávkového príkonu gama žiarenia v<br />
závislosti od nadmorskej výšky.<br />
Z výsledkov uvedených na obr. 6.6, 6.8, a 6.9 je zrejmé, že variácie dávkového<br />
príkonu prírodného gama žiarenia vo vybraných meracích miestach sú značne ovplyvnené<br />
nielen jeho sezónnou fluktuáciou ale aj geografickou polohou meracieho miesta.<br />
Zaznamenaná takmer dvojnásobná zmena hodnoty dávkového príkonu v tej istej lokalite<br />
(Bratislava) je pravdepodobne dôsledkom podmienok merania (premiestnenie<br />
monitorovacieho zariadenia zo strechy budovy do výšky 1m nad zemským povrchom).<br />
6.2.3 Teritoriálna sieť TL dozimetrov<br />
Plošné monitorovanie dávkového ekvivalentu z externého ožiarenia je zabezpečované<br />
teritoriálnou sieťou TL dozimetrov (obr. 6.2). Táto sieť je v správe MZ SR a využíva<br />
dozimetre typu HARSHAW TLD100 a TLD700. Dozimetre sú po štvrťročnej expozícii<br />
vyhodnocované na odboroch radiačnej hygieny ŠZÚ SR Bratislava, ŠZÚ B.Bystrica a ÚPKM<br />
Bratislava. Pri zbere dozimetrov sa vykonávajú merania dávkového príkonu gama žiarenia<br />
pomocou prenosných zariadení typu DC-3E, resp. FH 40-GL. V TLD sieti MZ SR sa hodnota
134<br />
príkonu ekvivalentnej dávky pohybovala v intervale od 55 nSv.h -1 do 149 nSv.h -1 , pričom<br />
priemerná ročná hodnota je na úrovni (87 17) nSv.h -1 . Distribúcia nameraných hodnôt je<br />
uvedená na obr. 6.10.<br />
Frequency<br />
Počty meraní<br />
80<br />
70<br />
60<br />
50<br />
40<br />
30<br />
20<br />
10<br />
0<br />
MZ SR<br />
40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190<br />
H*(10) (nSv/h)<br />
N=<br />
TLD MZSR<br />
272<br />
Priemer= 87<br />
STDev= 17<br />
Min= 55<br />
Max= 149<br />
Obr. 6.10 Distribúcia štvrťročných hodnôt príkonu ekvivalentnej dávky v teritoriálnej sieti<br />
TLD MZ SR.<br />
6.2.4 Kontaminácia ovzdušia<br />
V rámci monitorovacieho plánu, schváleného hlavným hygienikom SR a<br />
monitorovacích plánov kontroly okolia JEZ, všetky zložky RMS SR zabezpečujú kontinuálne<br />
sledovanie <strong>kontaminácie</strong> ovzdušia prostredníctvom kontinuálneho odberu vzdušných<br />
aerosólov na filtre a odberom suchého i mokrého spádu v MMKO RMS SR a SDS LRKO<br />
EMO a LRKO EMO.<br />
Teritoriálna sieť pre kontinuálne sledovanie <strong>kontaminácie</strong> ovzdušia jednotlivými<br />
rádionuklidmi je tvorená 4-mi MMKO lokalizovanými na staniciach stálej<br />
hydrometeorologickej služby SHMÚ (Hurbanovo, Stropkov, Liesek, Lučenec). Podporné<br />
MMKO sú umiestnené na ŠZÚ (Bratislava, B.Bystrica, Košice a ÚPKM). Pre odber<br />
aerosólov v súlade s vypracovanou jednotnou metodikou odberu na filtre, sú na staniciach<br />
SHMÚ umiestnené veľkoobjemové odberové zariadenia typu VAJ 01 s deklarovanou<br />
rýchlosťou presávania cca 200 m 3 .h -1 . Z ekonomických dôvodov, aerosóly v prízemnej vrstve<br />
atmosféry, podľa jednotnej metodiky, sa vzorkujú vždy v prvý týždeň v každom mesiaci po<br />
dobu 7 dní (množstvo presatého vzduchu sa pohybuje spravidla okolo 36 000 m 3 ). Z dôvodu
135<br />
postupného výpadku jednotlivých veľkoobjemových odberových zariadení ako aj z<br />
finančných dôvodov, zo všetkých stálych a podporných MMKO, v priebehu roku 2000 bol v<br />
prevádzke len MMKO Stropkov.<br />
Nefunkčnosť teritoriálnej siete MMKO RMS SR má negatívny vplyv na efektívnosť<br />
monitorovania <strong>životného</strong> <strong>prostredia</strong> a môže mať vážne dôsledky v prípade radiačnej nehody<br />
spojenej s únikom rádionuklidov do <strong>životného</strong> <strong>prostredia</strong>. Funkčnosť takejto siete totiž<br />
zabezpečuje rýchlu a včasnú informáciu o úniku rádionuklidov do ovzdušia v dôsledku<br />
radiačnej/jadrovej havárie, resp. nehody na území SR i mimo jeho územia (napr. Španielsko,<br />
jún 1998), a na rozdiel od SVV poskytuje údaje o izotopovom zložení potenciálnej<br />
<strong>kontaminácie</strong>. V čase mimo havárie, pravidelný odber aerosólov a následné<br />
gamaspektrometrické a rádiochemické analýzy zabezpečujú akcieschopnosť siete a slúžia k<br />
overovaniu správnosti výsledkov daného laboratória, napr. stanovením objemovej aktivity<br />
kozmogénneho rádionuklidu 7 Be.<br />
6.3 Monitorovanie okolia JE EBO a JE EMO<br />
Monitorovanie okolia jadrovo energetických zariadení zabezpečujú Laboratória<br />
Radiačnej Kontroly Okolia (LRKO) elektrární Mochovce (EMO) a Jaslovské Bohunice<br />
(EBO), ktoré patria k vonkajším monitorovacím divíziám prevádzkovateľa. Sledovanie<br />
radiačnej situácie v okolí je založené na činnosti lokálnych sietí EMO a EBO ktoré<br />
pozostávajú z teledozimetrického systému (EMO vo výstavbe), sieti TL dozimetrov a sieti<br />
stabilných miest pre kontrolu výpustí. Tieto siete sa riadia monitorovacími plánmi elektrární a<br />
SÚRMS-u poskytujú údaje požadované jeho monitorovacím plánom, schváleným hlavným<br />
hygienikom SR v štvrťročných intervaloch.<br />
6.3.1 Teledozimetrický systém<br />
V okolí EMO sa v súčasnosti monitoruje v pravidelných mesačných intervaloch na 15tich<br />
dozimetrických staničkách príkon absorbovanej dávky pomocou ionizačnej komory RSS-<br />
112. Hodnota dávkového príkonu sa pohybovala v intervale od 65 nGy.h -1 do 114 nGy.h -1 ,<br />
pričom priemerná ročná hodnota je na úrovni (94 8) nGy.h -1 .<br />
V okolí EBO meranie dávkových príkonov sa vykonáva kontinuálne na 19-tich<br />
staniciach Teledozimetrického systému EBO. Hodnota dávkového príkonu v ovzduší sa<br />
pohybovala v intervale od 52 nGy.h -1 do 122 nGy.h -1 , pričom priemerná ročná hodnota je na<br />
úrovni (81 15) nGy.h -1 .
136<br />
Rozdiel v distribúcií dávkového príkonu (ak zanedbáme rôznu hodnotu nadmorskej výšky)<br />
je spôsobený rozdielnym typom meracích zariadení, ktoré vykazujú rozdiely v energetickej<br />
závislosti ako aj rozdielnou geometriou merania.<br />
Počty Frequency meraní<br />
120<br />
100<br />
80<br />
60<br />
40<br />
20<br />
0<br />
Obr. 6.11 Porovnanie distribúcie priemerných mesačných hodnôt príkonu absorbovanej<br />
dávky fotónového žiarenia v okolí JE EMO a JE EBO.<br />
6.3.2 Lokálna sieť TLD<br />
EBO<br />
EMO<br />
LRKO<br />
EBO<br />
50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190<br />
Príkon absorbovanej dávky (nGy/h)<br />
LRKO<br />
EMO<br />
N= 228 179<br />
Priemer= 81 94<br />
STDev= 15 8<br />
Min= 52 65<br />
Max= 122 114<br />
Integrálne monitorovanie príkonu dávkového ekvivalentu fotónového žiarenia v okolí<br />
EMO sa uskutočnuje pomocou TL dozimetrov typu TLD 100 a TLD 200 (Harshaw), ktoré sú<br />
rozmiestnené v rámci lokálnej siete LRKO Mochovce v 15 dozimetrických staničkách a<br />
vymieňajú sa v pravidelných mesačných intervaloch. TL dozimetre sú kalibrované na<br />
metrologickom oddelení LRKO Mochovce v jednotkách vzdušnej kermy a vyhodnocované<br />
prístrojom Harshaw 4500. Pri konečnom spracovaní boli namerané hodnoty prepočítané<br />
pomocou konverzného faktora H*(10)/Ka na hodnotu priestorového dávkového ekvivalentu.<br />
Lokálna sieť TL dozimetrov LRKO EBO je tvorená 24 stabilnými meracími miestami<br />
v ktorých sa umiestňujú a v mesačných intervaloch vymieňajú TL dozimetre typu CaSO4.<br />
Kalibráciu TL dozimetrov zabezpečuje metrologické oddelenie LRKO Mochovce 1x za rok.<br />
Vyhodnocovanie sa uskutočňuje pomocou prístroja Harshaw 4000. Porovnanie distribúcie
137<br />
mesačnych hodnôt dávkového ekvivalentu fotónového žiarenia v okolí EBO a EMO je na obr.<br />
6.12. Signifikantný rozdiel v distribúciách H*(10) je spôsobený rozdielnym typom TL<br />
detektorov (fading a energetická závislosť) nastavenými parametrami vyhodnocovania TL<br />
detektorov (prietokovej rýchlosti N2/ min) a podmienkami kalibrácie.<br />
Počty meraní<br />
Frequency<br />
70<br />
60<br />
50<br />
40<br />
30<br />
20<br />
10<br />
0<br />
Obr. 6.12 Porovnanie mesačných hodnôt dávkového ekvivalentu fotónového žiarenia v okolí<br />
JE EMO a JE EBO.<br />
Nezávisle na lokálnych sieťach LRKO v rámci štátneho dozoru, ŠZÚ Bratislava<br />
zabezpečuje sledovanie integrálnej dávky z externého ožiarenia pomocou TL dozimetrov v 12<br />
lokalitách v okolí EBO a 10 lokalitách v okolí EMO (tab. 6.1). V priebehu roku 2000 sa<br />
hodnoty príkonu dávkového ekvivalentu fotónového žiarenia pohybovali od 48 nSv.h -1 do 142<br />
nSv.h -1 , pričom priemerná ročná hodnota je na úrovni (88 24) nSv.h -1 v okolí JE-EBO a od<br />
62 nSv.h -1 do 111 nSv.h -1 v okolí JE EMO, pričom priemerná ročná hodnota je na úrovni (87<br />
11) nSv.h -1 .<br />
LRKO EMO<br />
LRKO EBO<br />
40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190<br />
H*(10) (nSv/hod)<br />
LRKO<br />
EBO<br />
LRKO<br />
EMO<br />
N= 288 18 0<br />
Priemer= 116 77<br />
STDev= 18 13<br />
Min= 78 43<br />
Max= 184 104
138<br />
Tab. 6.1 Príkony dávkového ekvivalentu fotónového žiarenia [nSv/h] v okolí JE Mochovce<br />
meraného v rámci štátneho dozoru.<br />
Meracie miesto<br />
I. II. III. IV.<br />
štvrťrok<br />
Čifáre 84 100 96 88<br />
Veľký Ďúr 76 89 92 88<br />
Kalná nad Hronom 110 80 68 69<br />
Levice 88 89 80<br />
Tlmače 80 98 62 63<br />
Kozárovce 92 111 84 80<br />
Tek. Nemce 72 84 92 90<br />
Zlaté Moravce 88 90 80 81<br />
Tes. Mlyňany 92 101 92 90<br />
Nová Ves nad Žitavou 76 105 88 87<br />
6.3.3 Kontaminácia ovzdušia<br />
V súlade s monitorovacím plánom SÚRMS-u, súčasťou monitorovacích plánov LRKO<br />
EBO a LRKO EMO a je aj kontrola prípadnej <strong>kontaminácie</strong> ovzdušia v dôsledku jednotlivých<br />
druhov výpustí rádioaktívnych látok do atmosféry pri prevádzke JEZ ktorá sa vykonáva<br />
pomocou kontinuálneho odberu vzdušných aerosólov a odberom spadu.<br />
V okolí JE EMO je vybudovaná lokálna sieť 15-tich SDS LRKO, v ktorých sa v<br />
týždenných intervaloch presávacím zariadením SIERRA MISCO odoberajú aerosóly z<br />
ovzdušia. Toto odberové zariadenie má relatívne nízku presávaciu rýchlosť, v prípade<br />
významného rádioaktívneho úniku je však postačujúca. V roku 2000, bolo LRKO EMO<br />
odobraných a gamaspektrometricky vyhodnotených 623 aerosólových filtrov, u ktorých<br />
prístrojom FHT 770 bola stanovená aj celková beta aktivita.<br />
LRKO EBO prevádzkuje lokálnu sieť pre odber aerosólov tvorenú 24-mi SDS. V<br />
týchto SDS je zabezpečený kontinuálny odber aerosólov v 14 dňových intervaloch<br />
veľkoobjemovým odberovým zariadením typu VAJ 01, s presávacou rýchlosťou 200 m 3 .h -1 .<br />
Po zlisovaní do tvaru tablety sú filtre gamaspektrometricky vyhodnocované na obsah<br />
jednotlivých rádionuklidov. V aerosólových filtroch zo staničiek EBO III a Trnava sa v<br />
zložených vzorkách rádiochemickou analýzou stanovuje obsah 90 Sr a 239/240 Pu.
139<br />
Spády v okolí JE EMO sa odoberajú v štvrťročných intervaloch v 15-tich SDS a následne<br />
gamaspektrometricky vyhodnocujú. V roku 2000 ani v jednej vzorke odobraného spádu obsah<br />
rádionuklidu 137 Cs neprekročil vyšetrovaciu úroveň gamaspektrometrickej analýzy. Celková<br />
beta aktivita stanovená v štvrťročných spadoch v okolí EMO je uvedená v tab. 6.2.<br />
Tab. 6.2 Celková beta aktivita v spadoch odobraných v SDS LRKO EMO<br />
I. II. III. IV.<br />
štvrťrok [Bq/m 2 ]<br />
LRKO 7,0 ± 1,3 5,0 ± 0,9 12,0 ± 2,2 7,0 ± 1,3<br />
Levice 6,0 ± 1,1 1,0 ± 0,2 8,0 ± 1,4 1,0 ± 0,2<br />
Kalná nad Hronom 16,0 ± 2,9 8,0 ± 1,4 13,0 ± 2,3 8,0 ± 1,4<br />
Mochovce 9,0 ± 1,6 4,0 ± 0,7 9,0 ± 1,6 6,0 ± 1,1<br />
Čifáre 6,0 ± 1,1 6,0 ± 1,1 11,0 ± 2,0 11,0 ± 2,0<br />
Veľký Ďúr 3,0 ± 0,5 7,0 ± 1,3 14,0 ± 2,5 7,0 ± 1,3<br />
Vráble 10,0 ± 1,8 2,0 ± 0,4 9,0 ± 1,6 7,0 ± 1,3<br />
Tajná 5,0 ± 0,9 4,0 ± 0,7 8,0 ± 1,4 5,0 ± 0,9<br />
Červený Hrádok 8,0 ± 1,4 3,0 ± 0,5 15,0 ± 2,7 8,0 ± 1,4<br />
Nemčiňany 5,0 ± 0,9 3,0 ± 0,5 11,0 ± 2,0 7,0 ± 1,3<br />
Malé Kozmálovce 9,0 ± 1,6 38,0 ± 6,8 13,0 ± 2,3 27,0 ± 4,9<br />
Nový Tekov 27,0 ± 4,9 16,0 ± 2,9 54,0 ± 9,7 31,0 ± 5,6<br />
Kozárovce 13,0 ± 2,3 9,0 ± 1,6 21,0 ± 3,8 45,0 ± 8,1<br />
Zlaté Moravce 12,0 ± 2,2 7,0 ± 1,3 15,0 ± 2,7 9,0 ± 1,6<br />
Rybník 6,0 ± 1,1 4,0 ± 0,7 11,0 ± 2,0 11,0 ± 2,0<br />
V okolí EBO, spády sú odoberané pomocou veľkoplošných odberových zariadení s<br />
vodnou hladinou na plochu 0,8 m 2 v 6-tich SDS súčasne so vzorkami aerosólov. Vzorky<br />
spádov sú spracované metódou veľkoobjemového zrážania a gamaspektrometricky<br />
vyhodnocované. Vo väčšine analyzovaných vzoriek v priebehu celého roku bola koncentrácia<br />
137 Cs pod hodnotou MDA. V spadoch zo staničiek EBO III a Trnava sa v zlievaných vzorkách<br />
rádiochemickou analýzou stanovuje obsah 90 Sr a 239/240 Pu.<br />
6.4 Kontaminácia pôd<br />
Kontaminácia pôd jednotlivými rádionuklidmi výrazne ovplyvňuje úroveň<br />
terestriálneho žiarenia v danej lokalite, ktoré spolu s kozmickým žiarením v čase mimo<br />
havárie sú hlavnými zdrojmi externej expozície populácie. Úroveň a variácia prírodného<br />
pozadia majú vplyv na príkon dávkového ekvivalentu a teda na stanovenie signalizačnej
140<br />
úrovne ktorej prekročenie je po overení signálom pre prechod z rutinného monitorovania na<br />
havarijné (predovšetkým v SMM SVV).<br />
Súčasťou dlhodobého kontinuálneho sledovania a hodnotenia radiačnej situácie na<br />
celom území SR je aj gamaspektrometrická analýza vzoriek pôd odobraných v referenčných<br />
miestach RMS SR. V roku 2000 bolo jednotlivými zložkami RMS odobraných celkovo 472<br />
vzoriek pôd v rámci celého Slovenska, so zhustením odberovej matrice v okolí JEZ. V celom<br />
súbore odobraných vzoriek sú zastúpené obrábané i neobrábané pôdy, a koncentrácia<br />
jednotlivých rádionuklidov bola stanovená v povrchovej vrstve i v hĺbkovom profile,<br />
v niektorých referenčných miestach až do hĺbky 30 cm. Vo všetkých vzorkách sa stanovila<br />
hmotnostná aktivita prírodných rádionuklidov (uránová premenová rada – 226 Ra, thóriová<br />
premenová rada – 232 Th a izotop 40 K) a hmotnostná aktivita 137 Cs, prípadne iných umelých<br />
rádionuklidov. V pôdach, ako v jednej z mála zložiek <strong>životného</strong> <strong>prostredia</strong>, je 137 Cs dobre<br />
detegovateľné ešte aj dnes.<br />
Na základe všetkých dodaných gamaspektrometrických výsledkov jednotlivých<br />
laboratórii RMS SR bola stanovená priemerná, minimálná a maximálná hmotnostná aktivita<br />
40 K, 226 Ra, 232 Th a 137 Cs. V tab. 6.3 je uvedený prehľad týchto hodnôt pre jednotlivé kraje SR<br />
a celé územie SR.<br />
Tab. 6.3 Priemerná, minimálná a maximálná hmotnostná aktivita [Bq/kg] 40 K, 226 Ra, 232 Th a<br />
137<br />
Cs v jednotlivých krajoch SR<br />
1 2 3 4 5 6 7 8 SR<br />
Min 294 107 141 251 264 255 349 341 107<br />
40<br />
K Max 959 603 707 839 1188 603 5420 1129 5420<br />
Priem. 626 355 430 473 479 429 739 619 519<br />
Min 5 4 19 4 10 11 18 21 4<br />
226<br />
Ra Max 43 52 81 58 71 48 70 72 81<br />
Priem. 24 28 33 32 34 30 42 37 32<br />
Min 5 9 14 19 13 5 21 20 5<br />
232<br />
Th Max 59 52 69 55 57 47 75 92 92<br />
priem. 32 31 34 40 41 26 45 41 36<br />
min 2 2 2 2 1 2 2 2 1<br />
137<br />
Cs max 35 117 67 67 86 210 152 60 210<br />
priem. 19 60 16 15 19 106 28 31 37<br />
Poznámka: 1 – Bratislavský, 2 – Nitriansky, 3 – Žilinský, 4 – Trenčiansky, 5 – Bansko<br />
Bystrický, 6 – Trnavský, 7 – Košický, 8 –Prešovský kraj
6.5 Kontaminácia potravín<br />
141<br />
Obsah umelých rádionuklidov v jednotlivých zložkách potravinového reťazca je<br />
v súčasnosti na veľmi nízkej úrovni, spravidla na hranici detekovateľnosti. Stanovenie tak<br />
nízkych úrovní hmotnostných, resp. objemových aktivít polovodičovou gamaspektrometriu je<br />
časovo náročné a pri príprave vzorky na meranie je potrebné použiť rôzne rádiochemické<br />
koncentračné postupy. Preto aj počet analyzovaných vzoriek rastlinnej a živočíšnej výroby sa<br />
od roku 1986 výrazne zredukoval. Pokiaľ v rokoch 1986 – 1992 sa počty vyšetrených vzoriek<br />
pohybovali na úrovni niekoľko stoviek až tisícok, v súčasnosti je vyšetrovaných rádove<br />
desiatky vzoriek. Sledovanie <strong>kontaminácie</strong> potravinového reťazca pozvoľna prešlo<br />
z havarijného režimu monitorovania do normálneho režimu.<br />
Rozsah monitorovania produktov rastlinnej a živočíšnej výroby je stanovený<br />
schváleným monitorovacím plánom, ktorý sa riadi vegetačným obdobím. Stále zložky RMS<br />
SR určené pre kontrolu <strong>kontaminácie</strong> potravín majú jednotný monitorovací plán upravovaný<br />
vzhľadom na prioritu produkcie v územne príslušnej oblasti.<br />
Vzhľadom na veľmi nízky obsah rádionuklidu 137 Cs vo vzorkách živočíšnej<br />
a rastlinnej výroby sa väčšina odobratých vzoriek spracovávala špeciálnymi koncentračnými<br />
postupmi, resp. prípravou zmesných vzoriek.<br />
Z výsledkov gamaspektrometrických analýz jednotlivých druhov potravinového<br />
reťazca, ktoré boli poskytnuté Ústrediu, v tab. 6.4 je spracovaný prehľad o počte meraných<br />
vzoriek základných druhov rastlinnej a živočíšnej výroby.<br />
Tab. 6.4 Maximálne nameraná hmotnostná a objemová aktivita 137Cs vo vybraných druhoch<br />
potravín a krmovín.<br />
Vzorka<br />
mlieko<br />
ryby<br />
zelenina<br />
ovocie<br />
hríby<br />
porasty<br />
jačmeň<br />
pšenica<br />
ďatelina<br />
kukurica<br />
repa<br />
Počet vzoriek<br />
N<br />
162<br />
4<br />
42<br />
31<br />
21<br />
46<br />
32<br />
36<br />
28<br />
29<br />
28<br />
Z toho<br />
N MDA<br />
121<br />
1<br />
29<br />
19<br />
1<br />
16<br />
32<br />
36<br />
20<br />
29<br />
28<br />
A [Bq.kg -1 , Bq.l -1 ]<br />
max<br />
0,085 0,027<br />
0,21 0,07<br />
0,22 0,08<br />
0,93 0,21<br />
1191,0 13,5<br />
3,1 0,8<br />
0,62 0,25
142<br />
6.5.1 Kontaminácia povrchových a pitných vôd<br />
V súlade s monitorovacími plánmi okolia JEZ (LRKO EMO, LRKO EBO) a v rámci<br />
štátneho dozoru (ŠZÚ Bratislava, B. Bystrica a Košice) bola vo veľkých zdrojoch pitnej vody<br />
a v povrchových vodách sledovaná objemová aktivita 137 Cs, 90 Sr a 3 H. V okolí JEZ sa okrem<br />
štvrťročných odberov pitných vôd a mesačných odberov povrchových vôd, odoberajú aj<br />
vzorky vôd z vrtov radiačnej kontroly. V rámci štátneho dozoru, sú vzorky vôd na území<br />
bývalého západoslovenského, stredoslovenského a východoslovenského regiónu odoberané aj<br />
z vodárenských nádrží, úpravní vôd, geotermálnych a minerálnych prameňov, ako aj<br />
z rekreačných nádrží.<br />
V analyzovaných vzorkách pitných, povrchových a rekreačných vôd a ani vo vodách<br />
z vrtov radiačnej kontroly nebola zaznamenaná zvýšená aktivita umelých rádionuklidov.<br />
Zvýšená koncentrácia niektorých prírodných rádionuklidov bola zaznamenaná len<br />
v minerálnych a geotermálnych vodách z východoslovenského regiónu. V dôsledku<br />
geologickej skladby podložia lokalít, v ktorých tieto pramene vyvierajú, bola zaznamenaná<br />
zvýšená úroveň celkovej alfa a beta aktivity a prírodných rádionuklidov 226 Ra a 222 Rn.<br />
Kontaminácia povrchových a pitných vôd rádionuklidom 137 Cs bola vo všetkých<br />
analyzovaných vzorkách pod resp. na úrovni MDA, ktorá u všetkých zložiek RMS SR je<br />
rádove stotiny Bq.l -1 . Takmer vo všetkých analyzovaných vzorkách povrchových, pitných<br />
a rekreačných vôd, ako aj vo vzorkách z vrtov radiačnej kontroly bolo pozitívne detegované<br />
trícium. Namerané objemové aktivity 3 H však signifikantne neprekročili dlhodobý priemer,<br />
ktorý je na úrovni desiatky Bq.l -1 .<br />
6.6 Záver<br />
Celoplošné a komplexné monitorovanie <strong>kontaminácie</strong> <strong>životného</strong> <strong>prostredia</strong> na území<br />
SR poukazuje na skutočnosť, že v niektorých zložkách <strong>životného</strong> <strong>prostredia</strong> je ešte stále<br />
merateľná veľmi nízka koncentrácia rádionuklidu. Prítomnosť 137 Cs v životnom prostredí je<br />
ešte stále dôsledokom černobyľskej havárie ale aj skúšok jadrových zbraní v atmosfére v<br />
minulosti. Určenie jeho pôvodu, Černobyľ alebo skúšky jadrových zbraní, dnes už prakticky<br />
nie je možné určiť vzhľadom na to, že koncentrácia 134 Cs uvoľneného do <strong>životného</strong> <strong>prostredia</strong><br />
spolu s 137 Cs pri havárii černobyľského reaktora je v súčasnosti už prakticky nemerateľná.<br />
6.7 Literatúra
143<br />
Tölgyessy J., Harangozó M., Daxnerová O.: Monitoring <strong>životného</strong> <strong>prostredia</strong>, Univerzita<br />
Mateja Bela, Banská Bystrica 2000.
Change language