Ugrás a tartalomhoz

Talajvédelem

Dr. Farsang Andrea (2011)

A közlekedés és ipari eredetű talajszennyezések

A közlekedés és ipari eredetű talajszennyezések

Az antropogén tevékenység hatására a bioszféra elemei a legkülönbözőbb anyagokkal szennyeződnek. Már évtizedekkel ezelőtt bebizonyosodott, hogy a nagyvárosok, ipari körzetek térségében a környezeti elemekben a nehézfémek feldúsulnak. Mivel a fémek biológiailag nem bonthatók le, a talajban és az élő szervezetekben akkumulálódni képesek, az utóbbi években a toxikus nehézfémek a figyelem középpontjába kerültek. Számtalan kutatást végeztek mind külföldön, mind hazánkban, melyek ipari létesítmények, belvárosok, ipari körzetek, bányák környezetében a növényekben és a talajban felgyülemlett nehézfémekkel foglalkoznak. Az utóbbi évek nehézfémekkel kapcsolatos kutatásainak eredményeiről összefoglalóan Csathó (1994) ad tájékoztatást.

Már több mint 30 éve világszerte felfigyeltek arra is, hogy a forgalmas közutak mentén egyes elemek feldúsulnak. Kiterjedt kutatások tárgyát képezte a nehézfémek utak menti talajokban való feldúsulása, annak összefüggése a forgalommal, a benzinbe kevert adalékanyagokkal. Végeztek vizsgálatokat arra irányultan is, hogy az egyes nehézfémek milyen mélységbe jutnak le a talajban, ott milyen formában kötődnek és mobilizálódnak, milyen növények és növényi részek akkumulálják őket, és így hogyan juthatnak be esetlegesen a talaj-növény-állat-ember táplálékláncba.

A környezetszennyezést okozó feldúsulás nemcsak olyan toxikus elemeket érint, mint a kadmium vagy az ólom, hanem az esszenciális mikro- és makroelemeket is (Szabó, 1998). Az esszenciális elemek is toxikus tüneteket válthatnak ki, ha a szükségesnél nagyobb koncentrációban vannak jelen (Láng, 2002). Paracelsus (1493-1541) így fogalmaz: „Minden anyag méreg, nincsen olyan anyag, ami ne lenne méreg. A dózis az, ami megszabja, hogy valami méreg-e vagy orvosság.” Ez a megfogalmazás helytálló, hiszen egy elem, még ha esszenciális is, egy optimális határkoncentráció felett mérgezővé válik. A különböző elemeknél mind más-más ez a határkoncentráció. Vannak olyan elemek, amelyeknél az optimális tápelem koncentráció tartománya viszonylag nagyobb (makroelemek), és vannak elemek, amelyeknél ez a tartomány nagyon szűk (mikroelemek). A nem esszenciális elemek a kritikus határkoncentráció alatt nem mutatnak hatást, viszont ez érték feletti koncentrációban már toxikus hatásúak.

A közlekedésnek bizonyítottan nagy szerepe van az útkörnyezet nehézfémekben való feldúsulásában. A legtöbb vizsgálat az ólom útkörnyezetben való feldúsulására irányult, aminek több oka van. Egyrészt az, hogy az ólom humán- és állategészségügyi szempontból toxikus tulajdonsága köztudott, másrészt az, hogy az ólmot világszerte -és a közelmúltig hazánkban is- a motorbenzinhez kopogásgátlóként keverve a közlekedésben felhasználták. Ennek következtében extrém mennyiségű ólom kerülhetett a levegőbe az ólmozott benzinekből. A legáltalánosabban használt ólomvegyületek a benzin kompressziótűrésének fokozására az ólom-tetraetil és az ólom-tetra-metil voltak. Ezeknek az anyagoknak a motortérben való elégésével főleg ólomsók és fémólom kerültek ki az útkörnyezetbe (Árkosi és Buna, 1990). Nem csak az ólom, hanem más nehézfémek is származnak a közlekedésből. A cink és réz a fékbetétek és a súrlódó felületek kopásából ered, a kadmium a gumiköpenyek porladásából valamint egyes fém alkatrészek kopásából származik (Csathó, 1994). Az említett nehézfémek extrém mértékben feldúsulhatnak az utak közvetlen környezetében és az útpadkán, mivel ezek az anyagok kiülepedéssel, kicsapódással, lemosódással kerülnek ki a környezetbe. Az úttól távolodva fokozatosan csökken a növényzet és a talaj terhelése. Az utak menti talajok ólomtartalma és a járműforgalom nagysága között lineáris összefüggés van (Árkosi és Buna, 1990). Az ólomterhelés mértéke függ a gépjárművek sebességétől is, mivel nagyobb sebességnél nagyobb a motor üzemanyag-felhasználása és hőmérséklete (Fiedler és Rösler, 1993). A járművekből az útkörnyezetbe jutó ólom mennyisége legnagyobb mértékben viszont a motorbenzinhez kevert ólomadalékok mennyiségétől függ. Ezt felismerve megkezdték az ólommentes benzin kifejlesztését. Magyarországon a Magyar Olaj- és Gázipari Részvénytársaság (MOL Rt.) 1996-ban kezdte meg a 95-ös oktánszámú ólommentes üzemanyag forgalmazását, és 1997-ben megteremtették az ólmozatlan 98-as oktánszámú benzin gyártásának feltételeit is. Az ólmozott üzemanyagok használatát pedig 1999-ben betiltották (Naszradi et al. 2003).

A forgalmas utak nehézfém-szennyezettségének vizsgálatával számos magyarországi kutatás foglalkozott. Kádár (1995) ismerteti az M7-es autópálya nehézfém-terhelését távol eső területek háttérszennyezéséhez viszonyítva (4.4. táblázat). A vizsgálatokat 1991 októberében kezdték el. Az M7 autópálya 56 km-es szakasza mentén a talajok felső 10 cm rétegét mintázták és 15-20 fúrás anyaga reprezentált egy átlagmintát. Az uralkodó szélirányt figyelembe véve az útpálya DK-i oldalán jelölték ki a mintavételi helyeket az úttól 1, 5, 10, 30, 100 m távolságban. Az utak mellett található növényzetet is mintázták. Növényi mintákból az összes elemtartalmat határozták meg cc. HNO3 + cc. H2O2 feltárást követően. A háttérszennyezést a vidéki kísérleti telepeik szántói és szántóföldi növényei képviselték. Az M7 autópálya mentén vett talajminták vizsgálatainak eredményeit a szennyezetlen vidéki szántók vizsgálatainak eredményeivel összehasonlítva arra az eredményre jutottak, hogy a közlekedés nyomán a Na, Pb, Zn, P, Cu, és Cd elemek a talajban feldúsulnak. Az úthoz közeli területeken, főleg az útpadkán ugrásszerűen nőhet ezen elemek koncentrációja. A növénymintákat megvizsgálva is hasonló eredményeket kaptak, bár a dúsulási faktor eltér a talajban és a növényzetben, mivel a növényzet nem képes a terheléssel arányos elemfelvételre, de a szennyezettséget jól jelzi. A közlekedés kapcsán feldúsuló legfontosabb elemeket a következő táblázat szemlélteti az M7 út mentén vett talaj- és növényminták összetételének változásán, az úttól való távolság függvényében (4.4. táblázat).

4.4. táblázat - Az M7 út mentén vett talaj (0-10 cm) és gyepnövény (hajtás) minták összetételének változása az úttól való távolság függvényében (Kádár, 1995)

Távolság az úttól, m

NaPbZnPCuCd
mg/kg
Talajelemzés: NH 4 - acetát + EDTA
1567411412246250,58
547381475100,19
1037221355130,17
3012424555100,17
10086151452110,16
SzD5% 226175290118120,11
Átlag17210210296140,26
Növényelemzés: HNO3- feltárás
11145771112295110,22
53702231110550,10
102282233132060,11
305441630179060,11
1002001730129060,10
SzD5%881182558920,08
Átlag5173147159670,13

Kádár és munkatársai megállapítják, hogy a környezetszennyezés egyaránt érintheti az esszenciális és nem esszenciális, mikro- és makroelemeket is. Különös veszélyt jelent ez akkor, ha a feldúsulás valamilyen élettanilag toxikus elemet érint. A potenciális veszélyt növelheti az adott elem táplálékláncban való mozgékonysága és könnyű felvehetősége, vagy az a tény, hogy az elem az élő szervezetben lassan bomlik le, ott raktározódni képes. E tekintetben az Pb és Cd terhelés számíthat hosszú távon közellenségnek.

Árkosi és Buna (1990) átfogó kutatást végeztek a hazai talajok közlekedésből származó ólomtartalmáról. Az ólom az utak környezetébe különböző méretű szilárd részecskék formájában kerül. Az emittált ólomrészecskék 50-70 %-a kisebb 5 µ-nál, 5-12 %-a kisebb, mint 1µ. A motortérből kikerült ólom nem egésze emittálódik a környezetbe, 20-30 %-a a gépjárművek kipufogórendszerében rakódik le. A kipufogógázból kikerült ólom a légtérbe kerül, ahol kiülepedéssel, kicsapódással, lemosódással kerül a talajra, növényzetre és vízrendszerekbe. A vízrendszerek adszorpció, abszorpció és kémiai reakciók útján szennyeződnek. A környezeti elemek kölcsönhatásban állnak egymással, így a levegőbe jutó ólomtól az útkörnyezet szinte minden eleme szennyeződik. Kutatásuk megállapítja, hogy a környezet ólomszennyeződése elsősorban az utak járműforgalmától függ, a környezet ólomszennyeződése arányosan követi a forgalomnagyság növekedését. Vizsgálták az ólomtartalom területi és vertikális eloszlását. Ez alapján megállapították, hogy légköri ólomszennyezettség szempontjából ólomimmissziós környezetnek számít az út menti 70 m széles sáv, 4-5 m magasságig. A talaj és növényzet vizsgálatával megállapították, hogy az úttól mintegy 25-50 m távolságig, 20-25 cm talajmélységig kell jelentős ólomszennyezettséggel számolni. A környezet szennyezettségének kialakulását számos tényező -a környezet úthoz, az útpálya síkjához viszonyított helyzete, a domborzat, a növényzet általi lefedettség, a klimatikus viszonyok stb.- befolyásolja. Munkájukban ismertetik az Országos Környezetvédelmi Hatóság (OKTH) megbízásából 1981-1985-ig végzett, a hazai főbb közlekedési utak környezetének nehézfém-szennyezettségére irányuló kutatások eredményeit, és ismertetik Magyarország ólomterhelési térképét (4.4. ábra).

4.4. ábra - Magyarország ólomterhelési térképe (Árkosi és Buna, 1990)

Magyarország ólomterhelési térképe (Árkosi és Buna, 1990)


A vizsgálatok eredményeképpen megállapították, hogy voltak helyek, ahol a szennyezettség a megengedett szennyezettségi értéket (100 µg/g) többszörösen is meghaladta. A vizsgálati időszakig kialakult nagy ólomtartalom annak a következménye, hogy korábban a benzin még igen nagy mennyiségben tartalmazott ólomadalékot.