5.3. chovÁnÍ toxikantu v ekosystÉmu
DESCRIPTION
5.3. CHOVÁNÍ TOXIKANTU V EKOSYSTÉMU. 5.3.1. FIXACE TOXIKANTU V ZÁSOBNÍKU. Fixace. = udržování toxikantu trvale (?) na jednom místě Na úrovni organismu: pevné části opěrného systému (kosti, chitin, lastury ..) především tuková tkáň. Fixace. Imobilizace v tukové tkáni: - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
![Page 1: 5.3. CHOVÁNÍ TOXIKANTU V EKOSYSTÉMU](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062409/56814900550346895db62c02/html5/thumbnails/1.jpg)
5.3.CHOVÁNÍ TOXIKANTU V
EKOSYSTÉMU
![Page 2: 5.3. CHOVÁNÍ TOXIKANTU V EKOSYSTÉMU](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062409/56814900550346895db62c02/html5/thumbnails/2.jpg)
5.3.1. FIXACE TOXIKANTU V ZÁSOBNÍKU
![Page 3: 5.3. CHOVÁNÍ TOXIKANTU V EKOSYSTÉMU](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062409/56814900550346895db62c02/html5/thumbnails/3.jpg)
Fixace
= udržování toxikantu trvale (?) na jednom místě
Na úrovni organismu:• pevné části opěrného systému (kosti, chitin, lastury ..)• především tuková tkáň
![Page 4: 5.3. CHOVÁNÍ TOXIKANTU V EKOSYSTÉMU](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062409/56814900550346895db62c02/html5/thumbnails/4.jpg)
Fixace
Imobilizace v tukové tkáni:• ve chvíli deponování – dočasná detoxikace• v době hladovění – rychlé uvolnění toxikantu – otrava
Vliv na reprodukci některých ptáků:• před hnízděním zvyšování tukových zásob – vč. toxikantu• samice v době sezení na vejcích – spotřeba tuku – intoxikace• samec, který na vejcích nesedí – nedochází k uvolnění toxikantů - přežívá
![Page 5: 5.3. CHOVÁNÍ TOXIKANTU V EKOSYSTÉMU](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062409/56814900550346895db62c02/html5/thumbnails/5.jpg)
Fixace
Na úrovni ekosystémů• nejčastěji u půd a sedimentů
• úzce souvisí se sorpčními procesy
![Page 6: 5.3. CHOVÁNÍ TOXIKANTU V EKOSYSTÉMU](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062409/56814900550346895db62c02/html5/thumbnails/6.jpg)
Fixace
• z fixace látek vychází typy monitoringu, které sledují kumulaci látek v prostředí
• pokud se jedná o živé organismy mluvíme o biokumulá- torech příklad: bryomonitoring
![Page 7: 5.3. CHOVÁNÍ TOXIKANTU V EKOSYSTÉMU](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062409/56814900550346895db62c02/html5/thumbnails/7.jpg)
BRYOMONITORING
![Page 8: 5.3. CHOVÁNÍ TOXIKANTU V EKOSYSTÉMU](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062409/56814900550346895db62c02/html5/thumbnails/8.jpg)
MONITORING KADMIA VE SKANDINÁVII
Monitoring depozice Cdna základě analýz mechů(1990)
(Europa´s Environment, 1995)
![Page 9: 5.3. CHOVÁNÍ TOXIKANTU V EKOSYSTÉMU](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062409/56814900550346895db62c02/html5/thumbnails/9.jpg)
MONITORING OLOVA VE SKANDINÁVII
Monitoring depozice Pbna základě analýz mechů(1990)
(Europa´s Environment, 1995)
![Page 10: 5.3. CHOVÁNÍ TOXIKANTU V EKOSYSTÉMU](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062409/56814900550346895db62c02/html5/thumbnails/10.jpg)
KONCENTRACE ARSENU V OVZDUŠÍ
Průběhy ročních průměrných koncentrací v ovzduší na vybraných stanicích v letech 1989-1999
Zdroj: Zpráva o životním prostředí ČR r.1999
![Page 11: 5.3. CHOVÁNÍ TOXIKANTU V EKOSYSTÉMU](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062409/56814900550346895db62c02/html5/thumbnails/11.jpg)
BRYOMONITORING - ARSEN
![Page 12: 5.3. CHOVÁNÍ TOXIKANTU V EKOSYSTÉMU](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062409/56814900550346895db62c02/html5/thumbnails/12.jpg)
KONCENTRACE KADMIA V OVZDUŠÍ
Průběhy ročních průměrných koncentrací kadmia v ovzduší na vybraných stanicích v letech 1989-1999R
Zdroj: Zpráva o životním prostředí ČR r.1999
![Page 13: 5.3. CHOVÁNÍ TOXIKANTU V EKOSYSTÉMU](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062409/56814900550346895db62c02/html5/thumbnails/13.jpg)
BRYOMONITORING - KADMIUM
![Page 14: 5.3. CHOVÁNÍ TOXIKANTU V EKOSYSTÉMU](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062409/56814900550346895db62c02/html5/thumbnails/14.jpg)
KONCENTRACE OLOVA V OVZDUŠÍ
Průběhy ročních průměrných koncentrací olova v ovzduší na vybraných stanicích v letech 1989-1999
Zdroj: Zpráva o životním prostředí ČR r.1999
![Page 15: 5.3. CHOVÁNÍ TOXIKANTU V EKOSYSTÉMU](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062409/56814900550346895db62c02/html5/thumbnails/15.jpg)
BRYOMONITORING - OLOVO
![Page 16: 5.3. CHOVÁNÍ TOXIKANTU V EKOSYSTÉMU](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062409/56814900550346895db62c02/html5/thumbnails/16.jpg)
BRYOMONITORING - ZINEK
![Page 17: 5.3. CHOVÁNÍ TOXIKANTU V EKOSYSTÉMU](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062409/56814900550346895db62c02/html5/thumbnails/17.jpg)
BRYOMONITORING - VANAD
![Page 18: 5.3. CHOVÁNÍ TOXIKANTU V EKOSYSTÉMU](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062409/56814900550346895db62c02/html5/thumbnails/18.jpg)
5.3.2. TRANSPORT LÁTEK V EKOSYSTÉMU
![Page 19: 5.3. CHOVÁNÍ TOXIKANTU V EKOSYSTÉMU](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062409/56814900550346895db62c02/html5/thumbnails/19.jpg)
VOLATILIZACE
VOLATILIZACE = proces, při kterém je látka z kapalné nebo pevné fáze uvolňována do fáze plynné-podílí se na něm odpařování a sublimace látky
Pro hodnocení tendence látky k volatilizaci - Henryho konstanta
Henryho zákon:= množství rozpuštěného plynu v kapalině je při stále teplotě úměrné jeho parciálnímu tlaku nad kapalinou
c = KH * p c - koncentrace rozpuštěného plynup – parciální tlak plynuKH – Henryho konstanta
![Page 20: 5.3. CHOVÁNÍ TOXIKANTU V EKOSYSTÉMU](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062409/56814900550346895db62c02/html5/thumbnails/20.jpg)
VOLATILIZACE
Charakteristika skupin látek
Henryho konstanta
Kh(Pa.mol-1.m-3)
Charakteristika skupiny
větší než 100 Velmi rychle se uvolňují z vody, volatilizace nastupuje dřív než biodegradace.Př. chlorované uhlovodíky s krátkým řetězcem
25 - 100 Volatilizace pomalejší, díky většímu difůznímu odporu. Patří sem mnoho chlorovaných benzenů
1 -25 Volatilizace velmi pomalá, mohou převládat konkurenční proces, jako sorpce na pevné nebo koloidní materiály (př. většina PCB)
Menší než 1 Volatilizace prakticky nevýznamná, zcela převládají konkurenční procesy (př. některé polychlorované dibenzo-p-dioxiny)
![Page 21: 5.3. CHOVÁNÍ TOXIKANTU V EKOSYSTÉMU](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062409/56814900550346895db62c02/html5/thumbnails/21.jpg)
VOLATILIZACE
Závislost na teplotě:• s rostoucí teplotou – roste volatilizace
• např. u PCB zvýšení teploty o 10 oC vede ke zdvojnásobení volatilizace
• globální důsledek: - rychlá volatilizace v teplých oblastech - opětovný záchyt v chladných oblastech (teplotní past)
![Page 22: 5.3. CHOVÁNÍ TOXIKANTU V EKOSYSTÉMU](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062409/56814900550346895db62c02/html5/thumbnails/22.jpg)
SORPCE
• děj probíhají na rozhraní dvou fází• při styku plynů nebo roztoků s pevnou fází mluvíme o adsorpci
roztok
mezifáze
pevná látka
adsorbát = látka hromadícíse v mezifázi
adsorbent = látka, na jejímžpovrchu dochází k adsorpci
terminologická poznámka:neplést s absorpcí = záchyt uvnitř fáze
![Page 23: 5.3. CHOVÁNÍ TOXIKANTU V EKOSYSTÉMU](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062409/56814900550346895db62c02/html5/thumbnails/23.jpg)
SORPCE
Rozdělení adsorpce podle povahy sil:a) fyzikální
- mezimolekulární síly (obdoba van de Waalsových sil)- vazba poměrně slabá, reversibilní- adsorpční energie 0,3 – 3 kJ/mol- rychlé ustanovení rovnováhy- hlavně u plynů (např. na aktivním uhlí)
b) chemické- silnější síly, přechod k silám vedoucím ke vzniku chemických sloučenin- adsorpční energie 40 – 400 kJ/mol- za nízkých teplot často ireversibilní (pro odstranění třeba zahřát na vyšší teplotu)
![Page 24: 5.3. CHOVÁNÍ TOXIKANTU V EKOSYSTÉMU](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062409/56814900550346895db62c02/html5/thumbnails/24.jpg)
SORPCE
Popis sorpčního procesu:a) rovnovážná koncentrace mezi kapalnou a pevnou fázíb) kinetika procesu – doba nutná pro ustanovení
rovnováhy
![Page 25: 5.3. CHOVÁNÍ TOXIKANTU V EKOSYSTÉMU](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062409/56814900550346895db62c02/html5/thumbnails/25.jpg)
Freundlichova isoterma
K = CA / CBlineární část
CB
CA
CA = K * CB1/n
CA, CB koncentrace látky v fázi A a BK rozdělovací koeficientn konstanta
![Page 26: 5.3. CHOVÁNÍ TOXIKANTU V EKOSYSTÉMU](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062409/56814900550346895db62c02/html5/thumbnails/26.jpg)
Langmuirova isoterma
CB
CAmax
CA/CAmax = K * CB/ (1 + K*CB) CA, CB koncentrace látky v fázi A a BCAmax maximální sorpční kapacitaK adsorpční koeficient
![Page 27: 5.3. CHOVÁNÍ TOXIKANTU V EKOSYSTÉMU](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062409/56814900550346895db62c02/html5/thumbnails/27.jpg)
Kinetika sorpce
hodnocení doby potřebné k dosažení rovnovážné koncentrace
Cr
čas
• řádové rozdíly – minuty – roky• v reálných podmínkách často nedojde k ustavení rovnováhy
![Page 28: 5.3. CHOVÁNÍ TOXIKANTU V EKOSYSTÉMU](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062409/56814900550346895db62c02/html5/thumbnails/28.jpg)
BIOKONCENTRACE
• látky s nízkou degradabilitou mají tendenci ke kumulaci v potravním řetězci
Biokoncentrace obecně:
záchyt látky z prostředí do živého organismu
• biokoncentrační faktor BCF = koncentrace v organismu : koncentrace v prostředí
BCF = 1 rovnováha s prostředím
BCF < 1 převaha obranných mechanismů
BCF > 1 převaha koncentračních mechanismů
![Page 29: 5.3. CHOVÁNÍ TOXIKANTU V EKOSYSTÉMU](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062409/56814900550346895db62c02/html5/thumbnails/29.jpg)
BIOKONCENTRACE
časté terminologické nejasnosti
Rozdělení podle Wita /1992) pro vodní ekosystémy
• biokoncentrace - záchyt na povrchu těla, ne potravou biokoncentrační faktor BCF = corg/cvoda
• bioakumulace - záchyt potravním řetězcembioakumulační faktor BAF = clipidy org./clipidy potrava
(koncentrace v lipidové tkáni u organismu a jeho kořisti)
• biomagnifikace - bioakumulace pro vyšší trofickou úroveň
![Page 30: 5.3. CHOVÁNÍ TOXIKANTU V EKOSYSTÉMU](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062409/56814900550346895db62c02/html5/thumbnails/30.jpg)
Biokoncentrace – vliv dalších faktorů
PÍSEK
JÍL
Přestup kadmia z půdy do rostliny
(kationtová výměnná kapacita)
Koncentrace v půdě
Ko
nce
ntr
ace
v ú
rod
ě
(Europa´s Environment, 1995)
![Page 31: 5.3. CHOVÁNÍ TOXIKANTU V EKOSYSTÉMU](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062409/56814900550346895db62c02/html5/thumbnails/31.jpg)
MODELOVÉ SCÉNÁŘE CHOVÁNÍ KONTAMINANTU
OVZDUŠÍ
PŮDA
FLÓRA FAUNA
VODA
HODNOCENÝ EKOSYSTÉM
OKOLÍ
1. KROK (K1) : VSTUP Z PROSTŘEDÍ DO JEDNÉ SLOŽKY EKOSYSTÉMU
![Page 32: 5.3. CHOVÁNÍ TOXIKANTU V EKOSYSTÉMU](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062409/56814900550346895db62c02/html5/thumbnails/32.jpg)
MODELOVÉ SCÉNÁŘE CHOVÁNÍ KONTAMINANTU
(A) OVZDUŠÍ
C) PŮDA
(B) FLÓRA (E) FAUNA
(D) VODA
3. KROK (K3):VZÁJEMNÉ PŘESTUPY MEZI JEDNOTLIVÝMI ZÁSOBNÍKY
![Page 33: 5.3. CHOVÁNÍ TOXIKANTU V EKOSYSTÉMU](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062409/56814900550346895db62c02/html5/thumbnails/33.jpg)
MODELOVÉ SCÉNÁŘE CHOVÁNÍ KONTAMINANTU
Postup po jednotlivých krocích:
k1 P—A vstup z prostředí do ekosystému
k2 A—P opětovní výstup do okolí
A—B záchyt na vegetaci
A—C záchyt na povrchu půdy
A—D záchyt na vodní hladině
A—E záchyt na povrchu živočichů
![Page 34: 5.3. CHOVÁNÍ TOXIKANTU V EKOSYSTÉMU](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062409/56814900550346895db62c02/html5/thumbnails/34.jpg)
MODELOVÉ SCÉNÁŘE CHOVÁNÍ KONTAMINANTU
k3 B—A sekundární prašnost z rostlin
B—C opad odumřelých rostlinných částí do půdy
B—D opad odumřelých rostlinných částí do vody
B—E potravní řetězec, spásání rostlinné hmoty
B—P přímý transport mimo ekosystém lidskou činností
(A) OVZDUŠÍ
C) PŮDA
(B) FLÓRA (E) FAUNA
(D) VODA
![Page 35: 5.3. CHOVÁNÍ TOXIKANTU V EKOSYSTÉMU](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062409/56814900550346895db62c02/html5/thumbnails/35.jpg)
MODELOVÉ SCÉNÁŘE CHOVÁNÍ KONTAMINANTU
k3 C—A sekundární prašnost z půdy
C—B příjem látky kořenovým systémem
C—D splachy do vody, vodní eroze
C—E kontaminace živočichů kontaktem s půdou
C—P přímý transport mimo ekos. lidskou činnost
(A) OVZDUŠÍ
C) PŮDA
(B) FLÓRA (E) FAUNA
(D) VODA
![Page 36: 5.3. CHOVÁNÍ TOXIKANTU V EKOSYSTÉMU](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062409/56814900550346895db62c02/html5/thumbnails/36.jpg)
MODELOVÉ SCÉNÁŘE CHOVÁNÍ KONTAMINANTU
D—B příjem látky kořenovým systémemD—C záplavyD—E kontaminace živočichů pitím vody
D—P odtok povrchové vody z modelového ekosystému
E—C rozklad odumřelých živočichů v půděE—D rozklad odumřelých živočichů ve voděE—P migrace živočichů mimo ekosystém
(A) OVZDUŠÍ
C) PŮDA
(B) FLÓRA (E) FAUNA
(D) VODA
![Page 37: 5.3. CHOVÁNÍ TOXIKANTU V EKOSYSTÉMU](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062409/56814900550346895db62c02/html5/thumbnails/37.jpg)
5.4.VÝSTUP TOXIKANTU
Z EKOSYSTÉMU
![Page 38: 5.3. CHOVÁNÍ TOXIKANTU V EKOSYSTÉMU](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062409/56814900550346895db62c02/html5/thumbnails/38.jpg)
VÝSTUP Z EKOSYSTÉMU
ZÁKLADNÍ MECHANISMY:
ZÁNIK V EKOSYSTÉMU(PROPAD)
TRANSPORT MIMO EKOSYSTÉMY
FOTOLÝZA
HYDROLÝZA
OXIDACE
JINÉ CHEMICKÉ REAKCE
BIODEGRADACE
VZDUCHEM
VODOU
PŮDOU
BIOTOU
LIDSKÝM ZÁSAHEM
![Page 39: 5.3. CHOVÁNÍ TOXIKANTU V EKOSYSTÉMU](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062409/56814900550346895db62c02/html5/thumbnails/39.jpg)
5.4.1. PROPAD V EKOSYSTÉMU
![Page 40: 5.3. CHOVÁNÍ TOXIKANTU V EKOSYSTÉMU](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062409/56814900550346895db62c02/html5/thumbnails/40.jpg)
ZÁNIK V EKOSYSTÉMU
Zánik v ekosystému (propad)= přeměna na jinou chemickou látku
• z ekotoxikologického hlediska samotná změna chemického individua neznamená ještě zánik problému - reakční produkty mohou být toxičtější než výchozí sloučenina
![Page 41: 5.3. CHOVÁNÍ TOXIKANTU V EKOSYSTÉMU](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062409/56814900550346895db62c02/html5/thumbnails/41.jpg)
FOTOLÝZA
• častý mechanismus u řady organických látek
• abiotický degradační proces organických látek založený na absorpci elektromagnetického záření
• v reálném prostředí je omezena na:- atmosféru- povrchovou vrstvu vody (závislost na zákalu)- povrch půdy a organismů
Dva mechanismy:
• přímá fotolýza
• nepřímá fotolýza
![Page 42: 5.3. CHOVÁNÍ TOXIKANTU V EKOSYSTÉMU](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062409/56814900550346895db62c02/html5/thumbnails/42.jpg)
FOTOLÝZA
a) přímá fotolýza - se zářením reaguje přímo kontaminant
- záchyt záření kontaminantem- tvorba volného radikálu (většinou)- následná reakce
b) nepřímá fotolýza - se zářením reaguje jiná látka, produkty reakce působí na kontaminant
- záchyt záření jinou látkou, např. kyslíkem- tvorba volného radikálu, př. O.- reakce volného radikálu s kontaminantem
![Page 43: 5.3. CHOVÁNÍ TOXIKANTU V EKOSYSTÉMU](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062409/56814900550346895db62c02/html5/thumbnails/43.jpg)
FOTOLÝZAPříklad:
• chlorované uhlovodíky: hexachlorobutadien, dichlorethen, tetrachlorethen, dichlorpropen, chlorované benzeny, atd.
• reagují se zářením o vlnové délce >290 nm (UV-B 280-320 nm)
• výsledné produkty: CO2, HCl, H2O
Vliv řady spolupůsobících faktorů:
• vliv substrátu na absorpční spektrum
např. řada chlorovaných uhlovodíků mění své absorpční spektrum ke kratším vlnovým délkám pokud jsou sorbovány na aktivním anorganickém povrchu (DDT, DDE, tetrachlorbifenyl)
![Page 44: 5.3. CHOVÁNÍ TOXIKANTU V EKOSYSTÉMU](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062409/56814900550346895db62c02/html5/thumbnails/44.jpg)
DEGRADACE PESTICIDŮ
aplikace pesticidu
Studována degradace a loužení pesticidů používaných při pěstování obilí a sóji v Brazílii
35 cmpůda
lysimetr
Uspořádání:• polní experimenty• hloubka profilu = 35 cm• odběr vody lysimetry• doba trvání – 28 dní
Hodnocené pesticidy:• metolachlor• simazine• atrazine• monocrotofos• endosulfan • chlorpyrifos• trifluarine• - cyhalotrin
vodapro analýzu
polární
nepolární
![Page 45: 5.3. CHOVÁNÍ TOXIKANTU V EKOSYSTÉMU](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062409/56814900550346895db62c02/html5/thumbnails/45.jpg)
Průnik pesticidů půdním profilem je značně závislý na obecných vlastnostech – především na polaritě
Rozpadové křivky odpovídají:• u polárních látek – exponenciální funkci• u nepolárních – bi-exponenciální funkci
DEGRADACE PESTICIDŮ
(a) jednoduchá exponenciální funkce Ct = C0 * e – k * t
(b) bi-exponenciální funkce Ct = C1 * e - k 1 * t
+ C2 * e - k 2 * t
kde je: t – čas
Ct – koncentrace v čase t
C0 – koncentrace v čase 0
C1, C2 – konstanty, přičemž platí C1 + C2 = C0
k1, k2 – rozpadové rychlostní konstanty (k1 k2)
Odpovídá rozpadu ve dvou fázích:(1) Počáteční rychlá fáze na povrchu – fotolýza, hydrolýza(2) Pomalejší mikrobiální rozklad uvnitř půdního tělesa
(Laabs et al. Chemosphere 41, 2000,1441-1449)
![Page 46: 5.3. CHOVÁNÍ TOXIKANTU V EKOSYSTÉMU](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062409/56814900550346895db62c02/html5/thumbnails/46.jpg)
DEGRADACE PESTICIDŮ
DT50 = poločas rozpadu, doba, za kterou se rozloží 50 % aplikovaného množství
Konkrétní hodnoty jsou závislé na vnějších podmínkách – především klimatu
Klima jihoamerických savanPrůměrná roční teplota 23 oCRoční úhrn srážek 1900 mm
Klima evropského mírného pásuPrůměrná teplota 8 - 10 oCRoční úhrn srážek 800 – 1000 mm
Poločasy rozpadu 10 – 20 x kratšínež v Evropě
Zjištěné experimentální hodnoty v rozsahu: 0,9 – 13,9 dne
![Page 47: 5.3. CHOVÁNÍ TOXIKANTU V EKOSYSTÉMU](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062409/56814900550346895db62c02/html5/thumbnails/47.jpg)
NEUTRALIZACE
ZÁVISLOST MEZI ROČNÍ ZTRÁTOU VÁPENCE A KONCENTRACÍ SO2
(Europa´s Environment, 1995)
![Page 48: 5.3. CHOVÁNÍ TOXIKANTU V EKOSYSTÉMU](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062409/56814900550346895db62c02/html5/thumbnails/48.jpg)
BIODEGRADACE
= biologická transformace organických látek
Základní formy:
• Mikrobiální proces
- většina případů rozkladu kontaminantů v ekosystémech- značný praktický význam pro ochranu životního prostředí
• Detoxikace uvnitř organismu- obranný mechanismus organismu proti kumulaci kontaminantů
![Page 49: 5.3. CHOVÁNÍ TOXIKANTU V EKOSYSTÉMU](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062409/56814900550346895db62c02/html5/thumbnails/49.jpg)
DETOXIKACE
![Page 50: 5.3. CHOVÁNÍ TOXIKANTU V EKOSYSTÉMU](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062409/56814900550346895db62c02/html5/thumbnails/50.jpg)
DETOXIKACE
![Page 51: 5.3. CHOVÁNÍ TOXIKANTU V EKOSYSTÉMU](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062409/56814900550346895db62c02/html5/thumbnails/51.jpg)
Metabolismus lipofilních látek
Obecné schéma detoxikace lipofilních látek:
toxikant (ve vodě nerozpustný)
1. fáze převedení na více rozpustnou formu
metabolit (ve vodě částečně rozpustný)
2. fáze ve vodě rozpustná látka se připojuje
k metabolitu
konjugát (ve vodě rozpustný)
EXKRECE
![Page 52: 5.3. CHOVÁNÍ TOXIKANTU V EKOSYSTÉMU](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062409/56814900550346895db62c02/html5/thumbnails/52.jpg)
Metabolismus lipofilních látek
Obecné schéma detoxikace lipofilních látek:
toxikant (ve vodě nerozpustný)
1. fáze endoplasmatické retikulum
metabolit (ve vodě částečně rozpustný)
2. fáze cytosol
konjugát (ve vodě rozpustný)
EXKRECE
![Page 53: 5.3. CHOVÁNÍ TOXIKANTU V EKOSYSTÉMU](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062409/56814900550346895db62c02/html5/thumbnails/53.jpg)
MIKROBIÁLNÍ DEGRADACE
Faktory ovlivňující biodegradaci:
1. Koncentrace kontaminantu
2. Koncentrace organického substrátu
3. Přítomnost inertního nosiče
4. Abiotické faktory prostředí
5. Biotické faktory prostředí
![Page 54: 5.3. CHOVÁNÍ TOXIKANTU V EKOSYSTÉMU](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062409/56814900550346895db62c02/html5/thumbnails/54.jpg)
MIRKOBIÁLNÍ DEGRADACE
1. koncentrace kontaminantu
• ideální stav: mikroorganismus využívá kontaminant jako zdroj energie i hmoty (uhlíku)
• pokud se jedná pouze o zdroj energie nebo pouze zdroj hmot - nutná přítomnost kometabolitu
• substrát může být toxický i pro metabolizující organismus - nutnost podlimitní netoxické koncentra
![Page 55: 5.3. CHOVÁNÍ TOXIKANTU V EKOSYSTÉMU](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062409/56814900550346895db62c02/html5/thumbnails/55.jpg)
MIRKOBIÁLNÍ DEGRADACE
1. koncentrace kontaminantu (pokračování)
2.koncentrace kontaminantu může určovat metabolickou dráhu
př.: biodegradace 3,4,5-trichlorguaiacolu druhem Rhodococcus sp.
- co = 0,1 mg/l --- vzniká pouze 1 metabolit (veratrol)
- co = 10 mg/l ---- vznik celé řady metabolitů
• pro rozběhnutí reakce je někdy nutné překročení určité prahové koncentrace, pod ní reakce neprobíhá
![Page 56: 5.3. CHOVÁNÍ TOXIKANTU V EKOSYSTÉMU](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062409/56814900550346895db62c02/html5/thumbnails/56.jpg)
MIKROBIÁLNÍ DEGRADACE
2. Koncentrace organického substrátu
vliv je závislý na typu biodegradace
• biodegradace „z nouze“ - velký vliv
• biodegradace „programová“ - malý vliv
![Page 57: 5.3. CHOVÁNÍ TOXIKANTU V EKOSYSTÉMU](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062409/56814900550346895db62c02/html5/thumbnails/57.jpg)
MIKROBIÁLNÍ DEGRADACE
3. Přítomnost inertního nosiče
• některé mikroorganismy potřebují pro svou činnost pevný podklad
• př.: degradace p-chlorphenolu v pobřežní vodě- ve vodě - probíhala velmi pomalu- při přidání inertního sedimentu - 6x rychleji- přidání detritického sedimentu - okamžitá, rychlá reakce
![Page 58: 5.3. CHOVÁNÍ TOXIKANTU V EKOSYSTÉMU](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062409/56814900550346895db62c02/html5/thumbnails/58.jpg)
MIKROBIÁLNÍ DEGRADACE
4. Abiotické faktory prostředí
• pH
• teplota
• redox potenciál
• koncentrace kyslíku- anaerobní procesy – (hlubší vrstvy půd, sedimenty)- aerobní procesy – povrchové vrstvy
• celkové chemické složení
![Page 59: 5.3. CHOVÁNÍ TOXIKANTU V EKOSYSTÉMU](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062409/56814900550346895db62c02/html5/thumbnails/59.jpg)
MIKROBIÁLNÍ DEGRADACE
5. Biotické faktory prostředí
• vzájemné vztahy mezi organismy
• v přírodě neexistují čisté kultury
![Page 60: 5.3. CHOVÁNÍ TOXIKANTU V EKOSYSTÉMU](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062409/56814900550346895db62c02/html5/thumbnails/60.jpg)
POLYVINYLCHLORID
![Page 61: 5.3. CHOVÁNÍ TOXIKANTU V EKOSYSTÉMU](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062409/56814900550346895db62c02/html5/thumbnails/61.jpg)
Polyvinylchlorid
• nejvýznamnější průmyslový halogenovaný polymer• mnohostranné využití – obklady fasád, trubky, okna,
střešní krytiny, obaly ….
Výroba:• z monomeru vinylchloridu
• jako příměsi se užívá žřada dalších chemických látek: změkčovadla, stabilizátory, plastifikátory, zhášedla, barviva …
![Page 62: 5.3. CHOVÁNÍ TOXIKANTU V EKOSYSTÉMU](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062409/56814900550346895db62c02/html5/thumbnails/62.jpg)
Polyvinylchlorid
Riziko pro životní prostředí:
a) výroba – monomer vinylchloridu je karcinogenní, hepatotoxický a hemolytický
b) postupný rozklad při skládkování:- depolimerace, uvolňování monomeru - uvolňování a vyluhování všech dalších příměsí
např.:- epoxydované estery – např. bis(2-ethylhexyl)ftalát karcinogenní, hepatotoxický
- těžké kovy (Cd, Sn …)
![Page 63: 5.3. CHOVÁNÍ TOXIKANTU V EKOSYSTÉMU](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062409/56814900550346895db62c02/html5/thumbnails/63.jpg)
Polyvinylchlorid
Dlouhodobé riziko:• vysoká celosvětová produkce• nízký stupeň recyklace• velké množství černých skládek• velká disperze do životního prostředí
![Page 64: 5.3. CHOVÁNÍ TOXIKANTU V EKOSYSTÉMU](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062409/56814900550346895db62c02/html5/thumbnails/64.jpg)
5.4.2. TRANSPORT MIMO EKOSYSTÉM
![Page 65: 5.3. CHOVÁNÍ TOXIKANTU V EKOSYSTÉMU](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062409/56814900550346895db62c02/html5/thumbnails/65.jpg)
TRANSPORT MIMO EKOSYSTÉM
Transport mimo ekosystém
Rozdělení podle médií, se kterými kontaminant opouští ekosystém:
a) vzduchem
b) vodou - povrchovou- podzemní
c) půdou- větrná eroze- lidský zásah - odvoz materiálu, přemístění ornice atd.
d) biotou- migrací organismů
e) lidským zásahem- odvoz sklizně, dřevní hmoty aj.
![Page 66: 5.3. CHOVÁNÍ TOXIKANTU V EKOSYSTÉMU](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062409/56814900550346895db62c02/html5/thumbnails/66.jpg)
POVODÍ JIZERY
Horní tokod pramenek Semilům
![Page 67: 5.3. CHOVÁNÍ TOXIKANTU V EKOSYSTÉMU](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062409/56814900550346895db62c02/html5/thumbnails/67.jpg)
POVODÍ
JIZERA, MEZI SEMILY A SPÁLOVEM
![Page 68: 5.3. CHOVÁNÍ TOXIKANTU V EKOSYSTÉMU](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062409/56814900550346895db62c02/html5/thumbnails/68.jpg)
Případová studieSPALOVÁNÍ
KOMUNÁLNÍCH ODPADŮ
![Page 69: 5.3. CHOVÁNÍ TOXIKANTU V EKOSYSTÉMU](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062409/56814900550346895db62c02/html5/thumbnails/69.jpg)
Nakládání s komunálními odpady 2003
(STATISTICKÁ ROČENKA ŽP ČR, 2004)
![Page 70: 5.3. CHOVÁNÍ TOXIKANTU V EKOSYSTÉMU](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062409/56814900550346895db62c02/html5/thumbnails/70.jpg)
Nakládání s nebezpečnými odpady 2003
(STATISTICKÁ ROČENKA ŽP ČR, 2004)
![Page 71: 5.3. CHOVÁNÍ TOXIKANTU V EKOSYSTÉMU](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062409/56814900550346895db62c02/html5/thumbnails/71.jpg)
Nakládání s ostatními odpady 2003
(STATISTICKÁ ROČENKA ŽP ČR, 2004)
![Page 72: 5.3. CHOVÁNÍ TOXIKANTU V EKOSYSTÉMU](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062409/56814900550346895db62c02/html5/thumbnails/72.jpg)
Produkce odpadů v krajích 2003
(STATISTICKÁ ROČENKA ŽP ČR, 2004)
![Page 73: 5.3. CHOVÁNÍ TOXIKANTU V EKOSYSTÉMU](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062409/56814900550346895db62c02/html5/thumbnails/73.jpg)
Rozmístění skládek odpadů 2003
(STATISTICKÁ ROČENKA ŽP ČR, 2004)
![Page 74: 5.3. CHOVÁNÍ TOXIKANTU V EKOSYSTÉMU](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062409/56814900550346895db62c02/html5/thumbnails/74.jpg)
Rozmístění skládek odpadů 2003
(STATISTICKÁ ROČENKA ŽP ČR, 2004)
![Page 75: 5.3. CHOVÁNÍ TOXIKANTU V EKOSYSTÉMU](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062409/56814900550346895db62c02/html5/thumbnails/75.jpg)
Rozmístění spaloven 2003
(STATISTICKÁ ROČENKA ŽP ČR, 2004)
![Page 76: 5.3. CHOVÁNÍ TOXIKANTU V EKOSYSTÉMU](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062409/56814900550346895db62c02/html5/thumbnails/76.jpg)
Zařízení - bi dekontaminace a kompostování
(STATISTICKÁ ROČENKA ŽP ČR, 2004)
![Page 77: 5.3. CHOVÁNÍ TOXIKANTU V EKOSYSTÉMU](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062409/56814900550346895db62c02/html5/thumbnails/77.jpg)
SPALOVNA ODPADŮ
![Page 78: 5.3. CHOVÁNÍ TOXIKANTU V EKOSYSTÉMU](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062409/56814900550346895db62c02/html5/thumbnails/78.jpg)
SPALOVNA ODPADŮ
Bunkrodpadu
Topeniště
Dohořívacíkomora
Výroba páry
Čištěnípopílku a vod
Elektrofiltr
Turbogenerátor Pračka spalin
Bunkrpopelovin
![Page 79: 5.3. CHOVÁNÍ TOXIKANTU V EKOSYSTÉMU](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062409/56814900550346895db62c02/html5/thumbnails/79.jpg)
SPALOVNA ODPADŮ
Parní kotel ElektrofiltrQuenchHCl, HF
AbsorpceSO2
RingjetAerosoly
Bunkrpopelovin
Neutralizace Srážení Sedimentace
Filtrace
Odpad
NH3
SpalováníRedukce NOx
Výroba páry
Havarijní komín
Provozníkomín
NaOH
Pranípopílku
Voda
Odvodněnípopílku
Voda
Ca(OH)2Na2SFeCl3
Odpadní
voda
VodaKoláčtěžkýchkovů
Magnetická separace
Produktprorekultivaci
Železnýšrot
Blokové schéma spalovny Termizo a.s.
Pračka spalin
Katalytickýfiltr
Voda
![Page 80: 5.3. CHOVÁNÍ TOXIKANTU V EKOSYSTÉMU](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062409/56814900550346895db62c02/html5/thumbnails/80.jpg)
SPALOVNA ODPADŮ
Identifikace zařízení:Druh odpadu: směsný komunální a podobný odpadMnožství odpadu: 12t/h, 96000 t/rokProvoz: 8000 hod/rokVýhřevnost odpadu: 6,5 – 12,5 MJ/kgCelkový výkon zařízení: 30,6 MWTeplota v topeništi 900 – 1130 oCTeplota v dohořívací komoře: 850 – 950 oCProdleva v dohořívací komoře: 2 s (minimálně)Obsah O2 v dohořívací komoře: 6% (minimálně)
Množství vyrobené páry: 35 t/hodParametry páry: 43 bar/400 oCElektrický výkon turbíny: 2,5 MWTepelný výkon: 22,8 MWProtitlak: 10 bar
![Page 81: 5.3. CHOVÁNÍ TOXIKANTU V EKOSYSTÉMU](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062409/56814900550346895db62c02/html5/thumbnails/81.jpg)
POPIS TECHNOLOGIE
OXIDY DUSÍKU:• selektivní nekatalycká redukce amoniakem• dávkování čpavkové vody do spalovací komory• k redukci dochází přiteplotě 850 – 950 oC• reakce:
4 NO + 4NH3 + O 2 4 N2 + 6 H2O
4 NO2 + 4NH3 4 N2 + 6 H20 + O2
![Page 82: 5.3. CHOVÁNÍ TOXIKANTU V EKOSYSTÉMU](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062409/56814900550346895db62c02/html5/thumbnails/82.jpg)
POPIS TECHNOLOGIE
PCDD/F (dioxiny):• záchyt na katalytickém textilním filtru Remedia• proces Dediox• schematická rovnice:
dioxiny oxid uhličitý + voda + chlorovodík
![Page 83: 5.3. CHOVÁNÍ TOXIKANTU V EKOSYSTÉMU](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062409/56814900550346895db62c02/html5/thumbnails/83.jpg)
POPIS TECHNOLOGIE
TĚŽKÉ KOVY:• záchyt v elektrofiltru, tkaninovém filtru jako popílek• první stupeň pračky spalin (Quench) – kondenzace Hg• druhý a třetí stupeň pračky spalin • kovy zachycené v prací vodě jsou zachytávány při čistění pracích vod
![Page 84: 5.3. CHOVÁNÍ TOXIKANTU V EKOSYSTÉMU](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062409/56814900550346895db62c02/html5/thumbnails/84.jpg)
POPIS TECHNOLOGIE
Fluorovodík (HF), chlorovodík (HCl):• záchyt v prvním stupni pračky spalin• vzniklá kyselá vody je využita k loužení popílků
![Page 85: 5.3. CHOVÁNÍ TOXIKANTU V EKOSYSTÉMU](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062409/56814900550346895db62c02/html5/thumbnails/85.jpg)
POPIS TECHNOLOGIE
OXID SIŘIČITÝ:• druhý stupeň pračky spalin – absorpce v roztoku hydroxidu sodného• reakce
SO2 + 2 NaOH Na2SO3 + H2O
2 Na2SO3 + O2 2 Na2SO4
![Page 86: 5.3. CHOVÁNÍ TOXIKANTU V EKOSYSTÉMU](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062409/56814900550346895db62c02/html5/thumbnails/86.jpg)
POPIS TECHNOLOGIE
PRACH, AEROSOL:• elektrický filtr• tkaninový filtr• pračka spalin, zvláště 3. stupeň – tryskový okruh (ringjet)
![Page 87: 5.3. CHOVÁNÍ TOXIKANTU V EKOSYSTÉMU](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062409/56814900550346895db62c02/html5/thumbnails/87.jpg)
SPALOVNA ODPADŮ
tuhé emise – prach (nižší až 5krát nežli česká i evropská norma) anorganické kyseliny (nižší až 50krát) oxidy síry (nižší až 20krát) oxidy dusíku (nižší až 2krát) těžké kovy (nižší 14 – 20krát)
Emise – plnění norem
![Page 88: 5.3. CHOVÁNÍ TOXIKANTU V EKOSYSTÉMU](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062409/56814900550346895db62c02/html5/thumbnails/88.jpg)
EMISE ZE SPALOVNY
Porovnání emisí TERMIZO a.s. s limitem EU
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Prach HCl HF SO2 NOx CO TOC Kovy PCDD/F
% limitu EU
![Page 89: 5.3. CHOVÁNÍ TOXIKANTU V EKOSYSTÉMU](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062409/56814900550346895db62c02/html5/thumbnails/89.jpg)
EMISE DIOXINŮ ZE SPALOVNY
Výsledky měření obsahu dioxinů ve spalinách spalovny TERMIZO v roce 2004
(označení limitu EU)
0
0,02
0,04
0,06
0,08
0,1
0,121.1
.2004
1.2
.2004
1.3
.2004
1.4
.2004
1.5
.2004
1.6
.2004
1.7
.2004
1.8
.2004
1.9
.2004
1.1
0.2
004
1.1
1.2
004
1.1
2.2
004
ng
TE
/m3
![Page 90: 5.3. CHOVÁNÍ TOXIKANTU V EKOSYSTÉMU](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062409/56814900550346895db62c02/html5/thumbnails/90.jpg)
SPALOVNA ODPADŮ
Emise – plnění norem Srovnání průměrných ročních emisí s limity ČR
Parametr SO2 NOx HCl Prach CO
Limit (mg/Nm3) 300 350 30 30 100
1999 3 53 9 9 10
2000 7 48 2 19 3
2001 11 42 5 19 5
2002 7 50 5 13 7
![Page 91: 5.3. CHOVÁNÍ TOXIKANTU V EKOSYSTÉMU](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062409/56814900550346895db62c02/html5/thumbnails/91.jpg)
SPALOVNA ODPADŮParametr Limit Hodnota
Prach 30 4
Plynné sloučeniny jako HCl 30 1,4
Plynné sloučeniny jako HF 2 0,3
Oxidy síry jako SO2 300 22
Oxidy dusíku jako NOx 350 176
CO 100 7
Organické látky jako C 20 0,6
NH3 30 0,2
Hg + Tl + Cd 0,2 0,014
As + Ni + Cr + Co 2 0,02
Pb + Cu + Mn 5 0,02
PCDD/F (ngTE/Nm3) 0,1(a) 0,19
![Page 92: 5.3. CHOVÁNÍ TOXIKANTU V EKOSYSTÉMU](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062409/56814900550346895db62c02/html5/thumbnails/92.jpg)
ENERGETICKÁ BILANCE
1000 tkomunálního odpadu
62 MWh6 550 GJ
teplo elektřina
vlastníprovoz
dodávka do sítě
to odpovídá:194 t mazutu, nebo564 t hnědého uhlí, nebo234 000 m3 zemního plynu
![Page 93: 5.3. CHOVÁNÍ TOXIKANTU V EKOSYSTÉMU](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062409/56814900550346895db62c02/html5/thumbnails/93.jpg)
MATERIÁLNÍ BILANCE
1000 tkomunálního odpadu
16 tželezný šrot
380 tstavební mater.
12 tzabezpeč. odpad
RECYKLACE SKLÁDKA
![Page 94: 5.3. CHOVÁNÍ TOXIKANTU V EKOSYSTÉMU](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062409/56814900550346895db62c02/html5/thumbnails/94.jpg)
Rozmístění spaloven 2003
(STATISTICKÁ ROČENKA ŽP ČR, 2004)
![Page 95: 5.3. CHOVÁNÍ TOXIKANTU V EKOSYSTÉMU](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062409/56814900550346895db62c02/html5/thumbnails/95.jpg)
Rozmístění skládek odpadů 2003
(STATISTICKÁ ROČENKA ŽP ČR, 2004)