Informacja. Nr 22. Wpływ metali ciężkich na jakość roślin uprawianych w rejonach uprzemysłowionych. ( na przykładzie województwa katowickiego )

Transkrypt

1 KANCELARIA SEJMU BIURO STUDIÓW I EKSPERTYZ Wpływ metali ciężkich na jakość roślin uprawianych w rejonach uprzemysłowionych ( na przykładzie województwa katowickiego ) Luty 1992 Dorota Stankiewicz Informacja Nr 22

2 - 1 - Wstęp Metale ciężkie, emitowane w znacznych ilościach przez zakłady przemysłowe i środki transportu, stanowią poważne źródło zagrożenia dla środowiska. Większość z nich jest całkowicie obca życiu i nie bierze udziału w żadnej z przemian biochemicznych biegnących w organizmach żywych. Z punktu widzenia medycyny takie metale, jak ołów, kadm, arsen, czy rtęć są substancjami trującymi. Trucizny te dostają się do organizmu człowieka lub zwierząt przez przewód pokarmowy i oddechowy. Największe znaczenie ma konsumpcja produktów pochodzenia roślinnego. Tą drogą jest pobierane przez organizm ludzki 60-70% metali [2]. Metale ciężkie powodują nowotwory (arsen, chrom, nikiel, kadm, ołów), zaburzenia psychiczne (wanad, ołów) i choroby układu oddechowego, łamliwość kości (kadm) i alergie. Przyczyniają się do spadku płodności. Kadm i ołów mogą wywoływać mutacje, czyli trwałe, skokowe zmiany w chromosomach. Większość mutacji ma charakter negatywny. Zakres mutacji jest niezwykle szeroki, a ich efekty ujawniają się dopiero w następnych pokoleniach. Skażenie roślin jadalnych i paszowych Rośliny pobierają metale ciężkie przez korzenie i liście. Organy te są najbardziej narażone na skażenie, ponieważ metale ciężkie (oprócz kadmu) na ogół nie przemieszczają się w roślinach, ale kumulują się w miejscach, przez które wniknęły. Na pobieranie metali wpływa wiele czynników, np. liczba emitorów i odległość od źródeł emisji (jeżeli zakład produkcyjny nie ma wyznaczonej strefy ochronnej, to przyjmuje się za odległość graniczną dystans metrów ), kierunek i siłę wiatrów, poziom opadów, rodzaj i odczyn gleby, zawartość próchnicy i typy stosowanych nawozów sztucznych. Duże znaczenie ma również gatunek i stadium rozwojowe rośliny. Należy pamiętać, że im dłużej działa emitor, tym większe jest zagrożenie, ponieważ metale ciężkie gromadzą się w glebie. Z tego względu ta sama roślina (np. wieloletnia) może w różnym stopniu kumulować dany pierwiastek w zależności od roku uprawy. Według szacunkowych ocen emisji głównych zanieczyszczeń do atmosfery, w 1987 roku. emisja ołowiu w Polsce wynosiła 4,5, chromu - 1,2, arsenu -0,7, kadmu - 0,2, a rtęci - 0,03 rys. ton [1]. Szczególnie zagrożony jest obszar województwa katowickiego. Emisja metali ciężkich w tym województwie w roku 1990 była równa: 236 ton ołowiu, 98 ton chromu, 7 ton arsenu i 4 tony kadmu [5]. Zakłady o najwyższym poziomie emisji metali do atmosfery rocznie (według stanu z lat ) to:

3 Kombinat metalurgiczny "Huta Katowice" w Dąbrowie Górniczej ton ołowiu i 14,5 tony miedzi, - Huta Cynku "Miasteczko Śląskie" w Tarnowskich Górach - 63 tony ołowiu i 0,7 tony kadmu, - Elektrownia "Łagisza" w Będzinie - 13 ton miedzi, 2,5 tony chromu i 2,4 tony ołowiu, - Zakłady Górniczo-Hutnicze "Bolesław" w Bukownie ton ołowiu i 0,3 tony kadmu [6], W glebach Górnośląskiego Okręgu Przemysłowego występują znaczne ilości ołowiu i kadmu. Poziom ołowiu waha się w granicach mg/kg gleby (przy dopuszczalnej zawartości wynoszącej od 50 do 100 mg /kg gleby - według Monitora Polskiego nr 23 z 1986 roku). Zawartość kadmu wynosi od 2 do 143 mg/kg gleby (przy dopuszczalnej zawartości - 3 mg/kg gleby). Według prognozy I-nstytutu Ochrony Środowiska zawartość ołowiu w glebie wzrośnie do roku 2010 o od 18,2 do 91,7 mg/kg gleby, a kadmu - od 0,2 do 1,2 mg/kg gleby w zależności od rozmiarów opadu tych pierwiastków (za maksymalną wartość przyjęto 5-krotne przekroczenie wartości granicznej opadu kadmu i ołowiu). Stan skażenia gleb metalami ciężkimi prezentuje tabela nr 1: Tabela 1. Zawartość metali ciężkich w glebach uprawnych wybranych rejonów województwa katowickiego ( ) Miejscowość Będzin Bukowno Chorzów Tarnowskie Góry Dąbrowa Górnicza Rybnik Jastrzębie Zdrój Zawartość metali w mg/kg gleby ołów kadm ,3-2 0,5-1 Na Górnym Śląsku (w rejonie Bukowna i Tarnowskich Gór) znajdują się obszary gdzie opad ołowiu i kadmu przekracza ponad 10-krotnie obowiązujące normy, wynoszące dla ołowiu 182,5, a dla kadmu - 2,75 kg/km rocznie. 48% powierzchni województwa katowickiego zajmują użytki rolne ( w tym 3,5 tys. ha stanowią ogródki działkowe). Zawartość metali ciężkich w warzywach i roślinach paszowych przekracza tu znacznie dopuszczalne wartości.

4 - 3 - Koncentracja ołowiu, wyrażona w mg/kg świeżej masy, wynosiła w korzeniach marchwi do 4,7 (Będzin), pietruszki - do 6,6 (Będzin), buraka - do 2,4 (Tarnowskie Góry, rejon Huty Cynku "Miasteczko Śląskie"). W naci pietruszki stwierdzono około 13 mg ołowiu (" Miasteczko Śląskie"). Zawartość kadmu w korzeniach marchwi i pietruszki dochodziła do 1,6 i 2,9 mg/kg świeżej masy (Będzin). Buraki absorbowały około 0,6 mg tego pierwiastka. Tygodniowe pobranie metali z warzywami (w pożywieniu ludzi) wynosiło dla ołowiu od 2,8 (Katowice) do 3,5 mg (Będzin), a dla kadmu - około 1 mg. Z warzywami dostarczane jest 70% ołowiu w stosunku do pełnej diety. Wartość tolerowanej dawki tygodniowej, określającej całkowitą ilość metalu wprowadzonego wszystkimi drogami do organizmu jest równa według danych FAO/WHO 3 mg dla ołowiu i 0,5 mg dla kadmu. Z badań Kucharskiego (1988) wynika, że narażenie na ołów i kadm wprowadzane do organizmu z warzyw jest na Śląsku większe, niż w USA, Europie Zachodniej i innych rejonach Polski (w rejonie Gdańska tygodniowe pobranie metali z warzywami było dziesięciokrotnie mniejsze. Dopuszczalna zawartość ołowiu w roślinach paszowych (bez względu na gatunek) wynosi według norm EWG 10 mg/kg suchej masy. Tymczasem pasza z rejonu Piekar Śląskich (ZGH "Orzeł Biały") osiągnęła koncentrację maksymalną równą 371,1 mg ołowiu/kg suchej masy. Zawartość kadmu w paszy dochodziła do 45,9 mg/kg suchej masy. Wyniki ponad 50% pomiarów określały zawartość ołowiu na poziomie 19,5 mg, a kadmu - 1,9 mg/kg suchej masy paszy. Są to najwyższe wartości osiągane na Górnym Śląsku. Pasza z Będzina zawierała do 87 mg ołowiu i do 7,4 mg kadmu/kg suchej masy. W okolicach Huty Cynku "Miasteczko Śląskie" zawartość ołowiu w sianie dochodziła do 113 mg ołowiu i do 7,5 mg kadmu/kg suchej masy. Wysoki poziom ołowiu ( mg/kg) i kadmu (2 mg/kg suchej masy) występował tu w słomie jęczmienia i kukurydzy. Natomiast buraki pastewne gromadziły w korzeniach dużo mniej, bo do 3,9 mg ołowiu i około 0,5 mg kadmu. Bardziej narażone na opad są liście buraków, gromadzące odpowiednio mg ołowiu i 2,5-4,6 mg kadmu. Śrutę zbożowa i ziemniaki charakteryzowała zbliżona koncentracja ołowiu (do 10 mg/kg ) i kadmu (około 1 mg/kg suchej masy ). Jednakże ze względu na dużo wyższy udział ziemniaków, niż ziarna zbóż w żywieniu zwierząt, należy uznać ziemniaki za poważnie skażone. Ten sam wniosek stosuje się oczywiście do ziemniaków przeznaczanych na cele konsumpcyjne [2].

5 - 4 - Metody zmniejszania zagrożenia upraw metalami ciężkimi Na Górnym Śląsku konieczne jest przeprofilowanie rolnictwa na obszarach najsilniej skażonych, połączone z ograniczeniem produkcji żywności na tych terenach. W celu ograniczenia upraw roślin przeznaczonych do konsumpcji na terenach skażonych metalami ciężkimi wprowadzono trzystopniową klasyfikację przydatności terenów rolnych. Klasyfikacja oparta jest na odległości od emitora pyłów metalonośnych, pylących zwałowisk i dróg o dużym natężeniu ruchu. Lokalizacja uprawy w strefie ochronnej zakładu przemysłowego lub w odległości od drogi szybkiego ruchu mniejszej, niż 50 metrów, wyklucza uprawę roślin jadalnych i paszowych i zaleca uprawę roślin przemysłowych (ziemniaki przemysłowe, rzepak na cele techniczne) i ozdobnych. Aby dopuścić możliwość uprawy gatunków odporniejszych na zanieczyszczenia (np. zbóż na ziarno, gryki i roślin strączkowych na nasiona ), opad ołowiu musi być mniejszy od 200 kg, a kadmu - od 10 kg na kilometr kwadratowy rocznie. Uprawa roślin tego typu jest połączona z wymaganą zawartością ołowiu 100 l000 mg, a kadmu mg/kg gleby. Z tego względu należy bezzwłocznie zrezygnować z uprawy warzyw jadalnych i większości roślin paszowych w rejonach Będzina, Bukowna, Chorzowa, Piekar Śląskich, Tarnowskich Gór i Dąbrowy Górniczej. Lokalizacja najkorzystniejsza, pozwalająca na uprawę roślin jadalnych i paszowych, zakłada zawartość ołowiu w glebie poniżej 100 mg i kadmu poniżej 3mg/kg gleby. Warunek ten spełniają tereny położone w pobliżu Jastrzębia-Zdrój i Rybnika ( w odległości od pylących zwałowisk większej, niż 1 km). Na terenach zagrożonych opadem metali ciężkich zaleca się zapobieganie zakwaszeniu gleb poprzez ich wapnowanie. Stwierdzono bowiem, że rośliny łatwiej pobierają metale ciężkie z gleby kwaśnej. Istotne znaczenie ma także odpowiednie przygotowanie roślin do spożycia. Mycie jadalnych części nadziemnych obniża zawartość ołowiu o 20%, a obieranie warzyw korzeniowych powoduje spadek stężenia ołowiu o 20% i kadmu o 30%. W przypadku roślin paszowych korzystne jest zrezygnowanie z wykorzystania w żywieniu zwierząt pierwszego pokosu zielonki (najwyższe stężenia metali stwierdza się w roślinach na wiosnę ). Szczegółowe zasady ochrony terenów użytkowanych rolniczo przedstawione są w projekcie ustawy o ochronie gruntów ornych i leśnych z dnia 8 października 1991 roku [4]. W artykułach projekt ten precyzuje metody planowania gospodarowania na gruntach znajdujących się w strefach ochronnych zakładów przemysłowych. Zobowiązuje także wojewodów do zorganizowania co 3 lata badań

6 - 5 - poziomu skażenia gleb lub roślin. W przypadku stwierdzenia, że badane produkty nie nadają się do spożycia, skażone grunty są wyłączane z produkcji, a skutkami wyłączenia obciąża się zakład przemysłowy. Powyższe zasady mają na celu nakłonienie zakładów produkcyjnych do zmniejszenia emisji szkodliwych substancji degradujących tereny rolnicze. Na koniec należy podkreślić, że wyżej wymienione metody ochrony roślin nie mogą być rozpatrywane w oderwaniu od technicznych sposobów przeciwdziałania skażeniu metalami ciężkimi. Tylko współpraca między profilaktyką techniczną, a ekologiczną da pozytywne efekty. Trzeba liczyć się także z taką możliwością, że w wielu wypadkach jedynym wyjściem pozostanie ograniczenie produkcji lub zamknięcie zakładu przemysłowego odpowiedzialnego za degradację otaczających go terenów uprawnych. Opracowała: Dorota Stankiewicz Źródła: 1. Zagrożenie środowiska przyrodniczego w Polsce - stan i przeciwdziałania, Publikacja Ministerstwa Ochrony Środowiska, Zasobów Naturalnych i Leśnictwa, R. Kucharski: Profilaktyka ekologiczna terenów przemysłowych w aspekcie zmniejszenia narażenia człowieka, "Prace doktorskie i habilitacyjne Instytutu Ochrony Środowiska", E. Marchwińska, R. Kucharski: Stan i prognoza zanieczyszczenia metalami ciężkimi gleb uprawnych województwa katowickiego, "Ochrona środowiska", 1991, nr 1; s Projekt ustawy o ochronie gruntów ornych i leśnych z dnia Ochrona środowiska, GUS Raport o stanie i zagrożeniu środowiska, GUS, 1990.