Aktuální číslo:

2018/2

Téma měsíce:

Bionika

Představení projektu ISOFIN

A new methodological approach for identification of industrial pollution: Isotope fingerprinting and bacterial community changes
 |  8. 9. 2016
 |  Vesmír 95, 527, 2016/9
komerční prezentace

Pro identifikaci zdrojů a posouzení rozsahu kontaminace životního prostředí často nestačí využít pouze data o koncentracích, ale též o poměru stabilních izotopů sledovaných prvků. V projektu ISOFIN, na kterém se podílí Fakulta životního prostředí České zemědělské univerzity v Praze, The Norwegian Institute of Bioeconomy Research (NIBIO) a Norská geologická služba (NGU), vyvíjíme metodiku identifikace zdrojů znečištění stopováním pomocí „tradičních“ (Pb) a „netradičních“ izotopových systémů (Ni, Cd, Cu). Metoda je založena na předpokladu, že každý zdroj má své charakteristické izotopové složení sledovaného prvku. Kombinací koncentračních a izotopových dat, při znalosti tzv. koncových členů mísení, lze teoreticky vliv každého zdroje kvantifikovat. Pro studium recentního a historického znečištění využíváme různé typy vzorků životního prostředí, které přináší specifické informace: vzorky sněhu, atmosférických částic o průměru menším než 10 mikrometrů (PM10), lišejníků a mechů, půd, rašelinných profilů atd. Koncentrační a izotopová data dále doplňujeme mineralogickými analýzami.

Pro účely projektu byly zvoleny dvě kontrastní lokality:

  • subarktická oblast na norsko-ruském pomezí v oblasti Finnmark, kde zejména vlivem hutních činností v severozápadním Rusku (Nikel, Monchegorsk, Zapolarnij) dochází od třicátých let minulého století k výrazným emisím kovů (Ni, Cu) a SO2 do okolního prostředí;
  • oblast Ostravska je oproti Finnmarku výrazně komplikovanější, protože je v ní zastoupeno větší množství zdrojů (metalurgický a uhelný průmysl, doprava) a region patří mezi nejkontaminovanější lokality v Evropě. Během zimních měsíců se na Ostravsku také výrazně projevuje vliv lokálních topenišť.

Výsledky z oblasti Finnmark poukazují na relativně vysoké koncentrace niklu a mědi ve vzorcích z těsné blízkosti huti a v lokalitách po směru větru od zdroje znečištění (např. v půdních organických horizontech dosahují koncentrace 500 mg Ni/kg a 370 mg Cu/kg). Samotné izotopové analýze předchází metodicky náročná příprava vzorku, spočívající mimo jiné v dokonalém oddělení analytu a matrice, tj. k odstranění ostatních prvků a látek přítomných ve vzorku. Pomocí multikolektorového hmotnostního spektrometru (MC-ICP MS nebo TIMS) jsou analyzovány hodnoty zastoupení jednotlivých izotopů kovů, respektive jejich poměrů. Výsledná relativní hodnota δ vztažená k mezinárodně uznávanému „nulovému“ standardu potom slouží k porovnání izotopového složení v jednotlivých vzorcích. Předběžná data vykazují relativně široký rozsah hodnot δ60Ni u sněhu, lišejníků i půdy (0,34–1,72 ‰) zejména vlivem biologických procesů.

Na Ostravsku jsme ve vzorcích životního prostředí stanovili koncentrace anorganických polutantů a izotopové složení Pb a posoudili jsme využitelnost vybraných vzorků pro identifikaci zdrojů atmosférického znečištění v podobně silně znečištěných oblastech. Relativně velký rozptyl izotopových hodnot poměrů Pb indikuje přítomnost různých zdrojů znečištění, zejména průmyslových aktivit, spalování uhlí a dopravy. Jako nejvhodnější pro identifikaci současné kontaminace atmosféry v regionu se ukázaly vzorky sněhu. Lišejníky oproti tomu poskytují informaci o znečištění v horizontu několika let. Analýza atmosférických částic PM10 se projevila jako nevhodný nástroj, protože jejich složení je silně závislé na aktuálních povětrnostních podmínkách, a nemusí tedy nutně souviset s nejbližším bodovým zdrojem znečištění. Z výsledků projektu je patrný i nezanedbatelný vliv lokálních topenišť na kontaminaci atmosféry.

Tento projekt je financován Česko-norským výzkumným programem CZ09 v rámci Finančního mechanismu Norska 2009–2014 (projekt č. 7F14330).

Obrázky

Ke stažení

OBORY A KLÍČOVÁ SLOVA: Ekologie a životní prostředí

O autorech

Vladislav Chrastný

Michael Komárek

Doporučujeme

Návrat Široka

Návrat Široka

Pavel Pipek  |  9. 2. 2018
Zpráva, která na mě právě vyskočila na Twitteru, by asi většinu Evropanů nechala chladnou, ale mé srdce buší tak, že mám chuť okamžitě vyskočit z...
Rytíř našich vod

Rytíř našich vod

Marek Janáč  |  5. 2. 2018
Na stěně ve své kanceláři má vystavené krunýře velkých raků. Za jeho pracovní židlí v akváriu rak. V knihovně knihy o racích a v laboratoři ve...
O kvantových počítačích a šifře RSA

O kvantových počítačích a šifře RSA uzamčeno

Jiří Poš  |  5. 2. 2018
značným příslibem pro výpočetní systémy budoucnosti je rozvíjející se obor kvantových počítačů. Představují naději, že eliminují některá vážná...

Předplatným pomůžete zajistit budoucnost Vesmíru

Tištěná i elektronická
verze časopisu
Digitální archiv
od roku 1994
Speciální nabídka
pro školy a studenty

 

Objednat předplatné