Znehodnocovanie pôdy

Znehodnocovanie pôdy môže mať rozličné príčiny aj rozličné dôsledky. V podstate sa dajú rozlíšiť dva hlavné smery znehodnocovania pôdy:
- jeden smer zahŕňa nepriaznivé vplyvy, v dôsledku ktorých sa zníži pôdna úrodnosť,
- druhý smer predstavujú zmeny a zásahy, ktoré zapríčiňujú zničenie alebo stratu pôdy.
Pôdna úrodnosť sa môže znížiť prakticky každým nevhodným zásahom do prírodného prostredia. Nemusí to vždy byť len zásah orientovaný na pôdu. Často stačí zmeniť faktory vodného alebo vzdušného režimu, pretože prostredníctvom vody a vzduchu sa výrazne menia aj vlastnosti pôdy. Úrodnosť pôdy súvisí s jej schopnosťou poskytovať rastlinám prostredie vhodné na ich rast a vývoj (živiny, vodu, svetlo, teplo atď.). Medzi najzávažnejšie príčiny znižovania pôdnej úrodnosti patria rôzne druhy erózie (vodná, vetrová), znečisťovanie pôdy a nevhodne zamerané zásahy, napr. nevhodné meliorácie a zlé spôsoby obrábania pôdy.
Hlavnými príčinami zničenia pôdy v našich podmienkach je strata úrodnej pôdy výstavbou a povrchovou aj podzemnou ťažbou. Treba si uvedomiť aj to, že úplné zničenie pôdneho krytu, t.j. stratu pôdy, môže zapríčiniť aj erózia a nepriamo aj všetky ostatné príčiny, ktoré znižujú úrodnosť pôdy. Postupnosť príčin a následkov je v tom, že silným znížením úrodnosti sa zoslabuje vegetačný kryt, obmedzovaním a vymiznutím vegetačného krytu je pôda mimoriadne náchylná na eróziu. Výsledkom môže byť úplná deštrukcia a nakoniec strata pôdnej vrstvy.

5.1 Znečisťovanie pôdy

Na pôdu pôsobia dve skupiny znečisťujúcich látok:
1.Látky pochádzajúce z poľnohospodárstva. Sú to rezíduá rozličných chemických prípravkov, ktoré prenikajú do pôdy v dôsledku chemizácie poľnohospodárstva a patria sem aj rozličné odpady organického charakteru, pochádzajúce priamo z poľnohospodárskej výroby.
2.Látky pochádzajúce z rôznej nepoľnohospodárskej činnosti. Ich zdrojom je predovšetkým priemysel, energetika a automobilizmus.
Z poľnohospodárskych chemikálií pôdy znečisťujú najmä pesticídy a priemyselné hnojivá. Z nečistôt produkovaných samotnou poľnohospodárskou výrobou sú, pokiaľ ide o množstvo a škodlivosť, najvýznamnejšie odpady z veľkochovov a odpady zo zle utesnených silážnych jám a hnojísk.
Nečistoty z nepoľnohospodárskej činnosti prichádzajú najmä vo forme vzdušných emisií, niekedy sa dostávajú do pôdy aj pri závlahách znečistenou vodou. Znečistenie pôdy teda úzko súvisí aj s celkovým znečistením ovzdušia a vody.

5.1.1 Agrochemikálie
Z hľadiska pôdnych vlastností sú závažným znečisťovateľom pôdy pesticídy. Pesticídy sú výrobky chemického priemyslu, ktoré ničia niektoré škodlivé mikroorganizmy (napr. vírusy, baktérie, plesne a iné huby) živočíšnych škodcov (napr. škodlivý a obťažujúci hmyz a vyššie živočíchy) a buriny. Ťažisko spotreby pesticídov je v poľnohospodárstve, ale uplatňujú sa aj v lesnom hospodárstve, v humánnej a veterinárnej hygiene, pri ochrane dreva a plastov.
Pesticídy sa vyznačujú výrazným biologickým účinkom. Mnohé z nich dokážu podstatne zmeniť druhové zloženie a životaschopnosť edafónu (zložitý súbor organizmov osídľujúcich pôdnu vrstvu) alebo vegetačného krytu. Nepríjemné je, že ak sa znečisťujúce látky dostatočne rýchlo nerozložia, môžu nepriaznivo ovplyvniť aj vlastnosti poľnohospodárskych produktov. Toto nebezpečenstvo je aktuálne najmä pri takých látkach, ktoré môžu rastliny prijať z pôdy koreňovým systémom.
Pesticídy sa vyskytujú nie len v pôde v mieste priameho použitia, ale v celej biosfére – v ovzduší, v zrážkovej vode, v rastlinách, potravinách, v živočíchoch a inde. Rezíduá, v minulosti najpoužívanejšieho insekticídu, DDT a jeho derivátov boli zistené v organizmoch Eskimákov žijúcich za polárnym kruhom, ako aj v organizmoch vysokohorských pstruhov.

Zistilo sa, že používanie pesticídov je väčším nebezpečenstvom pre životné prostredie, než akékoľvek iné znečisťovanie pôdy, ovzdušia a vôd industriálnou civilizáciou. To znamená, že súčasné formy intenzifikácie poľnohospodárstva sú potenciálne najnebezpečnejším odvetvím z hľadiska budúceho zdravého vývoja ľudstva. Napriek tomu však, vzhľadom na rozsah strát na poľnohospodárskej produkcii pôsobením škodcov, chorobami a burinou, nemožno v najbližšom čase rátať s vylúčením, alebo podstatným obmedzením pesticídov na ochranu poľnohospodárskej produkcie. Bude však potrebné použiť tzv. integrovanú ochranu rastlín, to znamená, že chemické prípravky sa budú nasadzovať len v najnevyhnutnejších prípadoch, a to v optimálnom čase (kedy je škodca najcitlivejší) a na likvidáciu ohnísk jeho šírenia. Trend vo výrobe pesticídov smeruje k prípravkom, ktoré by pôsobili prevažne na jeden alebo niekoľko príbuzných druhov škodcov. Priemyselné hnojivá dopĺňajú v pôde živiny odčerpané zberom úrody. Ich nadmerným používaním sa však zhoršuje kvalita pôdy. Majú vplyv na prírodné vlastnosti poľnohospodárskych výrobkov a na znečisťovanie vodných tokov. Používaním priemyselných hnojív sa pôda ochudobňuje o organické látky, najmä humus, čo môže spôsobiť zasolenie pôdy. Zvyšovanie množstvá priemyselných hnojív nezodpovedá úmerne zvyšovaniu úrod. Treba používať vysoko koncentrované hnojivá, hnojivá s pomalým uvoľňovaním biogénnych prvkov, orientovať sa na viaczložkové a kvapalné hnojivá, zlepšiť čistotu hnojív atď. Agrochemikálie sú dôležitým zdrojom kontaminácie pôd v SR. Ide o nadmerné používanie pesticídov, dusíkatých a draselných hnojív, využívanie fosforečných hnojív s vysokým obsahom ťažkých kovov ako Cr, U, As, Cd, Pb, Hg (napr. superfosfát z Afriky). Obzvlášť nebezpečné odpady predstavujú nevyužité prostriedky na ochranu rastlín a prostriedky proti škodcom, ako aj ropné látky, ktoré na viacerých miestach znehodnotili pôdy alebo obmedzili ich produkčnosť.

5.1.2 Imisie a iné priemyselné odpady
Imisie poškodzujú pôdu najmä toxickým pôsobením alebo menením pôdnej reakcie. Toxické účinky majú imisie, ktoré obsahujú arzén, olovo, kadmium, chróm a iné ťažké kovy. Podobné látky sa môžu dostať do pôdy aj zo znečistených povrchových vôd, najmä vtedy, keď sa používajú na zavlažovanie, alebo aj z kalov a iných odpadov vyvážaných na polia. Mnohé z týchto toxických látok z pôdy aktívne prijímajú rastliny, v ktorých sa potom akumulujú a viacnásobne koncentrujú.
Niektoré znečisťujúce látky zhoršujú vlastnosti pôdy tým, že ju alkalizujú alebo okysľujú. Alkalizujúco pôsobia najmä tuhé imisie s vysokým obsahom CaO, ako sú prašné úlety z vápeniek, cementární a pod. Pôdnu kyslosť zvyšujú plynné imisie, ako sú SO2, Cl2, HCl, HF a oxidy dusíka. Účinok týchto látok nemusíme dlhý čas takmer spozorovať, a to v dôsledku tlmivej schopnosti pôdy. Až po jej prekročení nastáva nápadná alkalizácia alebo acidifikácia pôdnej reakcie, ktorá môže postupne získať extrémne hodnoty. Výsledkom je výrazné zníženie pôdnej úrodnosti.

Imisná situácia v SR má výrazne negatívny vplyv na kvalitu pôd. Pôdny fond najviac ohrozený diaľkovým prenosom exhalátov je sústredený v okresoch Dolný Kubín (22 %), Liptovský Mikuláš (18 %), Poprad (18 %), Banská Bystrica (12 %), Spišská Nová Ves (6 %), Stará Ľubovňa (5 %). Najškodlivejšími kontaminantami poľnohospodárskej pôdy a vegetácie na nej sú: SO2, NOx, CS2, F, Pb, Cd, As, popolčeky, Ti, Ni, a organické zlúčeniny. Medzi najohrozenejšie oblasti v 90. rokoch minulého storočia na Slovensku parila Stredopohronská ohrozená oblasť a Strednogemerská oblasť. Vyšší stupeň kontaminácie pôd sa prejavoval v Žiarskej kotline. Obsah vodorozpustného fluóru sa pohyboval od 35 mg.kg-1 v blízkosti zdroja, po 5 mg.kg-1 juhovýchodne od zdroja a postupne sa tieto hodnoty znižovali. Medzi negatívne účinky fluórových imisií patria: spomalenie činnosti pôdnych organizmov, narušenie normálneho priebehu fyzikálno-chemických a mikrobiologických procesov, okysľovanie pôd a zhoršenie genetickej kvality humusu. Vplyvom imisií horčíka sa na kontaminovanom území stredného Gemera postupne menila vegetačná pokryvka. Na najintenzívnejšie zaprašovaných pozemkoch vegetácia úplne vymizla. Vznikali menšie plošné lysiny a nakoniec vznikla súvislá nepriedušná magnezitová krusta. Pôdy v imisnom areáli Jelšava – Lubeník boli pôvodne kyslého charakteru s výmenným pH menším ako 6,6. Vplyvom imisií horčíka sa povrchová vrstva alkalizovala, v niektorých lokalitách až na pH 8,3. Výmenná reakcia sa zmenila od veľmi silne kyslej spodnej časti profilu po silne alkalickú v ornici, čo vytvorilo stresové podmienky pre rastliny.
5.1.3 Odpady zo živočíšnej výroby
Organické odpady sa zvyčajne dobre rozkladajú, preto sa prejavujú škodlivými účinkami až po vysokom stupni znečistenia. V takomto prípade sa ich škodlivosť prejaví v niekoľkých smeroch. Veľkým nebezpečenstvom pre pôdu sú unikajúce silážne šťavy, priesaky z hnojísk, odpady z veľkochovov najmä ošipárni. Zle utesnené silážne jamy a hnojiská, ako bodové zdroje znečistenia, ohrozujú najmä kvalitu podzemnej vody a pôdu poškodzujú v pomerne malom meradle. Exkrementy z veľkochovov, ktoré sa ťažko likvidujú, sa často vyvážajú na polia v nadmerných množstvách a predstavujú tak plošný zdroj znečistenia. Ľahko prenikajú pôdou do podzemnej vody a zhoršujú aj vlastnosti pôdy na veľkých plochách. Pôdy znečistené veľkými dávkami exkrementov sa zasoľujú, strácajú štruktúru a celkove sa zhoršujú ich fyzikálno-chemické vlastnosti, čo sa prejaví zníženou úrodnosťou. Prehnojovanie má aj závažné hygienické nedostatky, pretože v pôde sa hromadí veľké množstvo rozličných choroboplodných zárodkov. Prehnojené polia sa tak môžu stať zdrojom nákazy ľudí a zvierat. Degradáciu pôdy v SR spôsobujú odpady z poľnohospodárskej prvovýroby poľnohospodárskych závodov (veľkofariem). Medzi zvláštne odpady patria infekčný hnoj, trus a hnojovica, uhynuté zvieratá a pod.

5.2 Kontaminácia pôd cudzorodými látkami
Vnášanie škodlivín do pôdy prostredníctvom vzduchu (exhaláty, atmosferické zrážky), vody (kvapalné odpady) a tuhých odpadov dosiahlo také rozmery, že v súčasnosti nemožno nájsť neovplyvnené pôdy.
Pôda sa pri znečisťovaní správa ako prírodný sorbent – tvorí sa z nej stály rezervoár znečistenín, ktoré potom čerpajú a hromadia v sebe rastliny. Reakcia znečistenín v pôde závisí od mnohých faktorov: od chemickej a mechanickej štruktúry pôdy, jej schopnosti výmeny iónov, pH prostredia, chemických vlastností znečistenín, charakteru podpovrchových vôd, prítomnosti chemicky príbuzných iónov a i.
Znečistenie pôdy má oproti znečisteniu ovzdušia a vody určité špecifikum v tom, že ho nemôžeme pozorovať okamžite. Prejavuje sa skryte a preto začiatočné štádiá znečistenia pôdy sa dajú len ťažko kontrolovať. Prejavuje sa zvyčajne nepriamo znížením produkcie alebo zhoršením kvality produkcie. Niektoré druhy znečistenia dokáže pôda likvidovať chemickými a biologickými procesmi (napr. znečistenie pôdy zlúčeninami síry a dusíka), iné druhy znečistenia dokáže len čiastočne eliminovať (ťažké kovy, arzén, horčík).

5.2.1 Kontaminujúce látky v pôde
Kontaminanty, väčšinou ako heterogénne zmesi anorganických a organických látok sú posudzované z hľadiska pôvodu ako:
Abiogénne prvky (a ich zlúčeniny) rizikového charakteru – Sb, Cr, F, Cd, Ni, Pb, Hg, V a As.
Mikrobiogénne prvky a ich zlúčeniny v aktívnom nadbytku – B, Co, Mn, Cu, Mo a Zn.
Makrobiogénne prvky a ich zlúčeniny v aktívnom nadbytku – N, P, K, Mg, S, Na, Ca.
Indikátory rádioaktívneho znečistenia – Cs, Sr, Zr, I, U.
Pesticídy na báze anorganickej i organickej.
Organické látky – fenoly, polycyklické uhľovodíky, polychlórované bifenyly a i.
Patogénne organizmy – vírusy, baktérie, huby a i.

5.2.2 Charakteristické vlastnosti rizikových prvkov v pôdach
Toxický vplyv rizikových prvkov sa hneď vizuálne neprejavuje. Postupným zvyšovaním obsahu rizikových prvkov dochádza k nepriaznivým zmenám v pôde, ktoré majú za následok celkové zníženie pôdnej úrodnosti.
Veľký význam má i chemický charakter prvku, jeho vzťah k pôdnym vlastnostiam, jeho schopnosť rozpúšťať sa a tým vstupovať do rastliny. Prvky dobre rozpustné ľahko prijímajú rastliny, preto ich zvýšený obsah môžeme včas identifikovať analýzou rastlín. V prípade pevnej väzby prvku v pôde je jeho momentálna fototoxicita nízka. Zvýšenú akumuláciu pevne viazaného prvku je ťažko identifikovať analýzou rastlín. Po dosiahnutí určitej toxickej hladiny veľmi rýchlo dochádza k ťažko odstrániteľným poruchám úrodnosti pôdy a organizmov.
Zotrvávanie rizikových prvkov v pôdach je pomerne dlhšie ako v atmosfére a hydrosfére, pretože polčasy rozpadu niektorých prvkov sú vysoké a tým i stupeň ich premývania a prijímania rastlinami je malý. Samotná kontaminácia pôdy, zvlášť v povrchovej vrstve rastie úmerne s intenzifikáciou a chemizáciou priemyslovej a poľnohospodárskej výroby. Vznikajúce škody však rastú exponenciálnym radom. Detoxikácia pôdy technickými prostriedkami je v porovnaní s hydrosférou a atmosférou veľmi obmedzená.
Pôda je najsilnejším prírodným pufrom prvkov, preto ich ďalší osud v prírodnom kolobehu je podstatne viac ovplyvňovaný základnými pôdnymi vlastnosťami ako atmosferickými a hydrologickými podmienkami.
Samočistiaca schopnosť pôdy je nižšia ako samočistiaca schopnosť vzduchu a vody. Vzhľadom na kumulatívne účinky ťažkých kovov musí byť ich hodnotenie komplexné a nie izolované. Žiadne dávky ťažkých kovov, pokiaľ majú karcinogénne účinky nemôžu byť považované za bezpečné.
Niektoré prvky ako As, Hg, Se, Sb vytvárajú tekuté zlúčeniny, ktoré podliehajú diaľkovému prenosu vzduchom a preto je ťažko stanoviť ich prirodzenú koncentráciu v pôdach.

Znečistenie pôdy ťažkými kovmi má bodový charakter, s výnimkou zvýšeného používania priemyslových hnojív a atmosferických spadov.
Toxicita ťažkých kovov nie je stála funkcia. Pri ich vstupe do pôdy dochádza k fyzikálno-chemickým zmenám a prvok sa zapája do biogeochemického kolobehu látok. V dôsledku toho vznikajú alebo zanikajú rôzne látky, ktoré zvyšujú alebo znižujú toxicitu daného prvku v prostredí.

Krátkodobý toxický vplyv ťažkých kovov je pomerne známy. Vôbec nič však nevieme o jeho dlhodobej, pomalej akumulácii, ktorá je práve typická pre pôdy.
Každý prvok má rozdielny fyziologický význam a tým i rôzny stupeň biotoxicity. Podľa Kabata-Pendiasa možno prvky podľa ich toxicity rozdeliť do skupín:
- prvky s veľmi vysokým stupňom potenciálneho ohrozenia (Cd, Hg, Pb, Cu, Tl, Sn, Cr, Sb, Zn),
- prvky s vysokým potenciálom ohrozenia (Bi, U, Mo, Ba, Mn, Ti, Fe, Se, Te, Ni, Co, As),
- prvky so stredným stupňom potenciálneho ohrozenia (F, V, Rb, Li, Ge, In, B, Br, Cs),
- prvky s nízkym stupňom potenciálneho ohrozenia (Sr, Zr, Ta, La, Rb).
Rozhodnutím Ministerstva pôdohospodárstva SR č. 531/1994 – 540 boli určené limitné hodnoty rizikových látok v pôde. Rizikové látky sú rozdelené do 7 skupín: rizikové prvky, ostatné prvky, aromatické zlúčeniny, polycyklické aromatické uhľovodíky, chlórované uhľovodíky, pesticídy a ostatné látky (tab. 5.1).

Obsahy škodlivých látok sú diferencované tromi resp. štyrmi hodnotami:
A – referenčná hodnota znamená, že pôda nie je kontaminovaná ak je koncentrácia prvku (látky) pod touto hodnotou. V prípade ak dosahuje, resp. prekročuje túto hodnotu, znamená to, že obsah tejto látky je vyšší ako sú fónové hodnoty pre danú oblasť, prípadne vyššie ako hodnoty medze citlivosti analytického stanovenia.
A 1 – referenčná hodnota vzťahujúca sa k hodnote A platná pre stanovenia rizikových látok vo výluhu 2M HNO3.
B – indikačná hodnota znamená, že kontaminácia pôd bola analyticky preukázaná. Ďalšie štúdium a kontrola miesta sa vyžaduje, ak vznik, rozloha a koncentrácia môže mať negatívny dopad na ľudské zdravie alebo iné zložky životného prostredia.
C – indikačná hodnota pre asanáciu znamená, že aj koncentrácia prvku (látky) dosiahne túto hodnotu, je nevyhnutné okamžite vykonať definitívne analytické zmapovanie rozsahu
poškodenia príslušného miesta a rozhodnúť o spôsobe nápravného opatrenia. Ak sa hodnoty koncentrácie nachádzajú v rozsah B a C je potrebné postupovať podobným spôsobom.
Hodnoty uvedené v tab. 5.1 v zátvorkách sú hodnoty pre štandardnú pôdu (obsah ílovej frakcie 25 %, obsah organickej hmoty 10 %).

Pre viaceré cudzorodé látky zatiaľ nie je možné určiť, aký podiel rastliny prijímajú z pôdy a aký priamo z atmosferickej depozície. Napr. olovo rastliny prijímajú väčšinou z atmosféry (asi 60 %) a Cd z pôdy (až 90 %, podobne aj Cr a Zn).
V generatívnych orgánoch rastlín sa akumuluje 20 – 30 % cudzorodých látok z celkového množstvá v rastline. Veľmi závažná je koncentrácia niektorých cudzorodých látok (Pb, Cd, Hg) v koreňovom systéme, čo je veľmi nebezpečné pre koreňovú zeleninu a okopaniny.
Kadmium a ortuť patria k najnebezpečnejším jedom v životnom prostredí. Kadmium sa do potravín rastlinného a živočíšneho pôvodu dostáva predovšetkým z fosforečných hnojív; ďalším zdrojom je prirodzený obsah v pôde a priemyselné exhaláty. Kadmium poškodzuje pečeň, ľadviny, pankreas, generatívne orgány, kumuluje sa v kostiach a zuboch. Zvlášť nebezpečné je Cd pre mláďatá, ktoré tento kov vstrebávajú 4 až 100 krát intenzívnejšie ako dospelé zvieratá. Hraničný obsah Cd pre mlieko je 0,01 mg, mliečne výrobky 0,05 mg a pre vnútornosti zvierat 0,5 mg.kg-1 (povolený týždenný príjem kadmia pre človeka je 0,4-0,5 mg). Limitný obsah Cd pre múku je 0,05 mg.kg-1.

Z rastlín najviac citlivé na Cd sú špenát, sója, mrkva a najdôležitejšie sú zemiaky a rajčiny. Niektoré rastliny, napr. stavikrv z meristémovej kultúry prijíma koreňmi toľko kadmia a olova, že ich možno používať k ozdravovaniu zamorenej pôdy. Ortuť sa do potravného reťazca dostáva z priemyselných exhalátov, zo spaľovania fosílnych palív. Zdrojom Hg v pôde i rastlinách môžu byť aktivované kaly. Ortuť poškodzuje ľadviny, nervový systém, pečeň a generatívne organy. Hraničný obsah Hg pre múku je 0,005 mg.kg-1. Ekotoxikologickým problémom je i vstup dusičnanov, dusitanov a nitrosiamínov do potravného reťazca, či už krmovinami alebo zeleninou. Prieskum kontaminácie pôd nepreukázal významnejší vplyv z poľnohospodárskej výroby a len veľmi malý vplyv kontaminácie z dopravy. Výrazný vplyv priemyselnej činnosti je markantný v bezprostrednej blízkosti magnezitiek.