Cílem diplomové práce bylo zpracování dat z Ministerstva zemědělství ČR (MZe), a to z Bazálního monitoringu zemědělských půd a Registru kontaminovaných ploch. Pomocí rešerše literatury a vědeckých článků byl sestaven přehled ohnisek s možným znečištěním mědí a kadmiem. S ohledem na charakter půd byl posouzen antropogenní vliv na znečištění i přirozené zdroje rizikových prvků. S využitím programu MS Excel a statistické funkce krabicového grafu byly z dat stanoveny hranice, které byly využity k tvorbě jednotlivých geochemických map. Nalezené koncentrace těžkých kovů byly porovnány s bezpečnostními limity pro půdy stanovenými legislativou ČR. Byla nalezena hlavní ohniska znečištění těmito kovy a byl posouzen i možný přirozený původ zvýšení díky geologickému podloží. K jednotlivým ohniskům s antropogenním původem byl diskutován očekávaný dopad na říční prostředí. Byla též zhodnocena metodika rozlišování původu kontaminace a vhodnost monitoringu těžkých kovů v půdách. Monitoring MZe v kombinaci s využitím programu ArcGIS i do budoucna jsou velmi dobrým nástrojem, s jehož pomocí lze vytvářet velmi podrobné geochemické mapy. V případě Cu jsou hlavními zdroji antropogenního znečištění půd ČR historické těžby kovů, vinařství a chmelařství, zatímco přírodní kontaminace je patrná u půd na podložních horninách typu bazaltu. U kadmia je znečištění spojeno s historickými těžbami kovů, hutnictvím železa a spalováním uhlí a přírodní zvýšení koncentrací je patrné u půd na sedimentárních horninách s vápnitým tmelem.
Anotace v angličtině
The aim of this diploma Theses was processing the dataset from Ministry of Agriculture, in particular Basal Monitoring of Agricultural Soils and Registry of Contaminated Areas. Using literature survey and scientific papers, the overview of hotspots with possible contamination by Cu and Cd was established. The anthropogenic contamination and natural sources of risk elements were evaluated with respect to the main soil types. The thresholds, used for construction of geochemical maps, were obtained using MSExcel code and statistical function of boxplot. The obtained thresholds were compared with safety limits according to legislative in the Czech Republic. The main hotspots of contamination by the studied heavy metals were identified and the possible role of bedrock geology was evaluated. The expected imapact of the individual hotspots on river systems was discussed. Methods to discriminate origin of contamination and suitability of monitoring heavy metals in soils were judged. The monitoring by MZe combined with ArcGIS program use is a very perspective tool for creation of very detailed geochemical maps. For Cu, the major sources of anthropogenic contamination are related to historical ore mining, vineyards, and hop gardens, while natural contamination is apparent in soils on basalt-type bedrock. For Cd, contamination is associated with historical ore mining, iron production, and use of coal and naturally elevated concentrations are apparent for soils on calcareous sedimentary bedrock.
Copper; cadmium; heavy metals; contamination; monitoring; geochemical maps; river floodplains; bedrock geology
Rozsah průvodní práce
60 s. (70 000 znaků)
Jazyk
CZ
Anotace
Cílem diplomové práce bylo zpracování dat z Ministerstva zemědělství ČR (MZe), a to z Bazálního monitoringu zemědělských půd a Registru kontaminovaných ploch. Pomocí rešerše literatury a vědeckých článků byl sestaven přehled ohnisek s možným znečištěním mědí a kadmiem. S ohledem na charakter půd byl posouzen antropogenní vliv na znečištění i přirozené zdroje rizikových prvků. S využitím programu MS Excel a statistické funkce krabicového grafu byly z dat stanoveny hranice, které byly využity k tvorbě jednotlivých geochemických map. Nalezené koncentrace těžkých kovů byly porovnány s bezpečnostními limity pro půdy stanovenými legislativou ČR. Byla nalezena hlavní ohniska znečištění těmito kovy a byl posouzen i možný přirozený původ zvýšení díky geologickému podloží. K jednotlivým ohniskům s antropogenním původem byl diskutován očekávaný dopad na říční prostředí. Byla též zhodnocena metodika rozlišování původu kontaminace a vhodnost monitoringu těžkých kovů v půdách. Monitoring MZe v kombinaci s využitím programu ArcGIS i do budoucna jsou velmi dobrým nástrojem, s jehož pomocí lze vytvářet velmi podrobné geochemické mapy. V případě Cu jsou hlavními zdroji antropogenního znečištění půd ČR historické těžby kovů, vinařství a chmelařství, zatímco přírodní kontaminace je patrná u půd na podložních horninách typu bazaltu. U kadmia je znečištění spojeno s historickými těžbami kovů, hutnictvím železa a spalováním uhlí a přírodní zvýšení koncentrací je patrné u půd na sedimentárních horninách s vápnitým tmelem.
Anotace v angličtině
The aim of this diploma Theses was processing the dataset from Ministry of Agriculture, in particular Basal Monitoring of Agricultural Soils and Registry of Contaminated Areas. Using literature survey and scientific papers, the overview of hotspots with possible contamination by Cu and Cd was established. The anthropogenic contamination and natural sources of risk elements were evaluated with respect to the main soil types. The thresholds, used for construction of geochemical maps, were obtained using MSExcel code and statistical function of boxplot. The obtained thresholds were compared with safety limits according to legislative in the Czech Republic. The main hotspots of contamination by the studied heavy metals were identified and the possible role of bedrock geology was evaluated. The expected imapact of the individual hotspots on river systems was discussed. Methods to discriminate origin of contamination and suitability of monitoring heavy metals in soils were judged. The monitoring by MZe combined with ArcGIS program use is a very perspective tool for creation of very detailed geochemical maps. For Cu, the major sources of anthropogenic contamination are related to historical ore mining, vineyards, and hop gardens, while natural contamination is apparent in soils on basalt-type bedrock. For Cd, contamination is associated with historical ore mining, iron production, and use of coal and naturally elevated concentrations are apparent for soils on calcareous sedimentary bedrock.
Copper; cadmium; heavy metals; contamination; monitoring; geochemical maps; river floodplains; bedrock geology
Zásady pro vypracování
V ČR se provádí od 90. let rozsáhlý monitoring znečištění půd těžkými kovy a dalšími rizikovými prvky, jehož výsledky jsou shrnuty v databázi, kterou vede ministerstvo zemědělství ČR. Tato databáze bude využita k vytvoření map znečištění zemědělských půd ČR prvky kadmiem (Cd) a mědí (Cu) získané dvěma extrakčními činidly: kyselinou dusičnou a lučavkou královskou. Pozornost bude zaměřena na říční krajinu, tj. oblast říčních niv, které se často stávaly místem ukládání primárního znečištění a tím současně také zdrojem znečištění sekundárního. Sekundární znečišťování z kontaminovaných říčních sedimentů je v současnosti jedním z problémů zamýšlených revitalizací řek. Vytvořené mapy znečištění se budou porovnávat s významnými zdroji znečištění v ČR, kterými jsou zejména historické zátěže z těžby a zpracování kovů, spalování uhlí a jiné vysokoteplotní procesy, moderní zemědělství (hnojiva, agrochemikálie), automobilová doprava a další. Bude nutné zvážit, zda v některých oblastech není obsah Cd nebo Cu zvýšený přirozenými procesy, které jsou součástí vývoje půd, tedy včetně působení rostlin. Výsledné mapy budou porovnány s již publikovanými výsledky a jejich přiřazením ve vědecké literatuře. Práce bude vyžadovat využití programu ArcGIS.
1. Rešerše literatury k tématu: přehled hlavních zdrojů znečištění ČR, vliv charakteru půd na přirozený obsah rizikových prvků, litogenní (geogenní) zdroje rizikových prvků, zásady tvorby geochemických map
2. Sestavení map znečištění ČR prvky Cd a Cu s použitím databáze MZe
3. Porovnání nalezených koncentrací Cd a Cu s bezpečnostními limity pro půdy, nalezení hlavních ohnisek znečištění v ČR, posouzení přírodních vlivů na koncentraci těchto rizikových prvků
4. Přiřazení zdrojů znečištění k hlavním nalezeným ohniskům vysoké koncentrace Cd a Cu v půdách ČR, jejich očekávané dopady na říční prostředí
5. Rozlišení míst se zvýšenými koncentracemi Cd a Cu přirozeného původu
6. Hodnocení metodiky tvorby geochemických map Cd a Cu, posouzení vhodnosti metodiky monitoringu k rozlišení antropogenního a přirozeného podílu prvků Cd a Cu v půdách
Zásady pro vypracování
V ČR se provádí od 90. let rozsáhlý monitoring znečištění půd těžkými kovy a dalšími rizikovými prvky, jehož výsledky jsou shrnuty v databázi, kterou vede ministerstvo zemědělství ČR. Tato databáze bude využita k vytvoření map znečištění zemědělských půd ČR prvky kadmiem (Cd) a mědí (Cu) získané dvěma extrakčními činidly: kyselinou dusičnou a lučavkou královskou. Pozornost bude zaměřena na říční krajinu, tj. oblast říčních niv, které se často stávaly místem ukládání primárního znečištění a tím současně také zdrojem znečištění sekundárního. Sekundární znečišťování z kontaminovaných říčních sedimentů je v současnosti jedním z problémů zamýšlených revitalizací řek. Vytvořené mapy znečištění se budou porovnávat s významnými zdroji znečištění v ČR, kterými jsou zejména historické zátěže z těžby a zpracování kovů, spalování uhlí a jiné vysokoteplotní procesy, moderní zemědělství (hnojiva, agrochemikálie), automobilová doprava a další. Bude nutné zvážit, zda v některých oblastech není obsah Cd nebo Cu zvýšený přirozenými procesy, které jsou součástí vývoje půd, tedy včetně působení rostlin. Výsledné mapy budou porovnány s již publikovanými výsledky a jejich přiřazením ve vědecké literatuře. Práce bude vyžadovat využití programu ArcGIS.
1. Rešerše literatury k tématu: přehled hlavních zdrojů znečištění ČR, vliv charakteru půd na přirozený obsah rizikových prvků, litogenní (geogenní) zdroje rizikových prvků, zásady tvorby geochemických map
2. Sestavení map znečištění ČR prvky Cd a Cu s použitím databáze MZe
3. Porovnání nalezených koncentrací Cd a Cu s bezpečnostními limity pro půdy, nalezení hlavních ohnisek znečištění v ČR, posouzení přírodních vlivů na koncentraci těchto rizikových prvků
4. Přiřazení zdrojů znečištění k hlavním nalezeným ohniskům vysoké koncentrace Cd a Cu v půdách ČR, jejich očekávané dopady na říční prostředí
5. Rozlišení míst se zvýšenými koncentracemi Cd a Cu přirozeného původu
6. Hodnocení metodiky tvorby geochemických map Cd a Cu, posouzení vhodnosti metodiky monitoringu k rozlišení antropogenního a přirozeného podílu prvků Cd a Cu v půdách
Seznam doporučené literatury
T. Nováková, T. Matys Grygar, J. Elznicová. Analýza sedimentárních záznamů - hodnocení kontaminace nivních sedimentů. FŽP UJEP Ústí nad Labem, 76 stran, 2014. ISBN: 978-80-7414-812-5
G. Sarti, I. Sammartino, A. Amorosi. Geochemical anomalies of potentially hazardous elements reflect catchment geology: An example from the Tyrrhenian coast of Italy. Science of the Total Environment 714, 136870
C. Reimann, K. Fabian, B. Flem. Cadmium enrichment in topsoil: Separating diffuse contamination from biosphere-circulation signals. Science of the Total Environment 651, 1344-1355, 2019.
C. Reimann, K. Fabian, B. Flem, P. Engelmeier. The large-scale distribution of Cu and Zn in sub- and topsoil: Separating topsoil bioaccumulation and natural matrix effects from diffuse and regional contamination. Science of the Total Environment 655, 730-740, 2019
Z. Bednářová, J. Kalina, O. Hájek, M. Sáňka, K. Komprdová. Spatial distribution and risk assessment of metals in agricultural soils. Geoderma 284, 113-121, 2016
J. Sucharová, I. Suchara, M. Holá, C. Reimann, R. Boyd, P. Filzmoser, P. Englmaier. Linking chemical elements in forest floor humus (Oh-horizon) in the Czech Republic to contamination sources. Environmental Pollution 159, 1205-1214, 2011
Seznam doporučené literatury
T. Nováková, T. Matys Grygar, J. Elznicová. Analýza sedimentárních záznamů - hodnocení kontaminace nivních sedimentů. FŽP UJEP Ústí nad Labem, 76 stran, 2014. ISBN: 978-80-7414-812-5
G. Sarti, I. Sammartino, A. Amorosi. Geochemical anomalies of potentially hazardous elements reflect catchment geology: An example from the Tyrrhenian coast of Italy. Science of the Total Environment 714, 136870
C. Reimann, K. Fabian, B. Flem. Cadmium enrichment in topsoil: Separating diffuse contamination from biosphere-circulation signals. Science of the Total Environment 651, 1344-1355, 2019.
C. Reimann, K. Fabian, B. Flem, P. Engelmeier. The large-scale distribution of Cu and Zn in sub- and topsoil: Separating topsoil bioaccumulation and natural matrix effects from diffuse and regional contamination. Science of the Total Environment 655, 730-740, 2019
Z. Bednářová, J. Kalina, O. Hájek, M. Sáňka, K. Komprdová. Spatial distribution and risk assessment of metals in agricultural soils. Geoderma 284, 113-121, 2016
J. Sucharová, I. Suchara, M. Holá, C. Reimann, R. Boyd, P. Filzmoser, P. Englmaier. Linking chemical elements in forest floor humus (Oh-horizon) in the Czech Republic to contamination sources. Environmental Pollution 159, 1205-1214, 2011
Přílohy volně vložené
-
Přílohy vázané v práci
mapy, grafy, tabulky
Převzato z knihovny
Ano
Plný text práce
Přílohy
Posudek(y) oponenta
Hodnocení vedoucího
Záznam průběhu obhajoby
V rámci obhajoby své diplomové práce student přednesl svou prezentaci. Student zde představil metodiku, výsledky a závěry formou tabulek, grafů, map a fotodokumentace. U obhajoby byla přítomna vedoucí práce. Oponentka práce přítomna nebyla.
Posudek vedoucí přečetla vedoucí práce Ing. Jitka Elznicová, Ph.D.
Posudek oponenta přečetl předseda komise doc. Ing. Petr Vráblík, Ph.D.
Student zodpověděl otázky z posudků vedoucí práce a oponentky.
V diskuzi byly vzneseny následující dotazy a připomínky:
Mgr. Diana Holcová, Ph.D.: Dělal jste analýzy a porovnání geologických map s nasbíranými daty?
doc. Ing. Petr Vráblík, Ph.D.:Proč nemáte popsáno více oblastí na snímku 7?
doc. Ing. Petr Vráblík, Ph.D.:Data byla odebírána jednotnou metodikou? Ve kterých letech?