Tato bakalářská práce se zaměřuje na objasnění geogenního či antropogenního původu kontaminace rizikových prvků. Zájmová oblast se nachází na geologicky pestrém území Krušných hor, jež bylo navíc ovlivňováno těžbou a zapracováním rud kovů již od 12. století a později dálkovým importem kontaminace z okolí Krušných hor. Pro analýzu byly vybrány prvky (Pb, Zn, Cu, Fe, Ti). Nejdříve bylo potřeba naplánovat síť odběru vzorků s využitím nástrojů GIS a následně byly provedeny samotné odběry. Analyzovány byly kontaminace ze dvou rozdílných hloubek půd (10 cm a 40 cm). Odebrané vzorky byly zpracovány RTG fluorescenční analýzou a výsledky byly vizualizovány pomocí klasifikovaných map. Dále byly využity metody ERA a geostatistické metodami (MI, IDW, Hot Spot analýzou, krigováním a kokrigováním), které blíže specifikovaly závěry získané z klasifikovaných map.
Nalezeny byly kontaminace, které mohou být historického původu. V zájmovém území byly nalezeny vysoké hodnoty koncentrací olova, které jsou zapříčiněny geogenním vlivem. Tuto skutečnost potvrzuje až 10krát vyšší koncentrace tohoto prvku, než je evropské pozadí. Byly zde také zjištěny imisní kontaminace v povrchových vzorcích ve srovnání s hloubkou 40 cm. Povrchové nabohacení může pocházet ze zpracování rud a hutních slitin v Grünthalu, popř. z výroby skla na Moldavě či hornických aktivit v Novém Městě. U prvků Cu a Zn nebyla zjištěna imisní zátěž, mírně navýšeny jsou zde hodnoty Zn geogenního původu.
Anotace v angličtině
This bachelor thesis is focused on the problematics of risk element contamination, specifically on clarifying its geogenic or anthropogenic origin. The area of investigation is located in the geologically varied area of the Ore Mountains, which was also influenced by mining and metal processing activities since the 12th century. Additionally, there was also an element of external contamination of the area via the atmospheric transfer of the risk elements from the surrounding areas. Elements (Pb, Zn, Cu, Fe, Ti) were selected for the analysis. Prior to the sampling exercise, the sampling network was determined using GIS tools. Contaminations from two different soil depths (10 cm and 40 cm) were analyzed. The collected samples were processed by X-ray fluorescence analysis and the results were visualized using classified maps. Furthermore, ERA methods and geostatistical methods (MI, IDW, Hot Spot analysis, kriging and cokriging) helped to further specify the conclusions obtained from the classified maps.
Contaminations were found which have a potential to be of historical origin. High lead values caused by geogenic influence were found in the area of investigation. This fact is confirmed by up to 10 times higher concentration of this element in the samples than is in the European background. Immission contamination was also detected in surface samples compared to a depth of 40 cm. Surface enrichment could originate from the processing of ores and metallurgical alloys in Grünthal, from glass production in Moldava or mining activities in Nové Město. No immission load was detected for the copper and zinc. The values of geogenic zinc are also slightly increased.
Klíčová slova
půda; kontaminace; znečištění; imise; krušnohorský hřbet; geostatistika; geoinformační systém
Klíčová slova v angličtině
soil; contamination; pollution; emissions; Ore Mountains; geostatistics; geoinformation system
Rozsah průvodní práce
60 s.
Jazyk
CZ
Anotace
Tato bakalářská práce se zaměřuje na objasnění geogenního či antropogenního původu kontaminace rizikových prvků. Zájmová oblast se nachází na geologicky pestrém území Krušných hor, jež bylo navíc ovlivňováno těžbou a zapracováním rud kovů již od 12. století a později dálkovým importem kontaminace z okolí Krušných hor. Pro analýzu byly vybrány prvky (Pb, Zn, Cu, Fe, Ti). Nejdříve bylo potřeba naplánovat síť odběru vzorků s využitím nástrojů GIS a následně byly provedeny samotné odběry. Analyzovány byly kontaminace ze dvou rozdílných hloubek půd (10 cm a 40 cm). Odebrané vzorky byly zpracovány RTG fluorescenční analýzou a výsledky byly vizualizovány pomocí klasifikovaných map. Dále byly využity metody ERA a geostatistické metodami (MI, IDW, Hot Spot analýzou, krigováním a kokrigováním), které blíže specifikovaly závěry získané z klasifikovaných map.
Nalezeny byly kontaminace, které mohou být historického původu. V zájmovém území byly nalezeny vysoké hodnoty koncentrací olova, které jsou zapříčiněny geogenním vlivem. Tuto skutečnost potvrzuje až 10krát vyšší koncentrace tohoto prvku, než je evropské pozadí. Byly zde také zjištěny imisní kontaminace v povrchových vzorcích ve srovnání s hloubkou 40 cm. Povrchové nabohacení může pocházet ze zpracování rud a hutních slitin v Grünthalu, popř. z výroby skla na Moldavě či hornických aktivit v Novém Městě. U prvků Cu a Zn nebyla zjištěna imisní zátěž, mírně navýšeny jsou zde hodnoty Zn geogenního původu.
Anotace v angličtině
This bachelor thesis is focused on the problematics of risk element contamination, specifically on clarifying its geogenic or anthropogenic origin. The area of investigation is located in the geologically varied area of the Ore Mountains, which was also influenced by mining and metal processing activities since the 12th century. Additionally, there was also an element of external contamination of the area via the atmospheric transfer of the risk elements from the surrounding areas. Elements (Pb, Zn, Cu, Fe, Ti) were selected for the analysis. Prior to the sampling exercise, the sampling network was determined using GIS tools. Contaminations from two different soil depths (10 cm and 40 cm) were analyzed. The collected samples were processed by X-ray fluorescence analysis and the results were visualized using classified maps. Furthermore, ERA methods and geostatistical methods (MI, IDW, Hot Spot analysis, kriging and cokriging) helped to further specify the conclusions obtained from the classified maps.
Contaminations were found which have a potential to be of historical origin. High lead values caused by geogenic influence were found in the area of investigation. This fact is confirmed by up to 10 times higher concentration of this element in the samples than is in the European background. Immission contamination was also detected in surface samples compared to a depth of 40 cm. Surface enrichment could originate from the processing of ores and metallurgical alloys in Grünthal, from glass production in Moldava or mining activities in Nové Město. No immission load was detected for the copper and zinc. The values of geogenic zinc are also slightly increased.
Klíčová slova
půda; kontaminace; znečištění; imise; krušnohorský hřbet; geostatistika; geoinformační systém
Klíčová slova v angličtině
soil; contamination; pollution; emissions; Ore Mountains; geostatistics; geoinformation system
Zásady pro vypracování
Krušné hory jsou typické výskytem horninových celků s anomálními koncentracemi rizikových prvků, jejichž součástí byly i častá ložiska rudních a nerudních surovin. To komplikuje rozlišení antropogenních vlivů na složení půd na krušnohorském hřbetu, tedy znečištění lidskými aktivitami jako jsou těžby a zpracování rud a imisní zátěž. Rozlišení antropogenního vlivů od přirozené proměnlivosti složení půd vyžaduje cílené nasazení geostatistických metod a využití informačních zdrojů a podkladových map, jako jsou geologické mapy a mapy antropogenních zátěží. Bakalářská práce je založena na vlastním návrhu odběrné sítě v lokalitě Fláje, cíleném odběru vzorků půd postihujících jak půdotvorné horniny, tak možné místní zdroje znečištění ve zkoumané oblasti, analýzu vzorků, geostatistickou analýzu kompozičních dat (koncentrací prvků v půdách), interpolaci dat (tvorbu geochemických map) a výslednou interpretaci a identifikaci míst s antropogenním znečištěním půd.
Rešerše a studium odborné literatury, rešerše dostupných datových zdrojů (geologické mapy, map imisní zátěže, míst těžeb a ukládání těžebních odpadů a další).
Definování odběrné sítě v lokalitě Fláje s ohledem na navržené metody vzorkování.
Sběr vzorků půd v zájmové oblasti a jejich analýza RTG fluorescenční spektroskopií.
Geostatistické vyhodnocení získaných vzorků. Hledání vztahů mezi naměřenými daty a složením půd a dalšími mapovými podklady. Práce s koncentracemi i vhodně zvolenými koncentračními poměry.
Aplikace vhodných interpolačních metod a posouzení jejich vhodnosti pro tvorbu map znečištění.
Tvorba map znečištění zkoumané oblasti a jejich interpretace.
Zásady pro vypracování
Krušné hory jsou typické výskytem horninových celků s anomálními koncentracemi rizikových prvků, jejichž součástí byly i častá ložiska rudních a nerudních surovin. To komplikuje rozlišení antropogenních vlivů na složení půd na krušnohorském hřbetu, tedy znečištění lidskými aktivitami jako jsou těžby a zpracování rud a imisní zátěž. Rozlišení antropogenního vlivů od přirozené proměnlivosti složení půd vyžaduje cílené nasazení geostatistických metod a využití informačních zdrojů a podkladových map, jako jsou geologické mapy a mapy antropogenních zátěží. Bakalářská práce je založena na vlastním návrhu odběrné sítě v lokalitě Fláje, cíleném odběru vzorků půd postihujících jak půdotvorné horniny, tak možné místní zdroje znečištění ve zkoumané oblasti, analýzu vzorků, geostatistickou analýzu kompozičních dat (koncentrací prvků v půdách), interpolaci dat (tvorbu geochemických map) a výslednou interpretaci a identifikaci míst s antropogenním znečištěním půd.
Rešerše a studium odborné literatury, rešerše dostupných datových zdrojů (geologické mapy, map imisní zátěže, míst těžeb a ukládání těžebních odpadů a další).
Definování odběrné sítě v lokalitě Fláje s ohledem na navržené metody vzorkování.
Sběr vzorků půd v zájmové oblasti a jejich analýza RTG fluorescenční spektroskopií.
Geostatistické vyhodnocení získaných vzorků. Hledání vztahů mezi naměřenými daty a složením půd a dalšími mapovými podklady. Práce s koncentracemi i vhodně zvolenými koncentračními poměry.
Aplikace vhodných interpolačních metod a posouzení jejich vhodnosti pro tvorbu map znečištění.
Tvorba map znečištění zkoumané oblasti a jejich interpretace.
Seznam doporučené literatury
JOHNSTON, K., VER HOEF, J.M., KRIVORUCHKO, K., LUCAS, N. Using ArcGIS Geostatistical Analyst. 2001. ESRI Press.
KYLICH, T. Mapa znečištění půd ČR arsenem a zinkem z historických zdrojů: vytvoření a vysvětlení. Ústí nad Labem, 2022. Diplomová práce. FŽP UJEP.
OLIVER, M.A., WEBSTER, R. A tutorial guide to geostatistics: Computing and modelling variograms and kriging. CATENA. 2014, Volume 113, Pages 56-69.
VÁCHA, R., SKÁLA. J., ČECHMÁNKOVÁ, J., HORVÁTHOVÁ, V., HLADÍK, J. Toxic elements and persistent organic pollutants derived from industrial emissions in agricultural soils of the Northern Czech Republic. Journal of Soils and Sediments. 2015,15, 1813–1824.
VÁCHOVÁ, T. Využití geostatických metod při mapování znečištění v nivě řeky Ploučnice. Ústí nad Labem, 2017. Diplomová práce. FŽP UJEP.
SIKORA, M. Zhodnocení vývoje radioaktivního znečistění toku a údolní nivy Ploučnice. Diplomové práce. Ústí nad Labem, 2015. Diplomová práce. FŽP UJEP.
Seznam doporučené literatury
JOHNSTON, K., VER HOEF, J.M., KRIVORUCHKO, K., LUCAS, N. Using ArcGIS Geostatistical Analyst. 2001. ESRI Press.
KYLICH, T. Mapa znečištění půd ČR arsenem a zinkem z historických zdrojů: vytvoření a vysvětlení. Ústí nad Labem, 2022. Diplomová práce. FŽP UJEP.
OLIVER, M.A., WEBSTER, R. A tutorial guide to geostatistics: Computing and modelling variograms and kriging. CATENA. 2014, Volume 113, Pages 56-69.
VÁCHA, R., SKÁLA. J., ČECHMÁNKOVÁ, J., HORVÁTHOVÁ, V., HLADÍK, J. Toxic elements and persistent organic pollutants derived from industrial emissions in agricultural soils of the Northern Czech Republic. Journal of Soils and Sediments. 2015,15, 1813–1824.
VÁCHOVÁ, T. Využití geostatických metod při mapování znečištění v nivě řeky Ploučnice. Ústí nad Labem, 2017. Diplomová práce. FŽP UJEP.
SIKORA, M. Zhodnocení vývoje radioaktivního znečistění toku a údolní nivy Ploučnice. Diplomové práce. Ústí nad Labem, 2015. Diplomová práce. FŽP UJEP.
Přílohy volně vložené
-
Přílohy vázané v práci
-
Převzato z knihovny
Ano
Plný text práce
Přílohy
Posudek(y) oponenta
Hodnocení vedoucího
Záznam průběhu obhajoby
V rámci obhajoby své bakalářské práce studentka přednesla svou prezentaci a představila v ní metodiku, výsledky a závěry formou tabulek, grafů a map.
U obhajoby byl přítomen vedoucí práce Ing. Jan Popelka, Ph.D, který přečetl svůj posudek. Oponent práce Mgr. Jan Skála, Ph.D. přítomen nebyl a jeho posudek přečetl předseda komise doc. Ing. Jan Pacina, Ph.D.
Studentka zodpověděla otázky z posudků vedoucího práce a oponenta.
V diskuzi byly vzneseny následující dotazy a připomínky:
Ing. Jan Popelka, Ph.D: Jaké rozdělení pravděpodobností má Z-skóre?
Mgr. Jan Píša, Ph.D.: Mohla byste rozvést jestli interpretační rámec pramení z nějaké literatury? Odběr vzorku z10cm hloubky a 40cm hloubky.
Ing. Jan Popelka, Ph.D: Myslíte si, že by zmíněné hloubky platily i v případě emisního znečištění?
doc. Ing. Jan Pacina, Ph.D.: Má znečištění půdy v okolí Flájí dopad na čistotu pitné vody ve vodní nádrži?