DIGITALNA ARHIVA ŠUMARSKOG LISTA
prilagođeno pretraživanje po punom tekstu




ŠUMARSKI LIST 1-2/1987 str. 21     <-- 21 -->        PDF

IZVORNI ZNANSTVENI ČLANCI — ORIGINAL
SCIEN´m iC PAPERS


UDK 630*414.27.001 Sum. list CXI (1987) 19


REZULTATI PRVIH ISTRAŽIVANJA SADRŽAJA OLOVA,
KADMIJA, SUMPORA I FLUORA U TLU NIZINSKIH ŠUMA
BAZENA KUPČINE


Branimir MAYER*


SAŽETAK: Na dvije lokacije u nizinskim šumama bazena
Kupčine analizirani su u površinskim horizontima tla pH, sadržaj
olova, kadmija, sumpora i fluora. Primijenjena je metoda indikatorske
i>rijednosti mikrostaništa. Uzorci tla su sabrani na pseudoglejnoj
gredi ispod dominantnog bukovog stabla i u niži na
močvarnom amfigleju ispod dominantnog stabla poljskog jasena.
Analizama utvrđene koncentracije na mikro i makro staništima
navode na zaključak, da istraživane lokacije primaju, ali još nisu
alarmantno zahvaćene zagađivanjima od istraženih aeropolutanata
i onečišćenih poplavnih voda.


1. UVOD
U posljednje vrijeme u svijetu se provode vrlo intenzivna istraživanja
problema ugroženosti šuma od aeropolutanata. Nove spoznaje o ugroženosti
naših šuma Gorskog Kotara i Like aeropolutantima suhe i mokre dispozicije
(G i a v a č et al. 1985, Prpić 1985, Jochheim et al. 1986) upućuju na
potrebu ažurnog pokretanja takvih istraživačkih zadataka, koji bi kroz kraće
vrijeme doveli do pregleda zagađenosti šumskih tala i stupnja oštećenja naših
šuma kao polazne osnove za utrđivanje mjera zaštite, sanacije i stalnog
praćenja ovog negativnog antropogenog utjecaja.


Osim direktnog djelovanja aeropolutanata na nadzemne dijelove vegetacije
dolazi i do indirektnog, koji nastupa deponiranjem zagađujući tvari u
tlo. Na područjima plavljenim onečišćenom vodom problem postaje još kompleksniji.
Stoga su paralelno s istraživačkim zadatkom »Utvrđivanje režima
podzemnih i površinskih voda na području nizinskih šuma pokupskog bazena
«, koji financira Samoupravna vodoprivredna interesna zajednica — Zagreb,
na dvije karakteristične lokacije izvršena utvrđivanja olova, kadmija,
sumpora i fluora, kao istaknutih zagađivača.


2. OBJEKTI ISTRA´ŽIVANJA
Centralni dio Kupčinske šume leži 25 do 30 km jugozapadno od Zagreba
i 15 do 18 km sjeveroistočno od Karlovca. U topografsko-geološkom pogledu


* Mr inž. Branimir Mayer. Šumarski institut, Jastrebarsko
19




ŠUMARSKI LIST 1-2/1987 str. 22     <-- 22 -->        PDF

ove šume obrastaju tektonsku zavalu Crnu Mlaku, koju okružuju pleistocenske
terase, brežuljci i brda Vukomeričkih Gorica, Jastrebarsko-draganićkog
prigorja i srednji dio toka rijeke Kupe. Rječica Kupčina protječe središnjim
dijelom šuma reguliranim koritom i zajedno s Kupom izaziva plavljenje
najnižih kota 2 do 3 puta godišnje u ukupnom trajanju od 20 do 40
dana.


Prva pokusna lokacija odabrana je uz vodomjerni stacionar br. 9 u šumsko-
gospodarskoj jedinici Pisarovinski lugovi odjel 22 b na neplavljenoj pseudoglenoj
gredi, koja nadvisuje nizu za oko 2 m (kota 108,70 m). Pedosistematska
pripadost je određena kao pseudoglej na zaravni distrični. Površinu
obrasta 120-godišnja šuma hrasta lužnjaka i običnog graba s bukvom —
Carpino betuli-Quercetum roboriš fagetosum Ra uš 1974.


Druga se pokusna lokacija nalazi u odjelu 16 iste gospodarske jedinica
uz stacionar br. 7 u plavljenoj niži s kotom 107,00 m na močvarnom nekarbonatnom
humoznom vertičnom amfigleju, na kojem uspijeva 80-godišnja
šuma poljskog jasena kasnim drijemovcem — Leucio-Fraxinetum angustifoliae
tipicum Glav. 1959. Međusobni razmak lokacija iznosi oko 500 m.


Suma godišnjih oborina za najbližu meteorološku stanicu u Jastrebarskom
iznosi 943 mm, a za vegetacijsko razdoblje 527 mm. Srednja godišnja
temperatura zraka iznosi 9,6° C, a za IV — IX mjesec 15,9° C, sve za period
od 1965 —1984. godine. U ruži vjetrova prevladava sjeveroistočni smjer u
čijem se pravcu nalaze zagrebačka industrijska zona. Autoput Zagreb — Karlovac
prolazi zapadnim i sjeverozapadnim rubom ovih šuma na udaljenosti
od 8 do 9 km od istraženih lokacija i predstavlja stalni izvor zagađenja, osobito
olovom.


3. METODE ISTRAŽIVANJA
Istraživanja su se bazirala na metodi utvrđivanja razlike sadržaja olova,
kadmija, sumpora i fluora te pH u površinskim horizontima na mikrostaništu.
formirnom neposredno uz pridanak dominantnog 120-godišnjeg bukovog stabla
visine 33 m i prsnog promjera 84, cm, u koje se slijeva po kori debla
do 10% više oborina nego na okolno makrostanište pod krošnjom stabla.
Ukoliko oborinama pristižu i polutanti oni će znatno viče opterećivati mikrostanište
pa će analitičke razlike ukazivati na intenzitet zagađivanja kako su
to prezntirali G 1 a v a č et al. (1985), J o c h h e i m et al. (1986) i drugi autori.
Na drugoj odabranoj lokaciji u poplavnoj niži ispod dominantnog 80-godišnjeg
jasenovog stabla visine 29 m i prsnog promjera 28,5 cm metoda mikrostaništa
pokusno je primijenjena kao jedna :>:! mogućnosti registracije polucije
arozagađivačima i onečišćenim vodama.


Uzorci tla sabrani su sredinom ožujka 1986. godine i to iz Of i Aoh horizonta
na mikro i makro staništu pod bukvom te iz Of i Aa horizonta pod
jasenom, svega 8 uzoraka. Uz pridanak stabla debljina Of horizonta iznosila
je cea 5 cm, a cea 2 cm na makrostaništu 2 — 3 m podalje od stabla. Uzorak
iz horizonta Aoh i Aa uzet je u daljnjih 7 cm dubine ispod Of horizonta.
Zbog ograničenih financijskih sredstava nije bilo moguće analizirati tlo uz
veći broj stabal stoga su uzorci na makrostaništu sabrani kao prosječni s pet
mjesta na udaljenosti 2 do 3 metra od stabla.




ŠUMARSKI LIST 1-2/1987 str. 23     <-- 23 -->        PDF

U uzorcima je određen sadržaj olova, kadmija, sumpora i fluora u Zavodu
za zaštitu zdravlja grada Zagreba (analitičar inž. T. Horvat ) uz pripremu
po metodi iz Anual Book of ASTM standard — Water (II), str. 775
i određivanje na Perkin-Elmerovom atomskom apsorberu A(AS 373 za olovo,
kadmij i fluor, a za sumpor je korištena brza metoda za određivanje sulfata
u vodi po Environmetal leters, 7(3), 237—243 (1974).


U pedološko-fiziološkom laboratoriju Šumarskog instituta u Jastrebarskom
(analitičar mr N. P e z d i r c) određen je pH i ostale rutinske analize
kao i sastav šumske prostirke Of horizonata i to dušik po Kjeldahlu, a ostali
elementi mokrim postupkom sa sumpornom i perklornom kiselinom. Iz ekstrakta
fosfor je određen kolorimetrijski, kalij plamenfotometrijski, a drugi
elementi metodom atomske absorpcione spektrofotometrije.


U interpretaciji rezultata korištena je i analiza uzorka poplavne vode
uzete 19. 7. i 29. 8. 1985. godine koja je dobivena od SVIZ-a slivnog područja
Save iz Zagreba, a obavljena je u Zavodu za zaštitu zdravlja grada Zagreba.


4. REZULTATI ISTRAŽIVANJA
Rezultati analiza uzoraka tla sabranih iz Of horizonta pod stablom bukve
(tabela 1) dali su razliku od 27,8 mg/kg olova u korist mikrostaništa,
dok je u Aoh horizontu razlika zanemariva, uz ukupnu koncentraciju koja
je u pola niža od one u Of horizontu mikrostaništa. Sadržaj olova na poplavnom
tlu ispod jasena niži je od lokacije pod bukvom s malom razlikom
u korist mikro staništa u Of horizontu (7,1 mg/kg), a minimalnom od 1,8 mg/
kg u Aa horizontu u korist makro staništa.


Koncentracija kadmija u Of horizontu pod bukom izjednačena je na oba
staništa (0,7 mg/kg) dok u Abh horizontu kadmij nije utvrđen. Njegove koncentracije
pod jasenom kreću se u istraženim uzorcima od 0,2 do 0,5 mg/kg
s malim razlikama u korist makrostaništa.


Sadržaj sumpora u Aoh horizontu makrostaništa pod bukvom veći je
za četiri puta od onog na mikrostaništu dok je u Aa horizontu obratna situcija
tj. tri puta veća koncentracija na mikrostaništu. U nižim horizontima
sumpor nije registriran što se može pripisati izboru analitičke metode s obzirom
na prisustvo .sumpora u tlu kao biogenog makroelementa.


Podaci za fluor dosta su neujednačeni pa bi ponavljanja većeg broja
uzoraka dala pouzdanije rezultate što vrijedi i za sumpor.


Rezultati određivanja pH vrijednosti (tabela 2) pokazuju veću koncentradiciju
vodikovih H+ iona uz pridanke bukovog i jasenovog stabla. Razlike
mikro i makro staništa od 0,2 do 0,7 jedinica skale pH vrijednosti označavaju
znatno veće koncentracije H iona (zakiseljavanje) u nižim područjima
pH skale kao što je slučaj pod bukvom s obzirom na to da sa padom skale
od pH 7 na niže raste koncentracija geometrijskom progresijom.


Rezultati analiza sastava poluraspadnute šumske prostirke (tabela 3) u
Of horizontima pokazuje značajno veće koncentracije P-> 05, K20, Mg, Fe i Zn
pod jasenom, u odnosu na staništa pod bukvom na kojima je utvrđeno više


N. CaO i Mn.
?!




ŠUMARSKI LIST 1-2/1987 str. 24     <-- 24 -->        PDF

U tabeli 4 dati su rezultati rutinskih analiza tla Aoh i Aa horizonta.
Analitički rezultati kvalitete poplavne vode. iz pokusne retencije Kupčina
nalaze se u tabeli 5.


5. RASPRAVA
Brzo napredovanje zagađenja čovjekove životne sredine, a s time šuma
i šumskih tala, upućuje na rastuću važnost istraživanja koja se bave ovom
problematikom.


Za šumske ekosisteme naročito su opasni prema Smith-u (1981) od aero-
sola mikroelementi (uključivo teški metali) fluoridi, sulfati, nitrati, ugljikovodici
i ozon.


Krute čestice aerosola koje se dižu u atmosferu kroz razne vidove
ljudskih djelatnosti formiraju masu sitnih čestica 0,1 — 5 mikrometara s
visokom koncentracijom metala i mogu biti nošene vjetrovima 100 do 1000 km
i dalje. Samočišćenje atmosfere od primjesa i njihovo odlaganje u tlo dešava
se putem ispiranja oborinama (mokro padanje) i gravitacijskim taloženjem
(suho padanje), a također i indirektno preko otpalog lišća i granja.
Na taj način šumska tla mogu služiti kao konačna ili privremena odlagališta
teških metala, koji ulaze u njihov sastav, osobito u glinene i organske koloide.


U površinskim horizontima nezagađenih tala olovo se nalazi u koncentraciji
10 do 20 mg/kg suhog tla s godišnjim unosom manjim od 20 g/ha.
Nasuprot tome u ekstremno zagađenim tlima urbanih sredina u blizini gutog
automobilskog prometa taloženje olova prelazi i 3000 g/ha godišnje, a koncentracija
u tlu doseže 400 mg/kg suhog tla (Smit h 1981). U šumskom tlu
veći dio olova akumulira se u šumskoj prostirci.


Olovo u tlu na području grada Zagreba istraživao je Durma n (1983)
analizom uzoraka na dubini 0 — 20 cm. Utvrdio je raspon 18 — 44 mg/kg
olova, a za ekstremne slučajeve navodi da koncentracije prelaze 10 do 20 puta
dozvoljene granične vrijednosti.


Martinović i Burlica (1985) utvrdili su da sadržaj olova u tlu
dubine 0 — 7 cm iz okoliša idustrijskih zona Unsko-sanske regije dolazi u
rasponu 75 — 202 mg/kg i time značajno premašuje maksimalno dozvoljenu
koncentraciju od 100 mg/kg.


Najkorektnija komparacija rezultata vlastitih istraživanja dobiva se usporedbom
s rezultatima do kojih su došli G 1 a v a č et al. (1985) i Jochheim
et al. (1986) na području Gorskog Kotara i Like primjenjujući metodu indikatorske
vrijednosti mikrostaništa u bukovim i bukovo-jelovim šumama.
Komparacija dozvoljava zaključak da rezultati na lokaciji Kupčina pod bukvom
indiciraju pojačani unos olova u površinski Of horizont s ukupnim koncentracijama,
koje su približno izjednačene s nezagađenim ili početnom zagađenim
lokacijama u Gorskom Kotaru i Lici. 92 mg/kg olova iz Kupčine blizu je
maksimalno dopuštene koncentracije no najzagađenija mikrostaništa u Gorskom
Kotaru višestruko je premašuju (668 i 537 mg/kg).




ŠUMARSKI LIST 1-2/1987 str. 25     <-- 25 -->        PDF

Taloženje olova na poplavnoj lokaciji od jasenom poremećeno je povremenim
poplavama, koje donose onečišćenja ali i ispiru olovo iz šumske prostirke
uz ravnomjernije deponiranje po površini (tabela 1). Općenito nižim
koncentracijama olova na mikrostaništu pod jasenom u odnosu na isto stanište
pod bukvom doprinjela je, uz ispiranje, i hrapavost kore debla, koja više
dispergira oborine oko pridanka, a rjeđa krošnja manjeg volumena i nižeg
položaja manje »iščešljava« polutante iz pokretnih zračnih masa. Indikacije


o povećanom deponiranju u poplavnim uvalama treba provjeriti istraživanjima
na-širem području.
Sadržaj kadmija i fluoro nužno je pratiti u šumskim tlima zbog njihove
potencijalno visoke fitotoksičnosti. Fluor se smatra vrlo agresivnim zagađivačem
zbog visoko reaktivnih elektro-negativnih aniona F— koji drastično
troše površinu minerala tla (Flühler iPapritz 1986). U SAD i drugdje
registrina su velika oštećenja i sušenja šuma u širem okolišu industrija fosfatnih
gnojiva i aluminija (Smit h 1981). Srednja koncentracija kadmija
u nezagađenim tlima kreće se između 0,3 — 0,6 mg/kg (raspon 0,01 — 0,7 mg/
kg), a fluora 200 ,mg/kg (raspon 30 — 300 mg/kg) prema Smith-u 1981. Kadmij
u tlima Sansko-unske regije utvrđen je u rasponu 0,72´—2,64 mg/kg, a u
Lici i Gorskom Kotaru 0,2 — 3,9 mg/kg.


Kadmij u bazenu Kupčine u Of horizontu na obje lokacije utvrđen je
u normalnim koncentracijama dok vrijednosti za fluor i sumpor valja analitički
provjeriti na većem broju uzoraka.


Rezultati određivanja pH pokazuju dosta intenzivan proces zakiseljavanja
tla pod bukvom i indiciraju povremeno prisustvo kiselih kiša. Situacija
je povoljnija pod jasenom gdje tlo prima s periodičkim poplavama određene
količine kalcijskog karbonata. pH kiše u Jastrebarskom izmjerene
dana 20. 10. 1986. iznosio je 4.4.


Analiza poplavnih voda pokazuje da se radi o vodama razreda II/III koje
nakon 40 dana prelaze u IV razred (SI. list br. 6 1978). Za čvršću prosudbu
opterećnosti ovih voda zagađivačima nužno je pratiti njihovu dinamiku.


6. ZAKLJUČCI
Provedena istraživanja su pokazala da pseudoglej u središtu šuma bazena
Kupčine pod dominantnim stablom bukve prima aerozagađivače, koji
uzrokuju pojačani proces acidifikacije, no koncentracije analiziranih polutanata
olova, kadmija i fluora još se nalaze u granicama normale. Sadržaj
sumpora valja provjeriti drugim analitičkim postupcima.


Na močvarnom amfiglejnom tlu pod dominantnim stablom poljskog jasena
koncentracije olova i kadmija su niže od onih na pseudogleju što se
pripisuje ispiranju poplavnim vodama, karakteristikama kore i krošnje stabla
i nižoj reljefnoj poziciji.


Tlo pod jasenom prima s poplavnim vodama kalcijski karbonat što
otklanja mogućnost značajnije acidifikacije.




ŠUMARSKI LIST 1-2/1987 str. 26     <-- 26 -->        PDF

24




ŠUMARSKI LIST 1-2/1987 str. 27     <-- 27 -->        PDF

25




ŠUMARSKI LIST 1-2/1987 str. 28     <-- 28 -->        PDF

Tablica 5. Analiza kvalitete poplavne vode u pokusnoj retenciji Kupčina


Datumi uzimanja uzoraka
PARAMETRI ODREĐIVANJA Pokusna retencija Kupčina


19. 7. 1985. 29. 8. 1985.
Koncentracija vodikovih iona, pH: 7,69 7,36
Utrošak kalij permangata, mg KMnO/,/1: 24,6 49,0
Kemijska potrošnja kisika, mg 02/l: 17,6 155,0
Biokemijska potrošnja kisika, BPK:, mg 02/l: 4.4 12
Suspendirana tvar, mg/l: 24,8 3,6
Isparni ostatak sušen, mg 1: 308 214
Isparni ostatak žaren, mg/l: 200 17(1
Električna provodljivost u S cm—1: 301 284
Kloridi, mg C1-/1: 8,7 14,2
Sulfati, mg SO4-2/I: 2,6 1.9
Fosmati, mg P/l: 0,54 (1
Željezo, mg Fe/1: 0,93 0,79
Nitrati, mg No,—/1: 2,2 3,3
Fenoli, mg/l: 0,001 0
Cink, mg Zn/1: 0,01 0,08
Kadmij, mg Cd/l: manji od 0,09


0.005
Ukupni broj bakterija u 1 ml: 4500 108,0
Najvjerojatniji broj bakterija u 100 ml: 10000 240000
LITERATU U A


D u r m a n, P. (1983): Kontaminacija tla i biljnog materijala olovom. Peti jug.
simpozij: Oštećenje zemljišta i problemi njegove zaštite, 11—12, Varaždin.
Fl u h l er, H., Pa p ritz , A. (1986): De position and forest Soils. Referat 18.
IUFRO — Congress, Ljubljana.


G 1 a v a Č, V., K o e n i e s, H., P r p i ć, B. (1985): O unosu zračnih polutanata u
bukove i bukovo-jelove šume Dinarskog gorja sjeverozapadne Jugoslavije.
Sum. list br. 9—10, 429—447, Zagreb.


J o c h h e i m, H., Schäfer, H., K o e n i e s, H., G 1 a v ač, V., Ebben, U.,
Hakes , W. (1986): Immisionsedingte Veränderungen des Bodenmineralstoffhaushaltes
in industriefernen Waldgebieten nordwest — Jugoslawien. Postervortrag
zum 18. IUFRO — World — Congress 1—18, Ljubljana.
Kauzlarić , K. (1985): Štetno djelovanje zagađujućih tvari na šume s posebnim
osvrtom na TE Plomin. Sum. list br. 78. 363—371, Zagreb.


M a r t i n o v i ć, J., B u r 1 i c a, C. (1985): Zagađenost tla teškim metalima u
Unsko-sanskoj regiji. Zbornik Zavoda za agropedologiju, 39—41. Sarajevo.
P r p i ć, B. (1984): Antropogeni utjecaj na šumske ekosisteme srednjeg Posavlja


u svjetlu sinteze sinhronih ekoloških mjerenja, III Kongres ekologa Jugoslavije,
441—445, Sarajevo.
P r p i ć, B. (1985): Struktura i funkcioniranje šumskih ekosistema SR Hrvatske
(rukopis).
Smith , W. H. (1981): Air pollution and Forest. New York.




ŠUMARSKI LIST 1-2/1987 str. 29     <-- 29 -->        PDF

Results of First Investigations of Lead, Cadmium, Sulphur and Fluorine
content in the Soil of Lowland Forests of Kupčina Basin


Summary


The investigations of lead, cadmium, sulphur, fluorine and pH content in the
soil of lowland forests of river Kupčina basin near Zagreb (Croatia, Yugoslavia)
have shown that the investigated localities receive air pollutants, but that
its soil concentrations have not yet reached maximum permitted doses. Lower
concentrations of lead and cadmium were determined in flood amphigleic soil
which is attributed to the influence of floods and lower relief position. Measured
pH soil content, according to applied method of indicatory value of microhabitat,
indicate to intensified process of acidification on peudogley and to
temporary presence of acid rain.