Dlhodobé sledovanie ťažkých kovov v prašných spadoch Košickej aglomerácie a zhodnotenie trendov



                           Karol Flórián, Ladislav Lux, Dagmar Remeteiová

                 Katedra chémie Hutníckej fakulty Technickej univerzíty v Košiciach





   Prednáška je venovaná dlhodobému sledovaniu a hodnoteniu gravitačných prašných spadov
   v hospodársko-sídelnej aglomerácii Košice. Prašnosť v ovzduší pozostáva z niekoľkých podielov,
   emisií, poletavých prachov a sedimentujúcich prachov (tzv. gravitačný prašný spad). Posledne
   menovaná časť pozostávajúca  zväčša z častíc s priemerom nad  10 μm znečisťuje pôdu,
   sídelné aglomerácie ale aj atmosferické zrážky. Chemický charakter týchto sedimentujúcich
   častíc je preto rozhodujúci z pohľadu všeobecných environmentálnych rizík. Takto definovaná
   časť atmosferického znečistenia (spady) bola dlhodobo sledovaná v rokoch 1997 – 2006
   (sledovanie pokračuje aj v ďalšej dekáde), pričom mesačné vzorky boli odoberané Bergerhoffovým
   postupom [1], ale v prednáške sa krátko popíšu aj iné metódy odberu . Samotné  vzorkovanie
   prebiehalo na dvoch výrazne odlišných vzorkovacích stanovištiach: v centre sídelnej
   aglomerácie Košice (označenie „mesto“) a v okrajovej časti (označenie „vidiek“). Okrem určenia
   celkového spadu za 28 dňové expozičné obdobie (udávané v t/km^2/rok) sa použitím klasickej
   spektrografickej metódy – priamej bezrozkladovej analýzy, určovali aj obsahy niektorých
   významných ťažkých kovov  (okrem Fe aj Cr, Cu, Ni,Pb,Ti,V,Zn), ba v niektorých  obdobiach sa
   sledoval aj obsah   aniónov (F^-) a stanovovala sa aj hodnota pH.

   Vyhodnotenie výsledkov prebiehalo v troch rovinách. Poprvé sa zistené hodnoty  porovnávali
   medziročne a vnútroročne; vhodným štatistickým testom sa skúmali trendy. Podruhé všetky súbory
   údajov boli podrobené štatistickej analýze a zvlášť sa hodnotili extrémy, resp. prípadné
   odľahlé hodnoty. Potretie sa skúmali súvislosti medzi celkovým množstvom spadu a obsahom
   jednotlivých prvkov so snahou nájsť, alebo vylúčiť určité korelácie. V tomto prípade sa
   ukázala skoro jednoznačná zhoda medzi množstvom celkového spadu a obsahom Fe, pričom uvedené
   platilo na oboch rozdielnych stanovištiach. Mnohé z týchto hodnotení boli už publikované [2 -
   6].

   Stanovenie obsahu voľného, komplexne viazaného a celkového obsahu záťažových prvkov
   v environmentálne relevantných vzorkách nepostačuje na posúdenie ich biologickej aktivity
   a mobility. Prístupnosť prvkov obsiahnutých v polutantoch závisí od ich distribúcie medzi
   rôzne fyzikálne-chemické formy. Pre komplexné hodnotenie stavu ŽP je potrebné aj súčasné
   sledovanie gravitačných prašných spadov, pôd a sedimentov a to okrem stanovenia celkového
   obsahu znečisťujúcich prvkov aj  vypracovanie frakcionačných postupov na identifikáciu
   a izoláciu rôzne pohyblivých foriem. Jednou z metód, ktorá je vo frakcionačnej analýze
   používaná na izoláciu rôznych fyzikálno-chemických prvkových foriem je jednorázová extrakcia.
   Štatistickým vyhodnotením jednotlivých krokov frakcionačnej analýzy bolo zistené, že najväčším
   zdrojom neistôt je samotná extrakcia [7]. Cieľom štúdia bolo posúdiť vhodnosť použitia
   ultrazvukového dezintegrátora na uskutočnenie extrakcie vzoriek prašných spadov. Výsledky
   získané použitím tohto alternatívneho spôsobu extrakcie boli porovnané s výsledkami získanými
   využitím klasickej extrakcie. Sledoval sa vplyv doby extrakcie a extrakčného pomeru na
   výťažnosti vybraných prvkov v extraktoch. Vybrané prvky vykazujú výrazné rozdiely
   v pohyblivosti za rôznych pôdnych podmienok. Použitím ultrazvukového dezintegrátora došlo k 
   skráteniu doby extrakcie oproti klasickému spôsobu a k zníženiu neistôt, ktorými extrakcia
   prispieva           do celkovej neistoty frakcionačnej analýzy.

   S ohľadom na stále rastúce požiadavky v smere reprodukovateľnosti a správnosti výsledkov, ako
   aj dôkazuschopnosti aplikovaných metód atómovej spektrometrie  bolo nutné nahradiť klasickú
   spektrografickú analýzu modernejšími spektrometrickými postupmi za využitia inovácií,
   vykonaných v oblasti priamych (bezrozkladových – solid sampling) metód v posledných rokoch.
   Záver prednášky sa venuje práve týmto moderných technikám atómovej spektrometrie [8-11].

   

   Literatúra

   

   1.       VDI/DIN Handbuch:Reinhaltung der Luft, Band 4. VDI 2119, Blatt 2. Beut Verlag,
   Berlin,1996.

   2.        K.Uhrinová, K.Flórián and M.Matherny: Slovak Geol.Mag .9, 181-187 (2003)

   3.    K.Flórián, M.Matherny, H.Nickel, N.Pliešovská, K.Uhrinová:  Chem.Papers  57,

          368-372 (2003)

   4.    K.Flórián, M.Matherny, H.Nickel, N.Pliešovská, K.Uhrinová:  Chem.Papers  57,

           373-380 (2003)

   5.    P.Simeonova, V.Simeonov, L.Lux, I.Dakova, T. Spanos: Ecol. Chem. And En.

          12, 727-737 (2005)

   6.       Uhrinová, K. Flórián, M.Matherny : Statistical Evaluation and the Nature of the
      Deposited   Dust of the Residential Agglomerations of the City Košice.

          Chem.Papers 59, 230-234 (2005)

   7.    D.Remeteiová, E. Sminčáková and K.Flórián:  Microchim.Acta  156, 109-113

         (2007)

   8.   J.Hassler, A.Detcheva, O.Forster,  P.R.Perzl,  K.Flórián: Annali di Chimica   (Rome) 89,
   827-836 (1999)

   9.    K.Flórián, J.Hassler, O.Forster: Fresenius J.Anal.Chem. 371, 1047-1051 (2001)

   10.  K.Flórián, J.Hassler, V.Boková:   Book of abstracts VII. European Furnace  

          Symposium on Atomic Absorption  Spectrometry, Electrothermal Vaporization 

          and  Atomization (VII EFS) and XII  Solid Sampling  Colloquium with Atomic 

          Spectrometry (/XII SSC), St.Petersburg, July 21-7 (2006),p. 51.

   11.  K.Flórián, J.Hassler, S.Ružičková, V.Boková:  Abstrakty 58. zjazdu chemických
   spoločností, Ústí nad Labem, 4-8.9.2006,  Chem.Listy 100, 578-579 (2006).