a talajszennyeződés vizsgálatában

Átírás

1 A TERMÉSZETES ÉS ÉPÍTETT KÖRNYEZET VÉDELME Az európai talajmintavételi irányelvek a talajszennyeződés vizsgálatában Tárgyszavak: talajszennyeződés; európai talajmintavételi irányelvek; talajminta-előkészítés; elemzés; talajminőség; nehézfémek. A talajminőség, -szennyezettség megállapításának eszközei európai viszonylatban az egyes országok talajvizsgálati eljárásai, ezen belül a talajmintavétel, minta-előkészítés és -elemzés. Az elemzés eredményeinek, adatainak hitelességét és reprodukálhatóságát befolyásoló fontos tényező a talajminta származási, kivételi helye, módja és az elemzést megelőző kezelése, előkészítése. Ezen kritériumokat országonként a nemzetközi előírásokon (ISO), nemzeti törvényeken, tudományos és szabványosító testületek határozatain alapuló mintavételi irányelvek határozzák meg. Ennélfogva ezek adatai csak részben alkalmasak talajminőség-védelmi stratégiák kidolgozására és összehasonlító, azonos vagy eltérő megbízható eredmények kiértékelésére. Egyes irányelvek nem határozzák meg egyértelműen a talajminták kivételi helyét, módját, mennyiségét. Nem közlik a tömeg/térfogat viszonyokat, morfogenetikai rétegvastagságot, talajművelési jellemzőket. Eltérőek a mintaelőkészítési módok és az adatok bizonylatolása. A talajmintavétel általános jellemzői A környezetvédelemmel, ezen belül a talajminőség ellenőrzésével foglalkozó tanulmányok szerint a minőségbiztosítás és -ellenőrzés kritikus tényezője a talaj nehézfémtartalmának meghatározása, amelynél az eredmények reprezentatív jellegét és megbízhatóságát a talajmintavételi mód, a minták előkezelése és az elemzés optimális végrehajtása biztosítja. Nagyszámú és multielemes műszeres elemzések eredményeinek kiértékelése szerint hibás értékek, megbízhatatlan adatok a mintavétel módjából, végrehajtásából adódnak. Kisebb a hibatényező a minta-előkészítésnél és legkisebb az elemzésnél, ez együttesen kisebb a mintavételhez viszonyítva.

2 A vizsgálati eredmények reprodukálhatóságát mint fontos tényezőt széles körben, különböző európai országok talajából különböző módszerrel és személyekkel kivett, előkészített és elemzett mintákkal vizsgálták és összehasonlították. Az európai talajok minőségének küszöbértékeit a minimális hibatényezők biztosításával határozták meg, ezek a természetes szennyeződésmegoszlás lehető legpontosabb értékei. Az egyes országokban elvégzett talajmintavételi vizsgálatok elsősorban a mintavétel módozataira, a mintaelőkészítési, elemzési technikákra terjedtek ki, nem vizsgálták a szennyeződések mértékét, fajtánkénti eloszlását és nem hasonlították össze az európai eredményekkel. Az változatos talajtípusok, azok térbeni változatai, a bioklimatikus viszonyok között jelentkező mintavételi körülmények nem alkalmasak a mintavétel módja okozta hibák értékelésére. Egy európai kutatási programot és egy európai összehasonlító kiértékelő módszert alkalmazva kvalitatív módszerrel elemezték az egyes országok mintavételi irányelveit, megállapítva azonosságokat, eltéréseket, ellentmondásos stratégiákat. Vizsgálták a bizonytalanságok okait, a mintavételi irányelvek harmonizálása, a fémes szennyeződések megállapítása, csökkentése érdekében. A kiértékelés módszertana A talajmintavételi irányelveket összehangoló, kiértékelő, kutató munka a részt vevő országok irányelveinek (soil sampling guidelines SSG) regisztrálásával kezdődött, és azok részletes kiértékelésével folytatódott. Ez a kvalitatív értékelés elemezte az irányelvek egész országra kiterjedő hatáskörét, azok jogi státuszát, érvényességét, általános és egységes alkalmazását, befolyását, a mintavételi stratégia és gyakorlat technikai vonatkozásait. Ezen általános szempontokat részletezve az európai talajmintavételi irányelvekben (European soil sampling guidelines ESSG) stratégiai kritériumok figyelembevételével tanulmányozták a mintavételi hely, területegység/mintavétel száma viszonyt, a talajelemzés céljának szempontjait, a talajminták jellemzőit, a minták elemzését megelőző előkészítés, kezelés módozatait. Az elemzések eredményei és értékelése A talajmintavételi irányelvek általában A nemzeti intézetek SSG-szakértői általános vonatkozásban az egyes országokban az irányelveknek az egész országra érvényes, ill. kötelező, törvényerejű vagy ISO/DIS előírásokban rögzített, ill. tudományos társaságok, intézetek által garantált jellegét, alkalmazását értékelték. Eszerint két országban törvényesen kötelező, öt országban ISO/DIS előírásokban, hét országban tudományos társaság, nyolc országban kutatóintézet által szabályozott, illetve

3 készített, ajánlott irányelvek szerint végzik az elemzéseket. Ezek azt szemléltetik, hogy országonként különböző okok, szempontok érvényesülnek, törvények, nemzetközi szabványosítási szervezetek, valamint az országonként, tájegységenként különböző talajtípusok, klimatikus feltételek, szennyező források és azok fajtái befolyásolják az irányelvek jellemzőit, alkalmazását, azok hatékonyságát (1. táblázat). Talajmintavételi irányelvek jogi helyzete, alkalmazása és eredete 1. táblázat Ország Törvényben előírt Egész országban alkalmazott ISO/DIS hivatkozás Tudományos társaság által ajánlott Ausztria OEBG Belgium DGATPL Dánia CSSS Franciaország nem nem Finnország NSZK Görögország Olaszország Luxemburg ALEX 03 Hollandia nem NEN5740 NVN5725 Portugália Barcelona Granada Svájc BUWAL Egyesült Királyság BS7755 Intézet által készített Az ESSG stratégiája, kritériumai és technikai vonatkozásai A nemzeti irányelvek előzőkben ismertetett származási és érvényességi, alkalmazási megoszlását figyelembe véve az ESSG tanulmányozásánál, értékelésénél az alábbiakat elemezték:

4 az ESSG mintavételi stratégiája, a mintavétel térsége, helyszíne és a minta egysége kiválasztásának stratégiája, kritériumai, az ESSG talajminta jellemzőinek részletes leírása, az ESSG talajmintavétel technikai vonatkozásai, szabadföldi, szántóföldi talajminták elemzés előtti kezelése. Az ESSG talajmintavételi stratégiája Az egyes országok nemzeti talajmintavételi irányelve (NSSG) az alkalmazási helyhez, célhoz illeszkedő számos tényezőt tartalmaz. A mintavételi stratégia tényezői: a szennyeződés kockázata, mintavételi jegyzőkönyv, mintavétel helye, talajréteg-összetétel, mintavétel mélysége, szervesanyag-tartalom, műtrágyázás, szennyeződési háttérkockázati tényező, a talajminta előkezelése. Az elemzések szerint a mintavételek célja elsősorban a talaj szennyezettségének megállapítása, ezt követi a műtrágyázás alkalmazása, továbbá általános célok a háttérkockázatok felmérése és figyelése (2. táblázat). 2. táblázat Az európai talajmintavételi irányelvek alkalmazásának célja Ország Általános Szennyeződés Monitoring Háttér, kockázatértékelés Műtrágyázás Ausztria Belgium Dánia Franciaország Finnország NSZK Görögország Olaszország Luxemburg Hollandia Portugália Barcelona Granada Svájc Egyesült Királyság Nem említi

5 A talajok minősítése egyik országban sem képezi a mintavétel kizárólagos célját, sokkal inkább a talajszennyezettség előrejelzését. Az irányelvek legnagyobb része nem tartalmaz minta-előkezelést, de valamennyi rögzíti a talajminta-előírásokat (3. táblázat). 3. táblázat A talajmintavétel műszaki előírásai, az európai talajmintavételi irányelvek Ország Kockázati előrejelzés Minta-előkezelés Mintavételi terv, elemzést megelőző kezelés (mintaelőkészítés) Mintavételi jegyzőkönyv Mintavételi módszer Ausztria nincs részletezve Belgium nincs részletezve Dánia nincs részletezve Franciaország Finnország nincs részletezve NSZK nincs részletezve Görögország nincs részletezve Olaszország nincs részletezve Luxemburg nincs részletezve Hollandia Portugália nincs részletezve Barcelona nincs részletezve Granada nincs részletezve nem említi Svájc Egyesült Királyság nincs részletezve A mintákat általában a talaj felső rétegéből, különböző mélységből veszik, és az irányelvek nagyobb részénél a felső szervesanyag-tartalmú mintát az alsóbb, ásványi anyaggal keverve, míg kisebb részénél a két rétegből kivett mintát külön-külön elemzik. Az irányelvek nagyobb része helyszíni talajprofilrétegszint meghatározást is tartalmaz, viszont valamennyinél szerepel ad hoc vagy előírt mintavételi talajmélység. Az ESSG legnagyobb része a talajszenynyeződés meghatározására terület arányú mintavételt is ajánl, míg kettő ezt nem említi és egynél mintatömeget ír elő. Fentieket a 15 európai országra vo-

6 natkoztatva a mintavételek célja, a végrehajtási módozatok eltérőek, ami azt jelenti, hogy az Európai Unió országai talajminőségének kiértékeléséhez a felsorolt szempontok harmonizációja, a talajminták reprodukálhatósága, a talajszennyeződés egyértelmű megállapítása szükséges (4. táblázat). 4. táblázat A mintavételi hely mélységének meghatározása az egyes országok irányelveiben Ország Mintavétel mélysége (szinttől) cm Mintavétel a felső szervesanyagréteg elkülönítve Mintavétel a talajprofil rétegszint figyelembevételével Mintavétel ad hoc talajmélységből Ausztria 0 20, 0 30 nem nem termő/szántó/föld 0 10 füves terület Belgium 0 20, 20 50, nem nem Dánia 0 30 nem Franciaország felszántott réteg, 0 10, nem nem 0 50 Finnország 0 5, 5 10, 10 20, NSZK A-rétegszint ( 10) erdő nem 0 10 Görögország 0 30, 30 60, Olaszország 0 20, 0 30 nem Luxemburg 1) 0 50, ) 0 2, 2 10, ) 0 5, 5 10, Hollandia nem Portugália 0 20, 1 10/10 20 nem (termő/szántó/föld) 0 20, 20 40, (erdő) Barcelona 0 2,5, 2,5 5, 5 15, (erdő) 0 20 (termő/szántó/föld) Granada 0 50, , nem Svájc 0 20 (termő/szántó/föld, nem nem műveletlen) Egyesült Királyság 0 30 Mintavétel területre vonatkozó adatok céljára

7 A talajmintavétel helyének és a minta mennyiségének meghatározása Az elemzéshez kivett talajminták mennyiségét a mintavevő határozza meg, ennek feltétele többek között a minta egyneműsége (szennyezőanyagtartalma). A nemzeti irányelvek meghatározzák a talajminta kivételi helyének kritériumait (pedológia, tájegység, területnagyság, helytörténeti, geológiai, hidrológiai körülmények, talajréteg, minta mennyisége, osztályozása). Ezen kritériumok országonként eltérőek, vannak szigorúbb és rugalmasabb előírások. Különbözőek a minta mennyisége, előkészítése, osztályozása, alegységekre bontása előírások, továbbá a területegységenkénti mintavételek száma, a terület nagysága, a mintavétel és a mintaosztályozás módja. Az irányelvek előírásainak, meghatározásainak eltérései, hiányosságai további bizonytalanságok eredői a talajminőség egyértelmű meghatározását illetően (5. és 6. táblázat). 5. táblázat A mintavétel területi/térségi egysége kiválasztási kritériumainak rögzítése az ESSG-irányelvekben Ország Talajtan Földhasználat Történeti múlt Ausztria Belgium Dánia Geológia és hidrológia Elővédelem Franciaország Finnország NSZK Görögország Olaszország Luxemburg Helyszíni viszonyok Hollandia Portugália Barcelona Granada Svájc Egyesült Királyság

8 Ország 6. táblázat Területegységenkénti mintavételi stratégia az ESSG-nél Alegységek körzete Egységenkénti mintavételek számának előírása Mintavételi hely kijelölése Mintavételi terület nagysága, m 2 Ausztria nem említi 25/ha hálózat vagy tetszőleges Belgium nem említi nem emílti nem említi nem említi Dánia nem említi nem említi nem említi Franciaország nem említi hálózat vagy tetszőleges nem említi Finnország nem említi 8/900 m 2 20/400 m 2 36/2500 m 2 hálózat NSZK 36/2500 m 2 18/2500 m 2 hálózat vagy tetszőleges 2500 Görögország nem említi 20/ha hálózat vagy tetszőleges változó Olaszország nem említi 6 15/ha hálózat vagy tetszőleges változó Luxemburg nem említi 2 5/ha hálózat Hollandia 2 3/ha hálózat változó Portugália 3 4/ha hálózat Barcelona 144/ha hálózat 625 Granada nem említi nem említi nem említi nem említi Svájc 16/100 m 2 g 100 Egyesült Királyság 20/ha hálózat vagy tetszőleges változó A talajminta jellemzőinek meghatározása A legtöbb nemzeti irányelv részletesen leírja a talajminta-jellemzőket és a talaj összetételét legjobban megközelítő mintavételt. Megkülönböztet a talaj függőleges szelvényéből (profil), illetve mintakeverékből való talajelemzést, valamint tömeg-, ill. térfogati elemzést és meghatározza a minta anyagmenynyiségét. Ezek a mintavételi kritériumok csak részben azonosak, ill. nem egyértelműek, ami megakadályozza a mintavétel reprodukálhatóságát. A mintákra vonatkozó eltérő meghatározások befolyásolják a minta azonosságának megállapítását, az eredmények kiértékelését (7. táblázat).

9 A minta jellemzőinek leírása az ESSG-irányelvekben 7. táblázat Ország A minta részletes leírása Egynemű vagy keverékminta Mintavétel csak a talajprofilból Tömeg/ terület jellegű minta Minta mennyisége, kg Ausztria keverék nem mindkettő 1 Belgium nem említi egynemű nem említi mindkettő nem említi Dánia nem említi keverék nem említi nem említi Franciaország keverék tömeg 0,5 Finnország nem említi keverék nem említi mindkettő nem említi NSZK keverék nem említi mindkettő nem említi Görögország keverék nem említi mindkettő nem említi Olaszország keverék nem említi mindkettő nem említi Luxemburg egynemű nem említi mindkettő 1 Hollandia keverék nem említi mindkettő <2 Portugália nem említi keverék nem említi nem említi 0,4 Barcelona nem említi keverék nem említi mindkettő nem említi Granada keverék nem említi mindkettő 0,5 Svájc keverék nem említi mindkettő 1 2 Egyesült Királyság nem említi keverék nem említi mindkettő >0,5 A talajmintavétel technikája A talajmintavétel gyakorlati eszközei a mintákat kiemelő, kezelő, előkészítő szerszámok, azok méretei, anyagai, szállítási feltételek, a szállítás eszközei, körülményei, amelyek a minta szennyeződését okozhatják. A nemzeti irányelvek csak részben írják elő a szerszámok anyagát, a mintavétel periódusát (évszak, trágyázás, műtrágyázás, szántás), a szállítóeszközök, edények jellemzőit, tárolási feltételeket, illetve a felsorolt technikai tényezők irányelvenként eltérőek. Ezen körülmények a szennyeződések és a tévedések, elemzési eltérések okozói lehetnek. A talajminták elemzést megelőző kezelése Az irányelvek nagyobb része mind a szabadföldi, mind a laboratóriumi tevékenységet a minőségbiztosítás/minőség-ellenőrzési (QA/QC) előírások betartásával végzi. Eltérőek viszont a minta-előkészítés műveleteire vonatkozó

10 előírások. Egyesek nem közlik, mások előírják vagy a mintavétel helyén vagy laboratóriumban a minták osztályozását, keverését, átlagolását, szárítását, tárolását (8. táblázat). A talajminták előkezelésére vonatkozó rendelkezések az ESSG-irányelvekben 8. táblázat Ország Helyszíni keverés Minőségbiztosítás/minőségellenőrzés helyszíni laboratóriumi Laboratóriumi keverés Szitálás <2 mm Szárítás Tárolási feltételek Ausztria nem említi levegős szárítás szobahőmérsékleten Belgium nem említi nem említi nem említi nem említi Dánia nem említi nem említi nem említi nem említi Franciaország levegős szárítás hideg helyen Finnország nem említi nem említi nem említi nem említi nem említi nem említi NSZK levegős szárítás nem említi Görögország nem említi C szobahőmérsékleten Olaszország nem említi nem említi nem említi nem említi nem említi Luxemburg nem említi nem említi nem említi nem említi Hollandia laboratóriumi nem változó hideg helyen Portugália nem említi nem említi nem említi nem említi nem említi Barcelona nem említi nem említi C nem említi Granada nem említi nem említi nem említi Svájc nem említi nem 40 C száraz, hideg, sötét helyen Egyesült Királyság nem említi nem említi nem említi nem említi nem említi nem említi

11 A minta-előkészítési, -kezelési előírások hiányos közlésén és eltérő módozatain túlmenően felvetődik a mintavétel-elemzés hivatalos jellegének a kérdése, pl. akkreditált, hiteles intézet, kvalifikált személyzet végzi a műveleteket. Nem tisztázott továbbá, hogy a talajminőség-kiértékelés általános vagy extrém értékek megállapítását igényli-e. Következtetések Az Európában alkalmazott talajmintavételi irányelvek elemzése és kiértékelése alapján végkövetkeztetés, hogy: 1. Nem mindegyik európai országban alkalmaznak törvények vagy általános egyezmények által hitelesített szabványos irányelveket. 2. Nem minden európai országban hasonlóak a talajmintavételi irányelvek. 3. Vannak olyan közös és nem egyező elméletek, felfogások, módszerek, eljárások és műveletek, amelyek további eltérések, hibák okozói lehetnek. 4. Az eltérések problémákat okoznak a szennyeződés objektív meghatározásában, a különböző mintavétel reprodukálhatóságában és küszöbértékek meghatározhatóságában. 5. Nyilvánvalóan szükségszerű a talajmintavételi irányelvek harmonizálásával összehasonlítható eredmények biztosítása és EU-érvényű küszöbértékek alkalmazása. 6. A fémes szennyezőkre vonatkozó EU SSG országonként is érvényde összehasonlító eszköz. 7. Fentiekkel kapcsolatban szükséges néhány szempont megfontolása és eltérések elemzése. Az európai érvényű talajelemzés összehangolási tevékenysége elkezdésének feltételei: 1. Csak egyes célokra alkalmas vagy általános érvényű ESSG-t szükséges-e készíteni? 2. Az ESSG ajánlásoknak azonos kötelező előírásai: szennyező-kockázati intézkedések, mintavételi terv, mintavételi jegyzőkönyv, szabadföldi/szántóföldi/minta-előkészítés, előzetes vizsgálat és előtanulmány. 3. A mintavételi kritériumok úm. terület/mintavételek száma, mintavétel helyszíne kiválasztása hasonlósága. 4. Egy mintavételi egységen belüli azonos stratégia: az egységváltozatok értékelése, mintavételi séma, mintavétel mélysége/költségtényezők, eredmények kifejezése (tömeg/terület viszony).

12 5. A mintavételi hely stratégia azonosítása: egynemű vagy keverékminta, az egynemű minták száma a keverékekben, mintavétel a felső szervesanyag-tartalmú rétegből, mintavétel mélysége (ad hoc vagy szabványos), a talaj felső megművelt rétegére vonatkoztatott mintavételi mélység, maximális mintavételi mélység. 6. A használt mintavevő szerszám hasonlósága. 7. Azonos mintaszállítási feltételek. 8. A minták azonos kezelése terepen és a laboratóriumban. 9. Azonos tárolási feltételek. 10. A talajmintavétel akkreditálása. 11. A mintavevő személyzet minősítése. (Gazsi István) Theocharopoulos, Sp. P.; Wagner, G. stb.: European soil sampling guidelines for soil pollution studies. = The Science of the Total Environment, 264. k sz jan. p Desaules, A.; Sprengart, J. stb.: Description of the test area and reference sampling at Dornach. = The Science of the Total Environment, 264. k sz jan. p Breiter, R.; Dück, J.; Neeße, Th.: Die logarithmische Normalverteilung von Schadstoffgehalten in kontaminierten Böden. = AufbereitungsTechnik, 40. k. 11. sz p