Sveučilište u Zagrebu Agronomski fakultet

Obrana disertacije :: Helena Bakić, dipl.ing.

Datum održavanja:

Stabiliziranje organskog ugljika i retencija metala organo - mineralnim kompleksiranjem u tlima krških polja

srijeda, 18. lipanj 2014. :: 10:00 :: velika vijećnica

Mentor rada:

  • izv. prof.dr.sc. Marija Romić

Povjerenstvo za obranu doktorskog rada:

  1. Izv. prof.dr.sc. Marija Bujan, Sveučilište u Zagrebu Agronomski fakultet
  2. Akademik Mladen Juračić, Sveučilište u Zagrebu Prirodoslovno - matematički fakultet
  3. Prof.dr.sc. Stjepan Husnjak, Sveučilište u Zagrebu Agronomski fakultet

SAŽETAK

Krška polja su geološka i geomorfološka osobitost svojstvena području hrvatskog priobalja i otoka, na čijem je dnu često nakupljeno jedino obradivo tlo ovog područja. Ovdje poljoprivreda uzrokuje smanjenje produktivnosti tla razgradnjom i iscrpljivanjem organske tvari (OT) pa je njena stabilizacija u funkciji plodnosti tla potreban proces. Prostorna varijabilnost OT u tlu, kompleksnost njenog sastava i strukture, interakcije s komponentama tla i dinamika kruženja zahtijevaju dodatna istraživanja. Naglasak je stavljen na organo - mineralne asocijacije, koje predstavljaju važan faktor kontrole sastava tla, a o njima ovisi i zadržavanje metala u tlu.

Pretpostavljeno je da prostorna varijabilnost tala u horizontalnoj i vertikalnoj dimenziji polja, a time i različitost procesa asocijacije OT s mineralima i metalima ovise o mineraloškom i kemijskom sastavu tala krških polja. U skladu s hipotezom postavljeni su ciljevi doktorske disertacije: 1) utvrditi varijabilnost tipova tala između i unutar krških polja; 2) istražiti prostorne ovisnosti više kemijskih pokazatelja; 3) istražiti i usporediti prostorne ovisnosti organskog ugljika (OC) i metala u horizontalnoj i vertikalnoj prostornoj dimenziji; i 4) utvrditi utjecaj OT na sorpciju i desorpciju metala u tlima različite reaktivnosti mineralnih površina.

Terenska istraživanja i uzorkovanje tla iz površinskog (0-30 cm) i potpovršinskog (30-60 cm) sloja tla provedena su na tlima koja se koriste za poljoprivrednu proizvodnju, a prostorno pripadaju jadranskom području Dinaridskog krša, koje obuhvaća otoke i jadranski priobalni kopneni pojas. Na području četiri krška polja (Vrbničko i Lumbardsko polje na otočnom dijelu jadranskog Dinarskog krša te Vransko i Petrovo polje na rubnom dijelu ovog geološki definiranog područja) provedena su detaljna terenska istraživanja, tlo je uzorkovano iz oba sloja tla te su otvoreni i opisani pedološki profili tla. Provedena su opsežna laboratorijska ispitivanja tla, statistička i multivarijatna geostatistička analiza. Za interpretaciju rezultata korišteni su geokemijski model bazne linije i faktor obogaćenja. Hipoteza je ispitana provedbom eksperimenta utjecaja organskih molekula na sorpciju i desorpciju teških metala.

Za jadransko područje Dinarskog krša utvrđena je značajna varijabilnost glavnih kemijskih i fizikalnih značajki tla, koja ovise o prirodnim i antropogenim faktorima koji zajedno djeluju kroz prostor i vrijeme. Varijabilnosti kemijskih značajki tala na području krških polja povezane su s više okolišnih faktora. Osim utjecaja mineraloškog i kemijskog sastava tla, ističe se ljudska aktivnost u pogledu načina gospodarenja, koja utječe na velike varijacije, čak i na malim udaljenostima. S obzirom na to da sorpcija i retencija teških metala u tlu znatno ovisi o organskim ligandima, koji značajno utječu na sorpciju metala formiranjem stabilnih organo - mineralnih kompleksa, eksperiment sorpcije i desorpcije proveden je na dvije frakcije tla - ukupnom tlu i njegovoj organo - mineralnoj frakciji (OMF). Najveći afinitet sorpcije i retencije na ukupno tlo i OMF utvrđen je za Pb i Cu, koji konkuriraju na ista sorpcijska mjesta, uglavnom na aktivnim površinama OT. Najmanji afinitet sorpcije i retencije na ukupno tlo i OMF imaju Cd, Ni i Zn, koji su u kompeticiji za zajednička sorpcijska mjesta na oksidima i mineralima gline s većim kapacitetom za njihovu sorpciju.

Zaključeno je da su u kompeticijskim uvjetima u tlu Pb i Cu najsnažnije sorbirani i zadržani metali, što ih čini slabo biopristupačnima, za razliku od Cd, Ni i Zn, koji su najslabije sorbirani i zadržani metali u tlu te kao takvi predstavljaju prijetnju za okoliš. Dobiveni rezultati otvaraju više perspektiva za nastavak istraživanja - jedna od perspektiva je istraživanje uloge čestične OT na ponašanje metala u tlu, dok druga perspektiva uključuje važnost sekvestriranja OC u tlu.

Ključne riječi: krška polja, organska tvar, multivarijatna geostatistička analiza, prostorna varijabilnost, eksperiment sorpcije i desorpcije