[ZD10]
Biomonitoring depozicije kovin in dušika
Objave: [ 2010 ]
Kazalec prikazuje spreminjanje srednjih vrednosti (mediane) desetih kovin (v µg/g suhe snovi) ter dušika (v odstotkih suhe snovi mahu) v vrsti mahu Hypnum cupressiforme izračunano za celotno Slovenijo za posamezno vzorčevalno obdobje 1996, 2001 in 2006; ter prostorski prikaz depozicije dušika za leti 2001 in 2006.
Slika ZD10-1: Karta vsebnosti dušika v vrsti mahu Hypnum cupressiforme (v % suhe snovi mahu) v letu 2001

Vir: Baza podatkov IJS, Inštitut Jožef Stefan, 2009.


Slika ZD10-2: Karta vsebnosti dušika v vrsti mahu Hypnum cupressiforme (v % suhe snovi mahu) v letu 2006

Vir: Baza podatkov IJS, Inštitut Jožef Stefan, 2009.


Slika ZD10-3: Srednje vrednosti vsebnosti (mediane) arzena, kadmija, kroma, bakra, železa, živega srebra, niklja, svinca, vanadija in cinka (v µg/g suhe snovi) ter dušika (v % suhe snovi mahu) v mahu vrste Hypnum cupressiforme, nabranem na presečiščih 16 x 16 km mreže na območju Slovenije, 1996-2006, in primerjava z drugimi evropskimi državami (območje median).

Vir: Baza podatkov IJS, Inštitut Jožef Stefan, 2009. *Atmospheric heavy metal deposition in Europe 1995-1996, Nordic Council of Ministers, Copenhagen, 1998
**UNECE ICP-Vegetation; Heavy metals in European mosses:2000/2001 survey; CEH Bangor, March 2003
***UNECE ICP-Vegetation; Spatial and temporal trends in heavy metal accumulation in mosses in Europe (1990-2005), CEH Bangor, July 2008
+UNECE ICP-Vegetation ; Spatial trends in nitrogen concentrations in mosses across Europe in 2005/2006, Report on Nitrogen in European Mosses, Work package 4, September 2008


Na osnovi analize izbrane vrste mahov:

  • ugotavljati depozicijo kovin (As, Cd, Cr, Cu, Fe, Hg, Ni, Pb, V, Zn) in dušika na območju Slovenije in jih primerjati z evropskimi podatki,
  • identificirati območja s povečanimi vrednostmi,
  • spremljati časovne trende v depoziciji. 
Z meritvami vsebnosti desetih kovin (arzen, kadmij, krom, baker, železo, živo srebro, nikelj, svinec, vanadij, cink)in dušika v mahu dobimo posredno informacijo o onesnaženosti zraka s kovinami in dušikom na celotnem ozemlju države, kar omogoča identifikacijo onesnaženih območij in spremljanje trendov. Monitoring z mahovi se izvaja na pravilni mreži z ločljivostjo 16 x 16 km.

Metoda biomonitoringa temelji na dejstvu, da mahovi zaradi svoje specifične zgradbe (brez kutikule in koreninskega sistema, velike površine) sprejemajo hranila kot tudi onesnažila v glavnem v obliki mokrega ali suhega useda iz zraka, tako da koncentracije kovin v steljki mahov predstavljajo skupno depozicijo kovin na določenem kraju v določenem časovnem obdobju. Do sedaj smo opravili tri vzorčevanja: v letih 1996, 2001 in 2006, z različno gostoto vzorčevalnih mest. Pregled vrednosti median pokaže, da se stanje v depoziciji kovin v preiskovanem časovnem obdobju ni bistveno spremenilo, razen za kadmij in krom, kjer se nakazuje rahel trend proti manjšim vrednostim. Za leto 2001 nismo imeli podatkov za baker, nikelj, svinec in vanadij. Prostorska ponazoritev depozicije kovin je sicer specifična za posamezno kovino in se je tudi z leti nekoliko spreminjala. Podobno kot na primeru dušika, so vsebnosti kovin in dušika na splošno povečane v bližini večjih mest, industrijskih in termoenergetskih središč. Povečane vrednosti v zahodni Sloveniji pripisujemo daljinskemu transportu, v severovzhodni Sloveniji pa predvsem prometu ter kmetijstvu.

Dolgoletno spremljanje depozicije kovin z analizami mahov v Evropi je pokazalo, da se je onesnaženost s kovinami po letu 1990 drastično zmanjšala, predvsem v severni in zahodni Evropi, v vzhodni Evropi pa je onesnaženost še vedno precejšnja (imajo najvišje srednje vrednosti). Glede na druge evropske države sodi Slovenija med zmerno onesnažene države z nekoliko višjimi koncentracijami predvsem za kadmij, živo srebro in svinec, ki pa so še vedno nižje od koncentracij v drugih vzhodnoevropskih državah. V letu 2006 so bile koncentracije dušika (mediane) med vsemi državami, vključenimi v projekt, najvišje v Sloveniji.

Ugotavljanje depozicije kovin in dušika z analizo mahov v Sloveniji poteka v okviru vseevropskega programa v koordinaciji UNECE ICP-Vegetation (CEH Bangor) in predstavlja poceni in dokaj enostavno obliko pridobivanja podatkov o onesnaženosti zraka. 

Podatki za Slovenijo

Cilji so povzeti po: V zakonodaji ni definiranih količinskih ciljev za depozicijo kovin in dušika.
Izvorna baza podatkov oz. vir: Institut »Jožef Stefan« (IJS)
Skrbnik podatkov:dr. Zvonka Jeran
Datum zajema podatkov za kazalec:  1996, 2001, 2006
Metodologija in pogostnost zbiranja podatkov za kazalec: Vzorčevanje in analiza mahov poteka po metodologiji definirani v navodilih ICP-Vegetation (ICP-Vegetation 2005/2006) in se uporablja v vseh državah, ki so vključene v vseevropski projekt. V mednarodni projekt ugotavljanja depozicije kovin in dušika so bile v letu 2005/2006 vključene naslednje države: Avstrija, Belorusija, Bolgarija, Hrvaška, Češka, Danska, Estonia, Finska, Francija, Makedonija, Nemčija, Irska,  Italija, Latvija, Litva, Norveška, Poljska, Ruska federacija, Srbija, Slovaška, Slovenija, Španija (Galicija), Španija (Navarra), Švedska, Švica, Turčija, Ukrajina in Velika Britanija.

Mah vrste Hypnum cupressiforme smo nabrali v neposredni bližini presečišč 16 x 16 km bioindikacijske mreže, ki jo uporablja Gozdarski inštitut Slovenije za spremljanje stanja gozdov. Vsa vzorčevalna mesta so vsaj 300 m oddaljena od glavnih cest in večjih naselij in vsaj 100 m od vasi in lokalnih cest. Nobeno vzorčevalno mesto ni v neposredni bližini emisijskih virov. Na vsakem vzorčevalnem mestu je nabranih več podvzorcev, ki so kasneje združeni v en kompozitni vzorec. Za kemijsko analizo so odvzeti le rastni deli zadnjih treh let (zeleni del mahu). Monitoring z mahovi se izvaja vsakih 5 let in je bil opravljen v letih 1996, 2001 in 2006.

Metodologija obravnavanja podatkov: Za vsako obravnavano leto so navedene minimalne in maksimalne vrednosti za vsebnost posamezne kovine za celotno državo in izračunana srednja (mediana) vrednost. Meje razredov na kartah (slika ZD10-1 in slika ZD10-2) so kvartili vseh podatkov za posamezno leto, zato tudi razredi niso enaki za obe leti. Izmerjene vrednosti dušika za posamezno leto smo razdelili v štiri razrede, katerih meje predstavljajo kvartili. To pomeni, da je v vsakem razredu ena četrtina lokacij: v letu 2001 je bila najnižja izmerjena vrednost 0,76 % N v suhi snovi mahov, ena četrtina lokacij je imela vsebnost N pod 1,52 %, za polovico lokacij je bila  ta vsebnost pod 1,71 %, tri četrtine lokacij pa pod 1,96 %, najvišja izmerjena vrednost je bila 2,35 % N v suhi snovi mahov. V letu 2006 so vrednosti kvartilov nekoliko višje.

Razpon mediane: Za vsako posamezno evropsko državo, ki je bila vključena v projekt so bile kot reprezentativne vrednosti izračunane mediane. V preglednici ZD10-3 je  podan razpon median, oz. najnižja in najvišja mediana.
Informacije o kakovosti:
Prednosti in slabosti kazalca: Glavna prednost kazalca je v tem, da je monitoring depozicije kovin z uporabo mahov relativno poceni metoda, pri kateri za zbiranje vzorcev ne potrebujemo nobene infrastrukture (črpalk za zrak, ...) kot je potrebna pri drugih direktnih fizikalno kemijskih meritvah zraka in je tako uporabna na veliki površini. Z analizo samo zelenih delov (oz. zadnjih tri-letnih segmentov mahov) dobimo tudi časovno definiran podatek. Slabost metode je v tem, da se vsebnosti kovin oz. dušika lahko nekoliko razlikujejo med različnimi vrstami mahu, zato je potrebno vzorčiti le določeno vrsto, poleg tega lahko na vsebnost kovin vplivajo tudi drugi dejavniki, kot so letni čas vzorčenja in mikrolokacija.
Relevantnost, točnost, robustnost, negotovost:
Zanesljivost kazalca (arhivski podatki):
Negotovost kazalca (za scenarije/projekcije):
Skupna ocena (1 = brez večjih pripomb, 3 = podatki z zadržkom):
Relevantnost: 1
Točnost: 2
Primerljivost (po času): 2
Primerljivost (glede na prostor): 2

Drugi viri in literatura

  1. BUSE, A. NORRIS, D., HARMENS, H., BÜCKER, P., ASHENDEN, T., MILLS, G.; Heavy metals in European mosses:2000/2001 survey; UNECE ICP-Vegetation,  CEH Bangor, March 2003
  2. HARMENS, H., NORRIS, D. and the participants of the moss survey; Spatial and temporal trends in heavy metal accumulation in mosses in Europe (1990-2005), UNECE ICP-Vegetation,  CEH Bangor, July 2008
  3. HARMENS, H., NORRIS, D., COOPER, D., HALE, J. and the participants of the moss survey; Spatial trends in nitrogen concentrations in mosses across Europe in 2005/2006, Report on Nitrogen in European Mosses, Work package 4.  UNECE ICP-Vegetation, September 2008.
  4. ICP-Vegetation (2005); Heavy metals in European mosses 2005/2006. Monitoring Manual. UNECE ICP Vegetation Coordination Centre , CEH Bangor, UK. http://icpvegetation.ceh.ac.uk.
  5. JERAN, Z. JAĆIMOVIĆ, R. AND ŠČANČAR, J. Atmospheric heavy metal deposition in Slovenia (results for mosses) IJS-DP 7846.1998.
  6. JERAN, Z., SMRKE, J., MRAK, T., ŠLEJKOVEC, Z., MAZEJ, D., OGRINC, N.:Strokovne podlage za ugotavljanje depozicije kovin in dušika v Sloveniji v letu 2006/2007 na podlagi Konvencije o prekomejnem onesnaževanju zraka na velike razdalje : poročilo o izvedbi projekta, (IJS delovno poročilo, 9741). Ljubljana: Institut Jožef Stefan, 2007. 29 str. [COBISS.SI-ID 21293863].
  7. PAVŠIČ MIKUŽ, Petra. Kovine in mikroelementi v mahovih in epifitskih lišajih na območju Slovenije : magistrsko delo = Metals and microelements in mosses and epiphytic lichens in Slovenia : master of science thesis. Ljubljana: [P. Pavšič Mikuž], 2005. XII, 117 f., ilustr., graf. prikazi, pril. [COBISS.SI-ID 1517135]
  8. REYNOLDS, B., MILLS, G., PUGH, B. Monitoring of atmospheric heavy-metal deposition in Europe using bryophytes, Experimental protocol, 2000/2001 survey, UNECE ICP-Vegetation, CEH Bangor, UK, 2000.
  9. RÜHLING, Å. STEINNES E.,  Atmospheric heavy metal deposition in Europe 1995-1996, NORD 1998:15, Nordic Council of Ministers, Copenhagen, 1998
  10. TYLER, G. Bryophytes and heavy metals, a literature review. Botanical journal of the Linnean Society 104:231-253, 1990.
  11. ZECHMEISTER, H.G. GRODZIŃSKA, K., SZAREK-ŁUKASZEWSKA, G.; Bryophytes. In: Markert, B.A. Breure, A.M. Zechmeister, H.G. (Eds.), Bioindicators and biomonitors. Elsevier Science Ltd., Amsterdam, pp.329-375, 2003.
December 2010
Zvonka Jeran, Institut Jozef Stefan