Search Results

A városi kertek talajai, a tipikus városi szennyező forrásokon (légköri ülepedés, közlekedés fémterhelő hatása, háztartások fűtése stb.) túl, művelésükből kifolyólag is szennyeződhetnek a toxikus és potenciálisan toxikus nehézfémekkel, így nagy kihívást jelent az ezekben a talajokban mérhető fémtartalom eredetének (litogén, pedogén, antropogén) meghatározása, egyrészt a lehetséges szennyező-források sokfélesége, másrészt az e talajokat érő antropogén hatások miatt.

Kutatásunk során a városi környezetterhelés és a kertművelés kumulatív nehézfém-szennyező hatását vizsgáltuk Szeged példáján. A külvárosi kerti talajok nehézfém-terheltségének felmérése mellett fő célunk volt, hogy különböző módszereket együttesen alkalmazva elkülönítsük a kerti talajokban antropogén forrásból feldúsuló fémek körét. Jelen tanulmányban azt mutatjuk be, hogy az általunk alkalmazott feldúsulási faktorok, a fémkoncentrációk vertikális eloszlásának vizsgálatával kiegészítve miként segítik az egyes elemek eredetének (litogén, pedogén, antropogén) meghatározását.

A kertekben feltárt talajszelvényekben mért nehézfém-koncentrációk vertikális eloszlása alapján elmondható, hogy a vizsgált elemek egyike sem tekinthető kizárólag litogén eredetűnek a kerti talajokban, ezek eloszlásának kialakításában ugyanis bizonyos talajtulajdonságok jelentős szerepet játszanak.

Az Pb-, Zn-, Cu- és Cd-koncentrációk vertikális eloszlását a talaj szervesanyag-tartalma, míg a Ni-, Cr- és Co-koncentrációkét a talaj ásványi kolloid-tartalma módosította. A referencia szint, valamint a referencia elem (Ti) segítségével számolt feldúsulási faktorok (EF) alapján az As, a Ni, a Co és a Cr a kertek feltalajában nem dúsultak (EF ∼ 1), ezen elemek feltalajban mérhető koncentrációjának kialakításában csak a litogén háttér és a pedogén folyamatok játszanak szerepet. A Cu (EF ∼ 4,2), a Zn (EF ∼ 2,7) és a Pb (EF ∼ 2,5) viszont a kertek feltalajában jelentős mértékben dúsul, mely feldúsulásért a természetes, pedogenetikus folyamatok mel-lett csaknem minden kertben már az antropogén hozzájárulás is felelőssé tehető, míg a Cd antropogén dúsulása csupán néhány kertre korlátozódik.

Hazánk kedvező geotermikus adottságai miatt nagy mennyiségben termelhető ki a változatos hasznosítási módoknak eleget tevő termálvíz. Balneológiai felhasználás után a visszasajtolás tilalma miatt a felszíni csurgalékvíz-elvezetés többnyire földcsatornákon keresztül történik. A vizsgálati területül választott cserkeszőlői gyógyfürdőből a természetbe kikerülő használt hévíz szigetelés nélküli csatornán keresztül a Körösbe ömlik. Az így elszikkadó csurgalék hévíz talajtani hatásait 11 diagnosztikai talajparaméter figyelembevételével főkomponens analízis és diszkriminancia analízis segítségével értékeltük. Megállapítottuk, hogy a beszivárgó használt hévíz nagy Na⁺-koncentrációja miatt a talajban ioncsere folyamatok játszódnak le, melyek a Na⁺-koncentráció növekedése és ezzel egyidejűleg a Ca²⁺-tartalom csökkenése irányába hatnak. A diszkriminancia függvény alapján a legjelentősebb háttérfolyamatként a Mg²⁺mobilizáció azonosítható. A szikesedést jelző paraméterek (EC, szóda-, Na⁺-, HCO₃ ^--tartalom) csak kis mértékben növekedtek, a szikesedési részfolyamatok megjelenése így jelenleg kezdetinek tekinthető. A csatorna környékén a humusz- és K⁺-tartalom növekedése is kimutatható volt. A diszkriminancia függvény alapján diszkriminancia diagramot szerkesztettünk, melyen közel 90%-os helyességgel különültek el a talajminták a csatornától való távolság szerint a priori ismereteink alapján képzett „kontroll” és „termálvízhatás alatt álló” talajmintacsoportokra. A diszkriminancia függvény alapján a továbbiakban a mintaterületről származó bármely talajminta – diagnosztikai paramétereinek meghatározása után – besorolhatólesz a termálvíz hatása által érintett vagy nem érintett csoportok valamelyikébe. Így közvetetten a hatásterület kiterjedéséről is információt nyerhetünk. Ezen az 50 éve termálvízhatás alatt álló területen igazolható volt a hévíz szikkadás talajmódosító hatása, azonban a terepi megfigyelések, laboratóriumi vizsgálatok és a statisztikai analízis tanúsága szerint ezen folyamatok nem érik el azt a mértéket, mely esetén már talajdegradációról beszélhetnénk.

A drasztikus népességnövekedés, a mezőgazdaság intenzívvé válása és kemiká-liák használata, az ipari létesítmények és városi területek terjeszkedése, az infrastruktúra és a bányaművelés fejlesztése nagy területen eredményezi a talajtakaró alapos változását, így mára nélkülözhetetlenné vált az emberi hatásokra megválto-zott vagy átalakult (antropogén) talajok természetes talajoktól való elkülönítése, osztályozása.

A jelenleg érvényben lévő hazai, genetikus és talajföldrajzi alapokon nyugvó ta-lajosztályozási rendszerünk megújítására, korszerűsítésére és a nemzetközi irányel-vekkel való harmonizálására irányuló törekvések kapcsán felmerült az antropogén talajok osztályozásának igénye és az új hazai talajosztályozási rendszerbe illeszté sének szükségessége. A tervek szerint tehát azon talajok elkülönítésére, melyekben az emberi tevékenységek hatása erőteljesen érvényesül, egy külön osztályozási alapegységben, az „antropogén talajok” csoportjában nyílik majd lehetőség. E talaj-típuson belüli altípusok, valamint változati tulajdonságok kidolgozására azonban ez idáig még nem került sor.

Munkánk során több hazai antropogén talajszelvény feltárását és vizsgálatát végeztük el, mely talajszelvényeket a nemzetközi korrelációs talajosztályozási rendszerbe (WRB) is besoroltunk. Jelen tanulmányban néhány általunk kiválasztott talajszelvény példáján keresztül mutatjuk be az antropogén talajok osztályozásával kapcsolatos nehézségeket és problémákat. A sokféle antropogén talajszelvény vizsgálata lehetővé tette számunkra az „Antropogén talajok” típusának definiálását: „Más talajok, amelyekben a felszíntől számított 100 cm-en belül:

1. 1. legalább 20 térfogat % (súlyozott átlag) ember által létrehozott anyag található (ún. mutermékes változat), vagy

2. 2. vizet nem, vagy csak nagyon lassan átereszto, bármilyen vastagságú összefüggo mesterséges anyag (pl. beton, aszfalt, fólia stb.) található (ún. vízzáró változat), vagy

3. 3. új, emberi tevékenységbol származó talajszint található (ún. átalakított változat), vagy

4. 4. az eredeti talajszintek sorrendje, emberi tevékenység által megváltozott (ún. bolygatott változat).”

E talajok esetében gyakorlatilag bármelyik más talajtípusnál használatos válto-zati tulajdonság elofordulhat, azonban mindenképpen szükségesnek tartjuk például az erosen humuszos, eltemetett, többrétegu, valamint a toxikus (v. szennyezett) vál-tozati tulajdonság „antropogén talajok” típusába illesztését. Egyéb iránt szükséges-nek tartjuk az antropogén talajbélyegek (pl. a mutermék-tartalomra, leromlott szer-kezetre, porosodottságra, tömörödésre utaló jelzok) más természetes talajtípusokhoz történo beillesztését is. Tekintettel arra, hogy a települési környezet — ahol egyes antropogén talajok nagyszámban elofordulhatnak — talajtani szempontból extrém heterogénnek tekintheto, speciális talajvizsgálati és térképezési módszertan kidolgozása is szükséges. A legfontosabb ezek közül is talán a talajtípus térbeli érvényességének megadása a helyszíni felmérés alapján.

Az emberi beavatkozásoknak köszönhetően Szeged város és környékének talajai jelentősen megváltoztak mind fizikai, kémiai, mind biológiai tulajdonságaikat illetően. A fizikai és kémiai talajtulajdonságok felmérése céljából 25 szelvény szintjeiből történt mintavételen túl 10 helyszínen a mezofauna vizsgálatához szükséges feltalajvételre is sor került az általunk előre kijelölt három zónában (belváros, külváros, külterület).Atalajtulajdonságok tárgyalása során világossá vált, hogy az egyes talajtani paraméterek milyen fokú módosuláson mentek keresztül az intenzív emberi beavatkozások hatására. Az összes oldott só kivételŕo

Összefoglalás

A klímaváltozásnak köszönhetően a következő évtizedekben a talajok defláció veszélyezettségének mértéke emelkedni fog hazánkban (CSORBA et al. 2012). A kutatásunk során arra kerestünk választ, hogy a talajtani alaptulajdonságok miként befolyásolják a kritikus indítósebességet és jelenleg mennyire defláció veszélyeztetettek a Dél-Alföld talajai.

Mintaterületként a Szeged környéki talajokat választottuk. A vizsgálataink során megállapítottuk, hogy az összes vizsgált talajparaméter közül az agronómiai szerkezet, azon belül is a rögfrakció az, ami leginkább befolyásolja a kritikus indítósebességet. Ez felhívja a figyelmet az ember szerepére, aki megfelelő agrotechnikával képes lenne a széleróziós kockázat csökkentésére (BODOLAY 1966; SHAHABINEJAD et al. 2019). A szélcsatornás kritikus indítósebesség vizsgálatok eredményeit összevetettük az időjárási adatokkal, és ezek eredményeit kivetítettük Csongrád megye területére. Kutatásunk során meghatároztuk a széleróziós események jellemző éves előfordulását (homok: 16,8 esemény; homokos vályog és vályog 1,6 esemény; agyagos vályog: 0,4 esemény), ezen események átlagos hosszát (homok: 3,0 óra; homokos vályog és vályog 1,4 óra; agyagos vályog: 1,0 óra) és a deflációnak kitett területetek aránya Csongrád-megyében (homok: 8,4%; homokos vályog és vályog 29,1%; agyagos vályog: 20,0%).

Kutatásunkkal képet kaptunk arról, hogy a defláció mekkora területet érint és mennyire jelentős talajvédelmi probléma Csongrád megyében. Korábbi kutatásaink bizonyítják, hogy egy párperces széleróziós esemény is súlyos veszteséget okozhat a talajok tápanyagtartalmából (FARSANG et al. 2011; FARSANG 2016), mely csupán csak egy aspektusa a szélerózió negatív hatásainak.

Greenhouse plastic contaminations in agricultural soils were studied to quantify and examine the macroplastic and microplastic contaminants on the soil surface, soil profile, and groundwater under greenhouse farmland. Random sampling was used to select three areas in a greenhouse farm where macroplastic and microplastic data were collected. Four composite samples were collected from shallow (0–20 cm) and deep (20–40 cm) soils for each sampling point, respectively. Three soil profiles were dug, and samples were collected at intervals of 20 cm. Groundwater samples were also collected from the same profiles at a depth of 100 cm. Microplastics were extracted using predigestion of organic matter with 30% H₂O₂ and density separation with ZnCl₂. The total mass of macroplastics in the greenhouse farmland was 6.4 kg ha^–1. Polyethylene and polyvinyl chloride were the dominant plastic structures, and the dominant sizes were 1–5 and 0.5–1.0 cm, respectively. Overall, the average abundance of microplastics in the greenhouse soil was 225 ± 61.69 pieces/kg, and the dominant size structure was 2–3 mm. The average microplastic concentrations at depths of 0–20 and 20–40 cm were 300 ± 93 and 150.0 ± 76.3 pieces/kg, respectively. The average microplastic concentration in the groundwater was 2.3 pieces/l, and fibers were the dominant plastic structure. Given that microplastics were found in greenhouse soil, soil profiles, and groundwater, we recommend the careful cleaning and disposal of plastics on greenhouse farmland and further research to shed light on the level of microplastic contamination in the soil profiles and groundwater.

Kutatásunk során Magyarország két dél-alföldi réti csernozjom talajú területét vizsgáltuk azon céllal, hogy in situ körülmények között számszerűsítsük a különböző szélesemények által okozott talajveszteség mértékét, az ezzel együtt járó humusz- és tápanyagáthalmozás nagyságrendjét, valamint a két terület defláció érzékenységében tapasztalt különbségek okait.

Vizsgálati területeink Békés megyében, Makótól K-re mintegy 10 km-re, Apátfalva külterületén, valamint Csongrád megyében Szegedtől ÉNy-ra 2 km-re helyezkedtek el. Kutatásunk célkitűzései az alábbiak voltak: terepi szélcsatornás mérésekre alapozott laboratóriumi mérések alapján különböző szerkezeti állapotú csernozjom talajokra meghatározni

1. ◾ az indítósebességet,
2. ◾ a szélerózióval áthalmozott szedimentben mért makroelem, és humuszanyag feldúsulását,
3. ◾ valamint az ezekre ható talajtani tényezőket.

A hasonló mechanikai összetételű, Szeged és Apátfalva melletti réti csernozjom talajok aggregátum összetételében, valamint a CaCO₃ és humusztartalomban megfigyelhető különbségek hatására a Szeged melletti csernozjom mintaterület talaja defláció érzékenyebb. A Szegedtől É-ra eső csernozjomokon 6,5–9,0 m s^–1 közötti indítósebesség értékeket mértünk, míg Apátfalván 13,0 m s^–1 volt az indítósebesség értéke. Az apátfalvi terület talajának magasabb karbonát- és humusztartalma, valamint aggregátum összetételében mért magasabb morzsa arány az indítósebességérték növelésének irányába hat. A feltalajban a 0,5 mm-nél kisebb aggregátumok magasabb aránya következtében nemcsak kisebb indítósebesség értékeket, hanem nagyobb áthalmozódó talajmennyiséget, valamint ezzel együtt nagyobb mennyiségű humusz- és foszfor elmozdulást mértünk az egységesen 10-10 perces fújatási kísérleteink alkalmával a szegedi mintaterületen. Megállapítható tehát, hogy egyazon talajtípusba eső, s azonos textúrájú (homokos vályog) talajok esetében az aggregátum összetételben, valamint a CaCO₃ és humusztartalomban megfigyelhető eltérések hatására jelentős különbségek tapasztalhatók a defláció érzékenység, az indítósebesség, a szediment szállítás módja és a humusz- és elemáthalmozás mértéke között.

In our research, two Chernozem soil areas were examined in the southern part of the Great Hungarian Plain in order to quantify the amount of the soil loss, humus and nutrient transport caused by different wind events and in order to show the causes of the differences in the sensitivity of deflation between the two areas.

Our study areas were located in Békés County, one of them was near Apátfalva, about 10 km east of Makó, and the other one was 2 km northeast of Szeged in Csongrád County. Our in situ wind tunnel experiments were accomplished on 2–4 June 2011 at Apátfalva and in July 2013 in Szeged. The objectives of our research were the followings:

1. ◾ determination of the enrichment ratios for humus, macro- and microelements in the wind eroded sediments in the case of Chernozem soils with different structures based on field experiments and laboratory measurements;
2. ◾ determination the affecting actual soil factors;
3. ◾ estimation of soil loss and element rearrangement trends on Chernozem arable lands under different wind velocity on plot scale.

Because of the differences in the aggregate size distribution, CaCO₃ and humus content, Chernozem soil near Szeged is more sensitive to deflation than near Apátfalva. Threshold friction velocity was measured between 6.5 and 9.0 m s^–1 near Szeged, while the same parameter was 13.0 m s^–1 at Apátfalva. The higher carbonate and humus content and the higher crumb ratio of the soil on the Apátfalva area result increasing threshold friction velocity. Due to the higher proportion of aggregates smaller than 0.5 mm in the topsoil, we have measured not only lower threshold friction velocities, but also a larger quantity of transported soil and a larger humus and phosphorus loss during the uniform 10-10 minute long wind tunnel experiments in the Szeged sample area. It can be concluded that even in spite of the same soil type and same texture there are significant differences between deflation sensitivity, threshold friction velocity, sediment transport mode, humus and nutrient transportation because of the significant differences in aggregate size distribution, CaCO₃ and humus content.

It means that the agronomic structure of the soils greatly influences the mitigation and aggravation of the soil the stress effects caused by climate change. Extreme weather situations have drawn attention to the fact that improperly applied cultivation methods, tools, and overuse of Chernozem soils can modify the soil structure. One of the most serious affect is the dusting of the surface layer of the soil. During this process the larger macroaggregates disintegrate into microaggregates and the resulting smaller fractions are more exposed to wind erosion.

The dust load affecting our settlements is mainly originated from arable lands. The mitigation of this emission is fundamentally based on the regulation of land use, farming practices and deflation. “Best Management Practices” (BMPs) mean a group of selected tools that can reduce or eliminate the transport of pollutants from diffuse sources before, during and/or after agricultural activities. However, these diffuse agricultural loads caused by wind erosion can only be quantified if the magnitude and spatial movement of the dust and pollutants is monitored.

Kutatásunk során a belvíz talajszerkezetre gyakorolt hatását modelleztük háromszor ismételt nedvesítési–száradási ciklussal (WDC) négy darab, közel 10 ezer cm³ térfogatú, bolygatatlan talajmintán.

A talajszerkezet változását vizsgáltuk komputertomográffal (CT), annak érdekében, hogy 1) a minták belso szerkezeti viszonyait láthatóvá tegyük, 2) a mintavételezéssel járó, zavaró falhatást kiküszöbölhessük és 3) a nedvesítési–száradási ciklusok után összehasonlító elemzést végezhessünk.

A három nedvesedési-száradási ciklusból álló kísérlet során az eredendően talajhibától mentes, jó vízgazdálkodású, jó minoségű talajmintákat 880 × 880 µm² pixel felbontásban felvételeztük komputertomográffal. Meghatároztuk a vizsgálat szempontjából reprezentatív elemi térfogatot, majd a talajoszlopokat e térfogati elemekre osztva elemeztük tovább. A CT-vel mért, sűrűséget jelző Hounsfield-egységeket átszámoltuk száraz térfogattömeg értékekre.

A kísérlet eredményeként a bolygatatlan minták kismértékű térfogattömeg növekedését, valamint a nagyobb méretű pórusok arányának csökkenését figyeltük meg. Ezáltal igazoltuk, hogy talajművelési beavatkozás nélkül, a belvíz okozta tartós vízborítás alatt álló talajok szerkezeti degradációja a későbbiekben tovább növelheti a területen a belvízkockázatot.

Összefoglalva megállapítható, hogy nagyobb szélsebesség hatására több talajanyag erodálódott, és ezzel együtt megnőtt az áthalmozott tápanyag mennyisége is. Minden vizsgált szélsebesség esetében a szélerózió következtében 3–7%-kal megnőtt az 1 mm és annál nagyobb szemcsék, illetve aggregátumok aránya a kiindulási talajanyag felső 0–1 cm-es rétegében. A finomabb szemcse-, illetve aggregátum-átmérők esetén a fújatást követően csökkenést tapasztaltunk. A leginkább a 315 μm és az annál kisebb szemcsék aránya csökkent, átlagosan 1–2%-kal. A minták kémiai és fizikai elemzéseiből megállapítható, hogy a láda utáni humuszosabb, aggregátumosabb szerkezetű minták N-tartalma nagyobb, mint az alapmintáé. A fogók mintáiban nem tapasztaltunk feldúsulást egy vizsgált elem esetében sem, a fogókban összegyűlt talajanyag kálium- és foszfortartalma is kisebb volt, mint az alapmintáé. Ennek oka, hogy az itt csapdázódott üledékben kisebb a tápanyag-megkötődés helyéül szolgáló leiszapolható rész aránya, mint a kiindulási talajanyagban. A vizsgálatainkból látszik, hogy a szélerózió hatására a lebegtetve, illetve ugráltatva áthalmozott talajszemcsékkel és aggregátumokkal szállított humusz 500–3500 kg/ha nagyságrendben mozoghat a vizsgált csernozjom területen akár egyetlen szélesemény hatására is. A kálium-áthalmozódás mértéke elérheti a 100 kg/ha értéket, a foszforé a 70 kg/ha-t, a nitrogénveszteség mértéke pedig akár 200–300 kg/ha is lehet egy szélesemény alkalmával. E tápanyagmennyiség nagy része több száz méter, de akár kilométeres távolságokra is távozhat a területről. Az általunk végzett szélcsatornás vizsgálatok eredményei becslésnek tekinthetők, hiszen vizsgálatunk során növénymaradvány-mentes, szitált és légszáraz talajanyaggal dolgoztunk. A szitálás eredményeként csupán a 2 mm-es és annál kisebb aggregátumok maradtak meg, ami azonban az intenzív művelés alá vont, porosodott, leromlott szerkezetű talajfelszín körülményeit jól közelíti. Ugyanakkor a természetben zajló széleróziós eseményeknek a szélcsatorna-kísérlet csak leegyszerűsített modellváltozata, hiszen az általunk szimulált szélesemények 15 percig tartottak, s nem tudtunk széllökéseket előállítani, melyek a széleróziós események alakulásában nagy jelentőségűek. Ennek tudatában kell a kapott eredményeket értékelni, mégis érdemes velük foglalkozni. A terepi mérésekkel szemben a szélcsatornában végzett vizsgálatoknak éppen az a legfontosabb előnye, hogy ellenőrzött, kontrollált körülmények között végezzük a méréseket, így rengeteg olyan szempontot meg tudunk vizsgálni, amit terepi mérésekkel lehetetlen lenne. Ilyen szempontok a pontos szélsebesség és szélirány hatása, az erodált felület nagysága és tulajdonságai. Kutatásunk következő lépése a szélcsatornás kísérletekkel vizsgált mintaterületeken terepi, mobil szélcsatornás vizsgálatok végzése, valamint terepi üledékcsapdák elhelyezésével a valós szélesemények által elszállított talaj mennyiségének és minőségének meghatározása. Célunk mind pontosabb képet alkotni a hazai jó minőségű csernozjom talajok szélerózió okozta tápanyagveszteségének mértékéről. A mezőgazdasági művelés alatt álló csernozjom területek feltalajában a tápanyag és szerves anyag szélerózió útján történő mozgási törvényszerűségeinek feltárása több szempontból is hasznos: segítséget jelent a területi tervezésben, a defláció szempontjából optimális területhasználat és művelési módok meghatározásában. Képet kapunk arról, hogy a legnagyobb gazdasági potenciállal rendelkező termőtalajunk milyen veszélyeknek van kitéve, s hogy a nem megfelelő időben, nem megfelelő nedvességviszonyok mellett történő talajművelés következtében kialakuló szerkezetromlás (porosodás) miatti deflációs károk milyen tápanyagveszteséggel járhatnak együtt.