Dolgozatunkban Kádár Imre 1991 tavaszán meszes csernozjom talajon 13 potenciálisan toxikus mikro- / károselem (Al, As, Ba, Cd, Cr, Cu, Hg, Mo, Ni, Pb, Se, Sr és Zn) 0-90-270-810 kg ha−1 szintjeivel beállított szabadföldi tartamkísérlete 1-20. évi talajvizsgálati-, illetve talaj visszanyerési százalék eredményeit értékeltük.
A LE-oldható (NH4-acetát+EDTA) és „összes” (cc.HNO3+cc.H2O2) elemtartalmak aboszlút értékeinek változásai mellett figyelemmel kísértük az elemek visszanyerési százalékainak időbeni változásait is.
A kísérlet 4. évében a legnagyobb talaj LE-oldható visszanyerési százalékokat a kationos formában kiadott elemek esetében kaptunk, míg az anionos formában kijuttatottak (Se, As, Mo, Cr) az elemsorrend második felében, illetve a végén helyezkedtek el.
A kísérlet 18. évére a legtöbb elem LE módszer szerint kimutatott oldhatósága, és így visszanyerési százaléka kisebb-nagyobb mértékben csökkent. Legnagyobb csökkenéseket a Sr, Pb, Zn, míg legkisebbeket a Mo, Cr és Cd elemek mutattak. A tápláléklánc szennyeződése szempontjából kedvezőtlen, hogy a kijuttatott karcinogén Cd jelentős hányada maradt a könnyen oldható frakcióban, és ez a frakció a 14 év alatt is csak minimálisan csökkent a meszes csernozjom talajon.
Az elemek átlagában, a LE-oldható elemtartalomban mért visszanyerési százalék 1994-ben 41%, míg 2008-ban 22% volt. A 14 év alatt tehát az átlagos, LE-oldható elemtartalomban mért visszanyerési százalék 19 abszolút %-kal csökkent, azaz gyakorlatilag megfeleződött.
Az egyes elemek „összes” elemtartalomban a kísérlet 4. évében mért visszanyerési százalékának sorrendje a LE-oldható tartalmaknál leírtakhoz hasonlóan alakult; a legkisebb visszanyerési százalékokat itt is az anionos formában kijuttatott elemeknél kaptunk. Míg a LE-oldható tartalmaknál a Hg, addig az „összes” elemtartalmaknál a Cd, mint nehézfém ékelődött be az anion formában kijuttatott elemek közé.
A kísérlet 18. évében az „összes” elemtartalomban mért visszanyerési százalékok esetében a legnagyobb csökkenéseket a Se, Sr, Pb, míg legkisebbeket a Cd, Mo és Cr elemek mutattak. Az utóbbi három elem közül humán egészségügyi szempontból a Cd tekinthető a legveszélyesebbnek.
Az elemek átlagában, az „összes” elemtartalomban mért visszanyerési százalék 1994-ben 81%, míg 2008-ban 49% volt. A 14 év alatt tehát az átlagos összes elemtartalomban mért visszanyerési százalék 32 abszolút %-kal Csökkent.
A meszes csernozjom, meszes homok, és savanyú, agyagos vályog textúrájú barna erdőtalajon beállított károselem-terheléses tartamkísérlet adatainak tanúsága szerint a LE-oldható elemtartalomban kifejezett, és az „összes” elemtartalomban kifejezett visszanyerési százalékok egymáshoz viszonyított aránya inkább elem-, mint talajtulajdonság-függő.
Úgy találtuk, hogy a három, egymástól jelentősen eltérő tulajdonságú talajon viszonylag azonos időben, azonos mennyiségben és azonos formában kijuttatott potenciálisan káros elemeknek a LE-oldható elemtartalomban mért visszanyerési százalékok és ”összes” (cc.HNO3+cc.H2O2-oldható) elemtartalomban mért visszanyerési százalékok arányainak sorrendje állandó, tehát a talajtulajdonságoktól független volt.
Ezen felismerés alapján fogalmaztuk meg a Szabó-Csathó-Kádár-féle potenciálisan toxikus talaj-mikroelem kiterjeszthetőségi szekvens megnevezést. Természetesen ezen hipotézisünket még számos más talajtípuson, hasonló feltételekkel beállított tartamkísérletben is szükséges lenne bizonyítani.
Ackerfols, H. , 1971. Mercury pollution in Sweden with special reference to conditions in the water habitat. In: III. Effects of particular pollutants. Proc. Royal Society of London. B. 177. 365–387.
Alloway, B.J. , 2013. Heavy Metals in Soils. Trace Metals and Metalloids in Soils and their Bioavailability. Springer, Dordrecht-Heidelberg-London-New York.
Bersényi, A., Fekete, S., Hullár, I., Kádár, I., Szilágyi, M., Glávits, R., Kulcsár, M., Mézes, M., Zöldág, L., 1999. Study of the soil–plant (carrot)–animal cycle of nutritive and hazardous minerals in a rabbit model. Acta Veterinaria Hungarica. 47. 181–190.
Boldis, O. , 1994. Magyarországi talajok toxikus nehézfémtartalma. MTESZ, 1988.V.9. Budapest (előadás anyaga). In: Csathó P., 1994a. A környezet nehézfém szennyezettsége és az agrártermelés. Tematikus szakirodalmi szemle. Akaprint, Budapest.
Csathó, P. , 1994a. A környezet nehézfém szennyezettsége és az agrártermelés. Tematikus szakirodalmi szemle. Akaprint, Budapest. 176 p.
Csathó, P. , 1994b. Nehézfém- és egyéb toxikuselem-forgalom a talaj-növény rendszerben. Agrokémia és Talajtan. 43. 371–398.
Debreczeni I. , Izsáki Z., 1989. A bőrgyári szennyvíziszap trágyázás hatása és utóhatása kalászos gabonákra homoktalajon. Növénytermelés. 38. 231–239.
Dell INC. , 2015. Dell Software Statistica. Statistics for Windows, Version, 13.0 Round Rock, Texas: DELL INC.
Enamorado, S., ABRIL, J.M., Delgado, A., Más, J.L., Polvillo, O., Quintero, J.M., 2014. Implications for food safety of the uptake by tomato of 25 trace-elements from a phosphogypsum amended soil from SW Spain. Journal of Hazardous Materials. 266. 122–131.
Fodor, L. , 2002. Nehézfémek akkumulációja a talaj-növény rendszerben. VE Georgikon Mezőgazdaságtudományi Kar, Keszthely. PhD disszertáció.
Fodor L. , Szabó, L., 2006. Chemical detection of heavy metals applied at high rates to soil. Communications in Soil Science and Plant Analysis. 37. (15-20). 2523–2530.
Gupta, U.C., Gupta, S.C., 1998. Trace element toxicity relationships to crop production and livestock and human health: implications for management, Communications in Soil Science and Plant Analysis. 29. (11–14) 1491–1522.
Győri, Z., Goulding, K., Blake, L.; Prokisch, J., 1996. Changes in the heavy metal contents of soil from the Park Grass Experiment at Rothamsted Experimental Station. Fresenius Journal of Analitical Chemistry. 354. 699–702.
Hartikainen, H. , 2005. Biogeochemistry of selenium and its impact on food chain quality and human health. Journal of Trace Elements in Medicine and Biology. 18. 309–318.
HOODA, P.S. , 2010. Assessing bioavailability, risk assasmant and remediation. In: Hooda, P.S. (ed): Trace Elements in Soils. Blackwell Publishing Ltd. pp. 229–266.
ISO 11466:1995. Soil quality – Extraction of trace elements soluble in aqua regia. https://www.iso.org/standard/19418.html
Izsáki, Z., Debreczeni, I., 1987. Bőrgyári szennyvíziszappal végzett trágyázás hatásának vizsgálata homoktalajon. Növénytermelés. 36. 481–489.
Juste, C., Mench, M., 1992. Long-term application of sewage sludge and its effect on metal uptake by crops. In: Biochemistry of Trace Metals (ed. Adriano, D.) Lewis Publishers. Boca Raton - Ann Arbour - London - Tokyo. pp. 157–173.
Kabata-Pendias, A. , 2011. Trace Elements in Soils and Plants, 4th edition. CRC Press; Taylor & Francis. Boca Raton.
Kabata-Pendias, A., Mukherjee, A. B., 2007. Trace Elements from Soil to Human. Springer, Berlin-Heidelberg.
Kádár, I. , 1995a. A talaj-növény-állat-ember tápláléklánc szennyeződése elemekkel Magyarországon. KTM-MTA TAKI. Budapest.
Kádár, I. , 1995b. 17. Talajaink és növényeink összetétele nemzetközi összehasonlításban. In: Kádár I., (szerk.) A talaj-növény-állat-ember tápláléklánc szennyeződése elemekkel Magyarországon. KTM-MTA TAKI. Budapest. pp. 298–320.
Kádár, I. , 1998. A szennyezett talajok vizsgálatáról. Kármentesítési kézikönyv 2. Környezetvédelmi Minisztérium. Budapest.
Kádár, I. , 2009. A talajszennyezés megítélése kutatói szemmel. 4. Agrokémia és Talajtan. 58. (1) 149–168.
Kádár, I. , 2012a. A főbb szennyező mikroelemek környezeti hatása. MTA ATK TAKI, Budapest. 360.
Kádár, I. , 2012b. Az őrbottyáni mikroelem-terheléses kísérlet ismertetése. In: Kádár I. (szerk.), A főbb szennyező mikroelemek környezeti hatása. MTA ATK TAKI, Budapest. pp. 222–316.
Kádár, I., Fekete, S., 1995. 18. Takarmányozási kísérletek eredményei. In: Kádár I. (szerk.), A talaj-növény-állat-ember tápláléklánc szennyeződése elemekkel Magyarországon. KTM-MTA TAKI. Budapest. 321–371.
Kirby, J.K., McLaughlin, M.J., Ma, Y.B. Ajiboye, B. 2012. Aging effects on molybdate lability in soils. Chemosphere. 89. (7) 876–883.
Korte, N.E., Skopp, J., Fuller, W.H., Niebla, E.E., Alsseii, B.A., 1976. Trace element movement in soils, influence of soil physical and chemical properties. Soil Science. 122. 350–359.
Kovács, B., Prokisch, J., Győri, Z., Balla Kovács, A., Palencsár, A.J., 2000. Studies on soil sample preparation for inductively coupled plasma atomic emission spectrometry analysis. Communications in Soil Science and Plant Analysis. 31. 1949–1963.
Kumpiene, J., Giagnoni, L., Marschner, B., Ddenys, S., Mench, M., Adriaensen, K., Vangronsveld, J., Puschenreiter, M., Renella, G. 2017. Assessment of methods for determining bioavailability of trace elements in soils: A review. Pedosphere. 27. (3) 389–406.
Laing, G.D. , 2010. Analysis and Fractionation of Trace Elements in Soils. In: Hooda, P.S. (ed): Trace Elements in Soils. Blackwell Publishing Ltd. pp. 53–80.
Lakanen, E., Erviö, R., 1971. A Comparison of eight extractants for the determination of plant available microelements in soils. Acta Agralia Fennica. 123. 223–232.
Lehoczky, É., Marth, P., Szabados, I., Szomolányi, Á., 1998. Effect of liming on the heavy metal uptake by lettuce. Agrokémia és Talajtan. 47. (1–4) 229–234.
LISK, D.J. , 1972. Trace metals in soils, plants and animals. Advances in Agronomy. 24. 267–325.
Lock, K., Waegeneers, N., Smolders, E., Criel, P., Van Eeckhout, H., & Janssen, C. R. 2006. Effect of leaching and aging on the bioavailability of lead to the springtail Folsomia candida. Environ. Toxicol. Chem. 25. (8) 2006–2010.
Lu, A, Zhang, S. Qin, X. Wu, W & Liu, H. 2009. Aging effect on the mobility and bioavailability of copper in soil. Journal of Environmental Sciences. 21. (2) 173–178.
Ma, Y.B., Lombi, E., Mclaughlin, M.J., Oliver, I.W., Nolan, A.L., Oorts, K. & Smolders, E. 2013. Aging of nickel added to soils as predicted by soil pH and time. Chemosphere. 92. (8) 962–968.
Mckenna, I.M, Chaney, R.L., Williams, F.M., 1993. The effects of cadmium and zinc interactions on the accumulation and tissue distribution of zinc and cadmium in lettuce and spinach. Environmental Pollution. 79. (2) 113–120.
Mikkelsen, R.L., Page, A.L., Haghnia, G.H., 1988. Effect of salinity and its composition on the accumulation of selenium by alfalfa. Plant and Soil. 107. 63–67.
Mortvedt, J. J. , 1991 Micronutrients in agriculture, 2nd edition. SSSA Book Series No. 4. Madison, Wisc., USA
MSZ 21470-50 (2006). Környezetvédelmi talajvizsgálatok. Az összes és oldható toxikus elem, nehézfém és Cr (VI) tartalmának meghatározása. Magyar Szabványügyi Testület. Budapest.
Németh, T., Szabó, J., Pásztor, L., Bakacsi, Zs., Ódor, L., Horváth, I., Fügedi, U., Marth, P., Szalai, L., 1997. A magyarországi talajok alapterheltségi szintjének leírása. Zárójelentés. KTM - (KEV-2631/96) Projekt. MTA TAKI–MÁFI–BFNTÁ, Budapest.
Palmer, C.D., Puls, R.W., 1994. Natural Attenuation of Hexavalent Chromium in Groundwater and Soils. EPA Ground Water Issue. US EPA /540/5-94/505. pp. 1–12.
Pavlíčková, J., Zbíral, J., Čizmárová, E., Kubáň, V., 2003. Comparison of aqua regia and HNO3-H2O2 procedures for extraction of Tl and some other elements from soils. Analytical and Bioanalytical Chemistry. 376. (1) 118–125.
Prokisch, J. , 2010. Vigyázat, méreg! Az öt legveszélyesebb mérgező fém a környezetünkben: arzén, ólom, higany, kadmium és króm(VI). Dr. Aliment Kft., Debrecen.
Reimann, C., Fabian, K., Birke, M., Demetriades, A., Matschullat, J., Schoeters I., The GEMAS Project Team, 2018. The GEMAS periodic table of agricultural soil in Europe. The Geological Surveys of Soils in Europe – European Association of Metals / EUMETAUX. http://gemas.geolba.ac.at/. June 22, 2018.
Rékási, M., Filep, T., 2006. Effect of microelement loads on the element fractions of soil and plant uptake. Agrokémia és Talajtan 55. 213–222.
Rosenfels, R.S., Crafts, A.S., 1939. Arsenic fixation in relation to the sterilization of soils with sodium arsenite. Hilgardia. 12. 201–223.
Sander, C., Jacobi, H., 1967. Methemoglobin poisoning in a 2-year old boy after eating spinach [in German]. Z. Kinderheilkd. 98. 222–226.
Schacklette, H.T., Boerngen, J.G., 1984. Element concentrations in soils and other surficial materials of the conterminous United States. US Geological Survey Professional Papers 1270. US Dept. Interior.
Sillanpää, M. , 1982. Micronutrients and the Nutrient Status of Soils: a Global Study. FAO Soils Bulletin. No. 48. Rome.
Sillanpää, M., Jansson, H., 1992. Status of cadmium, lead, cobalt and selenium in soils and plants of thirty countries. FAO Soils Bulletin. No. 65. Rome.
Simon, L. , 2014. Potentially harmful elements in agricultural soils. In: Bini, C. & Bech, J. (eds.), PHEs, Environment and Human Health. Potentially Harmful Elements in the Environment and the Impact on Human Health. Springer, Dordrecht, Heidelberg, New York, London. pp. 85–137; pp. 142–150.
Szabó, A., Pokovai, K., Rékási, M., Csathó, P., Kádár, I., Lehoczky, É., 2015. Changes in soluble element contents in heavy metal loading field trial set up on a calcareous chernozem soil. Proceedings of the 21st International Symposium on Analytical and Environmental Problems. University of Szeged, Department of Inorganic and Analytical Chemistry. pp. 72–75.
Szabó, A., Pokovai, K., Ragályi, P., Rékási, M., Sándor, R., Bernhardt, B., Koncz, J., Haszon, B., Kremper, R., Csathó, P., 2019a. Nehézfém- és egyéb toxikus mikroelem-terhelés tartamhatása a talaj károselem tartalmak alakulására, szabadföldi kísérletben. Acta Agronomica Óváriensis. 60. (2) Közlésre elfogadva
Szabó, A., Pokovai, K., Ragályi, P., Rékási, M., Sándor, R., Bernhardt, B., Koncz, J., Kremper, R., Csathó, P., 2019b. Nehézfém- és egyéb toxikus mikroelem-terhelés tartamhatása a főtermés mennyiségére, szabadföldi kísérletben. Agrokémia és Talajtan. 68. (2). 259–278.
Tessier, A., Campbell, P.G.C., 1988. Partitioning of trace metals in sediments. In: Kramer, J.R. Allen, H.E. (eds.). Metal Speciation: Theory, Analysis and Application. Lewis Publisher, Chelsea, MI. pp. 183–199.
Thornton, I. , 1995. Metals in the Global Environment: Facts and Misconceptions. Ottawa, International Council on Metals and the Environment.
Várallyay, G. , (szerk.) 1995. Talajvédelmi informáCiós és monitoring rendszer I. Módszertan. FM Növényvédelmi és Agrár-környezetgazdálkodási Főosztály, Budapest.
West, T.S. , 1981. Soil as a source of trace elements; Philosophical Transactions of the Royal Society of London. Series B. 294. 19–30.
Zeremski-Škorić, T., Sekulić, J., Ralev, J., Kastori, R., 2006. Comparison of aqua regia and HNO3-H2O2 procedures for extraction of trace elements from Chernozem soils. In: (eds.: Szilágyi, M. – Szentmihályi, K.), Proc. Int. Symp. “Trace Elements in the Food Chain”. Hungarian Academy of Sciences. Budapest, Hungary. pp. 97–101.