10 anys de seguiment ambiental al Pont de Vilomara i Rocafort
PARTÍCULES EN L’ATMOSFERA DEL
Download 35.84 Kb. Pdf ko'rish
|
PARTÍCULES EN L’ATMOSFERA DEL
PONT DE VILOMARA I ROCAFORT Durant el període estudiat, del 1999 al 2009, no s’observa cap incre- ment apreciable de partícules en l’atmosfera. L’estudi realitzat sobre les partícules en suspensió totals (PST) i les mesures que s’han portat a terme posteriorment de les partícu- les de mida inferior a 10 micres (PM10) en cap cas mostren un empitjorament de la qualitat de l’aire. Al contrari, l’evolució en els darrers anys tendeix a millorar, i es va cap a un ambient més net. 3.5 RESULTATS OBTINGUTS DE METALLS PESANTS EN PARTÍCULES 3.5.1 METALLS PESANTS EN PARTÍ- CULES EN SUSPENSIÓ TOTALS (PST) A la taula 3.9 i a la figura 3.12 es mostren els valors mitjans de les dades diàries (cadmi, manganès i plom) i les mitjanes dels valors màxims mensuals (estany, mercuri i zinc) de les partícules en sus- pensió totals (PST), corresponents al pe- ríode 2000-2004, ambdós anys inclosos. Per mantenir el Zn en el mateix ordre de magnitud que els altres elements, els re- sultats del Zn s’han dividit entre 10. ng/Nm 3 Taula 3.9. Dades mitjanes anuals dels metalls pesants en les partícules en suspensió totals (PST). Dades en ng/m 3 . Figura 3.12 Concentració de metalls pesants en filtres de partícules en suspensió totals (PST) du- rant el període 1999 – 2004. Contaminant VALORS DE REFERÈNCIA (ng/m 3 ) 1999 2000 2001 2002 2003 2004 Cadmi Reial decret 812/2007 Mitjana dades diàries 5 1,6 2,1 3,2 2,4 3,3 4,6 Manganès Valor guia de l'Organització Mun- dial de la Salut (OMS) 150 92,2 58,5 30,9 23,7 20,2 28,1 Plom Reial decret 1073/2002 500 22,3 21,0 14,7 11,2 10,6 13,7 Estany TLV-TWA / 30 1 Mitjana màxims men- suals 66.667 24,0 23,3 19,0 25,3 44,9 20,5 Mercuri Valor guia de l'Organització Mun- dial de la Salut (OMS) 1.000 1,0 1,1 1,0 0,7 2,2 0,5 Zinc (x 10) – – 31,0 29,6 31,6 31,7 21,0 13,6 L’ESTUDI REALITZAT SOBRE LES PARTíCULES EN SUSPENSIÓ TOTALS (PST) I LES MESURES QUE S’HAN PORTAT A TERME POSTERIORMENT DE LES PARTíCULES DE MIDA INFERIOR A 10 MICRES (PM10) EN CAP CAS MOSTREN UN EMPITJORAMENT DE LA QUALITAT DE L’AIRE. í n d e x 43 10 anys de seguiment ambiental al Pont de Vilomara i Rocafort 3. CONTROL I ANÀLISI DE LA QUALITAT DE L’AIRE í n d e x 3.5.2 METALLS PESANTS EN PARTÍCULES DE MIDA INFERIOR A 10 MICRES (PM10) A la taula 3.10 i a la figura 3.13 es mos- tren els valors mitjans de les dades diàries (cadmi, manganès, plom, ar- sènic i níquel) i les mitjanes dels va- lors màxims mensuals (estany, mer- curi i zinc) de les partícules de mida inferior a 10 µm (PM10), correspo- nents al període 2005-2009, ambdós anys inclosos. Per mantenir el Zn en el mateix ordre de magnitud que els altres elements, els resultats del Zn s’han dividit entre 10. Taula 3.10. Dades mitjanes anuals dels metalls pesants en les partícules en suspensió inferiors a 10µm (PM10). Dades en ng/m 3 . 1. Vist que per l’estany no hi ha cap valor legislat ni proposat per l’OMS, es pren com a guia 1/30 part del valor llindar mig ponderat (en anglès, Threshold Limit Value – Time Weighted Average) que estableix l’American Conference of Governmental Industrial Hygienists i que correspon a la concentra- ció mitjana ponderada en el temps per a una jornada de treball de 8 hores i una setmana laboral de 40 hores, a la que poden estar exposats la major part dels treballadors repetidament, un dia rere l’altre, sense patir efectes adversos. El TLV-TWA per l’estany és de 2 mg/m 3 . Figura 3.13. Concentració de metalls pesants en filtres de partícules inferiors de 10µm (PM10) du- rant el període 2005 – 2009. Contaminant VALORS DE REFERÈNCIA (ng/m 3 ) 2005 2006 2007 2008 2009 Cadmi Reial decret 812/2007 Mitjana dades diàries 5 0,4 0,3 0,3 0,2 0,2 Manganès Valor guia de l'Organització Mundial de la Salut (OMS) 150 13,3 15,3 16,7 9,6 7,6 Plom Reial decret 1073/2002 500 10,0 10,7 9,9 5,7 3,6 Estany TLV-TWA / 30 1 Mitjana màxims men- suals 66.667 4,4 4,8 6,2 3,9 2,4 Mercuri Valor guia de l'Organització Mundial de la Salut (OMS) 1.000 1,2 1,9 1,7 0,8 1,4 Zinc (x 10) – – 12,6 13,6 12,3 15,3 10,2 Arsènic Reial decret 812/2007 Mitjana dades diàries 6 0,3 Níquel Reial decret 812/2007 20 2,0 ng/Nm 3 44 10 anys de seguiment ambiental al Pont de Vilomara i Rocafort 3. CONTROL I ANÀLISI DE LA QUALITAT DE L’AIRE í n d e x CONTAMINANT Mitjana diària més elevada (ng/m 3 ) i data d’obtenció CADMI 130,0 23 de febrer de 2001 MANGANÈS 562,0 23 de novembre de 1999 PLOM 194,0 8 de febrer de 2004 ESTANY 115,0 26 de març de 2003 MERCURI 20,6 14 d’abril de 2003 ZINC 1.300 13 de setembre de 1999 CONTAMINANT Mitjana diària més elevada (ng/m 3 ) i data d’obtenció CADMI 4,2 3 de juliol de 2006 MANGANÈS 106,9 4 d’octubre de2005 PLOM 205,9 30 de juny de 2006 ESTANY 10,0 23 de gener de 2008 MERCURI 13,5 15 de desembre de 2008 ZINC 651,0 13 de setembre del 2005 TOTS ELS VALORS MITJANS ANUALS ESTAN MOLT PER SOTA DELS LíMITS LEGISLATS. 3.6 DISCUSSIÓ I CONCLUSIONS SOBRE METALLS PESANTS El contingut de metalls pesants en les partícules depèn del diàmetre de les partícules i del seu origen. Un mateix metall pot trobar-se en con- centracions diferents en partícules distintes segons quin sigui l’origen de l’emissió. Els metalls pesants (cadmi, man- ganès, plom, estany, mercuri i zinc) en les PST es van mesurar durant el període 2000-2004, ambdós anys in- closos. Per canvis en la legislació, els mateixos metalls es van mesurar en les PM10 durant el període 2005-2009. A més, el 2009 també es van començar a analitzar l’arsènic i el níquel. Durant el període d’estudi, en cap cas, ni en les PST ni les PM10, s’han superat les mitjanes anuals (taules 3.9 i 3.10) establertes pels diferents metalls. Ocasionalment, els valors diaris han registrat valors puntualment elevats. Les següents taules mostren els va- lors diaris més alts registrats durant el període d’estudi en PST (taula 3.11) i en PM10 (taula 3.12). 3.6.1 CONCLUSIÓ FINAL SOBRE ME- TALLS PESANTS EN PARTÍCULES AL PONT DE VILOMARA I ROCAFORT Durant el període estudiat, del 2000 al 2009, i pel que fa als metalls pesants cadmi, manganès, plom, estany, mer- curi i zinc, tots els valors mitjans anuals estan molt per sota dels límits legislats. Els resultats obtinguts el 2009 per l’arsènic i el níquel també es troben per sota dels límits de referèn- cia. Taula 3.11. Valors diaris màxims registrats per a cada metall en PST. Taula 3.12. Valors diaris màxims registrats per a cada metall en PM10. í n d e x 4. Control i anàlisi de la vegetació 46 10 anys de seguiment ambiental al Pont de Vilomara i Rocafort 4. CONTROL I ANÀLISI DE LA VEGETACIÓ í n d e x í n d e x 4.1 ELS METALLS PESANTS I LA SEVA INFLUÈNCIA SOBRE LES PLANTES La vegetació pot ser influenciada per la contaminació procedent de l’atmosfera o del sòl, ja que les seves principals funcions vitals es troben estretament lligades a aquests dos elements. Durant la respiració i la fotosíntesi de les plantes, l’intercanvi de gasos té lloc a través dels estomes, uns porus d’obertura regulable que es troben a la superfície de les fulles. Per aquests porus poden entrar-hi contaminants atmosfèrics, tot i que també poden fer-ho directament a través de la cutí- cula de les fulles. Les plantes també necessiten obtenir aigua i elements minerals, i això té lloc a través de les arrels (figura 4.1). Tot i que l’aigua hi pot entrar de forma directa per osmosi (flux d’aigua bidi- reccional entre les cèl·lules i el medi en què es troben), també ho fa mit- jançant el flux de masses (transport d’aigua que es produeix com a conse- qüència de les diferències de pressió entre la planta i el sòl). A través de l’arrel, i mitjançant diferents proces- sos, també hi poden entrar els conta- minants presents al sòl. Figura 4.1. Relacions entre planta, atmosfera i sòl. í n d e x 47 10 anys de seguiment ambiental al Pont de Vilomara i Rocafort 4. CONTROL I ANÀLISI DE LA VEGETACIÓ í n d e x 4.1.1 FACTORS QUE MODIFIQUEN EL GRAU DE CONTAMINACIÓ SOBRE LES PLANTES Totes les espècies vegetals són sus- ceptibles a la contaminació, però no totes ho són amb el mateix grau. Hi ha diversos factors que poden mo- dificar els efectes dels contaminants (principalment gasosos) sobre la ve- getació; entre aquests factors cal considerar els següents: La • composició química del conta- minant. La • concentració del contaminant disponible, que depèn de la quanti- tat absoluta de contaminant eme- sa per unitat de temps i del volum d’aire en el qual es dispersa. El • moment del dia durant el qual la vegetació roman exposada al contaminant. Generalment durant la nit els estomes es tanquen i n’augmenta la resistència. La • temperatura ambiental modera- dament alta afavoreix l’activitat me- tabòlica de la planta i l’intercanvi de gasos s’accelera, mentre que a baixes temperatures es redueixen els efec- tes tòxics dels contaminants. La • humitat relativa de l’aire alta afavoreix l’obertura dels estomes, els quals, a més, es tanquen més lentament. En aquesta situació, s’incrementa la quantitat de tòxic que la planta absorbeix. El • contingut hídric del sòl està en relació directa amb l’obertura i el tancament dels estomes. La poca disponibilitat d’aigua per part de la planta fa que els estomes es tan- quin; per tant, quan el contingut hídric del sòl està per sota de la «capacitat de camp» i en un punt pròxim al de «marciment perma- nent», la resistència de la planta als contaminants serà màxima. La • pressió atmosfèrica, el vent i l’orografia local determinen les àrees de distribució dels contaminants. L’ • estadi vegetatiu de la planta. En les plantes caducifòlies, la resis- tència als contaminants és màxima durant els períodes d’inactivitat ve- getativa. Els contaminants presents al sòl no sempre són absorbits per totes les espècies vegetals de la mateixa ma- nera, ja que, si bé és cert que les plantes absorbeixen metalls, la ca- pacitat d’absorció és molt variable i depèn de diversos factors, com ara el tipus de contaminant, el tipus de sòl i el pH, entre d’altres. No obstant això, les plantes han des- envolupat diverses estratègies davant de la presència de metalls al medi: determinades espècies vegetals acu- mulen els metalls als vacúols de les cèl·lules de les parts subterrànies, mentre que d’altres acumulen els metalls a les parts aèries de forma no tòxica per a la planta. Una premissa que compleixen les plantes de forma més o menys generalitzada és el fet que els metalls s’acumulen en una quantitat més elevada a les fulles, mentre que les llavors en presenten continguts més baixos. Les plantes que han desenvolupat aquestes estratègies s’anomenen plantes hiperacumuladores, i han evolucionat en sòls rics en metalls. ELS METALLS S’ACUMULEN EN UNA QUANTITAT MÉS ELEVADA A LES FULLES, MENTRE QUE LES LLAVORS EN PRESENTEN CONTINGUTS MÉS BAIXOS. 48 10 anys de seguiment ambiental al Pont de Vilomara i Rocafort 4. CONTROL I ANÀLISI DE LA VEGETACIÓ í n d e x í n d e x 4.1.2 VIES D’ENTRADA DELS METALLS PESANTS ALS VEGETALS Les plantes estan formades per dos sistemes principals: la part subterrà- nia o sistema radicular i la part aèria. L’objectiu del sistema radicular és fixar la planta al sòl; a més, és el lloc on s’absorbeixen els nutrients i l’aigua. D’altra banda, la part aèria consisteix en la tija i les fulles. La tija fa de suport a la planta i és l’encarregada de trans- portar els nutrients i l’aigua que l’arrel ha absorbit fins a les fulles. Al seu torn, les fulles són les encarregades de fer la fotosíntesi i de produir carbohidrats, que seran transportats a les arrels pels vasos conductors de la tija. A través de l’atmosfera L’aire és un dipòsit de contaminants important, fet que té un impacte direc- te sobre la biota i el sòl. Les plantes poden resultar afectades per aques- tes partícules contaminants. General- ment, els metalls es dipositen a pocs quilòmetres de la font, però sovint es poden dipositar fins a més de 100 qui- lòmetres d’aquesta font. Per exemple, el plom procedent dels automòbils es diposita a uns 30 metres, tot i que s’ha localitzat plom automobilístic a l’Àrtic. Mitjançant l’absorció foliar, al- guns metalls pesants procedents de fonts aèries poden ser absorbits per les fulles (a través de porus hidròfils a la cutícula de les cèl·lules epidèrmi- ques exteriors i mitjançant un procés d’acumulació a favor de gradient). Tot i així, l’absorció d’elements a través dels estomes és poc probable i no hi ha prou evidències científiques que ho demostrin. A partir del sòl La principal via d’entrada, no obstant això, és mitjançant les arrels. Per a la majoria de metalls pesants no hi ha transportadors específics a les cèl·lules de les arrels, de manera que els metalls hi entren bé per difusió passiva a través de les membranes, bé a través d’altres transportadors no específics, atès que tenen un compor- tament electroquímic molt semblant al dels nutrients essencials. Un cop dins de les cèl·lules són segrestats per molècules orgàniques (àcids or- gànics, fitoqueratines, aminoàcids, metal·lotionines) i s’emmagatzemen als vacúols. Una petita part d’aquests metalls acostuma a ser transportada a la part aèria del vegetal i s’acumula, en ordre decreixent, a les tiges, les fu- lles, els fruits i les llavors. Aquests processos són el primer pas d’entrada a la cadena alimentària, ja que els metalls pesants passen a es- tar disponibles per als herbívors i hu- mans de forma directa. A LA NATURA UNA PETITA PART D’AQUESTS METALLS ACOSTUMA A SER TRANSPORTADA A LA PART AÈRIA DEL VEGETAL I S’ACUMULA, EN ORDRE DECREIXENT, A LES TIGES, LES FULLES, ELS FRUITS I LES LLAVORS. í n d e x 49 10 anys de seguiment ambiental al Pont de Vilomara i Rocafort 4. CONTROL I ANÀLISI DE LA VEGETACIÓ í n d e x 4.1.3 EFECTES DELS METALLS PE- SANTS SOBRE LA VEGETACIÓ Els metalls pesants tenen efectes so- bre els vegetals, i això depèn de diver- sos factors: com l’espècie, l’edat de la planta o el grau de desenvolupament. Però la majoria interfereix en les fun- cions bàsiques de les plantes. Els principals símptomes són el re- tard en el creixement i la clorosi. La clorosi es troba associada a la manca de ferro, ja que la interacció d’alguns metalls amb aquest element produeix que el ferro no estigui disponible per a les plantes, amb la qual cosa es gene- ra una mancança d’aquest element. Els metalls comunament associats amb aquesta clorosi són el zinc, el coure, el níquel o el cadmi. 4.1.4 CARACTERÍSTIQUES DELS METALLS ESTUDIATS Alumini L’alumini és un dels elements més abundants de l’escorça terrestre. Afortunadament les formes fitotòxi- ques de l’alumini són relativament in- solubles en sòls neutres o bàsics. És per aquest fenomen que la toxicitat en les plantes produïda per l’alumini és un factor limitant en sòls àcids, però no en sòls calcaris com els del Pont de Vilomara i Rocafort. L’efecte principal de la toxicitat per alumini és la inhibició del creixe- ment i la divisió de les cèl·lules de les arrels, de manera que la planta re- dueix el volum de sòl que pot explorar i, per tant, queda inhibida la captació d’aigua i d’altres nutrients essencials. Un excés d’alumini dificulta la correc- ta absorció de fòsfor i les plantes po- den presentar els símptomes típics: nanisme i coloracions verd fosc o por- pres, característiques pròpies de les deficiències de fòsfor. Cadmi Es tracta d’un metall pesant poc abun- dant a l’escorça terrestre, però alta- ment tòxic. La seva toxicitat és similar a la del mercuri. La seva presència a la natura prové de la descomposició de les roques, d’incendis i volcans, i també, en una part, de l’activitat industrial. És un element traça que circula de forma ininterrompuda per les es- tructures biològiques i no biològiques del medi ambient. Al sòl, el cadmi s’acumula a la rizosfera (on hi ha les arrels). En sòls amb un pH de 6,5 la disponibilitat d’aquest metall és mí- nima, però quan disminueix el pH, augmenta la capacitat d’absorció de cadmi de les plantes. Les plantes el poden absorbir tant per les fulles com a través de les arrels. El principal problema rau en l’acumulació d’aquest metall a les plantes, ja que d’aquesta manera entra a formar part de la cadena alimentària. Coure Una de les característiques més co- munes del coure és la seva distribució al sòl en forma de capes superficials. Aquest fet permet conèixer la bioacu- mulació d’aquest metall i les depo- sicions recents fetes per l’home. La contaminació de coure en sòls agríco- les es deu fonamentalment a la utilit- zació de purins de porc, fertilitzants i fitosanitaris. En zones industrials les emissions procedents de les activitats humanes poden incrementar de for- ma significativa el contingut de coure dels sòls. El pH afecta l’assimilació del coure: els sòls calcaris en limiten la disponibilitat per a les plantes. Els mecanismes d’absorció del coure no són ben coneguts, tot i que quan hi ha elevats valors de coure al sòl es pot produir absorció passiva per part de les plantes. El contingut de coure a les plantes també pot ser determi- nat per la quantitat d’aquest metall a l’aigua de reg. Crom És un element molt emprat, espe- cialment en metal·lúrgia, per evitar la corrosió i donar un aspecte lluent als acabats. Les sals d’aquest element també són molt emprades en la pre- servació de la fusta i a l’hora de treba- llar el cuir. Tot i que és un element im- prescindible per a la vida, algun dels seus compostos són tòxics. Dins les plantes afecta principalment el sistema radicular. L’assimilació del crom és diferent segons la part de la planta i l’espècie vegetal. En l’ordi, les arrels no es desenvolupen i les fulles queden petites i de color vermellós, amb petites taques necròtiques. Manganès El manganès és un element químic present de manera natural al sòl. En els sòls calcaris, el contingut de manganès oscil·la entre el 0,1 i l’1%. El podem trobar de forma no soluble (associat a roques i minerals) i dissolt en l’aigua. Una fracció petita també es 50 10 anys de seguiment ambiental al Pont de Vilomara i Rocafort 4. CONTROL I ANÀLISI DE LA VEGETACIÓ í n d e x í n d e x troba associada a la matèria orgànica del sòl. El manganès és un nutrient essencial per a tots els organismes. Les arrels absorbeixen aquest element en forma iònica com a Mn 2+ i la seva proporció a les plantes és d’aproximadament un 0,05-0,7% en relació amb el pes sec. En els sòls àcids, el manganès pot arribar a estar disponible en concen- tracions tòxiques, i això pot comportar que la productivitat vegetal en quedi greument afectada. Algunes de les seves funcions més importants són afavorir la síntesi de la clorofil·la, de manera que participa en la fotosínte- si, i activar diversos enzims vegetals. A més, intervé en el procés de capta- ció del diòxid de carboni (CO 2 ), en el metabolisme del ferro i d’altres mo- lècules orgàniques. Mercuri L’escorça de la Terra conté aproxima- dament una mitjana de 0,04 mg/kg de mercuri, majoritàriament en forma de cinabri (HgS). És emprat en la fabrica- ció de bateries, plaguicides, productes sanitaris, baròmetres, termòmetres i d’altres. Es pot trobar a tot arreu: ai- gües dolces, marines, a l’aire, etc. Un dels principals inconvenients que presenta aquest element és la seva transformació en compostos orgànics (metil i etilmercuri) pels microorga- nismes i la capacitat de bioacumular- se a través de la cadena alimentària. En els vegetals, els compostos del mercuri inhibeixen el desenvolupa- ment cel·lular i afecten la permeabi- litat de les membranes. No és freqüent trobar-lo a l’atmosfera, ja que les pluges el renten completa- ment, i sobretot es troben al sòl. Níquel És un element força abundant, ja que representa un 0,008% de l’escorça de la Terra. És present en petites quantitats en plantes i animals, així com a l’aigua del mar, el petroli i el carbó. La seva uti- litat principal és en forma d’acer inoxi- dable i d’altres aliatges. Com succeeix amb altres metalls, és un metall essen- cial, però en quantitats elevades pot ser perillós per a la vida. Les principals fonts de contaminació de níquel són les plantes de producció d’energia i les incineradores de resi- dus. Aquestes indústries alliberen el níquel a l’atmosfera i, posteriorment, la pluja el diposita a terra. En els sòls àcids presenta més mobilitat i pot arribar a les aigües subterrànies. Plom A diferència d’altres elements, el plom no és essencial per a la vida. A la na- tura representa el 0,002% de l’escorça terrestre i es troba en forma de ga- lena (PbS) i altres minerals. Princi- palment, s’ha emprat en la fabricació d’acumuladors, tubs, pigments i car- burants. Les plantes absorbeixen el plom del sòl i només en petites quantitats de l’aire. Al principi, pot fer augmentar el creixement dels vegetals, però a par- tir de 5 mg/kg el creixement s’atura i apareix clorosi i altres anomalies morfològiques. La fotosíntesi, la res- piració i molts altres processos fona- mentals per a la planta en resulten afectats. També intervé en la capaci- tat d’absorció de nutrients del sòl. Però el principal problema rau en el plom que prové de les partícules de pols que queden a la superfície de les fulles. El plom s’allibera a l’atmosfera a través de processos de combustió i pot adherir-se a les partícules de pols que hi circulen. Aquestes partícules, en precipitar, queden a la superfície de les fulles i d’aquesta manera el plom entra dins la cadena alimen- tària. D’altra banda, el plom proce- dent dels gasos d’escapament dels vehicles queda dipositat de forma im- mediata a les proximitats de carrers i carreteres. Zinc És un dels elements més comuns de l’escorça terrestre. Es troba a l’aire, al sòl, a les aigües i a tots els aliments. í n d e x 51 10 anys de seguiment ambiental al Pont de Vilomara i Rocafort 4. CONTROL I ANÀLISI DE LA VEGETACIÓ í n d e x És un element essencial per a la vida en petites concentracions. El zinc es troba involucrat en una àmplia varietat de processos meta- bòlics vegetals: té importància en la formació i la maduració de les llavors, és estabilitzador de la molècula de clorofil·la, forma part de més de vui- tanta sistemes enzimàtics i partici- pa en la síntesi d’hormones vegetals responsables del creixement. Els casos de toxicitat per part del zinc no són gaire habituals en sòls bàsics (com els del Pont de Vilomara), ja que aquest metall s’immobilitza. Les plan- tes poden presentar clorosi (esgrogueï- ment) a causa del fet que el zinc immo- bilitza el ferro i n’impedeix el transport per la planta. D’altra banda, el zinc és un element poc mòbil, de manera que el trobem en la majoria de casos con- centrat a les arrels, mentre que als fruits és poc abundant. En l’agricultura cal vigilar de prop l’ús de fangs de clarificació de les aigües residuals amb elevats continguts de zinc, ja que les plantes poden incor- porar d’aquesta manera el zinc a la cadena alimentària. En la taula següent es resumeixen alguns dels principals efectes d’un excés dels metalls pesants en els ve- getals. Taula 4.1. Símptomes d’un excés de metalls pesants sobre els vegetals. METALL EFECTES Alumini Reducció del creixement, tant de la part aèria com de la subterrània. Coloracions por- pres a les fulles i els nervis. En concentracions elevades en queda afectada l’absorció d’altres elements. Cadmi Marge de les fulles marró, clorosi, necrosi. Arrels marrons i poc crescudes. Nervis vermellosos, reducció del creixement i coloracions porpres. En concentracions eleva- des queda afectada l’absorció d’altres elements. Coure Clorosi, coloracions groguenques. Arrels poc ramificades i amb el creixement reduït. És fitotòxic en concentracions poc perilloses per a la salut humana. Crom Plantes amb tiges i fulles poc desenvolupades i fulles amb clorosi. Lesions al sistema radicular, arrels poc desenvolupades. Manganès Clorosi marginal i necrosi de les fulles. Fulles arrugades i amb taques necròtiques. Una concentració excessiva promou la destrucció d’auxines (hormones vegetals) i pot interferir en la fixació de nitrogen. Mercuri Severa reducció del creixement dels plançons i de les arrels. Clorosi. Afecta la foto- síntesi i la respiració vegetal. A llarg termini produeix la mort del vegetal. Níquel Clorosi, necrosi, reducció del creixement i aparició de taques inusuals a les fulles. Inhibició del creixement de les arrels i disminució de l’àrea de les fulles. Una concen- tració excessiva produeix deformacions en diverses parts de la planta. Plom Fulles de color verd fosc, reducció del creixement del fullatge en general. Quanti- tat molt elevada d’arrels. La fotosíntesi i la respiració en queden afectats. Inhibeix l’assimilació de nutrients al sòl. Zinc Clorosi, reducció del creixement i de l’allargament de les arrels. Impedeix la correcta absorció i transport de ferro. 52 10 anys de seguiment ambiental al Pont de Vilomara i Rocafort 4. CONTROL I ANÀLISI DE LA VEGETACIÓ í n d e x í n d e x 4.2 MATERIAL VEGETAL I CONTROL ANALÍTIC A fi de fer un seguiment acurat de tots els compartiments ambientals (aire, vegetals i sòls), es van seleccionar cinc zones de recollida de mostres: quatre dins el nucli urbà del Pont de Vilomara i una cinquena, considerada com a blanc, fora del municipi, con- cretament al terme de Manresa, a la zona de Viladordis. Aquest assessora- ment va ser conduït per científics del Departament de Biologia Vegetal de la Universitat de Barcelona. 4.2.1 L’ESPÈCIE VEGETAL SELECCIONADA Un cop escollides les cinc zones de mostreig, calia emprar una espècie vegetal de fulla perenne i comuna a totes elles. Les plantes de fulla cadu- ca sols es poden analitzar durant el seu període vegetatiu i, per tant, no poden ser emprades durant l’hivern. L’olivera era l’única espècie que esta- va present a les cinc zones seleccio- nades. Es desconeixia si totes les oli- veres eren de la mateixa varietat, però les diferències entre varietats quant a la composició química són molt petites. Es va seleccionar l’olivera comuna al Pont de Vilomara i Rocafort, coneguda com a Olea europaea . La part de la planta escollida va ser les fulles, per diversos motius: • La quantitat de material hi és abun- dant i de fàcil accés, i la planta no pa- teix cap tipus d’estrès fisiològic quan es recol·lecta. • L’acumulació de contaminants en les fulles es detecta més ràpidament que al sòl. • La vida mitjana d’una fulla d’olivera és de 18 mesos, i això permet tenir material disponible per mostrejar du- rant tot l’any. í n d e x 53 10 anys de seguiment ambiental al Pont de Vilomara i Rocafort 4. CONTROL I ANÀLISI DE LA VEGETACIÓ í n d e x Zona 1: Santa Magdalena. Zona 3: Piscina. Figura 4.2. Oliveres de les 5 zones de mostreig. Zona 2: Catric-Catrac. Zona 4: Marquet. Zona 5: Viladordis. Les figures següents corresponen a les oliveres de les cinc zones de mos- treig. 54 10 anys de seguiment ambiental al Pont de Vilomara i Rocafort 4. CONTROL I ANÀLISI DE LA VEGETACIÓ í n d e x í n d e x 4.2.2 METODOLOGIA ANALÍTICA La metodologia analítica és la que s’empra habitualment en els estudis de contaminació en material vegetal, i fou consensuada amb els Serveis Cientificotècnics de la Universitat de Barcelona. Recol·lecció de la mostra Les fulles de les oliveres es recu- llen dos cops l’any, si és possible els mesos de febrer i juliol. A cadascuna de les quatre zones de mostreig del municipi (Santa Magda- lena, Catric-Catrac, Piscina i Marquet) es van escollir quatre oliveres. Per fer el mostreig i tenir una bona represen- tació dels quatre punts cardinals, la capçada de les oliveres es divideix en quatre quadrants; de cada quadrant es recullen, amb les mans netes, 7 fulles. Per tant, de cada arbre es re- cull una mostra formada per 28 fulles, que es barreja amb les mostres dels altres tres arbres de la mateixa zona. Al punt de referència ubicat a Vila- dordis, fora del terme municipal del Pont de Vilomara i Rocafort, només es va identificar una olivera. Perquè la mostra de Viladordis sigui compara- ble amb les dels altres quatre zones, se n’agafen 25 fulles per quadrant. Un cop recollides, les fulles es guarden en pots de vidre a temperatura am- bient i es transporten el mateix dia al laboratori. Durant l’estudi, s’han anat acumulant una sèrie d’incidències a l’hora de recol·lectar les mostres, la majoria de vegades per la presència d’agents pa- tògens a les fulles (fongs), que, amb tot, no han tingut cap repercussió en realitzar les analítiques. No obstant això, en general es desconeixen els tractaments fitosanitaris que es po- den haver aplicat directament o in- directament sobre les oliveres de les diferents zones. Processament de la mostra Les fulles es renten amb agitació du- rant 5 minuts amb 0,5 litres d’aigua desionitzada per tal d’eliminar qual- sevol residu sòlid que puguin tenir a la superfície. Un cop netes es deixen assecar a l’aire, tapades amb paper de filtre durant 48 hores. Finalment, es tallen en fragments de 25 mm 2 per fer-ne la digestió. Digestió Per poder determinar la quantitat de metalls pesants de les fulles cal eli- minar tota la matèria orgànica que puguin contenir. Això s’aconsegueix digerint aproximadament 0,8 grams de fulles tallades amb 8 mil·lilitres d’àcid nítric (HNO 3 ) i 2 mil·lilitres de peròxid d’hidrogen (H 2 O 2 ) en reactors Figura 4.3. Equip de digestió de microones Milestone Ethos Plus. de tefló d’alta pressió, en forn microo- nes de la casa Milestone (model Ethos Plus) a 210 °C (figura 4.3). De cada mostra s’agafen tres rèpliques i tres blancs i es porten en paral·lel. PER FER EL MOSTREIG I TENIR UNA BONA RE- PRESENTACIÓ DELS QUATRE PUNTS CARDINALS, LA CAPÇADA DE LES OLIVERES ES DIVIDEIX EN QUATRE QUADRANTS; DE CADA QUADRANT ES RECULLEN, AMB LES MANS NETES, 7 FULLES. í n d e x 55 10 anys de seguiment ambiental al Pont de Vilomara i Rocafort 4. CONTROL I ANÀLISI DE LA VEGETACIÓ í n d e x 26 de gener del 2000 7 de març del 2005 24 de maig del 2000 6 de juliol del 2005 5 d’octubre del 2000 27 de febrer del 2006 30 de gener del 2001 13 de juliol del 2006 4 de juliol del 2001 12 de febrer del 2007 4 de febrer del 2002 25 de juliol del 2007 19 de juliol del 2002 25 de febrer del 2008 11 de febrer del 2003 8 de juliol del 2008 9 de juliol del 2003 17 de febrer del 2009 11 de febrer del 2004 9 de juliol del 2009 20 de juliol del 2004 4.2.3 DADES DISPONIBLES Al llarg dels deu anys s’han recollit mostres en 21 campanyes, tal com indica la referència de la taula 4.2, la qual cosa significa més de 940 dades de metalls en les fulles de les oliveres analitzades. Taula 4.2. Dates de recol·lecció de les mos- tres. Figura 4.4. Equip ICP-MS PerkinElmer ELAN 6000. Determinació de metalls pesants La determinació de metalls de la mostra digerida es realitza mit- jançant la tècnica de plasma induït per alta freqüència amb espectrome- tria de masses (ICP-MS) en un aparell ELAN 6000 de la marca PerkinElmer, en condicions estàndard (figura 4.4). La mostra prèviament es dilueix deu vegades amb àcid nítric (HNO 3 ) i s’hi afegeix un 1% de rodi. L’aparell es ca- libra amb cinc patrons preparats amb àcid nítric a l’1% i utilitzant rodi com a patró intern. Expressió dels resultats analítics Els resultats, que són la mitjana de les tres alíquotes i la desviació estàn- dard, s’expressen en mg/kg respecte a la mostra seca. Els metalls analitzats són l’alumini (Al), el cadmi (Cd), el coure (Cu), el crom (Cr), el mercuri (Hg), el man- ganès (Mn), el níquel (Ni), el plom (Pb) i el zinc (Zn). AL LLARG DELS DEU ANYS S’HAN RECOLLIT MÉS DE 940 DADES DE METALLS EN LES FULLES DE LES OLIVERES ANALITZADES. 56 10 anys de seguiment ambiental al Pont de Vilomara i Rocafort 4. CONTROL I ANÀLISI DE LA VEGETACIÓ í n d e x í n d e x 4.2.4 VALORS DE REFERÈNCIA I VALORS TÒXICS A la bibliografia hi ha nombrosos estu- dis per determinar les concentracions de metalls en els vegetals. No obstant això, les característiques pròpies de cada espècie vegetal fa difícil deter- minar un únic valor per a cada metall. La majoria d’estudis presenten valors referents a dades resultants de fer la mitjana de diverses espècies vegetals. Partint d’aquests estudis s’han deter- minat les mitjanes de concentració suficient, excessiva i tolerable de dife- rents metalls pesants (taula 4.3) Davant la dificultat d’obtenir referèn- cies de metalls pesants en fulles d’olivera, els valors que s’han emprat a l’hora de decidir si hi havia contami- nació al Pont de Vilomara s’han extret de diversos estudis de Cannon (1960), de Kabata-Pendías (2000), d’Álvarez et al . (2008), per al mercuri, i de Casas (1994), en el cas del plom. Aquests va- lors es mostren a la taula 4.4 i tenen un caràcter orientatiu, ja que, com es veu, no es refereixen a l’olivera. No són valors determinants per poder precisar si hi ha o no hi ha contamina- ció en les mostres vegetals. 4.3 DISCUSSIÓ I CONCLUSIONS SOBRE METALLS PESANTS EN FULLES D’OLIVERA Un cop definits els valors de referèn- cia, es va analitzar el contingut de metalls pesants en les fulles d’olivera ( Olea europaea ), mitjançant les tèc- niques anteriorment indicades. A la taula 4.5 es resumeix, per a cada zona i metall, les dades corresponents als intervals (mínim i màxim) obtinguts entre els anys 2000 i 2009, i la data en què se’n va obtenir el valor màxim. Taula 4.4. Valors de referència emprats per determinar la possible contaminació de metalls pe- sants en plantes. Taula 4.3. Concentracions d’elements en teixits de fulla madura. Mitjana d’espècies (Kabata-Pen- días, 2000). ELEMENT Concentració (mg/kg) Suficient o normal Excessiva o tòxica Tolerable en cultius agrícoles ALUMINI 200 861,5 – CADMI 0,05-0,2 5-30 0,05-0,5 COURE 5-30 20-100 5-20 CROM 0,1- 0,5 5-30 2 MANGANÈS 30-300 400-1.000 300 MERCURI – 1-3 0,05-0,5 NíQUEL 0,1-5 10-100 1-10 PLOM 5-10 30-300 0,5-10 ZINC 27-150 100-400 50-100 METALL Vegetal Referència en plantes (mg/kg) Autor de referència ALUMINI Freixe 861 Cannon, 1960 CADMI Mitjana plantes 0,08-1,5 Cannon, 1960 COURE Mitjana plantes 18,3 Cannon, 1960 CROM Mitjana plantes 5-30 Kabata-Pendías, 2000 MANGANÈS Freixe 481 Cannon, 1960 MERCURI Mitjana plantes 0,2-0,5 Álvarez et al. (2008) NíQUEL Mitjana plantes 6,5 Cannon, 1960 PLOM Gram i blat 3,1-47,7 Casas, 1994 ZINC Mitjana plantes 140 Cannon, 1960 í n d e x 57 10 anys de seguiment ambiental al Pont de Vilomara i Rocafort 4. CONTROL I ANÀLISI DE LA VEGETACIÓ í n d e x Taula 4.5. Valors màxims i mínims obtinguts de metalls en fulles d’olivera, valors de referència i data d’obtenció dels valors màxims. METALLS (dades en mg/kg) ALUMINI CADMI COURE CROM MANGANÈS MERCURI NÍQUEL PLOM ZINC Valor de referència 861 0,08-1,5 18,3 5-30 481 0,2-0,5 6,5 3,1-47,7 140 ZONA 1 (SANTA MAGDALENA) Valor mínim 47,6 < 0,2 3,2 < 2 28,4 < 0,2 < 2 < 2 17,7 Mitjana 125,7 – 7,2 – 37,2 – – – 27,4 Valor màxim 296,0 < 1 15,9 4,6 58,7 < 0,5 4,4 < 10 37,2 Data valor màxim 02/2003 – 07/2005 02/2003 02/2004 – 02/2003 – 05/2000 ZONA 2 (CATRIC-CATRAC) Valor mínim 35,4 < 0,2 3,5 < 2 13,9 < 0,2 < 2 < 2 9,4 Mitjana 82,7 – 7,4 – 26,7 – – – 19,7 Valor màxim 151,3 < 1 11,7 < 2 33,7 < 0,5 < 2 < 10 26,7 Data valor màxim 02/2003 – 02/2003 < 2 02/2002 – – – 01/2000 ZONA 3 (PISCINA) Valor mínim 21,6 < 0,2 2,8 < 2 18,0 < 0,2 < 2 < 2 13,2 Mitjana 69,3 – 6,4 – 27,3 – – – 19,1 Valor màxim 122,0 < 1 9,7 < 2 38,9 < 0,5 < 2 < 10 26,4 Data valor màxim 02/2002 – 02/2004 – 01/2000 – – – 02/2004 ZONA 4 (MARQUET) Valor mínim 21,5 < 0,2 1,8 < 2 12,6 < 0,2 < 2 < 2 12,1 Mitjana 78,5 – 5,0 – 20,9 – – – 18,8 Valor màxim 230,0 < 1 7,5 < 2 29,4 < 0,5 < 2 < 10 27,9 Data valor màxim 02/2002 – 02/2004 – 02/2004 - - - 02/2004 ZONA 5 (VILADORDIS) Valor mínim 51,7 < 0,2 1,9 < 2 12,1 < 0,2 < 2 < 2 11,0 Mitjana 125,1 – 5,2 – 17,5 – – – 16,4 Valor màxim 242,1 < 1 8,1 < 2 22,3 < 0,5 < 2 < 10 20,8 Data valor màxim 05/2000 – 03/2005 – 02/2004 – – – 02/2004 58 10 anys de seguiment ambiental al Pont de Vilomara i Rocafort 4. CONTROL I ANÀLISI DE LA VEGETACIÓ í n d e x í n d e x 4.3.1 TRACTAMENT ESTADÍSTIC DE LES DADES Un cop obtingudes les dades, s’ha aplicat un tractament estadístic per estudiar els resultats amb objectivi- tat. Es basa en una anàlisi de variàn- cia (ANOVA) que permet comparar les mitjanes obtingudes a cada zona de mostreig i decidir si són estadística- ment diferents de les mitjanes de la resta de zones. En el cas dels metalls com el cadmi, el crom, el níquel, el plom i el mercu- ri, per als quals les dades obtingudes es troben per sota del valor de detec- ció de la tècnica analítica emprada, no s’ha realitzat el tractament estadístic. 4.3.2 RESULTATS REFERENTS A LES CONCENTRACIONS MITJANES DE METALLS PESANTS Alumini A les zones 5 (Viladordis) i 1 (Santa Mag- dalena) és on s’han enregistrat les mit- janes més elevades de concentració d’alumini. A les zones 2, 3 i 4, les mitja- nes són força inferiors (figura 4.5). Però fins i tot les mitjanes més altes (zones 5 i 1) estan molt per sota del valor de referència en els freixes (861 mg/kg) (taula 4.5). Aquesta diferència entre els valors obtinguts i el valor de referència es pot explicar per la poca disponibilitat d’alumini en els sòls calcaris, com els del Bages, però no és un fet preocupant per al bon desenvolupament dels vege- tals. Pel que fa a l’evolució temporal, s’ob- serven variacions molt acusades que oscil·len, per exemple a la zona 4, entre 21,5 i 230 mg/kg. Aquesta evolució en dents de serra que es detecta a pràc- ticament les 5 zones pot ser causada per factors diversos (efecte estacional, canvis en el pH del sòl, alteracions en les plantes, etc.), i és difícil establir una única causa que expliqui el perquè d’aquestes variacions en la concentra- ció d’alumini. Cadmi Totes les mostres van presentar valors inferiors al límit de detecció de la tècni- ca analítica (< 1 mg/kg fins al juliol del 2001 i < 0,2 mg/kg a partir del 2002). En vista d’aquests resultats, les concentra- cions es trobarien en el rang dels valors de referència disponibles (0,08-1,50 mg/kg, Cannon, 1960) Figura 4.5. Evolució de la concentració d’alumini entre els anys 2000 i 2009 al Pont de Vilomara i Rocafort. í n d e x 59 10 anys de seguiment ambiental al Pont de Vilomara i Rocafort 4. CONTROL I ANÀLISI DE LA VEGETACIÓ í n d e x Coure Les concentracions mitjanes més ele- vades corresponen a les zones 1, 2 i 3; la mitjana més elevada és de 7,2 mg/kg (fi- gura 4.6). Tenint en compte que el valor de referència és de 18,3 mg/kg (Cannon, 1960), tots els valors obtinguts es tro- ben dins de la normalitat, és a dir, són suficients i no tòxics per a les plantes analitzades. Fins i tot el valor màxim enregistrat en l’estudi (15,9 mg/kg a la zona 1, el juliol del 2005) es troba per sota del valor de referència. Aquesta distribució geo- gràfica de les concentracions es podria explicar pel fet que les oliveres de les zones 1, 2 i 3 són les que potser estan sotmeses més sovint a tractaments fi- tosanitaris que, en molts casos, inclo- uen coure en la seva formulació. Pel que fa a l’evolució temporal, cal dir que els resultats de l’anàlisi de les pri- meres mostres (gener del 2000) van ser inusualment baixos, i han resultat ser mínims de totes les sèries de les cinc zones. A banda d’aquest fet, l’evolució del coure al llarg dels deu anys és força esta- ble (figura 4.6): es manté en més del 90% dels casos per sota de 10 mg/kg. El valor màxim de 15,9 mg/kg es va recuperar posteriorment i es pot atribuir a alguna contaminació externa de la mostra per algun tractament fitosanitari recent. Crom En aquest estudi els valors per al crom s’han mantingut de forma general per sota del límit de detecció de 2 mg/kg. Només en tres ocasions, a la zona 1 (Santa Magdalena), el crom ha superat el nivell de detecció de la tècnica analí- tica emprada. A l’anàlisi de la mostra corresponent al mostreig realitzat el febrer del 2003, es va assolir un valor màxim de 4,6 mg/kg. En la següent anàlisi al mateix punt, la concen- tració de crom va resultar de 2,4 mg/kg. En anàlisis posteriors, els resultats es van tornar a situar per sota dels 2 mg/kg. Es va tractar, doncs, d’una aportació puntual d’origen desconegut. Cal tenir en compte que el valor a partir del qual es presenta la toxicitat en les plantes és de 5 mg/kg (taula 4.3), per tant, les mostres de les oliveres analit- zades no presenten contaminació per Download 35.84 Kb. Do'stlaringiz bilan baham: |
Ma'lumotlar bazasi mualliflik huquqi bilan himoyalangan ©fayllar.org 2024
ma'muriyatiga murojaat qiling
ma'muriyatiga murojaat qiling