Účinky olova na životní prostředí

od Deni Greene

Tento článek je převzat z průběžné zprávy („Revising Australian Guidelines for Lead“, červenec 1993) pro NHMRC, kterou vypracoval konzultační tým RMIT (Royal Melbourne Institute of Technology), jehož vedoucím výzkumným pracovníkem je Deni Greene. Konečná zpráva má být vydána koncem července ’93.

Olovo se pohybuje do ekosystémů a v nich. Atmosférické olovo se ukládá ve vegetaci, v půdě a na vodních plochách. Chemické a fyzikální vlastnosti olova a biogeochemické procesy v ekosystémech ovlivní pohyb olova v ekosystémech. Kov může ovlivňovat všechny složky životního prostředí a může se pohybovat ekosystémem, dokud nedosáhne rovnováhy. Olovo se v prostředí hromadí, ale v určitých chemických prostředích se přemění tak, že se zvýší jeho rozpustnost (např. tvorba síranu olovnatého v půdě), jeho biologická dostupnost nebo jeho toxicita. Účinky olova na úrovni ekosystému se obvykle považují za formu stresu (US EPA 1986).

Obecně jsou známy tři způsoby, jakými může olovo nepříznivě ovlivňovat ekosystémy. Populace mikroorganismů mohou být vyhubeny při koncentraci olova v půdě 1 000 částic na milion (ppm) nebo vyšší, což zpomaluje rychlost rozkladu hmoty. Populace rostlin, mikroorganismů a bezobratlých mohou být ovlivněny koncentracemi olova 500 až 1 000 ppm, což umožní, aby jejich místo zaujaly populace stejných nebo jiných druhů, které jsou vůči olovu tolerantnější. Tím se změní typ přítomného ekosystému. Při všech koncentracích olova v atmosféře může přídavek olova na povrch vegetace a živočichů zabránit normálnímu biochemickému procesu, který čistí a obnovuje zásoby vápníku u pasoucích se živočichů a rozkládajících se organismů (UNEP 1991).

Expoziční cesty olova do životního prostředí

Hlavními zdroji olova vstupujícího do ekosystému jsou atmosférické olovo (především z automobilových emisí), úlomky barev, použitá munice, hnojiva a pesticidy a olověné akumulátory nebo jiné průmyslové výrobky. Přenos a distribuce olova z hlavních stacionárních i mobilních zdrojů emisí probíhá především vzduchem (UNEP 1991). Zatímco většina olova vypouštěného do ovzduší vypadává v blízkosti zdroje, přibližně 20 % je rozptýleno do širokého okolí. Studie prokázaly, že měření olova v Grónsku v průběhu minulého století stoupalo a klesalo s nárůstem a poklesem používání benzínu s alkylovými olovy v USA Eurasii a Kanadě (Isotopic evidence for the source of lead in Greenland snows since the late 1960s; K. J. R. Rosman, W. Chisholm, C. F. Boutron, J. P. Candelone & U. Görlach; Nature 362, 333 – 335; 25 March 1993). Velikost částic olova určuje, jak daleko se budou pohybovat od zdroje.

Vliv olova na půdu

Je známo, že olovo se hromadí v půdě, zejména v půdě s vysokým obsahem organických látek (US EPA 1986). Olovo usazené na půdě přechází do horních vrstev půdního povrchu, kde se může udržet po mnoho let (až 2000 let). V nenarušených ekosystémech organická hmota v horní vrstvě půdního povrchu zadržuje atmosférické olovo. V kultivovaných půdách se toto olovo mísí s půdou do hloubky 25C1ll (tj. v kořenové zóně). Atmosférické olovo v půdě bude dále přecházet do potravních řetězců mikroorganismů a pastvy, dokud nebude dosaženo rovnováhy.

Vzhledem k chemismu olova v půdě US EPA (1986) předpokládá, že nerovnoměrné rozložení olova v ekosystémech může vytěsnit jiné kovy z vazebných míst na organické hmotě. Může bránit chemickému rozkladu anorganických půdních fragmentů a olovo v půdě se může stát rozpustnějším, a tak je snadněji dostupné pro příjem rostlinami.

Vliv olova na rostliny

Rostliny na souši mají tendenci absorbovat olovo z půdy a většinu z něj zadržují ve svých kořenech. Existují určité důkazy, že olovo mohou přijímat i listy rostlin (a je možné, že se toto olovo přesouvá do jiných částí rostliny). Příjem olova kořeny rostlin může být snížen aplikací vápníku a fosforu do půdy. Některé druhy rostlin mají schopnost akumulovat vysoké koncentrace olova (UNEP, WHO a ILO 1991).

Póry v listech rostlin propouštějí oxid uhličitý potřebný pro fotosyntézu a uvolňují kyslík. Znečištění olovem pokrývá povrch listů a snižuje množství světla, které na ně dopadá. To má za následek zpomalení růstu nebo usmrcení rostlin snížením rychlosti fotosyntézy, inhibicí dýchání, podporou prodlužování rostlinných buněk ovlivňujících vývoj kořenů 0; způsobením předčasného stárnutí. Některé důkazy naznačují, že olovo může ovlivňovat populační genetiku. Všechny tyto účinky byly pozorovány v izolovaných buňkách nebo v hydroponicky pěstovaných rostlinách v roztocích o koncentraci přibližně 1-2 ppm olova v půdní vlhkosti, např. v koncentracích olova, s nimiž se setkávají ekosystémy v blízkosti hutí nebo u silnic).

Olovo v ovzduší se může přenášet na rostliny přímo prostřednictvím spadu nebo nepřímo prostřednictvím příjmu z půdy. Vzor a stupeň akumulace olova jsou do značné míry ovlivněny stavem růstu vegetace, tj. obdobími aktivního růstu na jaře ve srovnání s obdobími slabého růstu během podzimu a zimy.

Vliv olova na mikroorganismy

Existují důkazy o tom, že olovo v koncentracích, které se občas vyskytují v blízkosti silnic (tj. 10 000 – 40 000 ppm sušiny), může vyhubit populace bakterií a hub na povrchu listů a v půdě. To může mít významný dopad vzhledem k tomu, že mnohé z těchto mikroorganismů jsou nezbytnou součástí rozkládajícího se potravního řetězce. Zasažené populace mikroorganismů budou pravděpodobně nahrazeny jinými stejnými nebo jinými druhy, které však mohou být méně účinné při rozkladu organické hmoty. Důkazy rovněž naznačují, že mikroorganismy mohou způsobit, že se olovo stane rozpustnějším, a tedy snáze vstřebatelným pro rostliny. To znamená, že bakterie vylučují organické kyseliny, které snižují pH v bezprostřední blízkosti kořenů rostlin.

Vlivy olova na živočichy

Olovo ovlivňuje centrální nervový systém živočichů a potlačuje jejich schopnost syntetizovat červené krvinky. Koncentrace olova v krvi vyšší než 40 µg/dl mohou u domácích zvířat vyvolat pozorovatelné klinické příznaky. Vápník a fosfor mohou snižovat střevní absorpci olova (US EPA 1986). Zpráva US EPA zobecňuje, že pravidelný příjem 2-8 mg olova na kilogram tělesné hmotnosti denně po delší dobu způsobí u většiny zvířat smrt. Pasoucí se zvířata jsou přímo ovlivněna konzumací píce a krmiva kontaminovaného olovem ze vzduchu a do jisté míry nepřímo příjmem olova prostřednictvím kořenů rostlin. Bezobratlí živočichové mohou rovněž akumulovat olovo v množství toxickém pro své predátory.

Olověné broky a olověná zátěž mohou vážně ovlivnit jednotlivé organismy a ohrozit ekosystémy (WHO 1989). Po třech až deseti dnech požití olověných broků vodním ptactvem se jed dostane do krevního oběhu a přenese se do hlavních orgánů, jako jsou srdce, játra a ledviny. Do 17. až 21. dne pták upadá do kómatu a umírá. Po požití olověných broků byla pozorována olověná toxikóza u husí strak, labutí černých, několika druhů kachen (včetně kachny černé a kachny pižmové) a tvrdohlavých druhů (OECD 1993). organické olovo je mnohem snadněji přijímáno ptáky a rybami (WHO 1989). Vodní organismy přijímají anorganické olovo přenosem olova z vody a sedimentů; jde o relativně pomalý proces. Organické olovo je vodními organismy z vody a sedimentů přijímáno rychle. Vodní živočichové jsou olovem ovlivněni již při nižších koncentracích ve vodě, než se dříve považovalo za bezpečné pro volně žijící živočichy. Tyto koncentrace se vyskytují často, ale vliv atmosférického olova na konkrétní lokality s vysokým obsahem olova ve vodě není jasný (US EPA 1986)

.