0.2 C
Czech
Pondělí 29. prosince 2025
Protext ČTKElektronové mikroskopy se uplatňují při studiu půdního znečištění

Elektronové mikroskopy se uplatňují při studiu půdního znečištění

Brno 31. května 2022 (PROTEXT) – Kontaminace půdy tzv. těžkými kovy způsobená lidskou činností je dlouhodobý problém, který se jen obtížně řeší. Kovy a další potenciálně rizikové prvky v půdě zůstávají mnoho let a jejich nadlimitní množství je hrozbou pro všechny živé organismy včetně člověka. Vědci proto studují způsoby, jak nežádoucí rizikové prvky v půdě nejen přesně identifikovat, ale zároveň minimalizovat jejich nebezpečí. A elektronové mikroskopy jsou u toho.

Prvním krokem je určit zdroj nebezpečných prvků v půdě

Olovo, arzen, kadmium nebo chrom. To jsou jen příklady nejčastěji sledovaných rizikových prvků v pedosféře. Některé z nich jsou toxické již v malém množství, a proto hovoříme o kontaminaci již při překročení limitu v řádech jednotek až desítek miligramů na 1 kg půdní hmoty. Na druhou stranu část kovů a dalších rizikových prvků se v přírodě vyskytuje i přirozeně a například měď nebo zinek jsou dokonce v malém množství žádoucí a nezbytné pro život půdních mikroorganismů. Vědci musí proto nejen množství rizikových prvků v půdě přesně změřit, ale také určit, zda je jejich původcem antropogenní činnost.

Limity jsou překračovány mnohonásobně

Problém nastává, když obsah rizikových prvků překročí bezpečné limity. Jedním z největších znečišťovatelů je těžba a zpracování nerostných surovin. Zdrojem znečištění jsou odpady z těžby, stará odkaliště, důlní vody, dále haldy odpadní strusky nebo metalurgický popílek z hutí. Velmi silně znečištěnou půdu najdeme ve všech vyspělých průmyslových státech včetně České republiky, Německa, Francie, Španělska nebo Norska. Ať už spadem spalin z komínů, nebo únikem důlních vod či důlních a metalurgických odpadů do povrchové vody, rizikové prvky se do půdy dostávají v perimetru mnoha kilometrů od původního zdroje.

Míru nebezpečí rizikových prvků ovlivňují i jejich sloučeniny

Prvním krokem při výzkumu je určení původce znečištění a zmapování způsobů, jakými ke kontaminaci dochází. Protože se jedná o komplexní proces, využívají výzkumníci celou řadu vzájemně se doplňujících nástrojů a technik. Chemická analýza půdy poskytuje informace o prvkovém složení, ale neodráží potenciální mobilitu částic v prostředí. Díky elektronové mikroskopii jsou potom výzkumníci schopni určit, zda se kontaminující prvek vyskytuje ve snadno rozpustných, nebo naopak nerozpustných formách, což má vliv na riziko dalšího šíření kontaminace, ať už do okolní půdy, rostlin, nebo například podzemních vod.

Při studiu půdního znečištění pomáhají českým vědcům i elektronové mikroskopy

Martina Vítková z Katedry geoenvironmentálních věd České zemědělské univerzity v Praze vysvětluje, jak se dají najít mikrometrové částice v půdních vzorcích: „Nejdříve odebereme vzorek půdy přímo v terénu. Ten vysušíme a pomocí prosívání přes síta získáme částice přesně definovaných frakcí. Rizikové kovy se obvykle koncentrují v nejjemnější frakci. Často je však nutné použít další separační metody. Jednou z nich je separace v tzv. těžké kapalině (kapalina s velmi vysokou hustotou), díky které dokážeme oddělit relativně těžší kovové částice od relativně lehčích půdních částic pomocí centrifugace. Tím získáme tzv. těžkou minerální frakci, kterou dále analyzujeme. Právě zde přichází na řadu elektronová mikroskopie. Umístíme vzorek do mikroskopu, kde během snímání v režimu chemického kontrastu dojde ke zvýraznění těžkých prvků – tedy nejčastěji právě hledaných rizikových kovů.“ Na snímcích z elektronového mikroskopu se těžší částice jeví jako světlejší oproti podkladu, který je tmavý. Vědci proto pracují nejčastěji v režimu zpětně odražených elektronů (s využitím BSE detektoru), který je pro zobrazení chemického kontrastu nejvhodnější. Jejich elektronové mikroskopy jsou vybaveny také EDS detektory, které poskytují přesné informace o prvkovém složení zobrazené částice.

Vědci hledají řešení, jak rizikové prvky z půdy extrahovat, nebo alespoň znemožnit jejich šíření

Identifikací rizikových prvků ale výzkum nekončí. Elektronová mikroskopie se uplatňuje nejenom při detekci těžkých kovů v půdě, ale také při aplikaci řešení její dekontaminace. Protože kovy se v půdě nerozkládají, spočívalo tradiční řešení ve vytěžení a odvozu kontaminované zeminy, což je ale velmi nákladné a v případě rozsáhlejších oblastí znečištění dokonce nemožné. Současné řešení spočívá v použití aktivních sorbentů, které se zapravují do půdy přímo v místě kontaminace a které dokáží kovy v půdě zachytit a znemožnit tak jejich migraci podložím. Často totiž samotná přítomnost prvků v půdě nevadí, ale problém nastává, pokud by se dostaly do podzemních vod, rostlin nebo vodních toků.

Pomoci mohou speciální sorbenty

Hlavní princip použití sorbentů vychází z předpokladu, že reaktivita antropogenních částic závisí na charakteristikách pevné fáze. Je třeba pochopit, v jakých sloučeninách se rizikové prvky v půdě vyskytují a jak tyto sloučeniny reagují se svým okolím i sorbentem. Kombinací různých výzkumných technik v čele s elektronovou mikroskopií je možné podrobně pochopit tyto procesy a provést velmi přesnou analýzu půdních chemických reakcí. Jednou z hlavních předností elektronové mikroskopie je možnost detailně vizualizovat použitý sorbent a tím ověřit jeho funkčnost a účinnost záchytu znečišťujících kovů. Díky zkoumání kontaminovaných sorbentů dokáží vědci přesně interpretovat mechanismy, pomocí kterých lze rizikové prvky v půdě zachytávat. Jako sorpční materiály se uplatňují oxidy železa, oxidy manganu, zeolity nebo zuhelnatělá organická hmota. Aby sorbent efektivně fungoval, je ho do půdy potřeba dodat poměrně velké množství. Proto se obecně hledají přírodní materiály nebo nevyužité odpadní produkty, které by se daly přepracovat na funkční sorbent a zároveň byly cenově dostupné.

Znečištění půdy je kumulativní problém, se kterým si příroda sama neporadí

Sanace půdního znečištění je pro lidstvo stále větší výzvou, protože množství těžkých kovů, polokovů a dalších rizikových prvků v půdě vlivem člověka stále stoupá. Odhaduje se například, že obsah kadmia v půdách v České republice stoupl za posledních 150 let o 30–55 %. Kontaminace s sebou přináší důsledky, jejichž plný rozsah si často ještě nedokážeme uvědomit. Jisté však je, že těžké kovy v půdě představují dlouhodobý problém z hlediska své neustálé kumulace. Výzkum, jehož jsou elektronové mikroskopy součástí, by mohl pomoci nejen přesněji zmapovat jejich přítomnost, ale také přispět k jejich efektivnímu záchytu. I když se nám nepodaří těžké kovy z půdy extrahovat, dokážeme alespoň zabránit jejich dalšímu šíření životním prostředím.

Tento text vyšel ve spolupráci s doc. Mgr. Martinou Vítkovou, PhD, z České zemědělské univerzity v Praze, která se výzkumem půdního znečištění dlouhodobě zabývá.

O TESCANu

TESCAN svým zákazníkům umožňuje výzkum a analýzu v nanorozlišení. Jeho řešení se uplatňují v geovědách, materiálových vědách, polovodičovém průmyslu a ve vědách o živé přírodě. Společnost má třicetiletou historii vývoje inovativních elektronových mikroskopů, mikrotomografů a souvisejících softwarových řešení pro uživatele z oblastí výzkumu a průmyslu. Svým úsilím si TESCAN získal vedoucí postavení v mikro- a nanotechnologiích.

Společnost TESCAN ORSAY HOLDING byla založena v roce 2013 jako výsledek dlouhodobé expanze a zakládání dceřiných společností po celém světě, včetně francouzské společnosti ORSAY PHYSICS, světového lídra v oblasti technologie iontových a elektronových paprsků. TESCAN ORSAY HOLDING udržuje své sídlo, výrobu, výzkum a vývoj v Brně. Každý mikroskop TESCAN je odborně vyráběn v Brně a dodáván zákazníkům po celém světě.

Další informace naleznete na adrese: www.tescan.cz

Kontakt:

www.tescan.com

Reklama

Doporučujeme

Thajsko obvinilo Kambodžu z porušení nedávno uzavřeného příměří

Thajsko dnes obvinilo Kambodžu z porušení příměří, které obě země uzavřely v sobotu. Informuje o tom agentura AFP. Podle Bangkoku totiž přeletělo nad thajským územím více než 250 dronů. Přeshraniční boje, které nanovo propukly v prosinci, si vyžádaly přes 40 obětí.

KOMENTÁŘ: Zlato a Nvidia? Na seznamu nejlepších investic roku 2025 najdete jiné dravce

Investiční trhy nám letos ukázaly, že pod oním zprofanovaným svícnem opravdu bývá tma. Hodně se mluvilo o Nvidii, Googlu nebo Amazonu, z AI boomu ale ve skutečnosti nejvíc těžil někdo jiný. Stejně tak ostře sledovanému zlatu nakonec ukázal záda jeho stříbrný bratr.

Čína zahájila vojenské cvičení u Tchaj-wanu a varuje před vnějším zásahem

Čína dnes varovala spojence Tchaj-wanu před vměšováním v souvislosti s vojenským cvičením, které zahájila u ostrova, jejž považuje za svou vzbouřenou provincii. Informovala o tom agentura AFP. Tchajwanský premiér Čuo Žung-taj cvičení s ostrými náboji podle agentury Reuters odsoudil a vyzval Peking k jeho ukončení.

Drahé kovy po rekordech zlevňují, stříbro spadlo pod 80 dolarů

Drahé kovy v pondělí ustoupily z extrémních hodnot. Stříbro se po krátkém průlomu nad 80 dolarů za unci propadlo výrazně níž a zlato kleslo od pátečních rekordů, protože investoři začali vybírat zisky.

Mírový plán počítá s bezpečnostními zárukami USA na dobu 15 let, uvedl Zelenskyj

Chystaný mírový plán podle ukrajinského prezidenta Volodymyra Zelenského počítá s americkými bezpečnostními zárukami pro Ukrajinu na dobu 15 let. Napsala to dnes agentura Reuters, podle níž Zelenskyj amerického prezidenta Donalda Trumpa požádal o bezpečnostní záruky až na 50 let. Ukrajinský prezident v online rozhovoru s novináři také vyjádřil názor, že mírový plán by měly podepsat Ukrajina, USA, Rusko i Evropa.

Tóthova MMA premiéra v Oktagonu trvala 79 vteřin

Pavel Tóth vstoupil do profesionálního MMA před zaplněnou O2 arenou a okamžitě narazil. Ondřej Raška ho ukončil tvrdou sérií úderů v prvním kole, přesto Tóth po zápase mluvil o vítězném pocitu a zážitku, na který jen tak nezapomene.

Otec vystopoval unesenou dceru díky poloze telefonu

Patnáctiletou dívku v Texasu podle úřadů unesl muž s nožem, když na Štědrý den venčila psa na předměstí Porter u Houstonu. Domů se nevrátila v čase, kdy ji rodiče čekali, a rodina proto zalarmovala policii.

Kanada poskytne Ukrajině dodatečnou pomoc ve výši 2,5 miliardy dolarů

Kanada poskytne Ukrajině dodatečnou hospodářskou pomoc ve výši 2,5 miliardy amerických dolarů (zhruba 51 miliard Kč). Uvedl to kanadský premiér Mark Carney, který se dnes sešel s ukrajinským prezidentem Volodymyrem Zelenským, jenž se v zemi zastavil před návštěvou Spojených států. Informuje o tom agentura Reuters. Ukrajinský prezident dnes rovněž telefonicky hovořil s evropskými lídry, šéfka Evropské komise Ursula von der Leyen následně uvedla, že společným cílem je trvalý mír a územní celistvost Ukrajiny.

Přes milion domácností v Kyjevě a okolí má po ruských útocích opět elektřinu

Ukrajinská elektrárenská společnost DTEK dnes oznámila obnovení dodávek elektřiny téměř 748.000 domácnostem v Kyjevě a 347.000 domácnostem v okolí poté, co se tam kvůli sobotním ruským vzdušným útokům potýkalo s nouzovými odstávkami přes milion odběratelů, píše agentura Reuters. Ruské ministerstvo obrany dnes na platformě Telegram uvedlo, že ruská vojska se zmocnila šesti obcí na východě Ukrajiny. Ukrajinská armáda oznámila, že při nočním dronovém útoku zasáhla ropnou rafinerii v ruské Syzrani.

Lavrov: Evropská vojska na Ukrajině by byla legitimním cílem pro ruskou armádu

Pokud Evropa nasadí vojenské síly na Ukrajině v rámci takzvané koalice ochotných, stanou se legitimním cílem pro ruskou armádu, řekl v dnes zveřejněném rozhovoru s agenturou TASS ruský ministr zahraničí Sergej Lavrov. Šéf ruské diplomacie vzkázal evropským zemím, že se nemusejí obávat toho, že Rusko na některou z nich zaútočí. Pokud však někdo zaútočí na Rusko, bude mu zasažena devastující rána, řekl Lavrov. Koalice ochotných je označení pro evropské země podporující Ukrajinu v konfliktu s Ruskem, které svého menšího souseda napadlo v roce 2022.

Zemřela Brigitte Bardot, sexy ikona francouzského filmu

Brigitte Bardot zemřela v neděli ve věku 91 let, uvedla její nadace. Herečka se stala světovou ikonou už v padesátých letech, když prorazila filmem A Bůh stvořil ženu. V paměti diváků zůstává jako symbol svobody, provokace a neuhlazené energie, která tehdy na plátnech působila jako zjevení.

Myanmar volí uprostřed války a humanitární katastrofy

Občané Myanmaru se vydaly k volebním urnám. Země však momentálně čelí jedné z nejhorších krizí ve své moderní historii. Hlasování probíhá uprostřed vleklé občanské války, hlubokého hospodářského propadu a rozsáhlé humanitární katastrofy. Volby, první od vojenského převratu z roku 2021, už předem vyvolaly ostrou kritiku doma i v zahraničí.

Netanjahu hledá u Trumpa výhodu pro příští volby

Benjamin Netanjahu míří tento týden do Mar-a-Lago na jednání s Donaldem Trumpem. Vedle diplomacie jde i o domácí politiku. Izrael má řádně volit v říjnu 2026, jenže koalici mohou dřív rozložit spory kolem odvodů ultraortodoxních mužů i tlak na schválení rozpočtu do března 2026.

Herečku z Broadwaye ubodali v New Jersey

Herečka Imani Dia Smith, která se jako dítě objevila na Broadwayi v muzikálu Lví král v roli mladé Naly, zemřela po útoku nožem v New Jersey. Policie ji našla v domě ve městě Edison s několika bodnými ranami a po převozu do nemocnice už jí nebylo pomoci.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama