-14.9 C
Czech
Pondělí 2. února 2026
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

Zelenskyj: Další jednání o míru mezi USA, Ukrajinou a Ruskem začne ve středu

Další kolo mírových rozhovorů mezi Spojenými státy, Ukrajinou a Ruskem se uskuteční v Abú Zabí 4. a 5. února, napsal dnes na síti X ukrajinský prezident Volodymyr Zelenskyj. Schůzka zástupců těchto tří zemí se ve Spojených arabských emirátech měla konat už dnes, k tomu ale Zelenskyj nic nesdělil. Místopředseda ruské bezpečnostní rady Dmitrij Medveděv řekl, že po nástupu amerického prezidenta Donalda Trumpa jsou jednání s Američany produktivnější.

Ruský dronový útok zabil v Dnipru dva lidi

Kyjev/Moskva 1. února (ČTK) - Ruský dronový útok v noci na dnešek zabil v Dnipru dva lidi, uvedl na platformě Telegram náčelník vojenské správy Dněpropetrovské oblasti Oleksandr Hanža. Po dvou útocích v Záporoží pak utrpělo zranění šest lidí, uvedl šéf správy Záporožské oblasti Ivan Fedorov. Moskva útočí především na dopravní spoje a na energetiku, napsal na síti X ukrajinský prezident Volodymyr Zelenskyj. Rusko dnes podle agentury Interfax oznámilo dobytí dvou vesnic v Charkovské a Doněcké oblasti.

Republikánům se po doplňovacích volbách v Texasu snížila většina ve sněmovně

Republikánům se po doplňovacích volbách v americkém státě Texas zmenšila už tak těsná většina ve Sněmovně reprezentantů. Křeslo po loni zemřelém kongresmanovi Sylvesteru Turnerovi obsadí demokrat Christian Menefee, informovala dnes agentura AP. Do senátu v Texasu se pak dostal další demokrat Taylor Rehmet.

Írán považuje armády států EU za teroristické

Írán považuje ozbrojené síly zemí Evropské unie za teroristické skupiny, uvedl dnes předseda íránského parlamentu Mohammad Bágher Ghálíbáf. Jde podle něj o odvetný krok za to, že EU zařadila íránské revoluční gardy na unijní seznam teroristických organizací, informují tiskové agentury.

Ficův bezpečnostní poradce Lajčák rezignoval kvůli Epsteinovým dokumentům

Národní bezpečnostní poradce slovenského premiéra Roberta Fica Miroslav Lajčák rezignoval v souvislosti se zveřejněním dokumentů americkým ministerstvem spravedlnosti, které odhalily jeho komunikaci s již zesnulým finančníkem a odsouzeným sexuálním delikventem Jeffreym Epsteinem.

Musk tvrdí, že SpaceX omezila zneužívání Starlinku ruskými drony

Opatření, která SpaceX nasadila proti neautorizovanému využívání Starlinku ruskými drony, podle firmy začínají zabírat. Elon Musk naznačil, že zásah už má konkrétní dopad, a vyzval ukrajinskou stranu, aby dala vědět, pokud bude potřeba přitvrdit.

Trumpův kandidát na šéfa Fedu rozhýbal trhy

Americký prezident Donald Trump potvrdil, že do čela Federálního rezervního systému chce nominovat Kevina Warshe. Trhy na zprávu zareagovaly okamžitě. Zlato i stříbro po sérii rekordů výrazně oslably, zatímco akciové indexy v USA zaznamenaly jen mírné ztráty.

U Essexu vzniká nový ptačí ostrov ze tří potopených lodí

U pobřeží Essexu roste nový kus země. Nevzniká z betonu ani z kamene, ale ze starých říčních lodí a bahna z přístavu. National Trust nechal v ústí řeky Blackwater potopit tři vyřazené nákladní čluny.

V DR Kongo se zřítil důl. Nejméně dvě stě lidí zemřelo

Při závalu dolu ve východní části Demokratické republiky Kongo zahynulo podle místních úřadů více než 200 lidí. Neštěstí se odehrálo ve městě Rubaya v provincii Severní Kivu, kde se důl zřítil v důsledku silných dešťů.

Bitcoin se propadl pod 81 000 dolarů, trhy sužuje nejistota

Bitcoin o víkendu prohloubil ztráty a propadl se pod hranici 81 000 dolarů, přičemž nízká obchodní aktivita zesílila výkyvy cen. Investoři zůstávají opatrní kvůli napětí na Blízkém východě, politické nejistotě ve Spojených státech a přetrvávajícím slabinám samotného kryptotrhu.

Protesty v Íránu podle Pezeškjána podnítili politici z EU, USA a Izraele

Protesty v Íránu podnítili americký prezident Donald Trump, izraelský premiér Benjamin Netanjahu a politici z Evropské unie. Podle agentury Reuters to dnes prohlásil íránský prezident Masúd Pezeškján. Uvedl, že demonstrace nebyly vyvolány jen sociálními problémy. Při potlačování projevů nespokojenosti s režimem, které začaly na konci prosince, zahynuly v Íránu tisíce lidí.

Prozatímní prezidentka Venezuely oznámila plán na amnestii politických vězňů

Prozatímní prezidentka Venezuely Delcy Rodríguez představila návrh zákona o amnestii, díky kterému by se mohly na svobodu dostat stovky politických vězňů, včetně opozičních předáků, novinářů a bojovníků za lidská práva. Informují o tom agentury.

Izraelské údery v Pásmu Gazy zabily 23 lidí

Izraelské údery zabily od noci v Pásmu Gazy nejméně 23 Palestinců, uvádí agentura AP v nové bilanci na základě informací od palestinských nemocnic. Dříve agentura hlásila 12 mrtvých. Stanice Al Džazíra s odvoláním na zdravotníky uvádí, že zemřelo 25 Palestinců. Podle agentury AP se jedná o jeden z nejvyšších počtů mrtvých od říjnového vyhlášení příměří. Izraelská armáda údery zatím nekomentovala

Kyjev i Moskva opět hlásí noční dronové útoky nepřítele

Rusko v noci na dnešek zaútočilo na Ukrajinu 85 bezpilotními letouny. Ukrajinská protivzdušná obrana podle předběžných údajů sestřelila nebo odklonila 64 dronů Šáhed, Gerbera, Italmas a dalších typů. Na platformě Telegram to oznámilo ukrajinské letectvo. Naopak Rusko podle agentury Interfax v noci informovalo o zachycení nebo zničení 26 ukrajinských dronů. Moskva zároveň dnes oznámila dobytí dvou ukrajinských vesnic v Záporožské oblasti a Doněcké oblasti. Tvrzení nelze nezávisle ověřit.

Novým šéfem amerického úřadu statistiky práce má být Matsumoto, oznámil Trump

Prezident Donald Trump do čela amerického Úřadu pro statistiku práce (BLS) nominuje ekonoma Bretta Matsumota. Šéf Bílého domu to oznámil na své sociální síti Truth Social. Předchozí komisařku BLS Eriku McEntarferovou prezident v srpnu z čela úřadu při ministerstvu práce odvolal, když ji bez důkazů obvinil z manipulace s daty o zaměstnanosti. Krátce poté na pozici nominoval hlavního ekonoma konzervativního think-tanku The Heritage Foundation E.J. Antoniho, jehož nominaci o necelé dva měsíce později stáhl. Jmenování podléhá schválení Senátu.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama