Emisija toksičnih metala iz (turističkih, nautičkih) plovila

Dr.sc. Hrvoje Carić Dr.sc. Neven Cukrov Dr.sc. Dario Omanović

Zavod za istraživanje mora i okoliša, Institut Ruđer Bošković

Institut za turizam

Brodska oplata uronjena u more premazuje se s protu-obraštajnim premazima kako bi se zaštitila od algi i drugih organizama.

Premazi se tope u vodi gdje emitiraju tzv. ekotoksične ili teške metale poput bakra ili cinka koji utječu na proteine i enzime koji su ključni u fotosintezi, razmnožavanju i/ili rastu.

Ekotoksični metali se akumuliraju u morskom okolišu –u sedimentima i organizmima, gdje su najprisutniji u školjkama, puževima, ribama i … ljudima.

EMISIJE EKOTOKSIČNIH METALA

PROTU-OBRAŠTAJNIH PREMAZA

Koji je problem?

Mikronutrijent ključan za rast fitoplanktona ali …

pri fiziološki visokim koncentracijama, bakar je toksičan i utječe na zastupljenost i raznolikost fitoplanktonskih vrsta u obalnim vodama.

Mali optimalni raspon koncentracija bakra između ove dvije

krajnosti

Posebno ugrožena područja:

visok unos bakra + slaba izmjenom vode

Kvantificiranje parametara zagađenja i oštećenja okoliša kako bi se odredili rizici

A. Izračun hipotetičkih količina emitiranog bakra u luci Gruž i procjena direktnih troškova onečišćenja (DTO) sedimenta

B. Pregled relevantnih istraživanja ekotoksičnihmetala

C. Ukupna ocjena rizika.

Izračun DTO ekotoksičnih metala u sedimentu bazira se na: egzaktnim podacima brodskog (cruising) prometa (2009) te stručnim procjenama minimalnim troškovima sanacije zagađenja.

342 ppm Cu

predstavlja

kontaminirani

materijal više

razine

Tri istraživanja direktno upućuju na visoku vjerojatnost i opasnost rizika

Ljubaznošću

prof. dr. sc. Melita Peharda Ujević s IOR-a: Promjena spola kod volka Hexaplex trunculus uslijed zagađenja u okolišu,

dr. sc. Jasmine Obhođaš, s IRB: Atlas sedimenata obalnog područja i otoka hrvatskog dijela Jadranskog mora,

dr. sc. Anamarije Štambuk i prof. dr. sc. Gorana Klobučara: podatci i nalazi istraživanja Utjecaj onečišćenja na genetičku raznolikost populacija dagnje Mytilus galloprovincialisLamarck, 1819

Promjena spola kod volka Hexaplex trunculususlijed zagađenja okoliša kao indikator rizika zagađenja morskog okoliša

• negativna djelovanja metala na morske organizme manifestiraju se kroz razaranje imuniteta i endokrinih sustava, pa je prisutnost imposeksa kod različitih vrsta morskih puževa postao pouzdan bioindikatorzagađenja ekotoksičnim spojevima

Postotci stadija imposeksa za lokacije akvatorija Dubrovnika i Kaštelanskog zaljeva (Crna točka Jadrana)

Zadnji, 5. stupanj predstavlja krajnju fazu sterilnosti kod ženke

Viši stadij imposeksanalazi u VCDI intervalu od 4,3 do 5,0.

Genotoksično djelovanje onečišćenja na dagnju kao indikator rizika

• Koncentracije Cu određivana je prema modificiranoj metodi: HRN EN ISO 15586:2008 Kakvoća vode - Određivanje elemenata u tragovima atomskom apsorpcijskom spektrometrijom s grafitnom peći.

• Komet-test je metoda koja se temelji na promatranju pokretljivosti oštećenih dijelova DNA u električnom polju, odnosno njihovog odvajanja od nukleoida imobiliziranih u agaroznom gelu. Poslije elektroforeze, DNA se boji, a preparati se pregledavaju pod mikroskopom gdje se iz nukleoida (i.e. „glave“) formiraju lomovi DNA tvoreći „rep“. Na ovaj način se po brojnosti lomova može odrediti razina oštećenja pojedine stanice.

Graf: Oštećenja DNA mjereno komet-testom (% tDNA, sr. vr. ± st. greška) u

hemocitima dagnji M. galloprovincialis sakupljenim na postajama 2008. g. Izvor:

Štambuk, 2011. s. 79, Slika 28.

Graf: Koncentracija Cu određena atomskom apsorpcijskom

spektrofotometrijom u skupnim uzorcima tkiva dagnji M. galloprovincialis 2008.

g. (Štambuk, 2011. s. 73, Slika 21). Vrijednost za Gruž je 23 mg/kg što je više

od 14 puta veća vrijednost od referentne lokacije Ston.

Atlas sedimenata obalnog područja Dubrovnika –procjena rizika prema prisutnosti metala u sedimentu

• prikaz distribucije koncentracija 16 elemenata koji se javljaju u morskom sedimentu (K, Ca, Ti, Cr, Mn, Fe, Ni, Cu, Zn, Ga, As, Br, Rb, Sr, Y i Pb)

• Uzorci sedimenta obalnog područja analizirani su metodom spektroskopije karakterističnog X-zračenja, a klasifikacija kontaminiranosti sedimenta prema EU Direktivi o vodama 2000/60/EC

• Analizirani uzorci dubrovačkog akvatorija uzeti su 2005 i 2006. godine sa sedam lokacija

Sva tri istraživanja direktno upućuju na visoku vjerojatnost i opasnost rizika (napraviti ciljano istraživanje prema cruiserima kako bi se izuzeli ostali utjecaji).

Hipotetički izračun emitiranog bakra i DTO su potvrđeni kao relevantna metoda

Morska postaja IRB, Martinska

Opservatorij za estuarij rijeke Krke i šire …

Cindrić, AM; Garnier C; Oursel B Pižeta I; Omanović D. Evidencing the natural and anthropogenic processes controlling trace metalsdynamic in a highly stratified estuary: the Krka River estuary (Adriatic, Croatia). Marine pollution bulletin. 94 (2015) 199-216.

U pojedinim dijelovima Šibenskog zaljeva koncentracije Cu su i

10-20 puta više u odnosu na područja estuarija gdje nema utjecaja

plovila, te premašuju vrijednsoti koje se smatraju potencijalno

toksične.

Prethodna istraživanja - Cu u estuariju

Najveće koncentracije bakra – u luci i marini

Poprečni presjek Martinska – Crnica(600 m)

Otvoreno moreŠibenik/marinaSkradinska marinaSlapovi

Raspodjela koncentracije Cu u estuariju

- Povećana koncentracija Cu u površinskom (boćatom) sloju ljeti- Dokaz antropogenog utjecaja

nautičke aktivnosti (protuobraštajne boje)

Zima Ljeto

(1) postavljanje video nadzornog sustava za praćenje broja plovila

Korelacija

između broja

plovila i porasta

koncentracije Cu

Uzorkovanje – svaka 2-3 dana (jutro/popodne)

• Teleskopski štap + FEP boca (1 L)

• Filtrirani i nefiltrirani uzorci

• 0,22 μm filtriranje uz pomoć šprice, 125 mL FEP boce

• Zakiseljavanje s HNO3 (pH < 2), UV razaranje (24 h)

• Salinitet u uzorku + meteo podaci (vjetar, padaline)

(2) praćenje udjela bakra u uzorcima mora

Elektrokemijska mjerna tehnika- voltammetrija anodnog otapanja (ASV)- adsorptivna voltammetrija katodnog otapanja (AdCSV)

Mjesec (2014)

sij vlj ožu tra svi lip srp kol ruj lis stu pro

Pro

met

bro

dova

0

200

400

600

800

1000

1200

Cu T (n

M)

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

Sal

inite

t

0

10

20

30

40

Raspon: zima ljeto

nMola Cu (uzorak) : 2 - 20

Plovila (u danu): 30 - 1.100

Rezultati: povezanost između koncentracija bakra u površinskom sloju estuarija i broja prolazaka plovila

Zaključak

Potvrđena je veza između broja plovila koji prolaze kroz estuarij rijeke Krke i koncentracija bakra u površinskom sloju estuarija.

Trenutne ljetne vršne koncentracije bakra su blizu granice kada se očekuju prvi nepovoljni utjecaji na biotu.

Ako se porast nastavi, unutar par godina mogli bi se pojaviti probleme u marikulturi.

Što dalje

Usustaviti i proširiti istraživanja:

NaTEF Nautical Tourism Ecological

Footprint in MPAs

Projekt podupiru tri ministarstva (promet, okoliš, turizam)Ciljevi:Razvoj pokazateljaInformirano upravljanje i donošenje odluka