Nalaganje ...
Projekti / Programi vir: ARIS

Vrtovi z remediiranimi tlemi: zmanjševanje tveganja in pridelava varne hrane

Raziskovalna dejavnost

Koda Veda Področje Podpodročje
4.03.02  Biotehnika  Rastlinska produkcija in predelava  Tla in mikroklima 

Koda Veda Področje
B410  Biomedicinske vede  Veda o zemlji, poljedeljska hidrologija 

Koda Veda Področje
4.01  Kmetijske vede in veterina  Kmetijstvo, gozdarstvo in ribištvo 
Ključne besede
Remediacija tal, varna hrana, urbano kmetijstvo, ekosistemske storitve tal, funcioniranje tal, varna tla, izogibanje tveganja
Vrednotenje (pravilnik)
vir: COBISS
Raziskovalci (10)
št. Evidenčna št. Ime in priimek Razisk. področje Vloga Obdobje Štev. publikacijŠtev. publikacij
1.  25506  dr. Neža Finžgar  Rastlinska produkcija in predelava  Raziskovalec  2017 - 2020  86 
2.  39098  dr. Simon Gluhar  Rastlinska produkcija in predelava  Mladi raziskovalec  2017 - 2020  39 
3.  10689  dr. Damijana Kastelec  Matematika  Raziskovalec  2017 - 2019  243 
4.  34338  dr. Anela Kaurin  Rastlinska produkcija in predelava  Raziskovalec  2017 - 2020  49 
5.  08259  dr. Domen Leštan  Rastlinska produkcija in predelava  Vodja  2017 - 2020  408 
6.  21581  dr. Irena Maček  Biologija  Raziskovalec  2017 - 2020  136 
7.  14056  dr. Marjetka Suhadolc  Rastlinska produkcija in predelava  Raziskovalec  2017 - 2019  253 
8.  17780  Viljem Šijanec    Tehnični sodelavec  2017 - 2018 
9.  14011  dr. Dominik Vodnik  Biologija  Raziskovalec  2017 - 2020  415 
10.  19259  dr. Vesna Zupanc  Varstvo okolja  Raziskovalec  2017 - 2019  364 
Organizacije (2)
št. Evidenčna št. Razisk. organizacija Kraj Matična številka Štev. publikacijŠtev. publikacij
1.  0481  Univerza v Ljubljani, Biotehniška fakulteta  Ljubljana  1626914  66.775 
2.  3031  ENVIT okoljske tehnologije in inženiring d.o.o.  Komenda  3668541  182 
Povzetek
Čeprav to običajno ne zaznamo je naše življenje odvisno od tal – naši domovi, hrana, ki jo jemo, voda, ki jo pijemo. V vseh socialno-ekonomskih skupinah in po vsem svetu se pojavljajo iniciative za trajnostno rabo tal, kot je na primer urbano kmetijstvo. Ti pristopi pogosto ne upoštevajo dejstva, da so tla najbolj kompleksi naravni sistem in da so danes hkrati izjemno ogrožen naravni vir. Onesnaženost tal je prisotno v vseh industrializiranih državah in je čedalje večji problem v državah v razvoju. Posebno zaskrbljujoče so strupene kovine, ki v tleh ostajajo in jih je težko odstraniti. Ker število ljudi in njihov pritisk na omejene vire tal stalno raste se s tem povečuje tudi verjetnost, da bodo za pridelavo hrane uporabljena onesnažena tla; v delikatnem ravnotežju dejanskih potreb, socialnih & ekonomskih koristi in zdravstvenih tveganj.   Smo v stalnem stiku s temi in ta bližina povečuje verjetnost prenosa talnih onesnaževal v človeški organizem. Rešitev je remediacija & ponovna uporaba tal in večina članic EU je čiščenje in restavracijo zemljišč uvrstila med svoje prioritete. Vendar pa pri največkrat uporabljenim »izkopom in odvozom na odlagališče« tla izgubljamo medtem ko tehnike remediacije, ki tla ohranjano še niso bile preizkušane v večjih kot so pilotna merila in v eksperimentalnih študijah. Posledično se prebivalstvo ne more izogniti življenju na onesnaženih teh. Raziskave odnosa do onesnaženost tal kažejo, da osebe, ki so v kontaktu s onesnaženimi temi, na primer urbani vrtičkarji, praviloma ignorirajo zdravstvena tveganja in dajejo prednost trajnostno in lokalno pridelani hrani. Medtem, ko čedalje večje potrebe po pridelavi hrane ogrožajo zdravstvene ter standarde kakovosti tal in hrane, pa je problem rabe onesnaženih tal pogosto še vedno na robu znanstvenih debat.   Glavni namen projekta so raziskave okoljskega, agronomskega in socialno-ekonomskega potenciala edinstvene, ekonomsko učinkovite tehnologije remediacije tal, ki smo jo razvili v zadnjem desetletju in jo testirali v pilotnem merilu. Mednarodno patentirana tehnologija ne samo odstrani Pb in ostale nevarne kovine iz tal na učinkovit kemijski način (kompleksacijo z močnim kelatnim ligandom EDTA) temveč tla kot naravni vir tudi ohrani. Pilotne raziskave potrjujejo hipotezo, da remediirana / revitalizirana tla zagotavljajo ekosistemske usluge. Izgradnja potrebne remediacijske naprave v Prevaljah v Mežiški dolini, ki prvič uporablja za tla trajnostno tehnologijo, je skoraj končana. Trajnostna remediacija tal je torej na dosegu rok. Vendar pa so talni procesi, ki so osnova za uspeh koncepta trajnostne remediacije tal & pridelave hrane časovno dinamični in odvisni od merila izvedbe ter v teh dimenzijah še niso bili raziskani. Koncept je kot okoljsko & socialno inovacijo torej še potrebno testirati. Za pridelavo hrane na remediiranih tleh bomo izvedli eksperimentalne vrtove na karbonatnih tleh Mežiške doline ter kislih tleh v Podkloštru v Avstriji. Izbrana tipa tal se razlikujeta v pH, ki je za procese in ekologijo tal dominantna talna lastnost. Območji sta bili izpostavljeni rudarjenju in taljenju Pb in sta so-onesnaženi tudi z Zn in Cd. Zaradi širokega spektra »uslug«, ki jih pričakujemo od remediiranih tal, je predviden učinkovit angažma deležnikov v »Charette« procesu, ki ga bomo izvedli kot ključnega za širše sprejemanje koncepta remediacije tal & pridelave hrane. Predlagani projekt bo zasledoval dva med seboj odvisna cilja: C1 Demonstracija tehnologije remediacije kot zelene in trajnostne rešitve za onesnažena tla (pridelava varne hrane, ekosistemski servis ter funkcioniranje tal) C2 Konsolidacija predlagane remediacije tal & pridelave hrane kot novega koncepta trajnostnega in ekološkega razvoja. Predlagani cilji presegajo trenutno stanje znanosti in zagotavljajo pionirsko raziskavo tal, remediiranih z inovativno tehnologijo, v velikih merilih.
Pomen za razvoj znanosti
Onesnaženost tal s strupenimi kovinami je eden izmed najbolj perečih vprašanj v debati o prehranski preskrbljenosti in varnosti in v Evropi in globalno. Globalno obvladovanje talnih virov kot tudi zagotavljanje sredstev za remediacijo in reklamacijo degradiranih območij za lokalizirano (urbano) agronomsko proizvodnjo (in zmanjševanje transportnega odtisa) se pomembni vidiki trajnostnega razvoja. Zaradi trenutnega pomanjkanja ustreznih tehnologij se uveljavlja pogled, da so prednosti urbanega kmetijstva večje kot nevarnosti, ki jih predstavlja s Pb onesnažena zemljina Specifično bo projekt doprinesel k znanosti z odgovori na sledeče projektne hipoteze: H1.1.1 Remediacija v velikem merilu bo bolj zaradi večjih sil in energije bolj učinkovita kot remediacija v pilotnem merilu. H1.2.1 Kratkotrajno vzdrževanje nevtralne vodne bilance v remediiranih tleh preprečuje sekundarne emisije EDTA in strupenih kovin z izpiranjem. H1.2.2 Bioakumulacija Pb in ostalih strupenih kovin v vrtninah, rastlinah in hrani pridelani na remediiranih tleh je v večinoma preprečena. H1.2.3 Imobilizacija še dodatno zmanjša bioakumulacijo šibko vezanih in izmenljivih strupenih kovin (npr. Cd). H1.2.4 Strupene kovine, ki preostanejo v izpranem substratu ne prehajajo v prehranske splete edafskih živali. H1.2.5 Revitalizacija/gnojenje izboljša stanje rastlin na remediiranih tleh: izboljšana je prehrana rastlin, rast rastlin, pospešen je metabolizem, CO2 asimilacija in zmanjšan je stres. H1.3.1 Staranje tal vodi v pojavljanje bolj stabilnih in manj biodosegljivih zvrsti strupenih kovin. H1.3.2 Revitalizacija inicira agregacijo in izboljša strukturno stabilnost remediiranih tal. H1.3.3 Remediacija zmanjša funkcioniranje in ekosistemske usluge tal (npr. kroženje hranil) zaradi izgube biološke raznovrstnosti in kompleksnih talnih združb (npr. prehranskih mrež). H1.3.4 V ciklu N je učinek večji za nitrifikatorje (NH4+ oksidanti so si sorodni) in manjši za denitrifikatorje (ti so filogenetsko bolj raznoliki). H1.3.5 Revitalizacija bo pospešila mikrobno raznovrstnost in hitrost presnove kompleksih substratov, kroženje hranil in odpornost na ksenobiotike. H1.3.6 Remediacija (mehanske poškodbe) zmanjša biološko raznovrstnost tal po sledečem vrstnem redu: bakterije, arheje ( glive ( mikorizne (AM) glive (filamentozna morfologija) ter uniči edafsko favno v tretiranih substratih. Za ponovno vzpostavitev kompleksnih združb morajo živali substrat rekolonizirati oziroma morajo biti naseljene. H1.3.7 Čeprav remediacija uniči rezidenčno favno pa onesnaženim tlem funkcijo habitata za edafske živali ponovno polno omogoči. . H2.4.1 Ugotavljanje življenjskega cikla (LCA) bo pokazalo, da je predlagana tehnološka rešitev okoljsko vzdržna. H2.4.2 Analiza življenjskega cikla in stroškovne učinkovitosti bo pokazala, da je predlagani koncept socialno vzdržen in ekonomsko upravičen. H2.4.3. Fokusne skupine vključene v proces »Charette« bodo vzpodbudile aktivno udeležbo drugih deležnikov, kar bo pospešilo proces konsolidacije koncepta.
Pomen za razvoj Slovenije
Globalno: Dostopnost učinkovitih metod remediacije tal in s tem regeneracije zemljišč bo pomembno orodje pri revitalizacij degradiranih urbanih območij. Rezultati projekta bodo pomenili priložnost za uporabo urbanih vrtičkov kot instrumenta večje socialne povezanosti in za doseganje ekonomske vključenosti sedaj marginaliziranih urbanih skupin (zelena ekonomija kot socialna intervencija, okoljsko podjetništvo). Remediirana in revitalizirana tla bodo uporabna za pridelavo zdrave in varne hrane is s tem pomagala blažiti vse večje potrebe po hrani ko število ljudi narašča hkrati pa se manjšajo razpoložljive pridelovane površine zaradi urbanizacije in naravnih ter abtropogenih dejavnikov. Zelo malo okoljskih tehnologij je doživelo priznanje in uveljavitev na Evropskem trgu. V praksi še vedno prevladujejo običajni, netrajnostni pristopi. Glavni oviri za prevzem alternativnih okoljskih tehnologij sta pomanjkanje zaupanja in pomanjkanje znanja. Rezultati projekta bodo povečali zaupanje v novo tehnologijo remedicaije tal z demonstracijo procesa v velikem merilu ter demonstracijskim učinkom eksperimentalnih vrtov v dveh državah ter z aktivnim vključevanjem deležnikov v sam projekt.   Lokalni pomen za Mežiško dolino. S Pb onesnažena Mežiška dolina je dom več kot 6000 prebivalcem v treh mestih: Mežici, Črni in Žerjavu. Od leta 2007 poteka program sanacije za zmanjšanje nevarnosti zaradi onesnaženja. Program vključuje izobraževanje prebivalstva glede tveganja, izboljšanje higienskih standardov v šolah in vrtcih, asfaltiranje površin, mokrenje in čiščenje asfaltiranih površin ter čiščenje podstrešij in fasad. Kljub temu pa letni monitoring koncentracije kovin v krvi otrok med letoma 2007 in 2015 ni pokazal zmanjšanja števila otrok s koncentracijami večjimi od 10 µg dL-1. Konzervativna uporaba IUBK modela (Integrated Exposure Uptake Bio-kinetic model) je pokazala, da se po EDTA-remediaciji tal število lokacij, kjer lahko pričakujemo koncentracijo Pb v krvi otrok višjo do dovoljenih 10 µg dL-1 v Mežici in Črni zmanjša za 90 and 91%. Večina prebivalstva v Mežiški dolini obdeluje zelenjavne vrtičke: remediacija tal z EDTA bo omogočila varno pridelavo vrtnin.   Za Arnoldstein: Po več stoletjih emisij, ki so onesnažile stanovanjska območja, igrišča, parke, kmetijska in gozdna zemljišča je leta 1992 topilnica Pb in Zn v Arnoldsteinu prenehala obratovati. AIT GmbH (avstrijski partner) je izvedel več dolgoletnih poljskih eksperimentov imobilizacije strupenih kovin z različnimi dodatki tlom. Te rezultate bomo primerjali z rezultati pranja tal z EDTA in kombiniranega pranja/imobilizacije in bodo služili kot znanstvena osnova za nadaljnje odločitve glede sanacije območja.
Najpomembnejši znanstveni rezultati Zaključno poročilo
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati Zaključno poročilo
Zgodovina ogledov
Priljubljeno