Zemianske Kostoľany

Zemianske Kostoľany

Odkaliště Zemianske Kostoľany leží na Slovensku v okrese Prievidza v Trenčínském kraji v oblasti Handlovsko-novácké pánve, která je nevýznamnějším hnědouhelným ložiskem ve Slovenské republice. Od roku 2005 se těžba hornonitrianských dolů Prievidza pohybovala v rozmezí 1,9 – 2,3 mil. t uhlí, většina tohoto vytěženého uhlí se spotřebuje při výrobě elektrické energie, zejména v Elektrárně Nováky a.s. v Zemianskych Kostoľanech. Tato tepelná elektrárna svým výkonem 518 mW patří mezi významné dodavatele elektrické energie a tepla na Slovensku.

Odkaliště Zemianske Kostoľany bylo situováno nad obcí (Obr. 1) a byl zde ukládán odpad v podobě popílků, především tzv. úletový popel (fly ash), který vzniká spalováním vytěženého uhlí a lignitu. Elektrárenské popely představují významnou zátěž pro životní prostředí z hlediska zvýšené koncentrace různých nebezpečných chemických látek, zejména pro vysoký obsah toxických kovů a polokovů (As, Cd, Mo, Ni, Pb, Sb, Sn, U, V, Zn), organických polutantů a dalších pevných fází, jejichž mobilita a vyluhovatelnost do prostředí představuje vážné environmentální riziko.

Obr. 1 Mapa odkaliště Zemianske Kostoľany a pohled na odkaliště shora

K rozsáhlé kontaminaci území Zemianskych Kostoľan došlo po havárii v roce 1965, kdy se během období velmi intenzivních dešťů protrhla 40 m vysoká hráz původního (starého) odkaliště a došlo k zaplavení a plošnému znečistění okolního prostředí v odhadovaném rozsahu 19 000 ha, především k naplavení uloženého popela z odkaliště na okolní zemědělské půdy (Obr. 2).

 

Zemianske Kostoľany: Popolčeková tragédia z roku 1965 obrazom Dňa 26. mája 1965 sa v Zemianskych Kostoľanoch pretrhla hrádza s popolčekom. Pri tejto tragédii zahynuli štyria ľudia a občanom vznikli veľké materiálne škody. Do okolia a rieky Nitry sa ...

Obr. 2 Dobové snímky z havárie a záchranných prací v katastru obce Zemianske Kostoľany z května roku 1965 (převzato z archivu TASR, autor J. Valko)
Ze vzpomínek pamětníků: (a) „Při prvních pohybech z hráze, na níž tehdy pracovali dělníci, se zhroutila tatrovka. Následně začala unikat teplá hmota ze směsi popílku, vápna, ale i chemického odpadu, která měla velkou sílu, ničila vše, co jí stálo v cestě, tedy i domy“. (b) „Odklízení nánosů trvalo rok. z polí ho však nikdo neodvážel, je tam dodnes. Navezli na něj jen zeminu. Roste na ní vše, od trávy, přes stromy až po zeleninu.“

V rámci následných remediačních opatření byla vrstva naplaveného popela o výšce 1–2 m překryta cca 30–40 cm vrstvou heterogenní zeminy z různých zdrojů.

Environmentální zátěž pocházející z původního odkaliště byla identifikována při zpracování rizikové analýzy v roce 2008 a potvrzena v rámci podrobného průzkumu v letech 2009–2011. Lokalita Zemianske Kostoľany představuje nadále ekologicky zatížené území významně znečistěné elektrárenským popelem, které stále obsahuje velmi vysoké koncentrace arsenu (v některých místech dosahovaly hodnoty As až 1296 mg/kg).

Dlouhodobá expozice a selekční tlak zvýšených koncentrací toxických kovů, zejména arsenu, vyvolaly tvorbu specifických adaptovaných autochtonních mikroorganismů. Mikroorganismy byly izolovány z kontaminované půdy pod původním odkalištěm v lokalitě Zemianske Kostoľany, odkud byly odebrány čtyři vzorky z hloubky 0–15 cm (Z1, Z2, Z3, Z4) a jeden vzorek z hloubky 15–30 cm (Z5). Vzorek označený CE pochází ze zemědělské půdy – pole v katastru obce Čereňany nacházejícího se pod původním odkalištěm z hloubky 0–15 cm (Obr. 3, 4).

Obr. 3 Pohled na rekultivované kontaminované území – odběrové místo Z1, Z2, Z3, Z4, Z5 (odkaliště leží v horní části kopce)

 

Obr. 4 Odběrové místo CE v oblasti zemědělské půdy – pole v katastru obce Čereňany

Na základě analýz celkových obsahů prvků ve vzorcích půd (Tab. 1), ze kterých byly izolovány bakterie, bylo potvrzeno, že nejvýznamnějším kontaminantem půd je arsen, u kterého bylo zjištěno výrazné překročení limitních hodnot podle Zákona č. 220/2004 (Sbírka zákonů Slovenské republiky), a to u všech odebraných vzorků. Nejvyšší obsah As byl prokázán ve vzorku ZK5 (634 mg/kg), který představuje převážně popelový substrát. Výrazně překročené limitní koncentrace Hg byly zjištěny také v případě zemědělské půdy ze vzorku CE (1,67 mg/kg).

 

Tab. 1 Celkové obsahy rizikových prvků ve vzorcích z lokality Zemianske Kostoľany

Označení vzorku

Celkové obsahy rizikových prvků [mg/kg]
Cu Cd Zn As Hg

Z1

38,2

< 0,5

182

264

0,31

Z2

16,5

< 0,5

75

93

0,29

Z3

17,7

< 0,5

70

193

0,31

Z4

19,3

< 0,5

63

230

0,4

Z5

26,8

< 0,5

47

634

0,47

CE

18,7

< 0,5

45

377

1,67

 

Území lokality Zemianske Kostoľany představuje z mikrobiologického hlediska velmi zajímavou lokalitu, jejíž druhová diverzita je adaptována na výrazné antropogenní znečištění, především vůči vysokým koncentracím arsenu. Studium půdních mikroorganismů, které se v daných podmínkách nacházejí, a jejich podpora v rámci cílených bioremediací, je jednou z možných způsobů, jak tyto toxické prvky eliminovat.

 

Literatura z databáze VŠB – TU Ostrava:

PEŤKOVÁ, K., Ľ. JURKOVIČ a H. VOJTKOVÁ. Bioremediačný potenciál baktérií v uvoľňovaní arzénu z pochovaných elektrárenských popolov. Ostrava: VŠB – TU Ostrava, Institut environmentálního inženýrství, 2016. 150 s. ISBN 978-80-248-3999-8

ŠIMONOVIČOVÁ, A., K. PEŤKOVÁ, Ľ. JURKOVIČ, P. FERIANC, H. VOJTKOVÁ, M. REMENÁR, L.  KRAKOVÁ, D. PANGALLO, E. HILLER a S. ČERŇANSKÝ. Autochthonous microbiota in arsenic-bearing technosols from Zemianske Kostoľany (Slovakia) and its potential for bioleaching and biovolatilization of arsenic. Water, Air, and Soil Pollution. 2016, 227 (9), art. no. 336; DOI: 10.1007/s11270-016-3038-1

PEŤKOVÁ, K., H. VOJTKOVÁ, Ľ. JURKOVIČ, P. FERIANC a M. REMENÁR. Isolation and identification of bacteria isolates from arsenic contaminated anthroposoils. 14th International Multidisciplinary Scientific GeoConference SGEM 2014: 17-26. 6. 2014, Albena, Bulgaria. 2014, 1 (5), pp. 399-403; DOI: 10.5593/SGEM2014/B51/S20.054

VOJTKOVÁ, H. New strains of copper-resistant Pseudomonas bacteria isolated from anthropogenically polluted soils. 14th International Multidisciplinary Scientific GeoConference SGEM 2014: 17-26. 6. 2014, Albena, Bulgaria. 2014, 1 (6), pp. 451-457; DOI: 10.5593/sgem2014/b61/s25.062

PEŤKOVÁ, K., Ľ. JURKOVIČ, H. VOJTKOVÁ, M. REMENÁR, P. FERIANC, A. ŠIMONOVIČOVÁ, S. ČERŇANSKÝ, M. MOLNÁROVÁ, P. ŠOTTNÍK a Z. MÁJEKOVÁ. Zhodnotenie bioremediačného potenciálu vybraných pôdnych mikroorganizmov v odstraňovaní As z kontaminovaných pôd. Zborník vedeckých príspevkov z konferencie Geochémia 2014: 4.-5. 12. 2014, Bratislava. Bratislava: Štátny geologický ústav Dionýza Štúra, 2014, s. 154-157. ISBN 978-80-8174-002-2

VOJTKOVÁ, H., K. PEŤKOVÁ a Ľ. JURKOVIČ. Biochemical identification of bacteria Pseudomonas from anthropogenic sediments of Zemianske Kostoľany, Slovakia. 13th International Multidisciplinary Scientific GeoConference SGEM 2013: 16-22. 6. 2013, Albena, Bulgaria. 2013, 1, pp. 141-146; DOI: 10.5593/SGEM2013/BE5.V1/S20.019