a környezetvédelmi és vízügyi miniszter, valamint a belügyminiszter
C.23. AEROB ÉS ANAEROB ÁTALAKÍTÁS A TALAJBAN 1. MÓDSZER
Ez a vizs gá la ti mód szer az OECD TG 307 (2002) mód szer meg fe le lõ je.
1.1. Be ve ze tés
Ez a vizs gá la ti mód szer meg lé võ irány mu ta tá so kon ala pul (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9). Az en nél a vizs gá la ti mód -szer nél is mer te tett mód -szer cél ja a ve gyi anya gok ta laj ban zaj ló ae rob és ana e rob át ala kí tá sá nak ér té ke lé se. A kí sér le tek so rán meg ha tá roz ha tó (i) a vizs gá lan dó anyag át ala ku lá si se bes sé ge, va la mint (ii) azon át ala ku lá si ter mé kek jel le ge, il let ve ke let ke zé sé nek és el tû né sé nek se bes sé ge, ame lyek kel a nö vé nyek és ta laj la kó szer ve ze tek kap cso lat ba ke rül het -nek. Az ilyen vizs gá la tok ra olyan ve gyi anya gok ese té ben van szük ség, ame lye ket köz vet le nül a ta la jok ra hor da nak ki, vagy ame lyek va ló szí nû leg be ke rül nek a ta laj kör nye zet be. Az ilyen la bo ra tó ri u mi vizs gá la tok ered mé nyei a kap cso ló dó szán tó föl di vizs gá la tok min ta vé te li és elem zé si pro to koll ja i nak ki dol go zá sá hoz is fel hasz nál ha tók.
Az egy ta laj tí pus sal vég zett ae rob és ana e rob vizs gá la tok ál ta lá ban ele gen dõ ek az át ala kí tá si út vo na lak ér té ke lé sé hez (8) (10) (11). Az át ala ku lá si se bes sé ge ket leg alább há rom to váb bi ta laj ban meg kell ha tá roz ni (8) (10).
Az 1995ben az olasz or szá gi Bel gi ra te ban meg ren de zett, a ta la jok/üle dé kek ki vá lasz tá sá val kap cso la tos OECDmun ka ér te kez le ten (10) meg egye zés szü le tett az e vizs gá lat ban al kal ma zan dó ta la jok szá má ról és tí pu sá ról. A vizs gált ta laj tí pu sok nak rep re zen ta tív nak kell len ni ük azon kör nye ze ti fel té te lek vo nat ko zá sá ban, ahol a hasz ná lat vagy ki bo csá tás tör -té nik. Azo kat a ve gyi anya go kat pél dá ul, ame lyek ki bo csá tá sa a szub tró pu si-tró pu si ég haj la ton tör -tén het, Fer ra sol vagy Ni to sol (FAOrend szer) ta la jok kal kell vizs gál ni. A mun ka ér te kez le ten az ISO Út mu ta tó (15) alap ján aján lá so kat fo gal maz tak meg a ta laj min ták gyûj té sé vel, ke ze lé sé vel és tá ro lá sá val kap cso la to san is. En nél a mód szer nél esik szó a rizs -talajok al kal ma zá sá ról is.
1.2. Fo ga lom meg ha tá ro zá sok
»Vizs gá lan dó anyag«: bár mely anyag, le gyen az a ki in du lá si ve gyü let, vagy meg fe le lõ át ala ku lá si ter mék.
»Át ala ku lá si ter mé kek«: min den olyan anyag, amely a vizs gá lan dó anyag bi o ti kus vagy abi o ti kus át ala ku lá si re ak ci ói nyo mán ke let ke zik, be le ért ve a CO2-t, il let ve a meg kö tött ma rad vá nyok ban lévõ összes ter mék.
»Meg kö tött ma rad vá nyok«: A »meg kö tött ma rad vá nyok« a ta laj ban, nö vé nyek ben vagy ál la tok ban je len lé võ olyan ve gyü le tek, ame lyek a ki in du lá si ve gyü let vagy an nak anyag cse re ter mé ke(i)/át ala ku lá si ter mé kei for má já ban ext ra há lás után is a mát rix ban ma rad nak. Az ext rak ci ós mód szer alap já ban véve nem vál toz tat hat ja meg ma gu kat a ve gyü le te ket
vagy a mát rix szer ke ze tét. A kö tés jel le ge rész ben mát rix mó do sí tó ext rak ci ós mód sze rek, va la mint ki fi no mult ana li ti kai tech ni kák se gít sé gé vel tisz táz ha tó. Ez idá ig ko va lens, io nos és szorp ci ós kö té se ket, va la mint be zá ró dá so kat azo no sí tot -tak ilyen mó don. A meg kö tött ma rad vá nyok lét re jöt te ál ta lá nos ság ban szig ni fi kán san csök ken ti a bi o ló gi ai el ér he tõ sé get és bi o ló gi ai hoz zá fér he tõ sé get (12) [az IUPAC 1984-ben mó do sí tot ta (13)].
»Ae rob át ala ku lás«: mo le ku lá ris oxi gén je len lé té ben vég be me nõ re ak ci ók (14).
»Ana e rob át ala ku lás«: mo le ku lá ris oxi gén ki zá rá sá val vég be me nõ re ak ci ók (14).
»Ta laj«: ás vá nyi és szer ves ké mi ai kom po nen sek ke ve ré ke, ame lyek kö zül az utób bi ak ma gas szén- és nit ro gén tar tal mú, va la mint nagy mo le ku la sú lyú ve gyü le tek, ame lye ket apró élõ szer ve ze tek (fõ leg mik ro or ga niz mu sok) né pe sí te nek be.
A ta la jok két fé le ál la pot ban ke zel he tõk:
a) érin tet len ta la jok, kü lön fé le ta laj tí pu sok jel leg ze tes ré teg zõ dé sé vel, ahogy azok a múlt ban ki ala kul tak;
b) meg boly ga tott ta la jok, pél dá ul ahogy ál ta lá ban szán tó föl de ken ta lál ha tók, vagy ami kor ásás sal min tá kat vesz nek be lõ lük és e vizs gá la ti mód szer cél já ra azo kat fel hasz nál ják (14).
»Mi ne ra li zá ció«: a szer ves ve gyü le tek tel jes mér té kû le bom lá sa ae rob kö rül mé nyek kö zött CO2-vé és H2O-vá, il let ve ana e rob kö rül mé nyek kö zött CH4-gyé, CO2-vé és H2O-vá. E vizs gá la ti mód szer vo nat ko zá sá ban a 14C-je lölt ve gyü le tek al kal ma zá sa kor a mi ne ra li zá ció ki ter jedt le bom lást je lent, amely nek so rán egy je lölt szé na tom oxi dá ló dik, és meg fe le lõ mennyi sé gû 14CO2 sza ba dul fel (14).
»Fe le zé si idõ«: t0,5, a vizs gá lan dó anyag 50%-ának át ala ku lá sá hoz szük sé ges idõ, ha az át ala ku lás el sõ ren dû ki ne ti ká val le ír ha tó; a fe le zé si idõ füg get len a kon cent rá ci ó tól.
»DT50 (le bom lá si idõ 50)«: az az idõ tar tam, amely alatt a vizs gá lan dó anyag kon cent rá ci ó ja 50%-kal csök ken; ak kor nem azo nos a fe le zé si idõ vel (t0,5), ha az át ala ku lás nem el sõ ren dû ki ne ti kát kö vet.
»DT75 (le bom lá si idõ 75)«: az az idõ tar tam, amely alatt a vizs gá lan dó anyag kon cent rá ci ó ja 75%-kal csök ken.
»DT90 (le bom lá si idõ 90)«: az az idõ tar tam, amely alatt a vizs gá lan dó anyag kon cent rá ci ó ja 90%-kal csök ken.
1.3. Re fe ren cia anya gok
Az át ala ku lá si ter mé kek spekt ro szkó pi ás és kro ma to grá fi ás mód sze rek kel tör té nõ jel lem zé sé hez és/vagy azo no sí tá sá hoz re fe ren cia anya go kat kell al kal maz ni.
1.4. A vizs gá lat al kal maz ha tó sá ga
A mód szer min den ve gyi anyag hoz al kal maz ha tó (le gyen az nem je lölt vagy je lölt anyag), amely hez lé te zik kielégí tõen pon tos és ér zé keny ana li ti kai mód szer. Eny hén il lé kony, nem il lé kony, víz ben old ha tó és víz ben nem old ha tó ve -gyü le tek hez is al kal maz ha tó. A vizs gá lat nem al kal maz ha tó olyan ve gyi anya gok ra, ame lyek a ta laj ban nagy mér ték ben il lé ko nyak (pél dá ul gáz ala kú nö vény vé dõ sze rek, szer ves ol dó sze rek), és ezért nem le het õket a vizs gá lat kí sér le ti kö rül -mé nyei kö zött a ta laj ban tar ta ni.
1.5. A vizs gá lan dó anyag gal kap cso la tos in for má ci ók
Az át ala ku lás se bes sé gé nek mé ré sé re nem je lölt vagy je lölt vizs gá lan dó anyag is al kal maz ha tó. Je lölt anyag ra olyan -kor van szük ség, ha az át ala ku lás út vo na la it kí ván juk ta nul má nyoz ni vagy anyag mér le get kí vá nunk fel ál lí ta ni. A 14Cje -lö lés az aján lott, de más izo tó pok, így pél dá ul 13C, 15N, 3H vagy 32P is al kal maz ha tó. Amennyi re csak le het sé ges, a je lö lést a mo le ku la leg sta bi labb ré szén vagy ré sze in kell el he lyez ni1. A vizs gá lan dó anyag nak leg alább 95%-os tisz ta sá gú nak kell len nie.
A ta laj ban zaj ló ae rob és ana e rob át ala ku lás vizs gá la tá nak el vég zé se elõtt a vizs gá lan dó anyag gal kap cso lat ban az aláb bi in for má ci ók kal kell ren del kez ni:
a) old ha tó ság víz ben (A6. mód szer);
b) old ha tó ság szer ves ol dó sze rek ben;
c) gõz nyo más (A4. mód szer) és Henry-tör vény ál lan dó;
d) n-ok ta nol/víz meg osz lá si há nya dos (A8. mód szer);
e) ké mi ai sta bi li tás sö tét ben (hid ro lí zis) (C7. mód szer);
f) pKa, ha va la me lyik mo le ku la haj la mos a pro ton ál ódás ra vagy de pro ton ál ódás ra [112. szá mú OECD Irány mu ta tás]
(16).
1 Ha a vizs gá lan dó anyag pél dá ul egy gyû rût tar tal maz, ak kor ezt a gyû rût kell meg je löl ni; ha a vizs gá lan dó anyag két vagy több gyû rût is tar tal maz, kü lön vizs gá la tok ra le het szük ség az egyes je lölt gyû rûk sor sá nak meg is me ré sé hez, il let ve az át ala ku lá si ter mé kek ke let ke zé sé vel kap cso la tos in for má ci ók össze -gyûj té sé hez.
To váb bi hasz nos in for má ci ók le het nek a vizs gá lan dó anyag nak a ta laj la kó mik ro or ga niz mu sok ra gya ko rolt to xi ci tá -sá val kap cso la tos ada tok [C21. és C22. vizs gá la ti mód szer] (16).
A vizs gá lan dó anya gok és át ala ku lá si ter mé ke ik mennyi sé gi és mi nõ sé gi meg ha tá ro zá sá ra szol gá ló ana li ti kai mód sze -rek nek (köz tük az ext rak ci ós és gáz le kö tõ mód sze -rek nek) ren del ke zés re kell áll ni uk.
1.6. A vizs gá la ti mód szer elve
Ta laj min tá kat a vizs gá lan dó anyag gal kell ke zel ni, és el len õr zött la bo ra tó ri u mi kö rül mé nyek kö zött (ál lan dó hõ mér sék let és ta laj ned ves ség) sö tét ben, bio mé tertí pu sú lom bik ban vagy át fo lyá sos rend sze rek ben in ku bál ni kell õket. Meg fe le lõ idõ kö zön ként ta laj min tá kat kell ven ni, ame lyek ben ext ra há lás után meg kell ha tá roz ni a vizs gá lan dó anya got, il -let ve az át ala ku lá si ter mé ke ket. Meg fe le lõ ad szorp ci ós esz kö zök se gít sé gé vel il lé kony ter mé kek is gyûjt he tõk elem zés cél já ra. 14C-je lölt anya gok al kal ma zá sá val, a fej lõ dõ 14CO2 be fo gá sa után meg mér he tõk a vizs gá lan dó anyag kü lön fé le mi ne ra li zá ci ós se bes sé gei, és meg ál la pít ha tó az anyag mér leg, ezen be lül a le kö tött ma rad vá nyok kép zõ dé se is.
1.7. Mi nõ sé gi kö ve tel mé nyek 1.7.1. Vissza nye rés
A vizs gá lan dó anyag hoz zá adá sa után azon nal leg alább két má so la ti ta laj min tát ele mez ve meg kap ha tók az ana li ti kai mód szer is mé tel he tõ sé gé vel és a vizs gá lan dó anyag al kal ma zá sá ra szol gá ló el já rás egy sé ges sé gé vel kap cso la tos elsõ in for má ci ók. A kí sér le tek ké sõb bi sza ka szá ban a vissza nye ré se ket a vo nat ko zó anyag mér le gek ad ják. A vissza nye ré sek -nek je lölt ve gyü le tek ese té ben 90% és 110% kö zött (8), nem je lölt ve gyü le tek ese té ben pe dig 70% és 110% kö zött (3) kell mo zog ni uk.
1.7.2. Az ana li ti kai mód szer meg is mé tel he tõ sé ge és ér zé keny sé ge
A vizs gá lan dó anyag és át ala ku lá si ter mé kei mennyi sé gi meg ha tá ro zá sa vo nat ko zá sá ban (a ki in du lá si ext rak ci ós ha -té kony ság ki vé te lé vel) az ana li ti kai mód szer meg is mé tel he tõ sé ge az át ala ku lá si ter mé kek meg je le né sé hez ele gen dõ ideig tör té nõ in ku bá lás után ugyan an nak a ta laj ki vo nat nak két má so la ti min tá ban tör té nõ mé ré sé vel el len õriz he tõ.
Az adott vizs gá lan dó anyag ra és át ala ku lá si ter mé ke i re az ana li ti kai mód szer ki mu tat ha tó sá gi ha tár ér té ké nek (LOD) leg alább 0,01 mg × kg–1 ta laj (mint vizs gá lan dó anyag), vagy – ha az a ki sebb – az al kal ma zott dó zis 1%-ának kell len nie.
Meg kell ha tá roz ni to váb bá a mennyi sé gi meg ha tá ro zás ha tár ér té két (LOQ) is.
1.7.3. Az át ala ku lá si ada tok pon tos sá ga
Ha a vizs gá lan dó anyag kon cent rá ci ó ját az idõ függ vé nyé ben reg resszi ós ana lí zis nek ve tik alá, ak kor meg fe le lõ in for má -ci ók nyer he tõk az át ala ku lá si gör be meg bíz ha tó sá gá ról, és le he tõ vé vá lik a kon fi den -cia ha tá rok ki szá mí tá sa a fe le zé si idõk höz (psze u do-el sõ ren dû ki ne ti ka ese tén) vagy a DT50-ér té kek hez, il let ve adott eset ben a DT75- és DT90-ér té kek hez is.
1.8. A vizs gá la ti mód szer le írá sa 1.8.1. Be ren de zés és re a gen sek
Az in ku bá ló rend sze rek sta ti kus, zárt rend sze rek bõl vagy meg fe le lõ át fo lyá sos rend sze rek bõl áll nak (7) (17). Meg fe le lõ át fo lyá sos ta la jin ku bá ló be ren de zé sek re és bio mé ter-tí pu sú lom bi kok ra az 1., il let ve 2. áb rán lát ha tók pél dák. Mind két in ku bá ló-rend szer nek meg van nak az elõ nyei és kor lá tai (7) (17).
Szab vá nyos la bo ra tó ri u mi esz kö zök re van szük ség, kü lö nö sen a kö vet ke zõk re:
– ana li ti kai mû sze rek, pél dá ul GLC-, HPLC-, TLC-be ren de zés, ezen be lül a ra dio ak tí van je lölt vagy nem je lölt anya gok ana lí zi sé re vagy a for dí tott izo tóp hí gí tá si mód szer hez al kal maz ha tó meg fe le lõ de tek tá ló rend sze rek;
– mi nõ sé gi meg ha tá ro zás ra al kal maz ha tó mû sze rek (pél dá ul MS, GC-MS, HPLC-MS, NMR stb.);
– fo lya dék szcin til lá ci ós szám lá ló;
– oxi dá ló szer a ra dio ak tív anya gok el ége té sé hez;
– cent ri fu ga;
– ext rak ci ós ké szü lék (pél dá ul cent ri fu ga csö vek hi deg ext ra há lás hoz és Soxh let-ké szü lék ref lux alatt vég zett foly to nos ext ra há lás hoz);
– ol da tok és ki vo na tok tö mé nyí té sé re szol gá ló be ren de zé sek (pl. ro tá ci ós eva po rá tor);
– víz für dõ;
– me cha ni kai ke ve rõ esz kö zök (pl. da gasz tó gép, ro tá ci ós ke ve rõ).
Az al kal ma zott ké mi ai re a gen sek pél dá ul az aláb bi ak:
– NaOH, ana li ti kai mi nõ sé gû, 2 mol dm–3, vagy más meg fe le lõ bá zis (pl. KOH, eta no la min);
– H2SO4, ana li ti kai mi nõ sé gû, 0,05 mol × dm–3; – eti lén-gli kol, ana li ti kai mi nõ sé gû;
– szi lárd ad szorp ci ós anya gok, pél dá ul nát ron mész és po li u re tán du gók;
– szer ves ol dó sze rek, ana li ti kai mi nõ sé gû, pél dá ul ace ton, me ta nol stb.;
– szcin til lá ci ós fo lya dék.
1.8.2. A vizs gá lan dó anyag al kal ma zá sa
A vizs gá lan dó anyag ta laj hoz adá sá hoz és ab ban tör té nõ el osz la tá sá hoz azt elõ ször fel kell ol da ni (ion cse rélt vagy desz til lált) víz ben vagy ha szük sé ges, mi ni má lis mennyi sé gû ace ton ban vagy más szer ves ol dó szer ben (6), amely ben a vizs gá lan dó anyag kel lõ en old ha tó és sta bil. A ki vá lasz tott ol dó szer mennyi sé ge azon ban nem gya ko rol hat szig ni fi káns ha tá so kat a ta laj mik ro bi á lis ak ti vi tá sá ra (lásd az 1.5. és az 1.9.2.–1.9.3. sza kaszt). Ke rül ni kell az olyan ol dó sze rek, pél dá ul a klo ro form, a di klórme tán és egyéb ha lo gé ne zett ol dó sze rek al kal ma zá sát, ame lyek gá tol ják a mik ro bi á lis akti -vitást.
A vizs gá lan dó anyag szi lárd for má ban, pél dá ul kvarc ho mok kal ke ver ve (6) vagy elég szá raz és ste ri le zett, kis tér fo ga tú teszt ta lajrész min tá ban is a ta laj hoz ad ha tó. Ha a vizs gá lan dó anya got ol dó szer al kal ma zá sá val ad juk a ta laj hoz, az ol dó -szer nek el kell pá ro log nia a vizs gá lan dó anyag gal ke zelt rész min ta ere de ti, nem ste ril ta laj min tá hoz tör té nõ hoz zá adá sa elõtt.
Ál ta lá nos ve gyi anya gok ese té ben, ame lyek nél a ta laj ba való be ju tás fõ út vo na la a szenny víz iszap vagy a me zõ gaz da -sá gi te vé keny sé gek, a vizs gá lan dó anya got elõ ször iszap hoz kell ke ver ni, és eb ben a for má ban kell a ta laj min tá ba jut tat ni (lásd az 1.9.2. és az 1.9.3. sza kaszt).
A for mu lá zott ter mé kek al kal ma zá sa ál ta lá ban nem aján lott. A rosszul ol dó dó vizs gá lan dó anya gok ese té ben azon ban meg fe le lõ al ter na tí va le het a for mu lá zott anyag al kal ma zá sa.
1.8.3. Ta la jok
1.8.3.1. A ta laj ki vá lasz tá sa
Az át ala ku lá si út vo nal meg ha tá ro zá sá hoz rep re zen ta tív ta la jok al kal maz ha tók, így pél dá ul aján lott az olyan ho mo kos vá lyog vagy isza pos vá lyog vagy vá lyog, vagy a vá lyo gos ho mok [a FAO és az USDA osz tá lyo zá sa sze rint (18)], amely nek pHja 5,5 és 8,0 kö zöt ti, szer ves széntar tal ma 0,5–2,5%, mik ro bi á lis bio masszá ja pe dig leg alább a tel jes szer ves -szén-tar ta lom 1%-ának meg fe le lõ (10).
Az át ala ku lá si se bes ség vizs gá la tok hoz leg alább há rom to váb bi olyan ta lajt kell al kal maz ni, ame lyek jól rep re zen tál nak egy sor meg fe le lõ ta laj tí pust. A kü lön fé le ta la jok ban el té rõ nek kell len ni ük a szer ves széntar ta lom, a pH, az agyag
Az át ala ku lá si se bes ség vizs gá la tok hoz leg alább há rom to váb bi olyan ta lajt kell al kal maz ni, ame lyek jól rep re zen tál nak egy sor meg fe le lõ ta laj tí pust. A kü lön fé le ta la jok ban el té rõ nek kell len ni ük a szer ves széntar ta lom, a pH, az agyag