Kovine so v okolju prisotne že naravno, antropogeno pa se širijo predvsem preko uporabe v industriji, v domači uporabi, kmetijstvu, medicini in tehnoloških procesih, pri odlaganju odpadkov ter preko kurišč in v prometu. V tleh se kovine vključujejo v številne procese, prehajajo v rastline in preko zaužitih živil v prehranjevalno verigo.

Kadmij (Cd) je naravno prisoten v različnih spojinah v zemeljski skorji, skupaj s cinkom in svincem v sulfidnih rudah. Večino ga pridobijo med pridobivanjem cinka. Uporablja se predvsem za zaščito proti koroziji jekla. Kadmijev sulfid in selenid se običajno uporabljata kot pigmenta v plastiki. Kadmijeve spojine se uporabljajo v električnih baterijah, elektronskih komponentah in jedrskih reaktorjih. Glavni vir širše onesnaženosti okolja s kadmijem so gnojila, pridobljena iz fosfatnih rud. V okolje pride tudi preko odpadnih vod, zgorevanja fosilnih goriv ali odpadkov. Pronica lahko v podzemno vodo.
Človek je kadmiju izpostavljen prek zraka, pitne vode in hrane. Izpostavljenost prek zraka je večja na industrijskih območjih in pri kadilcih. Povečane koncentracije kadmija v pitni vodi so običajno posledica onesnaženosti vodnih virov ali uporabe neustreznih materialov, ki prihajajo v stik s pitno vodo (nečistoče v pocinkanih ceveh, spojkah, grelnikih ali hladilnikih vode, pipah…). Na sproščanje kadmija pa dodatno lahko vpliva povečana kislost vode, npr. pri uporabi deževnice. Prisotnost kadmija v hrani je posledica onesnaženosti tal in vode tako iz naravnih virov kot iz antropogenih dejavnosti. Kadmij v zemlji in vodi prehaja v rastline in vodne organizme ter se akumulira v prehranski verigi.

V Evropi so glavni prehranski viri kadmija žita, zrnje, zelenjava, oreščki, stročnice in živalska drobovina.

Povprečne vsebnosti kadmija v rastlinah so pod 0,1 mg/kg. Več kadmija (od 0,2 do 2 mg/kg) se nahaja v gobah, oljnih semenih in kakavovih zrnih, največje koncentracije so bile najdene v morskih algah, ribah in morskih sadežih ter v živilih za posebne prehranske namene. V mesu živali je vsebnost kadmija po navadi pod 0,01, medtem ko so koncentracije v ledvicah in jetrih višje (tudi nad 3 mg/kg), saj se kadmij nalaga v ledvicah in jetrih. Vir izpostavljenosti lahko predstavlja tudi uporaba glaziranih keramičnih posod za shranjevanje in pripravo živil. Pri nekadilcih predstavljajo glavni vir vnosa kadmija v telo živila. Večina zaužitega kadmija se prek prebavnega trakta izloči iz telesa. Vsrkavanje je odvisno od oblike zaužitega kadmija, pogostnosti in količine vnosa, starosti posameznika in kombinacije živil. Na večjo stopnjo vsrkavanja vpliva tudi nizka koncentracije železa v krvi.

ODSTRANJEVANJE KOVIN IZ TAL S POMOČJO RASTLIN

Onesnaženje tal s težkimi kovinami traja desettisočletja in je z vidika človekove civilizacije praktično trajno. Težke kovine zelo težko odstranimo iz tal. Postopki so lahko: zelo dolgotrajni (10, 20 in več let) v primeru fitoremediacije. Fitoremediacija je odstranjevanje kovin iz tal s pomočjo rastlin, ki kovine iz tal odvzamejo in s tem sčasoma zmanjšujemo koncentracijo kovin v tleh. Rastline, potem ko so prevzele kovine iz tal pospravimo in največkrat energetsko izrabimo v sistemih z učinkovitimi filtri, ki izločijo kovine iz dimnih plinov. Pri onesnaženju tal s težkimi kovinami je treba upoštevati, da so nekatere težke kovine [bor (B), cink (Zn), baker (Cu), mangan (Mn), molibden (Mo) tudi mikrohranila – rastline (in seveda živali ter človek) jih nujno potrebujejo za svoj razvoj, a le v majhnih količinah. Pri povečanih količinah v tleh pa te kovine delujejo kot onesnaževala. Težke kovine so naravno prisotne v tleh v manjših, lahko pa tudi večjih količinah. Nekatere rastline odvzamejo težke kovine v večji, druge pa v manjši meri. Hiperakumulatorji pa so rastline, ki lahko rastejo na tleh z zelo visokimi koncentracijami kovin, absorbirajo te kovine skozi korenine in jih koncentrirajo v svojih tkivih. Hiperakumulatorje uporabimo za fitoremediacijo tal. Težke kovine se ne koncentrirajo v vseh užitnih delih rastlin enako. Večje vsebnosti težkih kovin so v listih solate in manjše vsebnosti v plodovih paradižnika.

V listih so koncentracije težkih kovin večje, v korenih manjše in plodovih najmanjše.

Rastline se razlikujejo glede na to, kako tolerantne so na velike koncentracije težkih kovin. Rastline, ki lahko prenesejo velike koncentracije težkih kovin v njihovih nadzemnih delih, imenujemo hiperakumulatorji. Do sedaj so odkrili in preučili že več kot 400 vrst iz rodov Brassica, Alyssum, Arabidopis in Petrisis (Roosens s sod., 2003). Večina hiperakumulatorjev je selektivnih za en element in niso uspešni na rastiščih z vsebnostjo več težkih kovin. Problem, ki se pojavlja je, da so hiperakumulatorji rastline, ki rastejo počasi in imajo majhen letni prirastek. Zato v svetu intenzivno poteka iskanje ustreznih hitreje rastočih rastlin-kandidatk za uporabo pri fitoremediaciji. Ena od možnih kandidatk je tudi oljna ogrščica.

OLJNA OGRŠČICA ZA FITOREMEDIACIJO TEŽKIH KOVIN

Oljna ogrščica predstavlja z vsemi drugimi uporabnimi lastnostmi primerno rastlinsko vrsto za in situ fitoremediacijo težkih kovin predvsem na srednje ali malo onesnaženih območjih, kjer rast rastlin zaradi težkih kovin ni oslabljena. Remediacija onesnažene zemlje je nujno potrebna za sonaravni in trajnostni razvoj kmetijskih površin. Oljna ogrščica ima fitoekstrakcijski potencial za izločanje kompleksov težkih kovin skozi talni profil. Za fitoremediacijo onesnaženih tal se uporabljajo hitro rastoče rastline, ki so toksitolerantne in jih uporabljajo na onesnaženih območjih v središčih mest, industrijskih področjih in ob cestah. Snovna in energijska izraba oljne ogrščice (med, jedilno olje, tehnično olje, biodizel, podorina kot zeleno gnojilo in biomasa) je odvisna od vsebnosti kovin v njenih delih.

OBČASEN PRESEŽEN VNOS KADMIJANAJ NE BI OGROZIL ZDRAVJE

Tveganja za človekovo zdravje zaradi onesnaženosti tal je odvisno od izpostavljenosti in poti kovine v človekovo telo. Pri oceni tveganj prehoda težkih kovin v človeka preko hrane je treba upoštevati specifične sposobnosti rastlin za odvzem težkih kovin iz tal in različne akumulacije težkih kovin v užitnih delih rastlin.
Mejna vrednost kadmija v rastlinah je 0,1 mg na kilogram, vzorec korenčka iz Gorenjske je vseboval 0,19 miligrama na kilogram, vzorec iz Dolenjske pa 0,57 miligrama na kilogram. Na Nacionalnem inštitutu za javno zdravje mirijo, da občasen presežen vnos kadmija naj ne bi ogrozil zdravje, težava bi nastala, če bi se takšni vnosi vrstili več let ali desetletij.

Visok vnos kadmija lahko moti metabolizem kalcija, česar posledica je osteomalacija (zmanjšana mineralizacija in mehčanje kosti) ali osteoporoza (izguba gostote in krhkost kosti). Njegov vnos je povezan s povečanim tveganjem za razvoj raka pljuč, materničnega vratu, mehurja in dojk. Dolgotrajno izpostavljenost pa povezujejo tudi s povišanim krvnim tlakom in sladkorno boleznijo.

TRAJNOSTNA RABA IN OBNOVA TAL

Na evropski ravni se je v okviru strateškega dokumenta Evropske komisije Zeleni dogovor in strategije EU za
biotsko raznovrstnost do leta 2030 pripravila nova Strategija EU za tla do leta 2030. Njena vizija je, da so do leta 2050 vsi ekosistemi tal v EU v zdravem stanju in s tem bolj odporni. Do takrat bodo zaščita, trajnostna raba in obnova tal postali norma. Program monitoringa kakovosti tal za obdobje od 2022 do 2026 je pripravljen v skladu z nacionalno zakonodajo ob upoštevanju usmeritev, ki izhajajo iz dokumentov na ravni Evropske unije.

V okviru različne rabe tal se je za določanje vzorčnih mest na območjih kmetijskih zemljišč upoštevalo, da gre
za območja, kjer se pridelujejo rastline za prehrano ljudi ali živali ali se zadržuje ali filtrira voda v podzemno vodo, ki je namenjena za oskrbo s pitno vodo. Med območja kmetijskih zemljišč so uvrščene tudi površine za vrtičkarstvo, namenjene pridelavi rastlin za prehrano ljudi, ali sadni ali zelenjavni vrtovi ne glede na namensko ali dejansko rabo prostora in ne glede na njegovo velikost.