Meritve fizikalno-kemijskih in bioloških lastnosti tal

Opis predmeta

Seznanitev s standardi s področja meritev fizikalno-kemijskih in bioloških lastnosti tal in talne vode. Načini in-situ vzorčenja tal in talne vode v različni globinah in glede na namen raziskave. Orodja in problemi povezani z vzorčenjem (reprezentativnost, ponovljivost).

Metode osnovne pedološke analize tal: pH tal, tekstura tal, struktura tal, organska snov tal, kationska izmenjalna kapaciteta tal.

Fizikalne lastnosti trdne faze (lastnosti primarnih delcev, strukturne značilnosti), tekoča faza (voda, količina vode, energijsko stanje vode) in interakcije. Možne poglobljene vsebine: Dinamika tekočin v poroznem mediju (nasičen in nenasičen tok), evaporacija iz poroznega medija, infiltracija, sledila (onesnaževala) v poroznem mediju, prenos osnesnaževal (konvekcijsko disperzijska enačba), gibanje multifazne tekočine, zaslanjevanje tal, toplota tal ter metode merjenja erozije. Kemijske meritve: vsebnost mikro in makro hranil ter onesnažil v tleh, sekvenčne ekstrakcije in frakcionacija kovin v tleh, testi mobilnosti onesnažil v tleh (toksično značilno izpiranje), in vitro metode določevanja biološke dostopnosti hranil in onesnažil v tleh (fiziološko pogojeni ekstrakcijski testi, ekstrakcija z ligandi).

Biološke in biokemijske metode: metode določevanja mikrobne aktivnosti v tleh (respiracija, dehidrogenazna aktivnost), metode določevanja mikrobne biomase v tleh, ugotavljanje strukture mikrobnih populacij v tleh (fosfolipidi maščobnih kislin, izolacija DNK), specifične encimske aktivnosti v tleh, in vivo metode določevanja biodostopnosti hranil in onesnažil.

Cilji in kompetence

Kakovost tal je pomemben pogoj za trajnostno (npr. kmetijsko) rabo tal ter pri raziskavah tal kot naravnega vira. Slušatelj spozna metode za določevanja tistih fizikalno-kemijskih in bioloških lastnosti tal ter talne raztopine, ki so pomembni pokazatelji procesov v tleh in funkcioniranja tal. Slušatelj pridobi praktične izkušnje z merilnimi metodami.

Metode poučevanja in učenja

Predavanja, seminarji, laboratorijske vaje, samostojno delo

Predvideni študijski rezultati

Znanje in razumevanje:

Slušatelj se nauči izbrati in pravilno uporabiti primerno metodo za merjenje in  ugotavljanje lastnosti tal, procesov, funkcioniranja in indikatorjev kakovosti tal pri raziskavah trajnostne rabe tal v kmetijstvu, oceni tveganja in remediaciji onesnaženih tal, pri ekoloških, eko-toksikoloških in drugih raziskavah talnega ekosistema. Slušatelj se nauči rezultate meritev kritično vrednotiti in jih interpretirati v povezavi z drugimi pridobljenimi in danimi podatki.

Reference nosilca

Domen Leštan:

1. UDOVIČ, Metka, DROBNE, Damjana, LEŠTAN, Domen. An in vivo invertebrate bioassay of Pb, Zn and Cd stabilization in contaminated soil. Chemosphere, ISSN 0045-6535. [Print ed.], 2013, vol. 92, issue 9, str. 1105-1110. http://dx.doi.org/10.1016/j.chemosphere.2013.01.054, doi: 10.1016/j.chemosphere.2013.01.054. [COBISS.SI-ID 7458425]

2. JELUŠIČ, Maša, GRČMAN, Helena, VODNIK, Dominik, SUHADOLC, Marjetka, LEŠTAN, Domen. Functioning of metal contaminated garden soil after remediation. Environmental pollution, ISSN 0269-7491. [Print ed.], 2013, vol. 174, str. 63-70. http://dx.doi.org/10.1016/j.envpol.2012.10.027. [COBISS.SI-ID 7368313]

3. VOGLAR, Grega E., LEŠTAN, Domen. Equilibrium leaching of toxic elements from cement stabilized soil. Journal of hazardous materials, ISSN 0304-3894. [Print ed.], 2013, vol. 246-247, str. 18-25. http://dx.doi.org/10.1016/j.jhazmat.2012.11.058, doi: 10.1016/j.jhazmat.2012.11.058. [COBISS.SI-ID 7367801]

4. POCIECHA, Maja, LEŠTAN, Domen. Recycling of EDTA solution after soil washing of Pb, Yn, Cd and As contaminated soil. Chemosphere, ISSN 0045-6535. [Print ed.], 2012, vol. 86, issue 8, str. 843-846. http://dx.doi.org/10.1016/j.chemosphere.2011.11.004, doi: 10.1016/j.chemosphere.2011.11.004. [COBISS.SI-ID 6904441]

5. UDOVIČ, Metka, LEŠTAN, Domen. EDTA and HCl leaching of calcareous and acidic soils polluted with potentially toxic metals: Remediation efficiency and soil impact. Chemosphere, ISSN 0045-6535. [Print ed.], 2012, vol. 88, issue 6, str. 718-724. http://dx.doi.org/10.1016/j.chemosphere.2012.04.040, doi: 10.1016/j.chemosphere.2012.04.040. [COBISS.SI-ID 7132025]

6. POCIECHA, Maja, LEŠTAN, Domen. Novel EDTA and process water recycling method after soil washing of multi-metal contaminated soil. Journal of hazardous materials, ISSN 0304-3894. [Print ed.], 2012, vol. 201-202, str. 273-279, ilustr. http://dx.doi.org/10.1016/j.jhazmat.2011.11.092, doi: 10.1016/j.jhazmat.2011.11.092. [COBISS.SI-ID 6927993]

Zupanc Vesna:

1.         ZUPANC, Vesna, KASTELEC, Damijana, LEŠTAN, Domen, GRČMAN, Helena. Soil physical characteristics after EDTA washing and amendment with inorganic and organic additives. Environmental pollution, ISSN 0269-7491. [Print ed.], 2014, vol. 186, str. 56-62. [COBISS.SI-ID 7833977]

2.         MABIT, Lionel, DORNHOFER, Patcharin, MARTIN, Paul, TOLOZA, Arsenio, ZUPANC, Vesna. Depth distribution of selected geogenic radionuclides (40K, 226Ra, 232Th) and anthropogenic 137Cs in an undistributed forest soil in East Slovenia. Indian Journal of Pure & Applied Physics, ISSN 0019-5596, 2012, vol. 50, no. 1, str. 45-48. [COBISS.SI-ID 6985081]

3.         ZUPANC, Vesna, BURNIK ŠTURM, Martina, LOJEN, Sonja, KACJAN-MARŠIĆ, Nina, ADU-GYAMFI, Joseph, BRAČIČ-ŽELEZNIK, Branka, URBANC, Janko, PINTAR, Marina. Nitrate leaching under vegetable field above a shallow aquifer in Slovenia. Agriculture, ecosystems & environment, ISSN 0167-8809. [Print ed.], 2011, vol. 144, issue 1, str. 167-174, ilustr. http://dx.doi.org/10.1016/j.agee.2011.08.014, doi: 10.1016/j.agee.2011.08.014. [COBISS.SI-ID 6820217]

4.         MABIT, Lionel, MARTIN, Paul, JANKONG, Patcharin, TOLOZA, Arsenio, PADILLA-ALVAREZ, Roman, ZUPANC, Vesna. Establishment of control site baseline data for erosion studies using radionuclides: a case study in East Slovenia. Journal of Environmental Radioactivity, ISSN 0265-931X. [Print ed.], 2010, vol. 101, no. 10, str. 854-863. http://dx.doi.org/10.1016/j.jenvrad.2010.05.008, doi: 10.1016/j.jenvrad.2010.05.008. [COBISS.SI-ID 6323321]

5.         ZUPANČIČ JUSTIN, Maja, PAJK, Nastja, ZUPANC, Vesna, ZUPANČIČ, Marija. Phytoremediation of landfill leachate and compost wastewater by irrigation of Populus and Salix : Biomass and growth response. Waste management, ISSN 0956-053X. [Print ed.], 2010, letn. 30, str. 1032-1042, doi: 10.1016/j.wasman.2010.02.013. [COBISS.SI-ID 26762969]

6.         ZUPANC, Vesna, ZUPANČIČ JUSTIN, Maja. Changes in soil characteristics during landfill leachate irrigation of Populus deltoides. Waste management, ISSN 0956-053X. [Print ed.], 2010, vol. 30, issue 11, str. 2130-2136. http://dx.doi.org/10.1016/j.wasman.2010.05.004, doi: 10.1016/j.wasman.2010.05.004. [COBISS.SI-ID 6323577]

Temeljni viri in literatura

Alef K., Nannipieri P. 1995. Methods in Applied Soil Microbiology and Biochemistry. Academic Press,San Diego (izbrana poglavja / selected chapters)

Naldu R. 2008. Chemical bioavailability. Elsevier, Amsterdam (izbrana poglavja / selected chapters)

Wilson N. 1995. Soil Water and Ground Water Sampling. London, Lewis Publishers: 188 s. (izbrana poglavja / selected chapters)

Rowell. D.L. 1994. Soil Science. Methods and application. Longman Scientific & Techical,: 350 s. (izbrana poglavja / selected chapters)

Dean, J.R. 2007.Bioavailability, bioaccessibility and mobility of environmental contaminants. John Wiley & Sons.Ltd., Chichester, (izbrana poglavja / selected chapters)

Jacob H. Dane, Clarke Topp 2002. Methods of Soil Analysis. Part 4. Physical Methods (Soil Science Society of America Book Series, Vol. 5), (izbrana poglavja / selected chapters)

William A. Jury, Robert Horton 2004. Soil Physics. Sixth Edition. (izbrana poglavja / selected chapters)

Jacob Bear 1988. Dynamics of fluids in porous media, Dover publications, Inc. New York (izbrana poglavja / selected chapters)