UNIVERZA V LJUBLJANI NARAVOSLOVNOTEHNIŠKA FAKULTETA MAGISTRSKO DELO TEJA RAMŠAK

Transcription

1 UNIVERZA V LJUBLJANI NARAVOSLOVNOTEHNIŠKA FAKULTETA MAGISTRSKO DELO TEJA RAMŠAK LJUBLJANA 2017

2 UNIVERZA V LJUBLJANI NARAVOSLOVNOTEHNIŠKA FAKULTETA ODDELEK ZA GEOLOGIJO RAZISKAVE MOBILNOSTI KOVIN V SOLINSKEM BLATU IZ SEČOVELJSKIH SOLIN MAGISTRSKO DELO TEJA RAMŠAK LJUBLJANA, SEPTEMBER 2017

3 UNIVERSITY OF LJUBLJANA FACULTY OF NATURAL SCIENCES AND ENGINEERING DEPARTMENT OF GEOLOGY METAL MOBILITY RESEARCH IN SALINE MUD FROM SEČOVLJE SALINA MASTER s THESIS TEJA RAMŠAK LJUBLJANA, SEPTEMBER 2017

4 PODATKI O MAGISTRSKEM DELU Število listov: 90 Število strani: 73 Število slik: 34 Število preglednic:15 Število literaturnih virov: 88 Število prilog: / Študijski program: 2. Bolonjska stopnja študijskega programa Geologija Smer: Geookolje in geomateriali Komisija za zagovor magistrskega dela: 1 Predsednik: izr. prof. dr. Matej Dolenec Mentorica: doc. dr. Nastja Rogan Šmuc Somentorica: izr. prof. dr. Nives Kovač Članica: izr. prof. dr. Nina Zupančič Delovni somentor: / Ljubljana, : 2 i

5 ZAHVALA Zahvaljujem se obema mentoricama dr. Nives Kovač in dr. Nastji Rogan Šmuc, ki sta me vodili, usmerjali in dali vso strokovno pomoč in podporo. Hvala tudi vsem iz Morske Biološke postaje, ki so kakor koli pripomogli k izdelavi magistrske naloge. Še posebej hvala dr. Neli Glavaš, dr. Katji Klun in dr. Janji France, ki so mi pomagale pri laboratorijskem delu eksperimenta. Hvala tudi vsem iz oddelka za Geologijo, ki so pomagali pri analiziranju vzorcev. Hvala mojima staršema, da sta mi omogočila študij in vsej moji družini, ki ste me ves čas podpirali in spodbujali. Nazadnje velika hvala mojemu Andreju, ki verjameš vame in mi daješ smisel v življenju. ii

6 IZVLEČEK Sečoveljske soline so v svetovnem merilu edinstvene. Z aktivno pridelavo soli na petoli veljajo za območje, kjer je bilo izvedeno veliko raziskav flore in favne, le malo raziskav pa je bilo namenjeno študiju in aplikativni uporabi solinskega blata. V splošnem imajo vzorci solinskega blata (iz različnih lokacij/vzorčnih mest) zelo podobno mineralno in geokemično sestavo. To nakazuje na širšo potencialno možnost zajema solinskega blata kot vhodne surovine za balneoterapevtske namene. Za razumevanje celotnega sistema ionske izmenjave med tekočo in trdno fazo smo v magistrskem delu raziskali variabilnosti elementne sestave solinskega blata, slanice in porne vode blata, ki predstavljajo pomembne lastnosti za terapevtsko uporabo peloidov. Pri tem imajo seveda glavno vlogo težke kovine in polkovine ter sledne prvine, ki so prisotne v solinskem blatu in slanici ter imajo zmožnost njihovega izluževanja pri uporabi blata za balneoterapevtske oz. peloterapevske namene. Rezultati so pokazali, da slanost in zorenje blata ne vplivata na mineralno sestavo solinskega blata. Vplivata na mobilnost kovin, saj se pri višji slanosti slanice (27,5 Bé = 27,2 S %), ki jo dosežejo Sečoveljske soline v poletni sezoni, vsebnost težkih kovin in polkovin ter sledne prvine v solinskem blatu zmanjšajo in zato povečajo v vodni fazi. Cr v trdni fazi iz 112 mg kg -1 pade na 93 mg kg -1 ob koncu eksperimenta (t k ), prav tako Ni iz 77,3 mg kg -1 pade na 68,3 mg kg -1 ob t k. Izračunani faktor obogatitve (EF) je bil pri elementih Ba, Mn in Sr pod vrednostjo 1, kar pomeni, da solinsko blato ni obogateno s temi tremi elementi. Pri elementih As, Co, Cr, Cu, Ni, Pb, Zn so bile vrednosti faktorja obogatitve povsod nižje od 3, kar pomeni, da ima solinsko blato manjšo obogatitev z navedenimi elementi. Ključne besede: Sečoveljske soline, mobilnost težkih kovin, solinsko blato, slanica, laboratorijski eksperiment iii

7 ABSTRACT Sečovlje Salina is in worldwide unique places. Saline sediment (saline healing mud or fango ) from the Sečovlje Salina is traditionally used in the coastal health resorts as a virgin material for medical treatment, wellness and relax purposes. Therapeutic qualities of the healing mud depends on its mineralogical composition and physical, mineralogical, geochemical and biological properties. Their microbial and potentially toxic elements contamination are the most important features affecting user safety. However, the degree of metal toxicity (and its regulation) for natural healing mud is still under discussion. Therefore, the influence of the overlying water salinity on the mobility of heavy metals (and some other geochemical characteristics) was studied for saline sediment of the Sečovlje Salina. Experiments takes place in eight tanks under defined conditions i.e. at day (21 C): night (16 C) cycle for three months. Sediment, sampled in Sečovlje Salina, was covered with water of different salinities and mixed/stirred every week during the experimental period. Salinity and maturation of sediment does not significantly affect its mineral composition. In the water phase, concentrations of most elements (As, Ba, Cu, Mo, Mn, Ni, Sr, Sb) rise from the beginning to the end of the experiment, whereas the heavy metals (potentially toxic elements) decreasing trend in sediment was observed at that time. Enrichment factor (EF) was under 1 value for Ba, Sr, Mn, which means that the salt mud is not enriched with stated elements. Elements Co, Cr, Cu, Ni, Pb, Zn had EF value under 3, which means that sediments have small enrichment with these elements. Keywords: Sečovlje Salina, elements mobility, saline sediment, brine, laboratory experiment iv

8 ŠIRŠI POVZETEK VSEBINE Sečoveljske soline so del Krajinskega parka Sečoveljskih solin. Ležijo v Severnem Jadranu, na jugozahodnem delu Slovenije. So del južnega dela Piranskega zaliva ob ustju reke Dragonje. Veljajo za edinstven naravni rezervat, znotraj katerega se akumulira recentni morski sediment. V solinskih bazenih nastaja slanica visoke slanosti. Solinski sediment iz Sečoveljskih solin velja za naraven material, ki se že tradicionalno uporablja v obalnih zdraviliščih za medicinska zdravljenja, v velnes centrih ter za sprostitvene namene. Za vse to pripomore ugodno mediteransko podnebje, morska klima, mineralne, fizikalno-geokemične in biološke lastnosti solinskega sedimenta. Na varno uporabo solinskega sedimenta vplivajo prisotni mikrobi, vsebnost težkih kovin, polkovin ter slednih elementov, ki so lahko škodljivi za človeški organizem. V okviru raziskave mobilnosti kovin iz Sečoveljskih solin so bile narejene raziskave solinskega blata (trdna faza), slanice (vodna faza) in porne vode. Solinskemu blatu smo določili zrnavost, fizikalno-kemijske parametre, prisotno organsko snov, mineralno sestavo in večelementno sestavo. Vodni fazi in pornim vodam smo določili fizikalno-kemjske parametre, organsko snov, prisotnost hranil, klorofil in feopigmente ter večelementno sestavo. Eksperiment je potekal tako, da smo osem posod iz pleksi stekla napolnili s solinskim blatom in dolili vodne faze različne slanosti (destilirana voda, raztopina NaCl 3,7 Bé = 3,6 S %, 13 Bé = 12,4 S %, 22 Bé = 22,2 S %, slanica 3,7 Bé = 3,6 S %, 19 Bé = 19 S %, 27,5 Bé = 27,2 S % in morska voda). V termoizolirani komori smo tri mesece simulirali dnevno nočni cikel, in sicer podnevi 21 C, ponoči 16 C. Vsak teden smo vse posode premešali in jim dolili destilirano vodo. Prvo vzorčenje je potekalo ob postavitvi eksperimenta (t 0 ), in sicer dne Vzorčili smo solinsko blato (SB 0 ), vodno fazo in porno vodo. Nato smo vse tri navedene faze zopet vzorčili ob koncu eksperimenta (t k ), dne Tako smo dobili podatke za primerjavo solinskega blata in vodne faze ter pornih vod ob začetku (t 0 ) in koncu eksperimenta (t k ), ko je blato tri mesece zorelo pod posebnimi pogoji v različnih slanostih vodne faze. v

9 Analiza zrnavosti je pokazala, da solinsko blato gradi peščeni mulj (diagram prodpesek-mulj), oz. peščeni melj (diagram pesek-melj-glina). V vzorcu prevladuje muljasta frakcija (59,3 %) nad peščeno (40,7 %), kar je posledica relativno mirnega polzaprtega sedimentacijskega bazena. Organski ogljik je bil na začetku eksperimenta (t 0 ) izmerjen 1,14 %, nato je ob koncu padel na 0,96 % pri slanici s slanostjo 13 Bé = 12,4 S %. Mineralna sestava solinskega blata je pokazala, da v sedimentu prevladujejo sledeči minerali: kremen, kalcit in glineni minerali, kot so illit, klorit in kaolinit. Več elementna sestava solinskega blata, vodne faze in pornih vod je bila narejena v akreditiranem kanadskem laboratoriju. Oksidna sestava solinskega blata je pokazala, da v vseh eksperimentalnih posodah (EP 1-8 ) prevladujejo SiO 2 (36 44,03 %), CaO (11,11 13,97 %) in Al 2 O 3 (8,08 9,69 %). Ti rezultati se ujemajo neposredno z rezultati mineralne sestave (kremen, kalcit in glineni minerali). V vodni fazi prevladujejo glavni elementi Na, Mg, K in Ca prav tako tudi v porni vodi. V trdni fazi smo določili še vsebnosti težkih kovin in polkovin ter slednih prvin, z naslednjimi vsebnostmi: Ag ( mg kg -1 ), As (8 10 mg kg -1 ), Ba ( mg kg -1 ), Cd (0,14 0,22 mg kg -1 ), Co (12,1 16,1 mg kg -1 ), Cr ( mg kg -1 ), Cu (31,51 37,77 mg kg -1 ), Mn ( mg kg -1 ), Mo (1,67 2,13 mg kg -1 ), Ni (68,3 83,8 mg kg -1 ), Pb (21,51 28,15 mg kg -1 ), Sb (0,54 0,89 mg kg -1 ), Sr ( mg kg -1 ) in Zn (77,6 94,5 mg kg -1 ). Visoke vsebnosti Mn in Sr so posledica naravnega geološkega ozadja flišnih in karbonatnih kamnin, ki sestavljajo območje Sečoveljskih solin. Vsebnosti slednih prvin v vodni fazi so se ob koncu vzorčenja povišale, kar pomeni, da so elementi iz solinskega blata prešli v vodno fazo, saj so se v solinskem blatu vrednosti ob koncu vzorčenja znižale. V pornih vodah so vrednosti težkih kovin in polkovin ter slednih prvin tekom zorenja blata padle, enako kot v solinskem blatu. Izračun Faktorja obogatitve (EF) je pokazal, ali je sediment obogaten s težkimi kovinami in polkovinam ter slednimi prvinami, ali ne. Z izračunom EF smo dobili podatek, da sediment ni obogaten z Ba, Mn in Sr (EF<1), manjšo obogatitev pa ima z elementi As, Co, Cr, Cu, Ni, Pb, Zn (EF<3). Vrednosti klorofila a smo izmerili v površinskem sloju solinskega blata in v premešanem solinskem blatu. V površinskem sloju solinskega blata so se vrednosti klorofila a gibale od 11,15 do 67,27 µg L -1, vsebnosti določene v premešanem sloju so bile v razponu od 9,2 do 32,39 µg L -1. Vrednosti feopigmentov vi

10 so si bile bolj podobne, saj smo v površinskem sloju zaznali razpon vsebnosti od 12,29 do 35,4 µg L -1, v premešanem sloju pa od 25,44 do 35,95 µg L -1. Raztopljen organski ogljik (DOC) smo ob t o določili med 46,51 in 103,92 mg L -1, ob t k med 16,76 in 78,3 mg L -1. vii

11 VSEBINSKO KAZALO SEZNAM PREGLEDNIC... xii 1. UVOD TEORETIČNI DEL RAZLAGA OSNOVNIH POJMOV POVEZANIH Z OBRAVNAVANO VSEBINO Naravna zdravilna sredstva in dejavnik Balneologija Talasoterapija Peloidi in peloterapija PREGLED DOSEDANJIH RAZISKAV PELOIDOV Slovenska naravna zdravilišča Primorska naravna zdravilišča in talaso centri Sečoveljske soline Slanica iz Sečoveljskih solin Solinsko blato oz. sediment iz Sečoveljskih solin MATERIALI IN METODE VZORČENJE IN POSTAVITEV EKSPERIMENTA SOLINSKO BLATO (TRDNA FAZA) Analiza zrnavosti solinskega blata (trdne faze) Fizikalno kemijski parametri solinskega blata (trdne faze) Organska snov v solinskem blatu Mineralna sestava solinskega blata (trdne faze) Večelementna sestava solinskega blata (trdne faze) Primerjava vsebnosti slednih prvin in težkih kovin in polkovin z obstoječimi smernicami Faktor obogatitve (EF) VODNA FAZA IN PORNE VODE Osnovni fizikalno-kemijski parametri vodne faze in pornih vod Določevanje raztopljenega organskega ogljika (DOC) v vodni fazi Določanje vsebnosti klorofila a in feopigmentov v vodni fazi Določanje vsebnosti hranil vodne faze Večelementna sestava vodne faze in pornih vod REZULTATI IN RAZPRAVA SOLINSKO BLATO (TRDNA FAZA) Zrnavost solinskega blata (trdne faze) Fizikalno-kemijski parametri solinskega blata (trdne faze) Organska snov prisotna v solinskem blatu (trdni fazi) Mineralna sestava solinskega blata (trdne faze) Večelementna sestava solinskega blata Vsebnosti glavnih oksidov solinskem blatu Vsebnosti slednih elementov in težkih kovin v solinskem blatu Faktor obogatitve (EF) Vsebnost klorofila a in feopigmentov v solinskem blatu VODNA FAZA:raztopine soli in porna voda solinskega blata Fizikalno-kemijski parametri vodne faze Organska snov prisotna v vodni fazi Vsebnost hranil v vodni fazi in porni vodi solinskega blata viii

12 Večelementna sestava vodne faze Vsebnost glavnih elementov v vodni fazi Vsebnost slednih prvin v vodni fazi Večelementna sestava porne vode v solinskem blatu Vsebnosti slednih prvin v porni vodi ZAKLJUČKI LITERATURA ix

13 SEZNAM SLIK Slika 1: Delitev peloidov glede na izvor, uporabo in sestavo (Gomes et al., 2013) Slika 2: Kovinski piknometer za merjenje gostote mase Slika 3: Rentgenski difraktogram neorientiranih vzorcev solinskega blata Slika 4: Rentgenski difraktofram orientiranih vzorcev solinskega blata Slika 5: Vsebnosti glavnih oksidov (ut. %) v izvornem solinskem blatu (SB 0 ) in solinskem blatu iz posameznih vzorčevalnih posod (t k, EP 1-8 ) ob koncu eksperimenta Slika 6: Vsebnost težkih kovin in polkovin (Ag, As, Cd, Co, Cr, Cu, Mo, Ni, Pb, Sb, Zn) v mg kg -1 v izvornem solinskem blatu (SB 0 ) in v solinskem blatu iz posameznih vzorčevalnih posod (t k, EP 1-8 ) ob koncu eksperimenta t k Slika 7: Vsebnost slednih prvin (Ba, Mn, Sr) v mg kg -1 v izvornem solinskem blatu (SB 0 ) in solinskem blatu iz posameznih vzorčevalnih posod (t k, EP 1-8 ) ob koncu eksperimenta (t k) Slika 8: Graf faktorja obogatitve slednih prvin Slika 9: Vsebnosti Al v µg L -1 v vodnih fazah iz posameznih vzorčevalnih posod EP 1-8 ob začetku eksperimenta (t 0 ) in ob koncu eksperimenta (t k ) Slika 10: Vsebnosti Ca v µg L -1 v vodnih fazah iz posameznih vzorčevalnih posod EP 1-8 ob začetku eksperimenta (t o ) in ob koncu eksperimenta (t k ) Slika 11: Vsebnosti Fe v µg L -1 v vodnih fazah iz posameznih vzorčevalnih posod EP 1-8 ob začetku eksperimenta (t 0 ) in ob koncu eksperimenta (t k ) Slika 12: Vsebnosti K v µg L -1 v vodnih fazah iz posameznih vzorčevalnih posod EP 1-8 ob začetku eksperimenta (t 0 ) in ob koncu eksperimenta (t k ) Slika 13: Vsebnosti Li v µg L -1 v vodnih fazah iz posameznih vzorčevalnih posod EP 1-8 ob začetku eksperimenta (t 0 ) in ob koncu eksperimenta (t k ) Slika 14: Vsebnosti Mg v µg L -1 v vodnih fazah iz posameznih vzorčevalnih posod EP 1-8 ob začetku eksperimenta (t 0 ) in ob koncu eksperimenta (t k ) Slika 15: Vsebnosti Na v µg L -1 v vodnih fazah iz posameznih vzorčevalnih posod EP 1-8 ob začetku eksperimenta (t 0 ) in ob koncu eksperimenta (t k ) Slika 16: Vsebnosti Ag ob začetku vzorčenja (t o ) in ob koncu vzorčenja (t k ) v vodnih fazah (µg -1 ) v EP Slika 17: Vsebnosti As ob začetku vzorčenja (t o ) in ob koncu vzorčenja (t k ) v vodnih fazah (µg -1 ) v EP Slika 18: Vsebnosti Ba ob začetku vzorčenja (t o ) in ob koncu vzorčenja (t k ) v vodnih fazah (µg -1 ) v EP Slika 19: Vsebnosti Co ob začetku vzorčenja (t o ) in ob koncu vzorčenja (t k ) v vodnih fazah (µg -1 ) v EP Slika 20: Vsebnosti Cd ob začetku vzorčenja (t o ) in ob koncu vzorčenja (t k ) v vodnih fazah (µg -1 ) v EP Slika 21: Vsebnosti Cr ob začetku vzorčenja (t o ) in ob koncu vzorčenja (t k ) v vodnih fazah (µg -1 ) v EP Slika 22: Vsebnosti Cu ob začetku vzorčenja (t o ) in ob koncu vzorčenja (t k ) v vodnih fazah (µg -1 ) v EP Slika 23: Vsebnosti Mn ob začetku vzorčenja (t o ) in ob koncu vzorčenja (t k ) v vodnih fazah (µg -1 ) v EP Slika 24: Vsebnosti Mo ob začetku vzorčenja (t o ) in ob koncu vzorčenja (t k ) v vodnih fazah (µg -1 ) v EP Slika 25: Vsebnosti Ni ob začetku vzorčenja (t o ) in ob koncu vzorčenja (t k ) v vodnih fazah (µg -1 ) v EP x

14 Slika 26: Vsebnosti Pb ob začetku vzorčenja (t o ) in ob koncu vzorčenja (t k ) v vodnih fazah (µg -1 ) v EP Slika 27 Vsebnosti Sb ob začetku vzorčenja (t o ) in ob koncu vzorčenja (t k ) v vodnih fazah (µg - 1 ) v EP Slika 28: Vsebnosti Sr ob začetku vzorčenja (t o ) in ob koncu vzorčenja (t k ) v vodnih fazah (µg -1 ) v EP Slika 29: Vsebnosti Zn ob začetku vzorčenja (t o ) in ob koncu vzorčenja (t k ) v vodnih fazah (µg -1 ) v EP Slika 30: Vsebnosti Al (µgl -1 ) v porni vodi ob začetku (t 0 ) in ob koncu eksperimenta (t k ) iz EP Slika 31: Vsebnosti Ti (µgl -1 ) v porni vodi ob začetku (t 0 ) in ob koncu eksperimenta (t k ) iz EP Slika 32: Vsebnosti Fe (µgl -1 ) v porni vodi ob začetku (t 0 ) in ob koncu eksperimenta (t k ) iz EP Slika 33: Vsebnosti Ca, K, Mg (µgl -1 ) v porni vodi ob začetku (t 0 ) in ob koncu eksperimenta (t k ) iz EP Slika 34 Vsebnosti Li (µgl -1 ) v porni vodi ob začetku (t 0 ) in ob koncu eksperimenta (t k ) iz EP xi

15 SEZNAM PREGLEDNIC Tabela 1: Sestava vodne faze v posameznih eksperimentalnih posodah (EP 1-8 ) (ob začetku eksperimenta (t k ) dne ) Tabela 2: Mejne, opozorilne in kritične emisijske vrednosti (mg kg -1 ) v tleh (Uradni list SRS, št. 36/64) Tabela 3: Stopnje onesnaženosti sedimenta glede na izračunane vrednosti faktorja obogatitve (EF) (Birth, 2003, Chen et al., 2007) Tabela 4: ph, gostota (g ml -1 ), delež vode (%) v izvornem solinskem blatu in solinskem blatu iz posamezne eksperimentalne posode, po sušenju (24 ur, pri 105 C) a in liofiliziranju b vzorca ( 1 ni podatka) Tabela 5: Vsebnost ogljikovih hidratov (CHO) (mg g -1 ), proteinov (mg g -1 ), skupnega dušika (%N tot ) in organskega ogljika (%C org. ) v izvornem solinskem blatu (SB 0 ) ob začetku eksperimenta (t z ) in v solinskem blatu ob koncu eksperimenta (t k ) v posameznih vzorčevalnih posodah; EP( 1-8 ) Tabela 6: Vsebnost mineralov v solinskem blatu izražena v odstotkih (%) Tabela 7: Vsebnosti glavnih oksidov (ut. %) v izvornem solinskem blatu (SB 0 ) in solinskem blatu iz posameznih vzorčevalnih posod (t k, EP 1-8 ) ob koncu eksperimenta Tabela 8: Vsebnosti slednih elementov in težkih kovin (mg kg -1 ) v izvornem solinskem blatu (SB 0 ) in solinskem blatu iz posameznih vzorčevalnih posod (t k,ep 1-8 ) ob koncu eksperimenta Tabela 9: Geokemična analiza (mg kg -1 ) sedimenta iz Sečoveljskih solin v primerjavi z drugimi rezultati iz okolice ( a SB 0, b Glavaš, 2013, c Mihelčič et el., 2012, d ) Tabela 10: Vsebnost klorofila a (Chl a (µg L -1 )), feopigmentov (Feo (µg L -1 ) v porni vodi izvornega solinskega blata (SB 0, ob t 0, ter solinskega blata iz vsake vzorčevalne posode EP 1-8 ob t k. Vzorec solinskega blata iz zgornjega sloja označuje črka (Z) in iz premešanega sloja pa črka (P) Tabela 11: Tabela s podatki za ph in slanost vodne faze v EP 1-8, tj. na začetku (t 0 ) in ob koncu (t k ) eksperimenta Tabela 12: Geokemična analiza glavnih elementov vodne faze (µg L -1 ) iz začetka vzorčenja (t Z ) in konca vzorčenja (t K ) iz EP Tabela 13: Geokemična analiza slednih prvin (Ba, Mn, Sr) in težkih kovin in polkovin (Ag, As, Co, Cd, Cr, Cu, Mo, Ni, Pb, Sb, Sr, Zn) v vodni fazi v µg L -1 ob začetku vzorčenja (t o ) in ob koncu vzorčenja (t k ) iz EP 1-8 (obarvani rezultati so bili pod mejo določljivosti) Tabela 14: Geokemična analiza glavnih elementov (µg L -1 ) v porni vodi ob začetku eksperimenta (t 0 ) in ob koncu eksperimenta iz EP Tabela 15: Geokemična analiza slednih prvin (µg L -1 ) in težkih kovin in polkovin iz začetka eksperimenta (t 0 ) in iz konca eksperimenta t k iz posameznih EP 1-8 (obarvani rezultati so bili pod mejo določljivosti) xii

16 SEZNAM OKRAJŠAV IN POSEBNIH SIMBOLOV % Corg. Organski ogljik % N Dušik BSA Goveji serumski albumin Chl a Klorofil a CHO Ogljikovi hidrati DOC Raztopljeni organski ogljik EF Faktor obogatitve EP Eksperimentalna posoda ESPA Evropsko združenje zdravilišč Feo Feopigmenti GF/F Filtri iz steklenih vlaken HCl Klorovodikova kislina HTCO Visokotemperaturna kristalizirana oksidacija ICP-AES Emisijska spektrometrija z induktivno sklopljeno plazmo ICP-MS Masna spektrometrija z induktivno sklopljeno plazmo ISMH Internacionalna družba za hidrogeologijo KPSS Krajinski park Sečoveljske soline M Molarnost MD Meja določljivosti ML Meja zaznavnosti S % Slanost izražena v masnih odstotkih SNZ Slovenska naravna zdravilišča t o t k TN XRD Začetno vzorčenje Končno vzorčenje Totalni dušik Praškovna rentgenska difrakcija xiii

17 SEZNAM ELEMNTOV IN SPOJIN Ag As Ba Cd Co Cr Cu Mn Mo Ni Pb Rn Sb Sr Zn Al 2 O 3 CaO Fe 2 O 3 K 2 O MgO MnO Na 2 O P 2 O 5 TiO 2 CO 2 H 2 S NO 2 NO 3 PO43 + NH 4 4 SiO 4 Srebro Arzen Barij Kadmij Kobalt Krom Baker Mangan Molibden Nikelj Svinec Radon Antimon Stroncij Cink Aluminijev(III) oksid Kalcijev oksid Železov(III) oksid Kalijev oksid Magnezijev oksid Manganov(II) oksid Natrijev oksid Fosforjev(V) oksid Titanov(IV) oksid Ogljikov dioksid Vodikov sulfid Nitritni ion Nitratni ion Fosfatni ion Amonijev ion Silikatni ion xiv

18 1. UVOD Krajinski park Sečoveljske soline (KPSS) leži na jugozahodnem delu Slovenije ob meji z Republiko Hrvaško in meri približno 7,5 x 10 m 2 ( 2015). Pomembni del KPSS zavzemajo Sečoveljske soline, ki predstavljajo edinstven ekosistem habitatov redkih, ogroženih in značilnih rastlinskih ter živalskih vrst. Zaradi arhitekturne in zgodovinske posebnosti ter izjemne rastlinske in živalske pestrosti, so Sečoveljske soline uvrščene (kot mokrišče) na seznam Ramsarskih lokalitet. Kljub temu so poznane predvsem po stoletni tradiciji naravne pridelave soli na gojeni mikrobni plasti (petoli) in ne-nazadnje tudi po drugih produktih iz Sečoveljskih solin, kot sta slanica in solinsko blato oz. peloid imenovan»fango«. Ta predstavljata značilna zdravilna dejavnika zdraviliških aktivnosti v slovenskem Primorju ( 2015). V območju KPSS je bilo izvedeno veliko raziskav flore in favne, le malo raziskav je bilo namenjeno študiju in aplikativni uporabi solinskega blata. Dosedanji rezultati (Ogorelc et al., 1981; Ogorelec et al., 2000; Zajc, 2010; Ramšak, 2013; Glavaš, 2013; Glavaš et al., 2017) kažejo, da imajo vzorci solinskega blata (iz različnih lokacij/vzorčnih mest) podobno mineralno in geokemično sestavo, kar nakazuje na širšo potencialno možnost zajema solinskega blata kot vhodne surovine za balneoterapevtske namene. Pri tem je izredno pomembno razumevanje celotnega sistema ionske izmenjave med slanico (tekoča faza) in solinskim blatom (trdna faza) in nadalje za določitev variabilnosti elementne sestave solinskega blata in slanice. Pomembno lastnost za terapevtsko uporabo zdravilnega blata predstavlja tudi ionska izmenjevalna kapaciteta. Zaradi zagotavljanja ustrezne zdravstvene varnosti, so pri tem izredno pomembne mikrobiološke analize in analize vsebnosti strupenih sestavin (npr. težkih kovin, benzena, polikloriranih bifenilov, pesticidov ). Pri tem imajo seveda glavno vlogo težke kovine in polkovine ter sledne prvine, prisotne v solinskem blatu in slanici ter zmožnost njihovega izluževanja v odvisnosti od slanosti slanice. Slednje je torej izredno pomembno pri uporabi blata za balneoterapevtske oz. peloterapevske namene. Zatorej je glavni namen magistrskega dela raziskati mobilnost težkih kovin v sistemu solinsko blato (trdna faza) / slanica različne slanosti (vodna faza). Sečoveljske soline lahko označimo kot naravni laboratorij hiperslanih okolij, ki zaradi pridelave soli vključuje zapleten sistem transporta vod. Tega sestavlja omrežje nalivnih in odlivnih kanalov, črpališča, zapornice za uravnavanje pretokov in glavne zapornice s 1

19 povratnimi loputami za polnjenje ali praznjenje bazenov neposredno v morje ali kanale, povezane z njim. Zaradi težavnosti sledenja in kontrole (dnevnih) premikov vode v povezavi s prej omenjenim vodnim režimom, smo večino eksperimentalnega dela opravili v laboratorijskih pogojih. Izbrane vzorce blata smo v obdobju trimesečnega eksperimenta pri dnevni temperaturi 21 C ter nočni temperaturi 16 C, izpostavili slanici različne slanosti in raziskali mobilnost kovin. Cilji magistrskega dela vključujejo: določitev osnovnih fizikalno-kemičnih parametrov, mineralne in elementne sestave v morskem sedimentu iz Sečoveljskih solin (pred in ob zaključku eksperimenta), določitev osnovnih fizikalno-kemijskih parametrov in elementne sestave v raztopinah soli (NaCl) z različno vsebnostjo (pred in ob zaključku eksperimenta), določitev osnovnih fizikalno-kemičnih parametrov in elementne sestave v porni vodi (pred in ob zaključku eksperimenta). Pri tem smo pričakovali, da se bo v izbranih geokemičnih in bioloških analizah vzorcev pred in po 3-mesece trajajočem eksperimentu oz. zorenju izbrane surovine, potrdil potek intenzivnih interakcij (mobilnosti ionov) med vodno (slanico) in trdno fazo (solinskim blatom). V načrtovanem poskusu smo predvidevali spremembe elementne sestave slanice in solinskega blata, kot tudi spremembe mineralne frakcije solinskega blata (trdne faze). Menimo, da bomo s pomočjo enakega analiznega pristopa zaznali še spremenljivost pornih vod prisotnih v izbranih vzorcih blata. 2

20 2. TEORETIČNI DEL 2.1. RAZLAGA OSNOVNIH POJMOV POVEZANIH Z OBRAVNAVANO VSEBINO V strokovni literaturi najdemo pomembne nedoslednosti tako v nomenklaturi, kot tudi v opredelitvi različnih izrazov, ki se uporabljajo pri zdraviliškem zdravljenju, spa centrih, pri negi kože, balneologiji, balneoterapiji, hidroterapiji, blatni terapiji, talasoterapiji, klimatologiji in klimatoterapiji (Gomes et al., 2013). V nadaljevanju navajamo osnovne opise izbranih pojmov, potrebnih za razumevanje obravnavane problematike Naravna zdravilna sredstva in dejavnik Zaradi vse bolj stresnega načina življenja, se vedno več ljudi zateče k sprostitvi in sproščanju v naravnem okolju ter zdravljenju z naravnimi zdravilnimi sredstvi. Za boljše počutje in zdravljenje svojih tegob je človek naravne vire uporabljal že od pradavnine naprej (Turk in Kraševec, 2012). V slovenskem zakonu o naravnih zdravilnih sredstvih in o naravnih zdraviliščih iz leta 1965 je zapisano, da se pod naravna zdravilna sredstva štejejo voda, blato, pesek, plini in klima, če se jim po zakonu prizna lastnost naravnega zdravilnega sredstva (Uradni list RS, št. 11/65). V 9. členu navedenega zakona piše, da mora biti kakovost naravnega zdravilnega sredstva najmanj vsakih pet let preizkušena in da mora organizacija oz. zavod, ki izkorišča naravno zdravilno sredstvo, stalno organizirati higiensko in tehnično kontrolo naravnega zdravilnega sredstva Balneologija Zgodovina balneologije sega vse od antičnih časov, ko so gline uporabljali za zdravljenje bolezni kože in težav z okončinami, kot tudi v kozmetične namene (Glavaš et al, 2017). Balneologija predstavlja tradicionalni način zdravljenja v medicini (Bender et al., 2014). Ime balneologija izhaja iz dveh besed, in sicer latinske balneum (kopel) in grške logos (raziskava). Najpogosteje je opredeljena kot veda o zdravilnih lastnostih termalnih in mineralnih voda ter zdravilnega blata oz. veda, ki proučuje načine zdravljenja z naravnimi zdravilnimi sredstvi. Je veja fizikalne medicine, pri kateri se za zdravljenje uporabljajo naravni zdravilni vrelci in obloge iz zdravilnih peloidov. V literaturi najdemo tudi druge definicije, ki opredeljujejo balneoterapijo kot terapijo, kjer se za zdravljenje in rehabilitacijo uporabljajo naravne mineralne vode, naravni peloidi, blata ter naravni viri plinov, kot so ogljikov dioksid (CO 2 ), vodikov sulfid (H 2 S) in radon (Rn). Izvaja se kot namakanje telesa v mineralni vodi, kot 3

21 aplikacija blata oz. peloida na različne dele telesa, kot vdihovanje plinov med kopanjem, ali kot pitje mineralne vode (Gutenbrunner et al., 2010). V preglednem znanstvenem članku (Gomes et al. 2013), so balneologijo definirali kot medicinsko hidrologijo, ki vključuje specialna področja kot so: medicina, javno zdravje, hidrologija, hidrogeologija, kemija, fizika, mikrobiologija, psihologija, fizioterapija, toksikologija in zdravstveni turizem. Izvajanje in uporaba balneologije je v veliki meri odvisna od specifičnih geoloških, geografskih in meteoroloških pogojev (Gutenbrunner et al., 2010). Različne študije o balneologiji (Kovacs in Bender 2002; Balogh et al., 2005; Bender et al., 2005; Kulich et al., 2009; Olah et al., 2010; Horvath et al., 2011) poročajo o koristnih učinkih pri bolnikih s hrbteničnimi težavami, bolečinami sklepov, prebavnega sistema, boleznih živčnega sistema, endokrinoloških boleznih, ginekoloških in rakavih boleznih, boleznih kardiovaskularnega sistema ter bolezni pljuč. Ugodno vpliva tudi na metabolizem in vnetne parametre (Bender et al., 2014) Talasoterapija Beseda talasoterapija izvira iz grške besede thalassa, kar pomeni morje in therapeia, kar pomeni zdravljenje. Talasoterapija predstavlja medicinski pristop, ki temelji na sistematični uporabi morske vode, morskih produktov in obalne klime (Roger et al., 2009). V bistvu gre za podoben pristop kot pri balneologiji, le da je pri talasoterapiji ključno to, da se izvaja ob morju in se pri tem za zdravljenje uporablja morske produkte, kot so morska voda, morski peloid, solinski peloid, slanica-matična lužina (acqua madre), morska sol in alge (Roger et al., 2009). Talasoterapija pokriva široko področje, in sicer od zdravljenja kroničnih bolezni, kot so bolezni dihal ali kože, kot tudi preventivno zdravljenje. Velikokrat se izvaja skupaj z različnimi velnes programi. Izraz "talasoterapija" se po opredelitvi Združenja evropskih zdravilišč (ESPA European Spa Association, The association quality criteria, 2006) lahko uporablja le, če so izpolnjena naslednja merila: - Terapevtska strategija se uporablja za definirane indikacije v okviru zdravstvene oskrbe. - Zdravljenje poteka na morju, tako da so pacienti neposredno izpostavljeni morski klimi. - Morska voda se uporablja za vdihavanje/inhalacijo in/ali kopanje, npr. v kopalnih kadeh in plavalnih kopelih ter naravnih morskih kopelih. - Morski produkti, kot so mulj ali alge, se uporabljajo za različne aplikacije. 4

22 - Helioterapija - primarna uporaba naravne sončne svetlobe (ojačena z umetno UV svetlobo v slabem vremenu). - V primeru podaljšane izpostavitve pacientov na prostem je potrebno zagotoviti čisti morski zrak (nizki alergen). - Hkrati se izvajajo še drugi zdravstveni ukrepi. Poudarek je na sprostitvi, spremembi prehranjevanja in fizičnih dejavnostih. Talasoterapija se je skozi zgodovino spreminjala glede uporabe naravnih zdravilnih sredstev, ki so odvisna od aktualnih zdravstvenih težav. Z današnjim načinom življenja je vedno več psihofizičnih napetosti in preobremenjenosti na delovnem mestu, zato se ljudje zatekajo k sprostitvenim dejavnostim v naravnem okolju in zdravljenju z naravnimi zdravilnimi dejavniki ( 2015). Talasoterapija danes ni več poznana samo po terapevtskih in zdravilnih učinkih, ampak tudi po vse večji uporabi za dvig splošne odpornosti, za sprostitvene, lepotne in kozmetične namene ( 2015) Peloidi in peloterapija a) Kaj je peloid? Prvo definicijo»kaj je peloid«so določili na Mednarodnem srečanju hidrogeologov (ISMH) v Wiesdbandu leta 1937, ki so jo nato dopolnili na zborovanju v Daxu leta 1949 in se glasi:»peloidi so naravni produkti, sestavljeni iz mešanice mineralne, morske ali jezerske vode z organskimi ali anorganskimi snovmi, ki so nastale z geološkimi ali biološkimi procesi in se uporabljajo v terapijah v obliki oblog ali kopeli«(massy, Cazaux, Traverse, 1949). Podrobnejši pregled razvoja definicije peloida je podan v preglednem znanstvenem članku avtorjev Gomes et al. (2013). Ti navajajo različne definicije peloida, pri čemer povzemamo dve iz zadnjega desetletja: - Peloid je naravni produkt, sestavljen iz mešanice organskih in anorganskih snovi ter morske vode, slane jezerske vode ali mineralno-medicinske vode, ki je nastal po zorenju in se lahko nanaša na različne dele telesa ali na celotno telo kot maska, obloga ali v obliki delnih ali celotnih blatnih kopeli, za terapevtske ali kozmetične namene (Carretera et al., 2010). 5

23 - Peloidi so več komponenti sistemi, ki vsebujejo mineralno vodo in glinene minerale, organske snovi in organske-mineralne komplekse in se uporabljajo za namene (postopke) zdravljenja (Tserenpil et al., 2010). Delo Gomes s sodelavci (2013) predstavlja še klasifikacijo in slovar predlaganih pojmov v povezavi s peloidi in peloterapijo. V slovarju je peloidi opredeljen kot: - Peloid (v grščini πελος, v francoščini péloïde, v španščini peloide, v portugalščini peloide, v italijanščini peloidi). Peloid je zorjeno blato z zdravilnimi in kozmetičnimi lastnostmi, ki so sestavljeni iz kompleksne zmesi finozrnatega geološkega ali biološkega izvora, mineralne vode ali morske vode, in pogosto, organskih spojin iz biološke presnovne aktivnosti. Ko zorenje poteka v naravnem okolju, se ta imenuje naravni peloid in ga lahko pojmujemo kot zdravilno blato, v drugih primerih je imenovan le peloid. Glede na njihovo osnovno/splošno sestavo, peloide razvrščamo na anorganske peloide, organske peloide in mešane peloide. Glede na njihovo uporabo/aplikacijo jih lahko imenujemo tudi medicinski peloidi in kozmetični peloidi. Po novi klasifikaciji delijo peloide glede na izvor in uporabo (slika 1) (Gomes et al., 2013). NARAVNI PELOID Zdravilno blato, ki zori v naravnem okolju. Zaradi specifičnih lastnosti ga uporabljamo v kozmetične in terapevtske namene. PELOID s.s. (sensu strictu) Zdravilno blato, ki se umetno zori v rezervoarju z mineralno vodo z namenom optimizacije prvotnih lastnosti. IZVOR PELOID je zorjeno blato (ali blatna disperzija) z zdravilnimi in/ali kozmetičnimi lastnostmi, sestavljen iz kompleksne zmesi drobnozrnatih naravnih materialov (geološkega ali/in biološkega izvora), ki vsebujejo mineralno ali morsko vodo ter organske sestavine iz biološke presnovne aktivnosti mikroorganizmov. UPORABA MEDICINSKI PELOID Peloid s specifičnim terapevtskimi lastnostmi, ki so priznane s strani pristojnih nacionalnih organov. KOZMETIČNI PELOID Peloid s specifičnimi kozmetičnimi lastnostmi, katere so priznane s strani specializiranih laboratorijev in certificirane od dermokozmitikov. Slika 1: Delitev peloidov glede na izvor, uporabo in sestavo (Gomes et al., 2013). Anorganski peloidi so sestavljeni iz morskih, rečnih ali jezerskih blat. Vsebujejo glinene minerale velikost delcev < 4µm, običajno so plastični pri ustrezni vsebnosti vode, ki se strdijo ko se posušijo ali žgejo. Glineni minerali nastajajo pri preperevanju glinencev. Je skupina belih ali svetlo obarvanih monoklinskih, navadno mikrokristalnih aluminijevih listastih 6

24 hidroksidnih slikatov. Vsebnost glinenih mineralov (kaolinit, illit, smektit, klorit, vermikulit) v peloidu je ključnega pomena, da se lahko uporablja za zdravilne terapije. Peloidi imajo naslednje lastnosti: (Rebelo, 2011, Rautureau et al., 2017). majhni delci in mehkoba blata, ki dajeta pri aplikaciji blata na kožo prijeten občutek, viskoznost materiala ima dober vpliv na reološko vedenje peloida, plastičnost, ki je potrebna za enostavno uporabo, ph vrednost mora biti podobna ph vrednosti kože, saj se s tem preprečijo dermatološke težave, visoka sorpcijska sposobnost vpliva na odvečno maščobo in toksičnost kože, visoka kationska izmenjava spodbuja izmenjavo hranilnih snovi in visoko toplotno zadrževanje nudi terapevtsko delovanje. Organski peloidi vsebujejo organske komponente kot so šota in mešane organske sestavine (alge, bakterije in produkti njihovega metabolizma) (Rautureau et al., 2017). b) Peloterapija Obstaja več definicij pojma peloterapije. Ta v splošnem označuje aplikacijo peloida (npr. blata, šote ali gline) na del telesa ali vse telesne površine oz. njihovo terapevtsko uporabo (Gomes et al., 2013). V literaturi pri tem zasledimo različne izraze kot so: peloterapija, peloidoterapija, peloidna terapija, terapijski peloid, terapevtsko blato, terapija s šoto, fangoterapija in blatne kopeli. Peloterapija v splošnem označuje terapevtsko uporabo peloidov, ki predstavlja tipičen postopek zdravljenja v medicinski hidrologiji za kožne (luskavica, akne) ter sklepne bolezni in ginekološke težave. Uporablja se tudi pri negi kože za vlaženje, čiščenje, piling, proti celulitu in gubam (Glavaš, 2013; Muñoz et al., 2015). Opis izraza v predlaganem slovarju (Gomes et al., 2013) se glasi: Peloterapija in peloidna terapija: topična uporaba peloida za terapevtske ali kozmetične namene. Uporabo tako imenovanega medicinskega peloida mora predpisati zdravnik in se izvaja pod zdravniškim nadzorom v zdraviliščih oz. medicinskih centrih. 7

25 Učinke peloidov so izkoriščali že vse od prazgodovine naprej. Terapevtske učinke peloidov so poznali že stari Egipčani, Grki in Rimljani. Uporaba peloidov v farmaciji, zdraviliščih in estetski medicini v zadnjem času nenehno narašča, saj je vedno več zanimanja za zdravljenje z naravnimi zdravilnimi sredstvi (Carretero in Lagaly, 2007; Veniale et al., 2007, Gomes et al., 2013, Rautureau et al., 2017). Peloterapija je zelo razširjena na Portugalskem, v Španiji, Nemčiji in v Franciji. V evropskih državah z izjemo v nekaterih nemških regijah in Franciji, ni predpisanih sanitarnih stadardov za kakovost peloidov, ki se uporabljajo za terapije. Vendar je veliko bolj pomembna sanitarna varnost z mikrobiološkega nadzora blata, kot njegova kemična sestava (Rautureau et al, 2017). V zdraviliščih izkoriščajo naslednje učinke peloidov (Glavaš, 2013, Rautureau et al, 2017): termične (prevajanje toplote), mehanske (s pritiskom teže blata na površino telesa), kemične (pomembni minerali blata in nadaljnji povečan prenos ionov), fiziološke (preko povišanja temperature) in psihološke. c) Priprava in zorenje peloidov za uporabo Priprava peloidov vključuje matično surovino, termo-mineralne vode in proces zorenja (Veniale et al., 2004; Carretero et al., 2007; Gomes in Silva, 2007; Gomes et al., 2013; Glavaš, 2013). Pri zorenju oz. pripravi peloidov se lahko izboljšajo nekatere fizikalne, kemične in fizikalno-kemijske lastnosti blata (Carretero et al., 2006). Veniale et al., (2007), so v preglednem znanstvenem članku opisali pripravo in zorenja peloida. Matično (izhodno/izvorno) surovino glinenega materiala pomešano s termo-mineralno vodo ali morsko vodo (lahko tudi mineralne vode visoke slanosti iz slanih jezer ali lagun) običajno zorijo v odprtih bazenih ali v posebnih rezervoarjih (Gomes et al., 2013). Pri tem mora biti zagotovljeno, da je izvorna surovina vedno prekrita z vodno fazo (npr. mineralno, morsko, jezersko vodo ali slanico), ki je lahko mirujoča (in občasno obnovljena/osvežena) ali pretočna (v redkih primerih). Za proces zorenja, ki lahko poteka od enega meseca do več let, je pomembno periodično strojno ali ročno mešanje blata, ki prispeva k večji izmenjavi ionov in organske snovi med matično surovino in vodno fazo. Med zorenjem potekajo mineraloške in fizikalno-kemično-reološke spremembe matične surovine, lahko se oblikujejo tudi nove faze. Nastale spremembe (pretvorbe) so odvisne od 8

26 sestave in lastnosti izvorne gline, od trajanja zorenja in geokemije vodne faze in njenih interakcij z glinenim materialom. Pri tem potekajo tudi biološki in biokemični procesi. Vmes poteka tudi rast in metabolna aktivnost mikroorganizmov (Veniale et al., 2007). Proces zorenja je lahko zelo zapleten, saj je potrebno najprej pripraviti okolje, kjer bo glineni material oz. izhodni sediment zorel in tako ustvariti ustrezne pogoje za razvoj ter rast nove mikro-flore in favne, kot tudi njihovih presnovnih produktov. Končni produkt ne bo odvisen le od pogojev, uporabljenih pri zorenju (ph, Eh, temperatura, svetlobna izpostavljenost, hidrološki režim), ampak tudi od začetne sestave vode in sedimenta (biogeni elementi, organska snov), od časa zorenja in posebne priprave. Vse te spremenljivke odločilno vplivajo na kemijske in biološke učinke, ki se lahko pojavijo med zorenjem in opredeljujejo lastnosti končnega peloida (Carretero el al., 2010, Muñoz el al., 2015). Posledično lahko ločimo razlike med blatno terapijo in peloidoterapijo (Gomes et al., 2013). Blatna terapija za zdravljenje uporablja blata, ki zorijo v naravnem okolju, kot so sedimenti iz okolji z visoko slanostjo (solinsko blato), termalni izvirski sedimenti in drugi moderni sedimenti (rečni, jezerski, šote). Te sedimente lahko imenujemo tudi naravni peloidi. Peloidna terapija (peloid therapy) pri zdravljenju uporablja zdravilna blata ali blatne suspenzije (paste/suspenzije), ki nastanejo z umetnim zorenjem (odprti ali zaprti sistemi na zraku, pri izbrani temperaturi, svetlobi, mešanju, uporabi funkcionalnih dodatkov, trajanju zorenja) (Gomes et al., 2013). Kljub podrobnemu opisu in predlogom o enotni rabi strokovne terminologije v povezavi s peloidi in peloterapijo (Gomes et al., 2013), so v novejših virih in literaturi še vedno prisotni različni termini zgoraj opisanih pojmov (Rautureau et al, 2017). V praksi se velikokrat izkaže, da so procesi priprave in zorenja blata pogosto brez strokovnega nadzora. S tem je tudi onemogočena njihova ponovljivost v različnih zdraviliških centrih (Glavaš, 2013). Prav zato se vedno več pozornosti posveča sami proizvodnji (vključno z zorenjem) peloidov, kot tudi certifikaciji kvalitete peloidov ter njihovi regeneraciji in uporabi za posebne terapije (Veniale et al., 2007). 9

27 2.2. PREGLED DOSEDANJIH RAZISKAV PELOIDOV Zaradi vse večje uporabe peloterapije je bilo v zadnjih desetletjih izvedenih več raziskav v povezavi s proizvodnjo/pripravo zdravilnih peloidov. Poudarjena je bila tudi potreba po certifikaciji kvalitete in nadaljni uporabnosti peloidov za specifične terapije (Veniale et al., 2007), kar predstavlja aktualno problematiko tudi v slovenskem prostoru. Kvaliteto in uporabnost peloidov (ustreznost matične/izvorne surovine ali gline za zorenje peloidov) ocenjujemo predvsem s pomočjo sledečih parametrov: vodne kapacitete, sposobnosti nabrekanja, plastičnosti, viskoznosti, termičnih lastnosti, specifične površine delcev, ionske izmenjevalne kapacitete med blatom in kožo, ph, elementne sestave, vsebnosti strupenih snovi, rokovanje s peloidi itd. (Carretero, 2002; Carretero et al., 2007; Gomes in Silva, 2007; Veniale et al., 2007; Miko et al., 2007; Rebelo et al., 2010; Mihelčič et al., 2012; Zajc, 2010; Glavaš et al., 2017). Zaželene lastnosti peloidov (npr. visoka vsebnost glinene frakcije, nizka zastopanost abrazivnih mineralov, velika toplotna kapaciteta in majhna toplotna prevodnost, zadostna vsebnost vode) so povezane predvsem s pripravo peloidov, ki vključuje matično surovino, termo-mineralne vode in proces zorenja. Pri tem lahko izpostavimo raziskave sledečih avtorjev: Tolomio et al., 2002; 2004; Veniale et al., 2004, 2007; Carretero et al., 2006, 2007, 2010; Tateo et al., 2010; Fernández-González et al., 2013; Stojković et al., 2011; Quintela et al., 2012; Gomes et al., 2013; Komar et al., 2015; Quintela et al., Podrobnejši pregled raziskav zorenja matične surovine do peloida, vključujoč pripravo peloida iz Sečoveljskih solin, je objavila avtorica Glavaš (2013). Opis termofizikalnih in geokemičnih lastnosti sečoveljskega solinskega blata ter njegovo potencialno rabo za zdravstvene namene so Glavaševa in sodelavci opisali v znanstvenem članku (Glavaš et al., 2017). Kljub vse večjemu številu raziskav peloidov, trenutno še niso izdelana enotna merila, ki bi opredeljevala proces zorenja ter»končno/najustreznejšo«zrelost peloida (Glavaš et al., 2017). Glavaš (2013) je raziskovala spremenljivost sestave solinskega blata v Sečoveljskih solinah, v odvisnosti od časa trajanja in procesov zorenja, slanosti slanice in deleža organske frakcije. Vsebnosti večine elementov so se v poletnih mesecih (v času pokritosti solinskega blata s slanico visoke slanosti) bistveno zmanjšale, kar je bilo vidno tudi v primeru slednih elementov (Cu, Ni, Pb, Zn, Cr, Co in As), ki lahko pri nanašanju blata na telo povzročijo različne zdravstvene probleme. Sečoveljske soline so locirane izven vplivov velikih industrijskih centrov in so dovolj oddaljene od bližnjih urbanih in kopaliških naselij, zato povečanih vsebnosti težkih kovin in polkovin ter slednih elementov v solinskem blatu niso 10

28 pričakovane. Določene višje vsebnosti Ni in Cr so bile v skladu s predhodnimi analizami morskih sedimentov iz območja severnega Jadrana, zaradi geogenih obogatitev (Ogorelec et al., 1991, Dolenec et al., 1998). Podobno kažejo tudi analize sedimentov iz drugih vzorčnih mest Sečoveljskih solin (Ogorelc et al., 1981; Zajc, 2010; Ramšak, 2013). Le-tem primerljive vsebnosti so določili v drugih peloidih (Rebelo et al., 2011), toda kljub temu so nadaljnje raziskave vsebnosti in mobilnosti/izmenljivosti težkih kovin nujne za zagotavljanje ustrezne zdravstvene varnosti pri uporabi solinskega blata. Pri aplikaciji peloidov na kožo igra znojenje pomembno vlogo. Pri tem poteka izmenjava esencialnih in slednih prvin med kožo in blatom. Ioni in druge komponente lahko preidejo iz peloida na kožo in tako vstopijo v krvni obtok. Obratno lahko ioni in druge snovi prehajajo tudi iz kože v peloid. V vsakem primeru je človeški pot vmesnik med peloidom in kožo (Carretero et al., 2010). Mobilne in/ali izmenljive sledne prvine (Fe, Mn, Cu, Pb, Cr, As, Cd, Hg) igrajo pomembno vlogo pri certificiranju sedimentov za terapevtsko uporabo (Nicolini et al., 2004). Odvisno od kemijskih in geoloških razmer lahko elemente razdelimo v različne kemijske oblike, ki so povezane z različnimi organskimi in anorganskimi fazami (Clozel et al., 2006). Sánchez et al. (2002) so raziskovali kemijsko analizo blata v času trimesečnega zorenja, ki ga uporabljajo v različnih španskih zdraviliščih. V primeru, če je bila voda bogata z Mn (1150 mg kg -1 ) in Fe (1270 mg kg -1 ), vsebnosti Mn, Fe in mnogih drugih elementov niso bile močno povišane v blatu ob koncu zorenja. Povečane so bile le vsebnosti Ca po kristalizaciji sadre, medtem ko so se vrednosti Na in K nekoliko zmanjšale zaradi prisotnosti glinenih mineralov (zlasti smektita) (Sánchez et al., 2002). Glede zagotavljanja varnosti uporabnikov, je poleg vsebnosti slednih elementov in drugih strupenih sestavin, bistvenega pomena še sanitarna zdravstvena ustreznost peloida, tj. predvsem njegova mikrobiološka kakovost (Miko et al., 2007; Zajc, 2010; Glavaš, 2013; Glavaš et al., 2017). Mikrobiološke smernice v primeru aplikacije peloidov podrobneje obravnava Evropsko združenje zdravilišč (ESPA). Podrobnejše raziskave mikrobiološke sestave in ustreznosti solinskega blata Sečoveljskih solin so opravili mikrobiologi Univerze v Ljubljani (Biotehniška fakulteta, Enota medoddelčnega študija mirobiologije v diplomskem delu Prole, 2013). Mikroorganizmi Pseudomonas aeruginosa, Stophylococcus aureus in Candida albicans niso bili prisotni v Sečoveljskih solinah v solinskem blatu iz vzorčenja leta 2009 (ustrezen rezultat je 0 v 0,1 g ali ml) (Prole, 2013). 11

29 Pretekle analize vzorcev iz Sečoveljskih solin prav tako niso pokazale presežnih vrednosti glede predpisanih vrednosti (normative) organskih onesnažil (pesticidi, poliklorirani bifenili, halogenirani in aromatski ogljikovodiki, poliaromatski ogljikovodiki, fenolne snovi in mineralna olja) (Kovač in Glavaš, 2014) Slovenska naravna zdravilišča Slovenska naravna zdravilišča (SNZ) so dobila status zdravstvene ustanove, ki konkurirajo s posameznimi koncesijami glede naravnih virov (voda, blato, zrak, klima, morje) in specifičnosti rehabilitacijske opreme za posamezno zdravilišče (Turk in Kraševec, 2012). SNZ opravljajo nadomestna zdraviliška zdravljenja in rehabilitacijo na sekundarnem nivoju. So centri medicinske rehabilitacije, ki za zdravljenje uporabljajo verificirana naravna zdravilna sredstva, metode moderne fizikalne medicine, nekatere oblike psihoterapije in po potrebi tudi dietoterapijo (Tepeš, 2005). V zdraviliščih uporabljajo naravne dejavnike, ki temeljijo na termalnih in mineralnih vodah, uporabi klimatskih pogojev, kot so veter, zrak ter nadmorska višina in uporaba zdravilnih blat v peloidoterapiji (Turk in Kraševec, 2012). Najbolj razširjen naravni dejavnik v zdraviliščih je termo-mineralna voda (Turk in Kraševec, 2012). V Sloveniji imamo ugodne razmere za nastanek naravnih zdravilišč, saj imamo možnost koriščenja termalnih voda, zdravilnih peloidov in šot, blagodejno morsko in gorsko klimo, morje, ki nam ponuja morsko vodo, slanico, solinsko ter morsko blato. Vsi navedeni dejavniki so ključni, da so se v Sloveniji razvila naslednja zdravilišča: Terme Čatež, Terme Dobrna, Terme Dolenjske toplice, Thermana Laško, Terme Lendava, Terme 3000 Moravske Toplice, Terme Olimia, Terme & Wellness LifeClass Portorož, Terme Ptuj, Zdravilišče Radenci, Medical center Rogaška, Talaso Strunjan, Terme Šmarješke Toplice, Terme Topolšica in Terme Zreče (Slovenska zdravilišča Slovenia Terme, 2016). Najpomembnejša dejavnika za razvoj zdravilišč v Sloveniji sta termalna voda (ki ima različne lastnosti; primerno temperaturo od 32 do 73 C, ki ugodno vpliva na zdravje ljudi, izboljšuje cirkulacijo in deluje protibolečinsko) in mineralna voda (Radenska tri srca in Donat Mg), sledijo morska voda in slanica, solinsko blato, anorganski peloidi ter morska, panonska in predalpska srednjegorska mikroklima, kjer so razviti posamezni zdraviliški centri (Slovenska zdravilišča Slovenia Terme). V slovenskih naravnih zdraviliščih uporabljajo tri vrste peloidov in sicer, solinsko blato, bentonit in blato iz Negovskega jezera (Tepeš, 2005). 12

30 Slovenska naravna zdravilišča imajo že stoletno tradicijo termalnega turizma, balneologije, klimatologije in talasoterapije. Glavne prednosti SNZ predstavljajo: znanstveno dokazani zdravilni dejavniki, znanje ljudi, bogata zdraviliška tradicija in ponudba v skladu s sodobnimi trendi ter raznolika, neokrnjena narava in ugodna klima (Slovenska zdravilišča Slovenia Terme, 2016) Primorska naravna zdravilišča in talaso centri Ponudba talasoterapije je značilna za slovensko obalo, kjer se nahajata dve slovenski zdravilišči Portorož LifeClass Spa & Wellness Center ter Talaso Strunjan in edinstveni talaso center na prostem, tj.thallaso Spa Lepa Vida, ki se nahaja v Krajinskem parku Sečoveljskih solin. Za terapevtske programe uporabljajo naravne sestavine iz Sečoveljskih solin in slovenske Obale, kot so morska voda, sol, fango, morske alge in morska klima. Od leta 1956 na Debelem rtiču deluje tudi Mladinsko zdravilišče in letovišče Rdečega križa Slovenije (MLZ RDS) (Slovenska zdravilišča Slovenia Terme, 2016). Zgodovina obalnih term sega v srednji vek, ko so v 13. stoletju benediktinci iz samostana sv. Lovrenca začeli uporabljati morsko vodo, slanico in blato iz bližnjih Piranskih solin za zdravljenje različnih bolezni. V drugi polovici 19. stoletja je Združenje Piranskih solin uvedlo zdravljenje, s pomočjo koncentrirane morske vode na obali zaliva v Portorožu in je tako julija 1897 Portorož postal znan kot "Kuhr Ort", kar je pomenilo zdravilišče z uradnim dovoljenjem (Brezovec, 2012). Uspehi zdravljenja z uporabo naravnih danosti iz Piranskih solin je imelo velik pomen k razvoju območja, tako zdraviliškega, kot tudi obalnega turizma. Za ohranjanje in podporo zdraviliškega turizma na Obali so avgusta 1910 odprli Grand Hotel Palace, ki je veljal za najlepši in najpomembnejši hotel na Jadranski obali (Brezovec, 2012). Z odprtjem novih term leta 1985 je ministrstvo za zdravstvo priznalo portoroško klimo, solinski peloid iz Sečoveljskih solin ter slanico kot zdravilne faktorje (Tepeš, 2005; Brezovec, 2012, Slovenska zdravilišča Slovenia Terme, 2016). Talaso Strunjan je slovensko klimatsko zdravilišče in talasoterapevtski center v zaščitenem krajinskem parku. Zdravilišče Strunjan se danes imenuje Talaso Strunjan. Je specializirano za zdravljenje bolezni dihal, revmatskih obolenj, poškodb na prsnem košu, pljučih, stanj po poškodbah in operativnih posegih. V zdravilišču se izvajajo tudi preventivni rekreacijski in velnes programi (Tepeš, 2005). 13

31 Mladinsko zdravilišče in letovišče RKS Debeli rtič je center zdravja za otroke, mladostnike, družine. Letno se tu zdravi in letuje več kot otrok in mladine, poleg tega pa se tu izvajajo številne druge dejavnosti (šola v naravi za vrtce in šole, razna srečanja in izobraževanja odraslih, praznovanja, rehabilitacijsko zdravljenje in rekreacijske priprave športnikov itd; (Rdeči križ Slovenije, letovanje in okrevanje)). Za zdravljenje izkoriščajo pozitivne učinke in vplive morske vode, ugodno mediteransko podnebje in strokovno nego. Program je v skladu z doktrino rehabilitacijskega programa, ki ga izvajajo na Pediatrični kliniki Ljubljana in na otroškem oddelku Inštituta za rehabilitacijo v Ljubljani. Otrokom in mladostnikom se pomaga pri obolenjih dihal, obolenjih kože, po poškodbah in operacijah gibal ter alergijah (Slovenska zdravilišča Slovenia Terme). V Sečoveljskih solinah natančneje v severnem delu KPSS so 31. maja 2013 odprli termalni center na prostem, ki se imenuje»thalasso Spa Lepa Vida«(Glavaš, 2013). Tradicionalna talasoterapija se izvaja v edinstvenem naravnem okolju, sredi solinskih polj, kjer zdravijo z naravnimi produkti iz Sečoveljskih solin, tj. solinskim blatom in slanico. Poleg tega izkoriščajo tudi blagodejne učinke produktov morja, morske obale in klime, ki so ključni za krepitev naravne odpornosti in za izboljšanje splošnega počutja. Center v velikosti 4000 kvadratnih metrov sestavljajo bazen za kopanje z morsko vodo, štirje manjši bazeni za terapije s slanico ter trije manjši bazeni za Kneipp terapijo s hladno-vročo morsko vodo. V osrednjem delu je sončna terasa, kjer se izvajajo terapije s solinskim blatom, pri čemer morajo obiskovalci pred izvajanjem terapij s solinskim blatom opraviti kratek zdravniški pregled.»thalasso Spa Lepa Vida«obratuje predvidoma od maja do septembra in lahko sprejme največ 55 gostov hkrati. Podjetje SOLINE Pridelava soli, d. o. o., je v skladu z zakonodajo pridobilo tudi ustrezno dokumentacijo (Glavaš, 2013). Ministrstvo za zdravje je dne 10. maja 2013 izdalo odločbo o razglasitvi solinskega blata in slanice (matična voda) kot naravna zdravilna sredstva Sečoveljske soline Slovenska obala je bila v preteklih stoletjih znana po številnih solinah in jih je bilo mogoče najti preko celotne slovenske obale, in sicer od notranjega dela Miljskega zaliva, ob izlivu Rižane, v okolici Kopra, pri Izoli, v Strunjanskem zalivu, v Luciji pri Portorožu, največje in najpomembnejše pa so bile Sečoveljske soline (Ogorelec et al., 2000). V letu 804 so nastale 14

32 Piranske in so obsegale soline Fazan v Luciji, manjše Strunjanske soline in največje Sečoveljske soline (Pahor in Poberaj, 1963). V tistih časih Piranska sol ni imela prave barve niti okusa, saj je bila podlaga, na kateri je kristalizirala, glinena (Ogorelec, 1981). V 14. stoletju so začeli soline obnavljati in pridobivati sol po zgledu solinarjev z otoka Paga. Tam so imeli na dnu kristalizacijskih bazenov plast, ki je bila sestavljena iz mikroorganizmov, kalcita in sadre, ki so jo imenovali petola in se tako imenuje še danes in še vedno pokriva dno kristalizacijskih bazenov (Ogorelec et al., 1981). Sečoveljske soline so zgrajene na močvirski ravnici ob izlivu reke Dragonje in merijo 5,93 x 10 6 m 2. Razdeljene so na območje Fontanigge in Lera. Območje Fontanigge sestavljajo veliki bazeni, katere zarašča slanoljubna vegetacija imenovana halofiti. Skozi polje teče reka Dragonja, ki se po nekaj 10-kilometrskem toku po Sečoveljskih solinah izliva v morje. Pridelava soli je bila na tem delu opuščena v 60. letih prejšnjega stoletja. Danes se območje Fontanigge uporablja za zgoščevanje morske vode (Piranske soline Solinarstvo). Območje Lera je razdeljeno na območji, namenjeni zgoščevanju morske vode in kristalizaciji soli. Še danes predstavlja ključni element tradicionalne (ročne) pridelave soli Sečoveljskih solin petola, tj. nekaj milimetrov debela mikrobna plast (Glavaš et al., 2015; Kovač et al., 2013). Petolo sestavljajo predvsem kremen, halit, kalcit, sadra, aragonit in glinemi minerali, medtem ko je vsebnost organske snovi nizka (Glavaš et al., 2013, 2015; Kovač et al., 2013). K organski frakciji povečini prispevajo mikroorganizmi (cianobakterije, diatomeje in druge mikroalge) (Glavaš et al., 2013, 2015; Schneider and Herrmann 1980; Tkavc et al. 2011). Petola prispeva k pridelavi soli visoke kvalitete, saj deluje tudi kot bioaktivna površina, ki je pomembna za vezavo posameznih ionov in preprečuje mešanje soli z morskim blatom v podlagi (Glavaš, 2013). Sol se prideluje z naravno kristalizacijo na solnih poljih, ki obsegajo izparilne in kristalizacijske bazene, kjer se s plimo zajame morska voda, ki se nato pretaka preko bazenov. V bazenih poteka izhlapevanje vode in zgoščevanje slanice vse do kristalizacijskih bazenov, kjer se pobira sol. Ko ima slanica 5 Be = 4,82 S % se začnejo izločati karbonati, pri 13 Bé = 12,4 S % sadra (CaSO 4 2 H 2 O), pri 25 Bé = 25,25 S % pride do izločanja natrijevega klorida (NaCl) (Glavaš, 2013). Pri višjih slanostih se izločajo še drugi kloridi in sulfati. Sečoveljske soline in polotok Seča so leta 1989 zavarovali kot Krajinski park Sečoveljske soline. V njem so dovoljene le tiste gospodarske dejavnosti, ki ne ogrožajo naravnega ravnotežja npr. kot sta gojenje organizmov in solinarstvo. Stranska produkta, ki nastajata pri 15

33 pridelavi soli in jih že stoletja uporabljajo v termalnem turizmu sta slanica (visoko koncentrirana morska voda t. i. matična voda) in solinsko blato (Glavaš, 2013). Za Sečoveljske soline danes skrbi podjetje SOLINE Pridelava soli, d.o.o., ki ga prepoznamo z naslednjimi blagovnimi znamkami: Piranske soline (prehrambni program), Lepa Vida (kozmetični program), KPSS (program ekoturizma) (Glavaš, 2013) Slanica iz Sečoveljskih solin Slanica je v zdraviliškem in velnes turizmu poleg solinskega blata tudi pomemben zdraviliški dejavnik. Velja kot glavno sredstvo, ki se uporablja pri talasoterapiji. Nastaja kot stranski produkt pri pridelavi soli in ima visoko vsebnost mineralnih snovi oz. soli. Ima visoke vsebnosti natrijevih, kloridnih, kalcijevih, bromidnih, sulfidnih in drugih ionov. Je gostejša od morske vode, lahko tudi do 10-krat. Sestava slanice je v osnovi povezana s sestavo morske vode (vhodna spremenljivka) kot tudi s procesi izhlapevanja in precipitacije mineralov. Koncentracija slanice je v večini odvisna od različnih meteoroloških dejavnikov (temperatura zraka, padavine, veter) in vodnega režima povezanega z vremenskimi dejavniki ter premiki vode v solnih poljih, saj potekajo vse faze pridelave soli na prostem (Glavaš, 2013). Procesi obarjanja mineralov vplivajo na ph slanice. Ko pride do obarjanja kalcijevega karbonata, se ph občutno zniža; na primer od 8,32 (začetne vrednosti morske vode) do 6,62 (slanica) (Herrmann, et al., 1973). Vrednost Eh se s koncentriranjem slanice zvišuje, zato se najvišji padec opazi v kristalizacijskih bazenih s slanico najvišje slanosti (okrog 100 mv) (Herrmann, et al., 1973). Takrat se vzporedno znižuje tudi koncentracija raztopljenega kisika, kar nakazuje redukcijsko okolje z anaerobnimi pogoji (Glavaš, 2013). Slanico (aqua madre), ki ostane po ročnem pobiranju soli na dnu kristalizacijskih bazenov, prodajajo pod blagovno znamko»slanica (lepa Vida)«. Namenjena je uporabi v obliki kopeli, ki pospeši krvni obtok celotnega telesa in izločanje odpadnih snovi iz telesa in ugodno vpliva na kožo. Pri tem deluje na podlagi kemičnega in mehanskega učinka, saj na telo voda pritiska iz vseh strani in deluje podobno kot limfna drenaža. Bistvenega pomena v kopelih je tudi vzgon, saj olajša gibanje obolelih in poškodovanih delov telesa. Najbolj učinkovito je delovanje slanice pri temperaturi okoli 38 C ( 2016). V Thalasso Spa Lepa Vida uporabljajo slanico za različne indikacije: 16

34 - v kopelih s koncentracijo slanice % za kronične bolečine, degenerativne in revmatske bolezni gibalnega sistema, stanja po poškodbah gibal ter v sprostilne namene, - v kopelih s koncentracijo slanice 20 % za zdravljenje kožnih bolezni (luskavica, akne) Solinsko blato oz. sediment iz Sečoveljskih solin Solinsko blato iz Sečoveljskih solin se v zdraviliščih uporablja že vse od 13. stoletja. Vsi omenjeni zapisi govorijo o tem, da ima zdravilne in blagodejne učinke na zdravje ter počutje ljudi. Njegova raba še vedno večinoma temelji na izkušnjah in dolgoletni tradiciji termalnega turizma (Glavaš et al, 2017). Solinsko blato se kot naravno zdravilno sredstvo uporablja v Portorož LifeClass Spa & Wellness Centru, Talaso Strunjan in Thalasso Spa Lepa Vida za naslednje indikacije: revmatske bolezni vnetnega in degenerativnega značaja, progresivne internistične bolezni revmatskega značaja, kronične bolečine gibalnega sistema, stanja po operacijah in poškodbah, kožne bolezni (zlasti luskavica), kronične ginekološke bolezni ne-malignega značaja (Glavaš, 2013, (Lepa Vida, Thalasso spa na solinah). V Thalasso Spa Lepa Vida solinsko blato najprej segrejejo nad 65 C zaradi zagotovitve ustrezne mikrobne varnosti. Segreto blato (temperature C) nanesejo direktno na kožo vzdolž celega telesa, ali kot delne obloge v sloju 3 do 5 cm. Solinsko blato pustijo učinkovati 20 do 30 minut, nato svetujejo počitek vsaj 30 min. Obsežnejšo analizo solinskega blata iz Sečoveljskih solin je leta 1990 opravil Balneološki inštitut iz Münchna. Rezultati so potrdili, da ustreza mednarodnim zahtevam za zdravilno blato. V blatu so določili: ph 6,9, 41,86 % vode, 58,14 % delcev s premerom 0,02 mm in vsebnost kloridnih, natrijevih, sulfatnih ionov. Obsežnejše raziskave mobilnosti kovin (iz blatne v vodno fazo) še niso bile izvedene, čeprav so ključnega pomena, da se blato lahko intenzivno uporablja v termalnem turizmu. 17

35 3. MATERIALI IN METODE 3.1. VZORČENJE IN POSTAVITEV EKSPERIMENTA Izvorno solinsko blato za eksperiment je bilo odvzeto v kanalu Pichetto in nato za kratek čas shranjeno v odprtem zalogovniku pri solnem polju S2 na Leri. Trdno fazo iz prej omenjenega zalogovnika smo nato prinesli v laboratorij Morske biološke postaje v Piran (MBP) dne Postavitev eksperimenta je potekala Približno štiri litre solinskega blata smo dali v vsako izmed osmih posod iz pleksi stekla dimenzij 25 cm x 18 cm x 18 cm. Solinsko blato je bilo kompaktno in gosto. Pri sklicevanju na izvorno solinsko blato bomo v nadaljnjem besedilu uporabili okrajšavo SB 0. Shematski prikaz eksperimentalne posode (EP) je viden na sliki 2. Slika 2: Shematski prikaz vodne faze in solinskega blata v eksperimentalni posodi. Pri rokovanju s solinskim blatom smo uporabili rokavice in plastični pribor, da ni prišlo do kontaminacije vzorca. Čez kompaktno in gosto blato v posamezni posodi smo nato nalili dva litra vodne faze z različno slanostjo (Tabela 1) (razen v primeru destilirane vode oz. kontrolne vodne faze). Posamezne vrednosti slanosti vodne faze smo izbrali glede na običajne slanostne razmere (morske vode oz. slanice) v Sečoveljskih solinah. Opis vodne faze je prikazan v tabeli 1. Slanost končne raztopine smo določili z uporabo z Beaumejevega aerometra, ki ga solinarji uporabljajo za spremljanje slanosti. 18

36 Tabela 1: Sestava vodne faze v posameznih eksperimentalnih posodah (EP 1-8 ) (ob začetku eksperimenta (t k ) dne ) Eksperimentalna posoda (EP) Vodna faza Sestava vodne faze EP 1 destilirana voda destilirana voda EP 2 raztopina NaCl (3,7 ºBé = 3,6 S %) 1,8 L destilirane vode + 72 g NaCl EP 3 EP 4 raztopina NaCl (13 ºBé = 12,4 S %) 1,8 L destilirane vode g NaCl raztopina NaCl (22 ºBé = 22,2 S %) 1,8 L destilirane vode g NaCl EP 5 slanica (3,7 ºBé = 3,6 S %) 0,3 L slanice 23 ºBé = 23,3 S %+ 1,7 L dest. vode EP 6 morska voda (4,2 ºBé = 4,1S %) *vzorec odvzet pred MBP EP 7 slanica (19 ºBé = 19 S %) 1,1 L slanice 23 ºBé =23,3 S %+ + 0,9 L dest. vode EP 8 slanica (27,5 ºBé = 27,2 S %) nefiltrirana slanica (rožnate barve) *Opomba: Zaradi neugodnih vremenskih razmer in potencialnega vpliva padavin, je vzorčenje morske vode potekalo šele Zato se je eksperiment v 6. eksperimentalni posodi pričel z nekajdnevno zamudo. Eksperimentalne posode smo nato postavili v termoizolirano komoro, kjer smo simulirali dnevno nočni cikel, in sicer pri dnevni temperaturi 21 C ter nočni temperaturi 16 C. Povprečno dnevno temperaturo smo določili na osnovi analize dnevnih temperatur, ki so bile prisotne v obdobju od maja do septembra v letih ( 2015). Solinsko blato (trdo fazo) smo zorili v termoizolirani komori od do , približno tri mesece. Vsak teden smo solinsko blato v zorilnih posodah premešali in dodali toliko destilirane vode, kolikor jo je v tem času izhlapelo. V času enega tedna se je nivo vodne faze v posamezni eksperimentalni posodi znižal za približno 1 cm. Pri postavitvi eksperimenta (t 0 ) smo vzorčili solinsko blato, njegovo porno vodo ter vodno fazo, ki smo jo nalili v EP 1-8. Del solinskega blata smo najprej zamrznili in nato liofilizirali ter suhe vzorce shranili v eksikatorju za nadaljnje analize. 250 ml posamezne vodne faze smo prelili v plastenke, ki smo jih shranili v hladilniku pri temperaturi 4 C do transporta (ekspresno pošiljanje z DHL) v akreditiran kanadski laboratorij Bureau Veritas Commodities Canada Ltd. Porno vodo smo ločili od solinskega blata po centrifugiranju vzorca v centrifugirkah približno 30 minut pri obratih na minuto ter nadalje ravnali z vzorci kot v primeru prej opisanih vzorcev vodne faze. 19

37 Ob koncu eksperimenta (t k ; po treh mesecih) smo prav tako vzorčili solinsko blato (trdno fazo), porno vodo in vodno fazo iz vsake eksperimentalne posode. Pri tem smo vzorce pripravili na enak način kot na začetku eksperimenta SOLINSKO BLATO (TRDNA FAZA) Analiza zrnavosti solinskega blata (trdne faze) Laserski merilec zrnavosti se uporablja za določevanje, merjenje velikosti in porazdelitev delcev drobnozrnatih sedimentov. Analiza zrnavosti morskega blata je bila izvedena na Geološkem zavodu Slovenije, in sicer s kombinacijo mokrega sejanja in laserskega difraktometra znamke Fritsch Analysette 22 Economy. Rezultate analize zrnavosti (za pridobitev podatka o velikostnem razredu in sortiranosti vzorca) smo obdelali s programom Gradistat 8.0, ki sta ga razvila Blott in Pye (2001) Fizikalno kemijski parametri solinskega blata (trdne faze) Kislost oziroma alkalnost (ph) solinskega blata smo izmerili s prenosnim multimetrom na Morski biološki postaji v Piranu (MBP) (Eutech instruments). Gostoto solinskega blata smo izmerili na MBP. Določili smo jo s kovinskim piknometrom, tj. posoda s točno določeno prostornino in težo. Piknometer smo do vrha napolnili z blatom in ga nato tesno zaprli, da smo odstranili višek vzorca (Slika 2). Napolnjen in očiščen piknometer smo stehtali in po enačbi za gostoto (δ=m/v) izračunali gostoto blata. Teža in prostornina piknometra valja sta bila podana v navodilih za uporabo. Slika 2: Kovinski piknometer za merjenje gostote mase. 20

38 Delež vode solinskega blata smo izmerili na MBP. Določili smo jo gravimetrično s tehtanjem vzorca pred in po sušenju: a) v sušilniku (24 ur pri temperaturi 105 C) in b) po liofilizaciji. Vsebnost vode v vzorcih smo izrazili v odstotkih (%) Organska snov v solinskem blatu Celotne ogljikove hidrate (CHO) smo izmerili na MBP. Določevali smo jo po spektrofotometrični metodi po Dubois et al. (1956). 10 mg liofiliziranega in homogeniziranega vzorca solinskega blata smo dodali 1 ml destilirane vode, 1 ml 5 % raztopine fenola in 5 ml koncentrirane žveplove(vi) kisline (H 2 SO 4 ). Po 20 minutah, nastane rumeno-oranžni kompleks. Vzorce smo nato centrifugirali 15 min pri 3000 obratov na minuto in v supernatantu izmerili absorbanco v 1 cm kiveti pri λ = 484 nm. Pred določanjem raztopljenih ogljikovih hidratov v vzorcih, smo naredili umeritveno krivuljo, kjer smo kot standard uporabili glukozo (proizvajalca SIGMA). Vsebnost proteinov v solinskem blatu smo določili po metodi, pri kateri smo za izdelavo umeritvene krivulje uporabili standard goveji serumski albumin (BSA). Izmerili smo jih na MBP. V 100 mg suhega homogeniziranega vzorca smo dodali 4 ml 0,1 M NaOH in ga 2 uri ekstrahirali v vodni kopeli pri 60 C ter nato centrifugirali (15 min, 3000 obratov na minuto). Supernatant smo po centrifugiranju uporabili za spektrofotometrično določanje vsebnosti proteinov. Pri tem smo 0,8 ml supernatanta dodali 0,2 ml Bradfordovega reagenta (Bradford, 1976), dobro premešali in po 5 minutah izmerili absorbanco v 1 cm kiveti pri λ = 595 nm. Vsebnost organskega ogljika (% Corg.) in skupnega dušika (% Ntot.) smo določili z elementnim analizatorjem (Elementar Vario Micro Cube) pri temperaturi sežiga 1150 C na MBP. Suhe in homogenizirane vzorce smo zatehtali v srebrne kapsule ter jih nato nakisali z 1M in nato še s 6M klorovodikovo kislino (HCl), da smo odstranili anorganski ogljik oz. karbonate. Ko smo vzorcem dodajali HCl, smo morali biti posebej previdni, saj solinsko blato vsebuje velik delež karbonatov. Zato pri nakisanju vzorca poteče burna reakcija oz. sproščanje ogljikovega dioksida, kar opazimo kot bolj ali manj intenzivno penjenje vzorca. To lahko privede tudi do izgube določene mase vzorca. 21

39 Mineralna sestava solinskega blata (trdne faze) Mineralno sestavo solinskega blata smo določili s praškovno rentgensko difrakcijo oz. uklonom rentgenskih žarkov. To je osnovna metoda za preiskavo mineralne sestave surovine. Na praškastem ali poliranem vzorcu (v našem primeru praškastem) se rentgenski žarek uklanja, izmeri pa se njegova intenziteta in lega uklonov. Rentgenski žarki so del elektromagnetnega spektra in imajo značilnosti valov ter delcev. Rezultate prikazuje difraktogram, ki nam poda analogni zapis intenzitete sipanih žarkov v odvisnosti uklonskega kota. Pridobljene rezultate nato primerjamo s podatki iz podatkovnih baz (Pecharsky in Zavalij, 2003) Vzorce za mineralno analizo smo analizirali na Naravoslovnotehniški fakulteti Univerze v Ljubljani na Oddelku za Geologijo. Vzorce smo predhodno liofilizirali in jih nato zmleli v ahatni terilnici. Vsebnost mineralne faze smo določili z Rietveldovo analizo, ki se uporablja za določevanje mineralne strukture materiala iz praškovnih difraktogramov. Temelji na modelu, kjer izračunamo difraktogram in ga primerjamo z vzorčenim materialom, v našem primeru solinski sediment (Rietveld et al., 1993). Vzorce raziskovanega materiala smo analizirali z rentgenskim difraktometrom znamke Phillips PW3830. Dobljene rentgenograme smo nato obdelali z računalniškim programom PANalytical X'Pert HighScore Plus Ver Za določevanje vsebnosti glinenih mineralov v raziskovanih vzorcih je potrebno posneti rentgenograme neorientiranih in orientiranih vzorcev. Priprava orientiranih vzorcev je malo bolj kompleksna kot neorientiranih. 30 g originalnega vzorca smo 3 dni namakali v destilirani vodi, da smo vzorce razsolili, vodo smo večkrat odlili in dodali svežo. Ko smo začeli s pripravo, smo vodo odlili in dodali novo ter vse skupaj zmešali. Počakali smo 3 minute, da so se usedli delci večji od 20 µm, jih nato prelili v epruvete ter postavili v ultrazvočno kopel za 1 min za zmanjšanje efekta koagulacije zaradi glinenih mineralov. Vzorce smo nato centrifugirali na 2000 obratov/min za 4 min, z namenom da so se usedla zrna manjša od 0,1 µm. Postopek smo nato ponovili 4-krat. Pri zadnjem postopku smo suspenzijo centrifugirali 1 min pri 800 obratov/min. Takoj za tem smo vrhnji del suspenzije odpipetirali, dali na stekleno ploščico in sušili pri temperaturi 25 C. Nato smo jih analizirali z rentgenskim difraktometrom, enako kot pri neorientiranih vzorcih. 22

40 Večelementna sestava solinskega blata (trdne faze) Analize večelementne sestave solinskega blata so bile izvedene v akreditiranem kanadskem laboratoriju Bureau Veritas Commodities Canada Ltd. z uporabo dveh različnih metod. Vsebnosti glavnih oksidov in Sc so bile določene z metodo ICP-AES (emisijska spektrometrija z induktivno sklopljeno plazmo), vsebnosti težkih kovin in polkovin ter slednih elementov z metodo ICP-MS (masna spektrometrija z induktivno sklopljeno plazmo) po taljenju v mešanici litijevega metaborata/tetraborata in razkroju v dušikovi kislini. Težke kovine in polkovine (Ag, As, Cd, Co, Cr, Cu, Mo, Ni, Pb, Sb, Zn) in sledne prvine (Ba, Mn, Sr) so bili pred merjenjem podvrženi ekstrakciji z zlatotopko pri T = 95 C. Analitska točnost in natančnost sta bili kontrolirani z merjenjem slepih (blank) vzorcev, podvajanjem analiz in uporabo referenčnih standardnih materialov (STD DS8, STD DS9, STD SO-18) Primerjava vsebnosti slednih prvin in težkih kovin in polkovin z obstoječimi smernicami V Republiki Sloveniji še nimamo izdelane zadovoljive zakonodaje s področja uporabe termomineralnih vod in peloidov, prav tako na tem področju niso podrobno opredeljeni ukrepi prilagojene rabe za doseganje varstvenih ciljev pri izkoriščanju tovrstnih naravnih dobrin. Proizvodi, ki so namenjeni za farmacevtske, kozmetične namene ter aplikacijo peloida v zdraviliščih, morajo biti varni za uporabo. V ta namen so razvili nekatere predpise. Težke kovine in polkovine, kot so As, Cd, Se, Hg, Pb, morajo biti v peloidu odsotne, ker so znane kot strupene za človeški organizem in predstavljajo nevarnost za okolje (European regulation n.85/391/cee, 86/179/CEE and 86/199/CEE ). F.D.A Kanade in Združenih držav Amerike (Food and Drug Administration) morajo biti težke kovine in polkovine odsotne v kozmetičnih produktih, če presegajo vsebnosti v primeru Pb 10 mg/kg, As, Cd, Hg 3 mg/kg in, pri Sb 5 mg/kg (Rebelo, 2011). V RS je še vedno v veljavi zakon o naravnih zdravilnih sredstvih in o naravnih zdraviliščih iz leta 1964 (Uradni list SRS, št. 36/64). Zato smo vsebnosti izbranih elementov (Cu, Ni, Pb, Zn, Cr, Co in As) v obravnavanih vzorcih primerjali z vrednostmi (Tabela 2), ki jih navaja omenjeni zakon (Uradni list SRS, št. 36/64). 23

41 Tabela 2: Mejne, opozorilne in kritične emisijske vrednosti (mg kg -1 ) v tleh (Uradni list SRS, št. 36/64). Element Koncentracija/vrednost ime simbol mejna opozorilna kritična baker Cu nikelj Ni svinec Pb cink Zn krom Cr kobalt Co arzen As Faktor obogatitve (EF) S faktorjem obogatitve dobimo oceno antropogenega vpliva pri raziskanem materialu, glede na predhodni referenčni material, ki ni bil izpostavljen antropogenemu vplivu. Faktor obogatitve predstavlja razmerje med raziskovanim elementom in normalizacijskim elementom v morskem sedimentu ter med istim elementom v izbranem referenčnem materialu. Izračuna se po enačbi: EF=(X/Y) vzorec /(X/Y) ref. sed. (Birth, 2003; Chen et al., 2007; Varol, 2011; Ghrefat et al., 2011) kjer je X koncentracija izbranega elementa in Y koncentracija referenčnega elementa, za katerega ponavadi definiramo aluminij (Al), saj je zelo nemobilen element in ima najmanjšo stopnjo antropogenega vpliva (Romero et al., 2012). Njegova koncentracija je v produktih preperevanja primerljiva s koncentracijo v matičnem materialu (Zang in Liu, 2002). Glede na izračun vrednosti EF ločimo sedem različnih stopenj onesnaženosti sedimenta (Birth, 2003; Chen et al., 2007; Varol, 2011; Ghrefat et al., 2011), ki so prikazane v Tabeli 3. Za referenčno vrednost izračuna EF smo uporabili koncentracije elementov v površinskem sedimentu Severnega Jadrana (Dolenec et al., 1998) 24

42 Tabela 3: Stopnje onesnaženosti sedimenta glede na izračunane vrednosti faktorja obogatitve (EF) (Birth, 2003, Chen et al., 2007). EF EF 1 sediment ni obogaten 1 < EF < 3 manjša obogatitev 3 < EF < 5 srednja obogatitev 5 < EF < 10 srednje visoka obogatitev 10 < EF < 25 visoka obogatitev 25 < EF < 50 zelo visoka obogatitev EF > 50 ekstremno visoka obogatitev 3.3. VODNA FAZA IN PORNE VODE Osnovni fizikalno-kemijski parametri vodne faze in pornih vod Slanost vodne faze smo določili z merjenjem gostote s pomočjo Beauméjevih aerometrov, ki se v solinarstvu uporabljajo za določanje slanosti morske vode in slanice. Beauméjev aerometer je v bistvu potopni aerometer oz. merilec gostote tekočin, ki je sestavljen iz steklenega valja, ki je na eni strani obtežen (da plava pokonci) in označene merilne skale izražene v stopinjah Bé (Baumé). Bé smo nato preračunali v masne odstotke (S %) po formuli (1). (1) S prenosnim multimetrom smo izmerili ph in temperaturo (Eutech instruments) Določevanje raztopljenega organskega ogljika (DOC) v vodni fazi Raztopljeno organska snov (DOM) lahko označimo kot zelo raznoliko zmes spojin (Riedel in Dittmar, 2014), ki vsebuje tudi veliko biokemično določljivih spojin, kot so sladkorji, aminokisline, maščobe ter huminske snovi. Glavni vir raztopljenega organskega ogljika (DOC) so organske sestavine, ki nastanejo kot produkt fotosinteze avtotrofnih organizmov, ki predstavljajo veliko količino raztopljenega organskega ogljika v vodah in morskih sedimentih (Khodse et al., 2008). DOM in DOC sodelujeta v morskih geokemičnih kroženjih. Ker je organski ogljik splošno razširjen, igra pomembno vlogo v biogeokemijskem kroženju, ki 25

43 poteka v morskem vodnem stolpcu in v porni vodi sedimentov (Benner et al., 1992). DOC predstavlja pomemben vir energije za heterotrofne organizme (Decho et al., 2005) in je morebiten vir organske snovi v sedimentnih kamninah (Decho et al., 2005). Analizo DOC smo opravili na Nacionalnem inštitutu za biologijo na Morski biološki postaji v Piranu. Vzorce vodne faze smo filtrirali skozi predhodno prežgan (4 ure pri 4 ºC) GF/F filter iz steklenih vlaken ter filtratu dodali 50 µl 50 % nasičene raztopine HgCl 2 (za preprečitev mikrobne aktivnosti) in jih do analize hranili v hladilniku pri 4 C. Anorganski ogljik smo odstranili tako, da smo vzorce pred analizo nakisali z 1 M klorovodikovo kislino (HCl) (Sugimura and Suzuki 1988). Nehlapni raztopljeni organski ogljik smo nato v vzorcih določili z visokotemperaturno katalizirano oksidacijo ali HTCO (angl. High-temperature catalytic oxidation) metodo in z analizatorjem Shimadzu TOC 5000A. Ponovljivost je bila med 1,5 in 3,0 % Določanje vsebnosti klorofila a in feopigmentov v vodni fazi Biomaso vseh fotoavtotrofnih organizmov lahko ocenimo z meritvami klorofila a (Chl a) in njegovih razgradnih produktov, tj. feopigmentov (Feo). Postopek smo naredili tako, da smo približno 5 g vzorca ekstrahirali preko noči v hladilniku (4 C) v 6 ml 90 % acetona in ga nato naslednji dan centrifugirali 15 min pri 5000 vrtljajev na minuto (rpm). V supernatantu (ekstraktu) smo koncentracije Chl a in Feo določili fluorimetrično z uporabo fluorimetra Turner Trilogy. Steklene kivete z zamaškom smo napolnili s 1800 ml supernatanta in merili fluorescenco pred in po zakisanju. Vzorce smo zakisali, tako da smo dodali 100 ml HCl, dobro premešali ter po 90 sekundah ponovno izmerili fluorescenco. Z zakisanjem molekule Chl a razpadejo (izguba Mg atoma v tetrapirolovem obroču), novo nastale spojine, tj. feopigmenti pa fluorescirajo pri isti valovni dolžini kot Chl a in jih lahko izmerimo po isti metodi. Količino feopigmentov smo določili v vzorcih, ki smo jih predhodno nakisali z dodatkom 60 µl 0,1 M HCl Določanje vsebnosti hranil vodne faze Vsebnosti hranilnih soli oziroma vsebnosti nitrita (NO 2 ), nitrata (NO 3 ), fosfata (PO 4 3 ), amonija (NH 4 + ), silikata (SiO 4 4 ), smo določevali v razredčenih in nefiltriranih vzorcih slanice 26

44 po standardnih kolorimetričnih metodah, ki se običajno uporabljajo v oceanografskih raziskavah (Sagi, 1966; Grasshoff et al., 1999). Pri tem smo uporabili spektrofotometer Perkin Elmer UV/VIS Lambda 14 in 5 ter 10 cm kivete. Delež organskih dušikovih spojin se lahko izračuna iz razlike med skupnim dušikom in anorganskim dušikom. Skupni fosfor vključuje organske in anorganske fosforjeve spojine v raztopljeni in suspendirani obliki. Ionizirani produkt fosforjeve (V) kisline (H3PO4) predstavlja anorganski raztopljeni fosfor. Za morsko okolje so poleg fosforjevih in dušikovih hranil pomembne snovi, ki vsebujejo silicij. V morski vodi se silicij nahaja predvsem v obliki silikatnega iona SiO 4-4. Izvor silicija povezujemo s preperevanjem kamnin in raztapljanjem skeletnih delov organizmov (Glavaš, 2013) Večelementna sestava vodne faze in pornih vod Geokemične analize vodne faze in pornih vod (vsebnosti kationov in anionov) so bile izvedene v akreditiranem kanadskem laboratoriju Bureau Veritas Commodities Canada Ltd. Vsebnost anionov v morski vodi je bila določena z ionsko kromatografijo, vsebnost kationov z visokoločljivostnima metodama ICP-MS (masna spektrometrija z induktivno sklopljeno plazmo) in ICP/AES (emisijska spektrometrija z induktivno sklopljeno plazmo) (za prvine, kot so K, Mg, Ca, Na in Sr). Analitska točnost in natančnost sta bili kontrolirani z merjenjem slepih (blank) vzorcev, podvajanjem analiz in uporabo referenčnih standardnih materialov (NIST 1643e, SLRS-5); izračunani točnost in natančnost sta bili boljši od ±10 % za analizirane elemente. 27

45 4. REZULTATI IN RAZPRAVA 4.1. SOLINSKO BLATO (TRDNA FAZA) Zrnavost solinskega blata (trdne faze) Analiza zrnavosti je pokazala, da solinsko blato (trdno fazo) gradi peščeni mulj (diagram prod-pesek-mulj) oz. peščeni melj (diagram pesek-melj-glina). V vzorcu prevladuje muljasta frakcija (59,3 %) nad peščeno (40,7 %) oz. podrobnejša razdelitev zrnavosti: drobnozrnat pesek 40,7 %, grobi mulj 31,1 %, srednje zrnati mul 12,3 %, drobnozrnati mulj 15,3 %, glinena frakcija 0,4 %, kar je posledica relativno mirnega polzaprtega sedimentacijskega bazena (Ogorelec et al., 1981). Srednja vrednost velikosti zrn znaša 47,83 µm. Dobljene ugotovitve/rezultati se ujemajo z rezultati predhodnih raziskav na območju Sečoveljskih solin (Ogorelec et al., 1981, Zajc, 2010, Glavaš et al., 2017) Fizikalno-kemijski parametri solinskega blata (trdne faze) Vrednosti ph-ja so se gibale od 7,25 do 7,56. Rezultati so prikazani v tabeli 4. (ph smo merili samo na koncu vzorčenja, ker ob začetku eksperimenta še nismo imeli primerne aparature za merjenje ph-ja solinskega blata). Gostota solinskega blata ob začetku eksperimenta je znašala 3,1 g ml -1, ob koncu eksperimnta je variirala od 2,9 g ml -1 do 3,04 g ml -1 ; podrobnejši rezultati vzorčevalnih posod so prikazani v tabeli 4. Delež vode v solinskem blatu smo določili gravimetrično s tehtanjem vzorca po sušenju pri 105 C (24 ur) ter s postopkom liofilizacije. V obeh primerih smo dobili podobne rezultate, ki so podani v tabeli 4. Izvorni/originalni vzorec solinskega blata je vseboval 41,6 % vode, vzorci blata vzorčeni ob zaključku eksperimenta od 45 do 51 % vode. Zmanjšanje gostote solinskega blata med eksperimentom lahko interpretiramo kot posledico procesov zorenja in predvsem večjega močenja blata z vodo. Zatorej je bilo blato ob koncu eksperimenta redkejše in je vsebovalo višji delež vode. 28

46 Tabela 4: ph, gostota (g ml -1 ), delež vode (%) v izvornem solinskem blatu in solinskem blatu iz posamezne eksperimentalne posode, po sušenju (24 ur, pri 105 C) a in liofiliziranju b vzorca ( 1 ni podatka). Solinsko blato (Eksperimentalna posoda; t k ) Izvorno solinsko blato (SB 0; t z ) ph Gostota (g ml -1 ) Delež vode a (%) Delež vode b (%) n.p. 1 3,1 41,25 40,86 EP 1 : destilirana voda 7,30 2,99 49,78 49,81 EP 2 : raztopina NaCl (3,7 ºBé=3,6 S %) 7,28 2,98 51,16 49,02 EP 3 : raztopina NaCl (13 ºBé=12,4 S %) 7,56 2,96 48,48 48,27 EP 4 : raztopina NaCl (22 ºBé=22,2 S %) 7,49 3,01 47,34 47,63 EP 5 : slanica (3,7 ºBé=3,6 S %) 7,32 2,99 48,73 48,70 EP 6 : morska voda (4,2 ºBé=4,1 S %) 7,29 2,97 47,65 48,03 EP 7 : slanica (19 ºBé=19 S %) 7,35 3,03 46,19 45,43 EP 8 : slanica (27,5 ºBé,=27,2 S %) 7,25 3,03 45,08 45, Organska snov prisotna v solinskem blatu (trdni fazi) Vsebnosti organske snovi (ogljikovi hidrati, proteini, organski ogljik, skupni dušik) v solinskem blatu, ki smo jih določili na začetku in ob koncu vzorčenja iz posamezne vzorčevalne posode (EP 1-8 ), so zbrani v tabeli 5. Vsebnosti celotnih ogljikovih hidratov (CHO) v solinskem blatu (trdni fazi) so se gibale od 7,17-14,6 mg g -1 (Tabela 5). Najvišja vrednost CHO je bila izmerjena v eksperimentalni posodi EP 6 z morsko vodo (vodna faza), najnižja pa v EP 7 s slanico 19 Bé = 19 % S. Vsebnost ogljikovih hidratov je povezana z deležem organske frakcije, slednja pa z mikrobno komponento. Vsebnosti proteinov v trdni fazi so se gibale med 1,81 do 12,15 mg g -1. Glede na vsebnost CHO v izvornem solinskem blatu (SB 0 ), se te praviloma znižajo po vzpostavitvi SB 0 v slani vodni fazi (z izjemo v primeru morske vode in raztopine NaCl (13 ºBé = 12,4 % S). V EP 1 smo določili višjo vsebnost proteinov ob koncu eksperimenta, ostali rezultati prav tako kažejo trend upadanja vsebnosti proteinov, ko je to prekrito/izpostavljeno vodni fazi z višjo slanostjo (Tabela 5). Nižje vsebnosti proteinov v razponu med 0,04 (izmerjen julija) in 16 mg g -1 (izmerjen januarja) ter tot CHO v razponu med 19,30 (izmerjena novembra) in 1,81 mg g-1 (izmerjeno julija) solinskega blata iz Sečoveljskih solin, ki je bilo izpostavljeno različnim slanostnim razmeram, navaja tudi Glavaš (2013) in Glavaš in sod. (2017). 29

47 Vsebnost skupnega dušika (% N tot ) v solinskem blatu (SB 0 ) je bila na začetku vzorčenja 0,25 %. Ob koncu vzorčenja je vrednost padla, in sicer v solinskem blatu vseh EP smo določili nižje deleže od 0,12 do 0,21 % (Tabela 5). Vsebnost organskega ogljika (C org. ) v izvornem solinskem blatu je bila 1,14 %. Povprečna vsebnost organskega ogljika je v severnem Jadranu ocenjena na 1,05 % (Dolenec et al., 1998), kar se sklada z našimi rezultati. Ob koncu vzorčenja (po trimesečni izpostavitvi solinskega blata izbrani vodni fazi) nismo zasledili večjih sprememb vsebnosti C org. Kljub temu smo določili najnižje vrednosti v bolj slani vodni fazi, tj. v EP 7 (raztopina NaCl 3,7 Bé = 3,6 S %; 1,19 % C org. ) ter v EP 7 (slanica 19 Bé = 19 S %; 0,96 % C org. ). Vsebnost C org. je bila v solinskem blatu v Sečoveljskih solinah določena med 0,89 in 1,96 % (Glavaš et al., 2017) v doktorski dizertaciji pa med 0,8 in 5,3 % (Glavaš, 2013). Tabela 5: Vsebnost ogljikovih hidratov (CHO) (mg g -1 ), proteinov (mg g -1 ), skupnega dušika (%N tot ) in organskega ogljika (%C org. ) v izvornem solinskem blatu (SB 0 ) ob začetku eksperimenta (t z ) in v solinskem blatu ob koncu eksperimenta (t k ) v posameznih vzorčevalnih posodah; EP( 1-8 ). Solinsko blato med eksperimentom CHO (mg g -1 ) Proteini mg g -1 N tot (%) C org. (%) C org. /N (atomsko) Izvorno solinsko blato (SB 0; t z ) 11,05 9,50 0,25 1,14 5,28 EP 1 : destilirana voda 10,49 12,15 0,21 1,15 6,36 EP 2 : raztopina NaCl (3,7 ºBé=3,6 S %) 10,81 10,07 0,17 1,19 8,06 EP 3 : raztopina NaCl (13 ºBé=12,4 S %) 13,44 10,16 0,18 1,09 7,13 EP 4 : raztopina NaCl (22 ºBé=22,2 S %) 9,82 8,13 0,16 1,03 7,43 EP 5 : slanica (3,7 ºBé=3,6 S %) 9,58 10,97 0,15 1,09 8,76 EP 6 : morska voda (4,2 ºBé=4,1 S %) 14,60 10,87 0,19 1,13 7,10 EP 7 : slanica (19 ºBé=19 S %) 7,17 1,82 0,15 0,96 7,26 EP 8 : slanica (27,5 ºBé=27,2 S %) 9,21 2,46 0,12 1,02 9,94 Znižanje vsebnosti C org, TN z višanjem slanosti vodne nad solinskim blatom (Sečoveljskih solin) je navajala v svoji raziskavi tudi Glavaš (2013). Prav tako je podoben trend opazila v primeru petole, tj. mikrobne plasti kristalizacijskih bazenov. Najvišje vrednosti za % C org., TN, CHO in proteine so določili v mesecih pred in po solinarski sezoni, ko je slanost v kristalizacijskih bazenih približno enaka slanosti morja. 30

48 Mineralna sestava solinskega blata (trdne faze) Tabela 6: Vsebnost mineralov v solinskem blatu izražena v odstotkih (%). Vzorec Kalcit Kremen Halit Plagioklaz Klorit Illit Pirit SB 0 30,90 39,70 3,30 4,70 1,20 18,80 0,50 EP 1 24,40 32,50 26,80 0,80 1,60 13,50 0,40 EP 2 27,50 35,90 16,60 1,20 2,40 15,90 0,50 EP 3 28,40 40,60 6,90 4,90 2,00 16,80 0,30 EP 4 31,40 42,00 3,00 3,10 2,30 17,90 0,30 EP 5 26,70 37,00 14,80 2,20 1,70 17,20 0,40 EP 6 29,70 41,00 5,60 1,80 1,90 19,50 0,50 EP 7 25,80 33,80 23,80 1,20 1,90 13,30 0,30 EP 8 31,20 38,40 6,50 3,50 2,00 17,90 0,50 Rezultati neorientiranih vzorcev so pokazali, da v solinskem blatu iz Sečoveljskih solin prevladujejo kremen (35 %), kalcit (26 %), glineni minerali (25 %), pirit (10 %) in halit (5 %). V vzorcih se mineralna sestava solinskega blata tekom eksperimenta ni spreminjala, saj je bila le-ta iz začetka eksperimenta zelo podobna mineralni sestavi vzorca iz konca eksperimenta (Slika 3). Iz tega lahko sklepamo, da slanost in proces zorenja bistveno ne vplivata na spremembe mineralne sestave solinskega blata. Slika 3: Rentgenski difraktogram neorientiranih vzorcev solinskega blata. 31

49 Orientirane vzorce smo posneli z namenom, da v vzorcih določimo prisotne glinene minerale. V vseh vzorcih (Slika 4) so bili prisotni: kaolinit, klorit in muskovit/illit. Mineralna sestava obravnavanih vzorcev (posebno vsebnost glinenih mineralov) kaže ustrezno sestavo, zaželeno za blata, ki se uporabljajo za terapevtske namene (Cara et al., 2000; Veniale et al., 2007; Gomes in Silva, 2007; Carretero et al., 2007; Mihelčič et al., 2012). Slika 4: Rentgenski difraktofram orientiranih vzorcev solinskega blata. Večina mineralov, ki sestavljajo solinsko blato v Sečoveljskih solinah so detritični in izvirajo iz flišnih plasti Šavrinskega gričevja. Kremen je terigenega izvora in izvira iz flišnih kamnin, ki predstavljajo del geološkega ozadja. Del kalcita je prav tako terigenega, del pa je biogenega izvora npr. iz zunanjega ogrodja školjk in polžev (Ogorelec et al., 1981). Kalcit se v območje solin s kratkim transportom izpira iz karbonatnega zaledja. Na njegovo količino vpliva tudi prisotnost kalcitnih skeletov školjk in polžev. Halit nastopa kot avtigen mineral, ki nastaja v kristalizacijskem bazenu. Kaolinit in klorit nastopata kot produkt preperevanja flišnih kamnin. Prav tako muskovit/illit prihaja iz flišnih kamnin (Ogorelec et al., 1981). Dobljene rezultate smo primerjali s predhodnimi raziskavami, ki so jih opravili raziskovalci na območju Sečoveljskih solin. Ogorelec et al., (1981) in Zajec (2010) poročata o podobnih 32