Rekultywacja i ochrona gleb - Wykłady.doc

(479 KB) Pobierz
Rekultywacja i ochrona gleb

Rekultywacja i ochrona gleb

Gleba jest jednym z trzech podstawowych elementów biosfery:

-  troposfera (powietrze) - dobra odnawialne

-  hydrosfera (woda) - dobra odnawialne

-  litosfera (gleba) - dobra nieodnawialne i często niepowtarzalne

Poprzez glebę odbywa się transformacja związków - mineralizacja i synteza nowych związków.

Wykorzystuje to świat roślin i zwierząt.

Efektem tej transformacji, zwłaszcza mineralizacji jest produkcja CO2 :

-          biologiczna – 12,5 × 1010 t/rok

-          antropogeniczna – 20 × 109 t/rok

Istnieje zatem różnica 1 wielkości jednostek między produkcją biologiczna , a antropogeniczną.

Produkcja antropogeniczna może wzrosnąć do 40-50 ×109 t/rok w krótkim czasie.

Gleba zasobna w substancje organiczne wydziela w ciągu doby 0,5 – 1,5 t CO2/ha.

W ciągu roku natomiast : 200-300 t CO2 /ha

CO2 – uważany jest za 4 makroelement po N , P i K.

Wykorzystywany jest on w procesie fotosyntezy.

Dzienna asymilacja 1ha zboża 1,2 – 1,5 t CO2/ha , a za cały okres wegetacyjny 150 – 200 t CO2 /ha.

Fitocenoza (las , łąka , pastwiska , pola) – asymiluje rocznie 330-350 t CO2 /ha.

ISTNIEJE DEFICYT CO2

Gleba - jest matrycą biosfery

Gleba Zaspokaja potrzeby biologiczne człowieka ,a z drugiej strony jest źródłem surowców i materiałów niezbędnych w procesie pracy oraz miejscem przebiegu tego procesu; warunkuje więc przebieg procesów biologicznych , życiowych i wszelką działalność człowieka.

Jest komponentem biosfery, który ma zachowane relikty dawnych i współczesnych procesów zachodzących na kuli ziemskiej , należy do zasobów niepomnarzalnych i często nieodnawialnych.

Funkcje:

-          siedlisko dla roślin

-          warsztat produkcji roślinnej i leśnej

-          ośrodek transformacji składników mineralnych i organicznych

-          posiada określone funkcje hydrologiczne , filtracyjne , techniczne

Istnieje sprzeczność pomiędzy funkcjami ekologicznymi , a funkcjami związanymi z działalnością człowieka.

Gleba należy do nieodnawialnych zasobów . Charakteryzuje się ona pewnym konserwatyzmem. W środowisku glebowym zachodzą różne zmiany o charakterze fizycznym , chemicznym i biologicznym.

Człowiek ma różne spojrzenia na glebę :

-          górnik : chce glebę jak najszybciej usunąć , aby dostać się do minerałów

-          drogowiec : gleba jest dla nich zbędna , wręcz im przeszkadza

ZASOBY GLEBOWE:

-          29% - kontynenty

-          71% - morza i oceany

29% » 51,01 mld ha  - z tego:

-          5,61 mld ha – nieużytki

-          3,32 mld ha  - użytki zielone

-          4,09 mld ha – lasy

-          1,49 mld ha – grunty orne

-          14,49 mld ha

Obecnie uprawiane jest około 1,30 mld ha ,a odłogiem stoi 500 mln ha gleb potencjalnie produktywnych z tego;

-          413 mln ha przypada na Afryką , Azje i Ameryka Łacińską

W skali świata na 1 mieszkańca przypada 1,14 ha użytków rolniczych.

Tereny zabudowane to 6,5% w tym :

-          2,3 % tereny mieszkalne

-          0,29% tereny przemysłowe

-          0,23% inne

-          0,25% zurbanizowane , niezabudowane

-          0,12% użytki kopalne

Tereny komunikacyjne to 3,03 % w tym :

-          2,65% drogi

-          0,34 % koleje

-          0,04 inne

POLSKA – powierzchnia 31.268,3 ha

Na 1 mieszkańca Polski przypada 0,81 ha powierzchni w tym :

-          0,48 ha użytków rolnych

-          0,00 ha użytków kopalnych

W 1946 roku przypadało 0,86 ha użytków rolnych,

a w 1958 roku przypadało 0,55 ha użytków rolnych.

W ciągu 50 lat ubyło w Polsce 1,9 mln ha użytków rolnych.

W latach 1975-80 przekazano na cele nierolnicze i nieleśne 14 – 27 tys. ha terenów użytkowanych rolniczo.

W latach 80 – tych 16,3 tys. ha

W 1986 roku – 7,7 tys ha

W 1993 roku 7,7 tys ha

Szacuje się że w Polsce ubywa rocznie 30 tys ha gruntów leśnych rolniczych i użytków zielonych.

Każdego dnia ubywa około 82 ha użytków rolnych i leśnych.

Każdy kilometr autostrady wyłącza bezpowrotnie ok. 10 ha powierzchni.

Wydobycie 1 tony węgla brunatnego powoduje wyłączenie 6 – 24 ha powierzchni.

Techniczna zabudowa trwale lub czasowo niszczy glebę, rozdrabnia strukturę przestrzenną, likwiduje trwałą roślinność.

Jest to zależne od postępów urbanizacyjnych, w tym uprzemysłowienia kraju.

Prognoza PAN przewiduje, że na potrzeby budownictwa przeznaczonych zostanie 286 tys ha.

Wg Siuty na te potrzeby, w tym budownictwa wiejskiego przeznaczonych zostanie w latach 1995-2010 – 435 tys ha, budownictwa komunikacyjnego – 120 tys ha, na budowę lotnisk – 200-1000ha, magistrali kolejowych – 3,2-5,5 ha.

Podobne ubytki zachodzą tez w innych krajach. Przypuszcza się, że świat traci około 1 mln ha terenów potencjalnie produktywnych dziennie.

W Polsce około 5 ha dziennie wyłącza się z użytkowania rolniczego lub leśnego.

Mieszkańcy Świata

Rocznie liczba mieszkańców świata wzrasta o 90 mln osób. Ziemia może wyżywić 8mld ludzi, a taki stan osiągniemy w 2025 roku. Ludność Afryki wynosi 650 mln ludzi i nie ma możliwości wyżywienia się w oparciu o własną produkcję rolną. Afryka produkuje rocznie 120 mln ton zbóż, a zużywa 1660 mln ton. W 2025 roku będzie potrzebować 416 mln ton, deficyt wyniesie wtedy około 300 mln ton.

Rekultywacja – definicje

1.       Wg słownika wyrazów obcych

Oznacza doprowadzenie terenów poeksploatacyjnych i zwałowisk do stanu umożliwiającego ich wykorzystanie. Dotyczy powierzchni zdewastowanych nierolniczą i nieleśną działalnością gospodarczą.

Rekultywacja – zgodnie z etymologia słowa oznacza odtworzenie czegoś co zostało zniszczone , a więc tych cech gleby , które determinują jej najistotniejszą cechę – produktywność. Tej cechy nie posiadają grunty powstałe w wyniku działalności przemysłowej człowieka.

2.       profesor Skawina – 1963 r. – pierwsza definicja rekultywacji w literaturze przedmiotu

Przez rekultywację rozumie się kompleksowa działalność mającą na celu przywrócenie w zakresie technicznie możliwym i ekonomicznie uzasadnionym terenów zdewastowanych do gospodarczego użytkowania.

Rekultywacja polega na wykonaniu robót technicznych i zabiegów biologicznych w celu przywrócenia terenom zdewastowanym zdolności produkcyjnej lub użytkowej umożliwiającej następnie ich zagospodarowanie.

3.       Wg ustawy o ochronie gruntów z 1995 r.

Przez rekultywację rozumie się nadanie lub przywrócenie gruntom zdewastowanym lub zdegradowanym wartości użytkowych lub przyrodniczych przez właściwe ukształtowanie rzeźby terenu , poprawienie właściwości fizycznych i chemicznych , uregulowanie stosunków wodnych , odtwarzanie gleb , wzmacnianie skarp oraz odbudowanie lub zbudowanie niezbędnych dróg.

4.       Wg Bendera i Gilewskiej

Rekultywacja jest zespołem czynności inżynieryjnych i zabiegów agrotechnicznych , kształtujących nowa, i jednocześnie pożądaną strukturę biocenotyczną industroziemnej gleby.

Jest to zorganizowane współdziałanie czynników abiotycznych i biotycznych , umożliwiających w możliwie krótkim czasie i przy zastosowaniu możliwie najmniejszych środków , wytworzenie z gruntu – skały produktywnej gleby.

Rekultywacja jest nauką wywodzącą się z nauk przyrodniczych i nauk technicznych . Znajduje się ona na ich pograniczu.

Re – powtórnie , odnowa uprawiać

Rekultywacja jest stosunkowo nowa dziedzina działalności  gospodarczej.

Wywodzi się ona z OCHRONY PRZYRODY

Kierunek zwany ochroną przyrody zaczął rozwijać się na przełomie XVIII i XIX wieku :

1.       Konserwatorski – ochrona przyrody , zajmował się ochrona martwych zasobów przyrody

2.       Biocenotyczny – XIX w. ; zwrócono uwagę na ochronę zespołów biocenotycznych ; powstają Parki Narodowe i Rezerwaty ; ochrona zbiorowisk roślinnych

3.       Planistyczny – lata 20 – te XX wieku ; ruch ochrony przyrody , został powołany z działalności gospodarczej.

Po II wojnie światowej rozpoczęto badania nad rekultywacją . W latach 50 – tych w Niemczech powstał nowy kierunek badań – REKULTYWACJA , a swoje pochodzenie ma od ochrony przyrody.

Jak każdy kierunek badawczy , również rekultywację wyróżniają :

1.       Obiekt nadawczy , który jest przedmiotem zainteresowania i poznania

2.       Metody badawcze , którymi się posługuje i wyróżnia

3.       Literatura będąca wynikiem dwóch poprzednich , informująca o obiekcie poznania i zakresie tegoż poznania

4.       Działalność gospodarcza , bazująca na osiągnięciach tych badań , wdrażająca do działalności gospodarczej określone metody , umożliwiające ponowne włączenie poprzemysłowych nieużytków do produkcji rolnej , leśnej , względnie innej , równie gospodarczo użytecznej

Obiektem poznania jest przekształcenie wskutek bezpośredniego lub pośredniego oddziaływania przemysłu na środowisko glebowe. Są to hałdy , wyrobiska , osadniki poflotacyjne , tereny skażone substancjami z immisji . Takie tereny najczęściej charakteryzują się całkowitą utratą produktywności , przekształconą fizjografią , przekształconymi stosunkami wodnymi i są elementem obcym w krajobrazie . Wyróżniają się w sposób jednoznaczny.

Odrębność i specyfika badań wymaga posługiwania się metodami wypracowanymi nie tylko przez dyscypliny przyrodnicze lecz również dyscypliny techniczne – geotechnikę i górnictwo. Są one wykorzystywane w ujęciu klasycznym bądź adoptowane i przystosowane do obiektu badań i poznania.

Już samo zaangażowanie tak wielu dyscyplin i metod stwarza konieczność i wzajemnego powiązania – stworzenia kierunku integrującego poczynania nauk technicznych i przyrodniczych zmierzających do nadania poprzemysłowym nieużytkom cech produktywności.

Grunty pogórnicze są specyficzną skałą zanieczyszczona węglem brunatnym  1,5%.

W Polsce pionierem badań nad rekultywacja był profesor Walery Goetel – AGH.

-          „ co przemysł zepsuł , człowiek powinien naprawić” –

Badania dotyczyły powierzchni zdewastowanych eksploatacją piasku podsadzkowego.

PIASEK PODSADZKOWY -  wydobywany w PL , Pd , służy do podsadzania wyrobisk górniczych ; Zabrze

Następnie – profesor Skawina – AGH

W 1958 roku profesor Skawina zreferował na zjeździe PTG na Górnym Śląsku problematykę badań nad stanem środowiska w GOP.

Profesor Skawina rozpoczął swoja działalność w bardzo trudnym okresie – bardzo duże lobby przemysłowe nie zwracające uwagi na środowisko i dewastację gruntów przez przemysł (zwłaszcza górniczy).

Był autorem pierwszej ustawy o ochronie gruntów rolnych i leśnych.

Uczniowie Skawiny : Krzaklewski i Chwastek kontynuują jego badania.

Problematyką rekultywacji zajmuje się :

-          Instytut Podstaw Inżynierii Środowiska PAN

-          AR – Wrocław

-          AR – Poznań

-          Uniwersytet Zielonogórski

-          AGH – Kraków

Podział terenów zdewastowanych działalnością gospodarczą

Paprzycki 1956r – pierwsza klasyfikacja  - wyróżnił:

-          powierzchnie wypukłe – hałdy; jako przykład budującej działalności człowieka

-          powierzchnie wklęsłe – wyrobiska; jako przykład ujemnego wpływu działalności człowieka

Tę klasyfikację owinął w 1969 roku Skawina.

W 1972 roku Greszta opracowuje nową klasyfikacje . Za jej podstawę przyjęto branżowe pochodzenie nieużytku i jego typ.

W 1988 roku uczeń Skawiny – Krzaklewski – zaproponował uproszczony podział poprzemysłowych nieużytków na podstawie wieku danego obiektu i stopnia pokrycia poprzez roślinność wkraczającą na drodze sukcesji ; inaczej ; zwraca uwagę na szybkość zarastania poprzemysłowych nieużytków.

I – nieużytki poprzemysłowe zarastające BARDZO WOLNO , brak samorzutnego zarastania na drodze sukcesji utrzymuje się co najmniej przez 10 lat , odbudowa biologiczna bardzo trudna

II – nieużytki poprzemysłowe zarastające WOLNO , brak na tych terenach samorzutnego zarastania na drodze sukcesji utrzymuje się przez okres 5 lat , odbudowa środowiska biologicznego średnio trudna

III – nieużytki poprzemysłowe zarastające SZYBKO , brak na tych terenach samorzutnego zarastania , na drodze sukcesji utrzymuje się nie dłużej niż 2 lata , odbudowa biologiczna stosunkowo łatwa

Po 10 latach – nieużytki zakładów przeróbczych , eksploatacja siarki

Po 5 latach – tereny pogórnicze węgla brunatnego i siarki , a także węgla kamiennego

Po 2 latach – tereny po eksploatacji siarki i węgla brunatnego

Nową i odmienna – od podawanych wcześniej klasyfikacji terenów zdegradowanych działalnością przemysłową podał w 1971 roku Skawina , a rozwinął w 1982 roku Strzysicz

Działalność przemysłowa powoduje 2 rodzaje oddziaływań na środowisko glebowe:

-          oddziaływanie bezpośrednie – któremu towarzyszy powstanie takich terenów  poprzemysłowych jak : hałdy , wyrobiska , osadniki.

-          Oddziaływanie pośrednie – w postaci skażeń różnymi substancjami pochodzącymi z immisji , a także na skutek powstania zapadlisk i osuszania terenu

Te dwa rodzaje przekształceń doprowadziły do ujawnienia jakościowo różnych przekształceń gleb w postaci następujących typów przekształceń:

1.       Przekształcenia geomechaniczne – powstanie hałdy , wyrobiska , osadnika itp.

2.       Przekształcenia hydrologiczne – zmiana stosunków wodnych : odwodnienia

3.       Przekształcenia chemiczne – gleby skażone immisją metali ciężkich , ropą , itp.

4.       Przekształcenia fizykomechaniczne – wywołują zmianę właściwości fizycznych gleb np. pyły powodują zaszlamowanie porów glebowych przez co gleba staje się mniej przepuszczalna dla wody

5.       Przekształcenia termiczne – wytapianie

6.       Przekształcenia elektromagnetyczne – wprowadzone prze Sedlaka

Jest to jedyna , nie mająca dotychczas odpowiedników w literaturze światowej klasyfikacja zjawisk wywołanych działalnością przemysłu w środowisku przyrodniczym , a glebowym w szczególności.

Przekształcenia geomechaniczne dotyczą gruntów , pozostałe przekształcenia dotyczą powstawania gleb. Postawą tej klasyfikacji jest czynnik destrukcyjnie oddziaływujący na wierzchnią warstwę gleby.

1.       Przekształcenia typu  geomechanicznego – powstanie hałdy , wyrobiska ,  itp.

-          roboty górnicze i geologiczne

-          różne roboty inżynierskie

-          składowanie odpadów górniczych i przemysłowych

2.       Przekształcenia typu  hydrologicznego – zmiana stosunków wodnych : odwodnienia

-          poeksploatacyjna deformacja powierzchni

-          budowa zwałowisk, stawów osadowych, wyrobisk odkrywkowych , i innych nasypów

-          przekształcenia koryt rzecznych, budowa zbiorników retencyjnych

3.       Przekształcenia typu  chemicznego – gleby skażone immisją metali ciężkich , ropą , itp.

-          emisja gazów  i chemicznie aktywnych pyłów

-          zanieczyszczenia wód związkami rozpuszczalnymi w wodzie

-          chemizacja rolnictwa i leśnictwa

-          skażenie gleb substancjami ropopochodnymi

4.       Przekształcenia typu fizykomechanicznego – wywołują zmianę właściwości fizycznych gleb np. pyły powodują zaszlamowanie porów glebowy przez co gleba staje się mniej przepuszczalna dla wody

-          emisja pyłów i aerozoli

-          zanieczyszczenia wód zawiesiną i hydrozolami

5.       Przekształcenia typu termicznego – wytapianie

-          zanieczyszczenie powietrza

-          zrzuty wód podgrzanych( w przypadku Konina – jeziora – odbiorniki wód elektrownianych – woda...

Zgłoś jeśli naruszono regulamin