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...
know_how