1. KRAJOBRAZ

Rodzaje krajobrazu:

Krajobraz pierwotny - zachowany tylko na niektórych obszarach, odznacza się zachowaniem nie naruszonej przez człowieka równowagi biologicznej; ma zdolności samoregulacji.

Krajobraz naturalny-występuje na obszarach pozostających pod wpływem działalności człowieka, która nie spowodowała istotnych zmian naruszających zdolność samoregulacji.

Krajobraz kulturowy - najczęściej spotykany, właściwy dla obszarów będących pod wpływem intensywnej gospodarki człowieka, w których występują zmiany w układzie warunków naturalnych i elementy przestrzenne stworzone przez człowieka. Naruszenie naturalnej zdolności do samoregulacji, pociąga za sobą konieczność stosowania odpowiednich zabiegów ochronno-pielęgnacyjnych, niezbędnych do utrzymania równowagi.

Krajobraz zdewastowany - występuje na obszarach osilnym rozwoju przemysłu i

urbanizacji, będących terenem eksploatującej przyrodę działalności człowieka, która

doprowadziła do zniszczenia naturalnego układu warunków. Widoczne jest daleko posunięte zniekształcenie naturalnego krajobrazu, zarówno pod względem ilościowym jak i jakościowym. Dominującą rolę odgrywają tu elementy wprowadzone przez człowieka.

Na krajobraz składają się naturalne i antropogeniczne składniki:

1) naturalne składniki środowiska przyrodniczego:

- ukształtowanie powierzchni

- gleba

- woda

- klimat

- szata roślinna

- świat zwierzęcy

- powietrze atmosferyczne.

2) antropogeniczne składniki krajobrazu, tj. wprowadzone przez człowieka:

- elementy przestrzenne (budowle, osiedla, miasta)

- urządzenia techniczne związane z przemysłem i komunikacją (drogi, mosty, linie kolejowe)

- urządzenia techniczne związane z energetyką i gospodarką wodną (elektrownie, linie wysokiego napięcia, kanały, zbiorniki wodne)

II. GLEBA I JEJ FUNKCJE (Greinert, 1999)

Gleba - biologicznie czynna warstwa powierzchniowa skorupy ziemskiej, wykazująca zdolność do produkowania roślin, co odróżnia ją od martwej skały. Prowadząc odpowiednie zabiegi uprawowe i melioracyjne, wzbogaca się glebę w składniki pokarmowe niezbędne roślinom oraz polepsza jej właściwości fizyczne, takie jak: strukturę, parametry wodne, cieplne i powietrzne. Gleba podlega zmianom okresowym, które nazywane są jej ewolucją.

III. ZJAWISKA DEGRADACYJNE W PRZYRODZIE (Greinert,1999)

Klasyfikacja zanieczyszczeń degradujących środowisko jest wielokryteriowa.

Można je klasyfikować następująco:

1. w zależności od miejsca powstania:

- przemysłowe, komunalne, transportowe, rolnicze

2. w zależności od środka zanieczyszczającego:

-materialne (stałe, ciekłe, gazowe)

-pozamaterialne (termiczne, akustyczne, promieniowanie

radioaktywne i elektromagnetyczne oraz wibracje)

3. w zależności od elementów ulegających zanieczyszczeniu:

-zanieczyszczenia powietrza, wód, gleby, przestrzeni.

IV. DEGRADACJA GLEB (Maciak,2003)

Degradacja gleby - modyfikacje fizycznych, chemicznych i biologicznych właściwości gleby, pogarszające biologiczną aktywność środowiska, ze szczególnym uwzględnieniem

produkcji środków żywności, warunków ekologiczno - sanitarnych populacji ludzkich i

estetycznych walorów krajobrazu.

Główne formy degradacji gleby:

• wyjałowienie ze składników pokarmowych i naruszenie równowagi

jonowej,

• zakwaszenie i alkalizacja środowiska,

• zanieczyszczenie składnikami o charakterze toksycznym ,

• zasolenie,

• nadmierny ubytek próchnicy,

• przesuszenie,

• zawodnienie,

• erozja,

• zniekształcenie struktury,

• zniekształcenie rzeźby terenu,

• mechaniczne zniszczenie lub uszkodzenie poziomu próchniczego,

• zanieczyszczenie mechaniczne,

• techniczno-przestrzenne rozdrobnienie powierzchni biologicznie czynnej,

• zanieczyszczenie biologiczne (skażenie).

Rozróżnia się następujące stopnie degradacji gleb:

1. słabo zdegradowane 40-50 ton próchnicy / ha

2. średnio zdegradowane 30-40

3. zdegradowane 20-30

4. silnie zdegradowane 10-20

5. grunty bezglebowe do 10.

W strefach intensywnego oddziaływania przemysłu

przetwórczo-wydobywczego degradacja odbywać się może w czterech formach:

1. Geotechniczna degradacja gleb, powodująca zewnętrzne zmiany na powierzchni, czyli zniekształcenia rzeźby terenu. Występuje ona na terenie całego kraju, ale w największej koncentracji na terenach górniczych, budowlanych i na terenach miejskich. Zmiany te mogą dotyczyć zniekształceń w rzeźbie terenu w wyniku działalności górnictwa odkrywkowego i podziemnego, budownictwa wodnego, drogowego, kolejnictwa, mogą być spowodowane zakładaniem instalacji podziemnych. Formy degradacji geotechnicznej stanowią w sumie znaczny odsetek ogólnego areału gruntów w kraju. Powierzchniowe zmiany geotechniczne przyjmują często formy fizycznej degradacji gleb.

2. Fizyczna degradacja gleb, polegająca na:

- działaniu erozyjnym wodnym i wietrznym

- zagęszczeniu masy glebowej

- pogarszaniu się struktury gleby

- nadmiernym odwodnieniu gruntów wywołanym lejem

depresyjnym

- wadliwej melioracji

- zawodnieniu

- ciśnieniu zwałowisk nadpoziomowych

-osuwisk

- oddziaływaniu zbiorników wodnych.

3. Biologiczna degradacja gleb, mająca zwykle charakter pośredni wywołuje szkody poprzez szatę roślinną. Niszczenie szaty roślinnej przyczynia się do pogorszenia warunków glebowych, szczególnie jeśli gleby te charakteryzują się dużą podatnością na degradację. Formą biologicznej degradacji jest również tzw. Zmęczenie gleb, w wyniku czego następuje zatrzymanie procesów glebowych: amonifikacji, nitryfikacji, rozkładu

substancji organicznej, czasem koncentracja toksycznych związków wytworzonych przez grzyby i bakterie.

4. Chemiczna degradacja gleb, przejawia się:

*zakwaszeniem lub nadmierną alkalizacją,

*naruszeniem równowagi jonowej (składników pokarmowych roślin),

*wysoką koncentracją soli w roztworach glebowych (zasolenie),

*toksyczną koncentracją metali ciężkich, a także siarki i fluoru oraz związków biologicznie czynnych (węglowodorów, środków ochrony roślin itp.)

Ponadto może nastąpić degradacja spowodowana zanieczyszczeniem gleb wskutek nadmiernego stosowania gnojowicy, ścieków komunalnych, odpadów przemysłowych itp.

Abrazja - jest to niszczenie brzegów zbiorników wodnych przez energię uderzających fal. Najbardziej spektakularnym efektem działania abrazji są w Polsce klify Pomorza Zachodniego, a szczególnie klif pod kościołem w Trzęsaczu.

Czynniki naturalne to:

• klimat - przebieg i skutki erozji zależą od takich czynników klimatycznych, jak: rozkład, wielkość i rodzaj opadów oraz od temperatury. Im trudniejsze będą

warunki wzrostu roślin (wyższe temperatury, niedostateczna ilość i niekorzystny rozkład opadów), tym wzrost będzie słabszy, a silniejsze zagrożenie rozmywem. Szkodliwość spływu podczas roztopów zależy od ilości wody w śniegu (pośrednio od miąższości śniegu), uwilgotnienia gleby podczas zamarzania i głębokości zamarzania, rozkładu śniegu (większe szkody powoduje spływ z tającej głębokiej zaspy) i wreszcie od przebiegu tajania. Największe szkody czynią spływy roztopowe na uprawianych zboczach.

• rzeźba terenu -natężenie erozji jest zależne od spadku i długości zbocza. Im teren jest silniej sfalowany, poprzecinany dolinami, tym spływ wody jest szybszy. Natężenie erozji jest wprost proporcjonalne do spadku i długości zbocza, przy czym wpływ spadku jest większy od wpływu długości zbocza.

• budowa geologiczna i rodzaj gleby -do cech gleb, które mają największy wpływ na podatność na erozję należą: skład mechaniczny, przepuszczalność, pojemność wodna, żyzność i wreszcie struktura. Do gleb i skał najbardziej podatnych na erozję zalicza się less. Zbudowany jest z drobnych cząstek, które łatwo tracą spoistość pod wpływem wody. Za najbardziej odporne uważa się gleby szkieletowe, górskie, odznaczające się dużą przepuszczalnością.

Do czynników antropogenicznych zaliczamy:

• układ przestrzenny użytków - las i wieloletni użytek zielony najlepiej chronią glebę. Na pola orne należy przeznaczać zbocza o spadkach mniejszych niż 20% i dostatecznie dobrej glebie, czyli miejsca, gdzie nie zagraża zniszczenie gleby wskutek spływów.

• uprawa podłużna - na zboczach o spadkach większych od ok. 6% konieczny jest właściwy układ pól umożliwiający uprawę poziomą. Na zboczach o spadkach większych niż 10% gleba podczas orki przemieszczana jest przez pług ku dołowi. Najbardziej niebezpieczna, z uwagi na ułatwianie spływu, jest orka z góry w dół zbocza. Z tego powodu nie zaleca się uprawy podłużnej na zboczach o spadku większym niż 20%. Istotne znaczenie ma również dobór roślin uprawnych (od niego zależy osłona, jaką zapewniają glebie rośliny), a także częstotliwość orek i innych zabiegów uprawnych.

• układ dróg i inne czynniki - jeśli drogi kierują wodę na pole lub do wąwozu, to skoncentrowany spływ szybko dokona zniszczeń. Duże zagrożenie na terenach lessowych stanowią nie umocnione wadliwie wytyczone drogi polne. Do szkodliwych poczynań człowieka należy kopanie rowów odwadniające łąki śródpolne ze zbyt dużym spadkiem.

ZABIEGI PRZECIWDZIAŁAJĄCE EROZJI WODNEJ

- odprowadzanie nadmiaru wody ze zboczy umocnionymi korytami.

- mechaniczne wyrównywanie zboczy

- uprawę poziomą i pola wstęgowe

- tarasy

Powierzchniową erozję wodną można przedstawić w 5 - stopniowej skali:

1. erozja słaba, wywołuje tylko niewielkie zmywanie gleby z poziomu próchnicznego, regenerującego się podczas racjonalnej uprawy roli;

2. erozja umiarkowana, może spowodować zmniejszenie miąższości poziomu próchnicznego i pogorszyć jego właściwości produkcyjne (plonowanie). Wymagane są tu pewne zabiegi przeciwerozyjne:

• układ pól w poprzek stoku i odpowiednie zabiegi agrotechniczne oraz płodozmiany ochronne (układ pól wzdłuż stoku zwiększa nasilenie procesów erozyjnych);

EROZJA WIETRZNA

Erozja wietrzna (eoliczna) stanowi, obok erozji wodnej, śniegowej, uprawowej i ruchów masowych, jeden z głównych typów erozji. Jest równocześnie jednym z najsłabiej rozpoznanych typów erozji, a równocześnie powszechnie występującym. Szacuje się, że na obszarze ok. 28% powierzchni Polski występuje zagrożenie erozją wietrzną.

Stopień degradowania gleby i upraw, jaki występuje przy różnym nasileniu erozji wietrznej, przedstawia się następująco:

1. erozja słaba powoduje tylko wywiewanie niewielkiej ilości cząstek glebowych i minimalnie degraduje glebę;

2. erozja umiarkowana zapoczątkowuje już proces redukowania miąższości poziomu orno - próchniczego wskutek wywiewania cząstek mineralnych i organicznych. Powoduje też zapylenie atmosfery materiałem glebowym.

3. erozja średnia powoduje wyraźne zmniejszenie miąższości poziomu orno-próchniczego. Oprócz zapylania atmosfery może też powodować szkody w uprawach

- odsłaniać system korzeniowy, uszkadzać mechanicznie lub zasypywać rośliny;

4. erozja silna prowadząca do trwałych zmian morfologicznych gleb, tzn. do ubytku profilu wskutek deflacji (gleby zwiewane) lub do jego narastania w wyniku akumulacji eolicznej (gleby nawiewane). Powoduje duże zanieczyszczenie atmosfery, zdzieranie

lub zasypywanie upraw polowych, występowanie burz pyłowych i piaskowych oraz "czarnych zim" (nawiewanie ziemi na śnieg). Na większych obszarach piasków

sandrowych lub starych tarasów rzecznych mogą tworzyć się wydmy;

5. erozja bardzo silna dotyczy terenów rozwydmianych (wydmy nadmorskie i śródlądowe).

Występowanie deflacji na hałdach i zwałowiskach jest bardzo uciążliwe i często niebezpieczne (wywiewanie substancji szkodliwych) dla otaczającego środowiska.

Erozja wietrzna (eoliczna) - przeobrażanie i degradowanie gleb pod wpływem erozyjnego oddziaływania wiatru. Należą do niej procesy:

• deflacji - wywiewanie z powierzchni gleby i przenoszenie na różne odległości ziaren oraz cząstek glebowych i ziemnych (próchnicy, pyłu, iłu, piasku, okruchów skalnych):

• korazji - żłobienie i wygładzanie powierzchni skalnych przez piasek niesiony wiatrem:

• akumulacji - osadzanie się i nagromadzanie materiału deflacyjnego transportowanego przez wiatr.

CZYNNIKI DETERMINUJĄCE PROCESY EOLICZNE:

O formach i nasileniu procesów erozji wietrznej decydują fizyczno - geograficzne cechy środowiska oraz czynniki antropogeniczne. Spośród czynników grupy pierwszej największy wpływ wywierają wiatry, rzeźba terenu, podatność gleb na deflację i szata roślinna.W przypadku działalności człowieka ważne są wszystkie czynniki stwarzające warunki dla przesuszenia gruntu (niewłaściwa agrotechnika, odkryta gleba, nadmierny pobór wód głębinowych, melioracje odwadniające itp.) oraz wzmaganie procesów

wywiewania (deflacji) cząstek mineralnych - ruch drogowy, zabiegi agrotechniczne, odkrywkowa eksploatacja surowców, zwałowiska, hałdy i inne.

Podatność gleb na erozję wietrzną.

Morfogenetyczne (rzeźbotwórcze) - oddziaływanie wiatru zależy przede wszystkim od stanu (charakteru) podłoża, który z kolei warunkują głównie skład mechaniczny, wilgotność, rzeźba i okrywa roślinna.

PODZIAŁ TABELA:

Gleby Polski, biorąc pod uwagę ich cechy rodzajowe i związane z nimi gatunkowe, można pod względem podatności na procesy eoliczne uszeregować następująco :

• bardzo silnie podatne - piaski luźne drobnoziarniste (w tym wydmowe), mursze na torfach, mursze na podłożu mineralnym, gleby murszowate;

• silnie podatne - piaski luźne gruboziarniste, piaski gliniaste lekko i silnie pylaste, piaski słabogliniaste (różne), lessy i utwory lessowate;

• średnio podatne - piaski gliniaste lekkie (z wyjątkiem silnie pylastych), gleby pylaste, piaski słabogliniaste (różne), lessy i utwory lessowate;

• umiarkowanie podatne - piaski gliniaste lekkie (z wyjątkiem silnie pylastych), gleby pylaste zwykłe (z wyjątkiem wymienionych w grupie 2).

• słabo podatne - gliny i iły.

Negatywnemu działaniu erozji wietrznej częściowo można przeciwdziałać przez zastosowanie następujących środków zapobiegawczych:

1. Założenie pasów ochronnych z drzew i krzewów. Drzewa sadzi się na glebie torfowej pasami, w odległości 60 - 100 m, a także wzdłuż rowów melioracyjnych. Pasy drzew

należy sadzić prostopadle do kierunku naj­częściej wiejących wiatrów (wierzby, topole, świerk, jodła, sosna).

2. Ustawianie płotków ochronnych. Dobrze chronić przed erozją wietrzną mogą w pewnych okolicznościach "płotki" z desek, jakich używa się do ochrony przed śniegiem dróg i torów kolejowych. Do tego celu przydatne są również siatki plastikowe lub druciane, na których zawiesza się folię.

3. Stosowanie pasów ochronnych z roślin zbożowych. Wiele roślin warzywnych lub przemysłowych chroni się przed erozją wietrzną przez wysia­nie co kilka metrów pasa zbóż.(owies, jęczmień, żyto lub pszenica).

4. Stosowanie materiału roślinnego do pokrycia gleby torfowej. Dodanie na powierzchnię rozpylonej gleby torfowej włóknistego materiału organicznego polepsza strukturę i zapobiega rozpyleniu oraz przenoszeniu drobnego torfu przez wiatr. (zielona masa żyta, jęczmienia i owsa).

5. Wykonanie odpowiednich zabiegów agrotechnicznych i melioracyjnych. Gleby torfowe powinny być utrzymywane w stanie ścisłym, w związku z tym należy wykonywać jak najmniej zabiegów uprawowych. (wałowanie, nawodnienia, głęboka orka).

DEGRADACJA WYWOŁANA TZW. ZMĘCZENIEM GLEB

Zmęczenie gleb stanowi biologiczną formę degradacji spowodowanej dotychczas niecałkowicie wyjaśnionymi przyczynami. Pierwszymi objawami zachwiania równowagi biologicznej gleb było w przeszłości tzw. zmęczenie gleb związane prawdopodobnie z nagromadzeniem się w nich specyficznych związków zwanych fitotoksynami, wskutek uprawiania przez wiele lat tej samej rośliny.

Na powierzchni ok. 1,5 mld ha gruntów ornych na świecie występują zjawiska tzw. zmęczenia gleb.Gleby takie charakteryzują się niższą produkcją robią, czasem nawet o 25%. Ponadto występują objawy chorobowe, m.in. często grzyby toksyno-twórcze (Aspergillus, Penicillium i inne). Toksyny wytworzone przez grzyby "zmęczonych" gleb uznaje się za kancerogenne.

Aby przywrócić "zmęczonym" glebom produktywność, stosuje się różne zabiegi agrotechniczne i fitomelioracyjne. Często korzystny efekt daje przeoranie roślin wieloletnich, stosowanie właściwych płodozmianów, a także zaopatrzenie gleby w niektóre makro-i mikroelementy wyczerpane w ciągu długiego okresu uprawiania tej samej rośliny.

DEGRADACJA GLEB SPOWODOWANA ZWIĄZKAMI CHEMICZNYMI I INNYMI TOKSYCZNYMI.

Do najbardziej powszechnych objawów degradacji chemicznej gleb, wymagających specjalnych zabiegów melioracyjnych bądź rekultywacyjnych, należy zaliczyć przede wszystkim: akumulację w wierzchnich warstwach glebowych substancji toksycznych (szczególnie pierwiastków śladowych), nadmierne stężenie soli w roztworach glebowych, niedobór lub nadmiar składników pokarmowych roślin i naruszenie między nimi równowagi jonowej.

DEGRADACJA SPOWODOWANA ZWIĄZKAMI CHEMICZNYMI

Wszystkie przypadki skażenia środowiska przyrodniczego przebiegają według pewnych, wspólnych cech charakterystycznych dla powszechnie przyjętego modelu. Wspólne cechy charakterystyczne skażeń to:

1) substancja szkodliwa, którą charakteryzują szczególne właściwości pozwalające przewidzieć skutki, jakie wywołają one po emisji bądź zrzucie do środowiska, wg Holdgate dzieli się je na dwa rodzaje:

• właściwości wywołujące skutki (toksyczność wobec organizmów żywych czy korozji),

• właściwości rozprzestrzeniania się, które określają zasięg i szybkość transportu substancji szkodliwej w środowisku

2) źródła substancji szkodliwej, odosobnione źródła punktowe lub rozciągłe (nie

punktowe); do głównych źródeł skażenia gleby zalicza się: „dzikie wysypiska”, złomowiska, rafinerie ropy naftowej, magazyny paliw, stacje benzynowe, zakłady chemiczne, farbiarnie, stacje uzdatniania wody i oczyszczania ścieków oraz cmentarzyska chorych zwierząt domowych;

3) ośrodki przenoszenia i rozprzestrzeniania się substancji szkodliwych,

zachodzące w wyniku działania takich mechanizmów, jak: transport przez

wiatr i wodę, działanie grawitacji (np. ruch pyłów z hałd odpadów do rzek

lub na powierzchni gleby) i transport antropogeniczny (lądem, morzem lub

powietrzem) oraz przez umiejscowienie - składowiska i hałdy odpadów

4) obiekty, na które skażenia środowiska działają - organizmy, ekosystemy lub

przedmioty.

Czynniki skażające glebę można podzielić na:

* Czynniki chemiczne skażające glebę, prowadzące do zmiany odczynu gleby

• Substancje promieniotwórcze

• Metale ciężkie

• Substancje ropopochodne, WWA

• Rolnictwo -nawozy sztuczne, pestycydy, ścieki.

• Kwaśne deszcze

* Przekształcenia geomechaniczne, spowodowane przede wszystkim przez górnictwo

Skażenia gleb są wynikiem kumulacji w glebie substancji, które powodują zachwianie równowagi chemicznej środowiska glebowego. Zdolność gleby do absorbowania różnych zanieczyszczeń stanowi swoisty zasób zdolności absorpcyjnych, ale zasób wyczerpywalny, jeśli rodzaj wytwarzanych zanieczyszczeń przewyższa ilość, z którą system naturalny potrafi sobie poradzić.

PROCESY PROWADZĄCE DO ZMIANY ODCZYNU GLEB

Tabela:

Rozprzestrzenianie się zanieczyszczeń w glebie jest związane z takimi procesami jak:

a) Procesy fizyczne

• migracja, czyli przemieszczanie się zanieczyszczeń;

• filtracja, czyli przesączanie cieczy polegające na oddzieleniu dwóch faz mieszaniny;

• dyfuzja molekularna, czyli samorzutna, zachodząca wbrew sile ciężkości wędrówka cząsteczek układu prowadząca do ustalenia się stanu równowagi rozkładu koncentracji;

• przenoszenie konwekcyjne, czyli przenoszenie masy i ciepła wywołane migracja płynów i gazów;

• dyfuzja konwekcyjna, czyli dyfuzja w płynach wywołana równoczesnym występowaniem makroskopowego ruchu płynu (konwekcji) oraz dyfuzji;

• mikrodyspersja, czyli rozproszenie spowodowane procesami dyfuzji i dyspersji;

• parowanie, czyli przejście substancji ze stanu ciekłego w stan lotny;

b) Procesy geochemiczne

• rozpuszczanie, czyli tworzenie sie substancji będącej mieszanina jednorodna pod względem fizycznym i chemicznym z innymi substancjami;

• strącanie, czyli tworzenie sie w roztworze produktów nierozpuszczalnych, wydzielających sie z roztworu, jako osad;

• sorpcja, czyli pobieranie substancji z cieczy lub gazu przez fazę skondensowana w wyniku wiązania cząsteczek płynu przez cząsteczki ciała stałego;

c) Procesy biochemiczne -rozkład organiczny, czyli rozpad danej cząsteczki na fragmenty.

Do substancji skażających glebę zaliczamy ropę naftową oraz produkty jej przerobu min. benzyny, oleje napędowe i mineralne oraz środki smarowe. Źródła potencjalnych zanieczyszczeń podłoża gruntowego można podzielić zasadniczo na dwie grupy: miejsca o znanej lokalizacji, stwarzające ryzyko długotrwałego zanieczyszczenia oraz awarie losowe, czyli nagłe i przypadkowe zdarzenia, stwarzające krótkotrwałe i zazwyczaj jednokrotne skażenie terenu.

Podstawowymi przyczynami skażenia gleb produktami

ropopochodnymi są:

- niewłaściwa obsługa urządzeń magazynowania, dystrybucji i

transportu

- wady konstrukcyjne i materiałowe urządzeń

- brak podstawowych zabezpieczeń przed uszkodzeniami i skutkami awarii technicznych

- wycieki paliwa podczas transportu i przeładunku cysternami kolejowymi i samochodami

- wycieki z rurociągów przemysłowych

- niewłaściwe postępowanie ze ściekami i odpadami zawierającymi substancje ropopochodne

- mechanizacja rolnictwa i leśnictwa

Rażące zaniedbania dotyczące stosowania środków ochrony roślin wynikają przede wszystkim z:

- niewłaściwego doboru asortymentu pestycydów,

- stosowania nadmiernych ilości i stężeń preparatów ochrony roślin,

- nieprzestrzegania okresów karencji (okresu od zabiegu do zbioru roślin),

- stosowania środków ochrony nie dopuszczanych do powszechnego obrotu i stosowania preparatów przeterminowanych i zepsutych,

- używanie nie sprawdzonego sprzętu mechanicznego (do chemicznej ochrony roślin), co może prowadzić do nierównomiernego dozowania środków ochrony,

- zaniedbania w zakresie techniki stosowania i bezpieczeństwa pracy przy wykonywaniu zabiegów.

UBYTKI GLEB W WYNIKU WYŁĄCZENIA Z PRODUKCJI ROLNICZEJ

Nieodwracalne ubytki gleb połączone z ich dużą dewastacją występują w wyniku przejmowania ogromnych powierzchni użytków rolnych na cele nierolnicze:

pod budownictwo mieszkaniowe, obiekty przemysłowe, przez górnictwo odkrywkowe i podziemne, pod ośrodki rekreacyjne, szlaki komunikacyjne, lotniska i inne cele nie związane bezpośrednio z produkcją rolną.

1) Nieużytki górnicze

* nieużytki górnictwa podziemnego

(zwały górnictwa węgla kamiennego, rud żelaza, rud cynkowo - ołowiowych, rud miedzi)

* nieużytki górnictwa odkrywkowego

(nieużytki górnictwa węgla kamiennego, węgla brunatnego, torfu, siarki, rud cynkowo-ołowiowych - tereny pogalmanowe/warpie/)

* nieużytki górnictwa surowców skalnych

(wyrobiska górnictwa piasku podsadzkowego, kruszyw naturalnych, surowców plastycznych)

* szkody górnictwa podziemnego

(zapadliska)

* szkody górnictwa odkrywkowego

(tereny otaczające odwodnienie)

2) Nieużytki przemysłu przeróbczego

* nieużytki zakładów wzbogacania

(zwały górnictwa węgla kamiennego, rud żelaza, rud cynkowo-ołowiowych, rud miedzi)

* nieużytki górnictwa odkrywkowego

(nieużytki zakładów cynkowo-ołowiowych i miedziowych, powstałe przy wzbogacaniu węgla kamiennego) /osadniki/

* nieużytki hutnicze

(zwały hut żelaza, cynku i ołowiu, miedzi)

* nieużytki przemysłu chemicznego

(zwały zakładów przemysłu chemicznego)

* nieużytki zakładów energetycznych

(zwały żużlu i popiołu, osadniki popiołu)

Szkody spowodowane eksploatacją podziemną

Warunki górniczo-geologiczne decydują o charakterze deformacji, które przejawiają się w wyniku eksploatacji głębinowej węgla jako:

• deformacje powierzchni ciągłe,

• deformacje powierzchni nieciągłe,

Deformacje ciągłe charakteryzują się łagodnymi obniżeniami terenu nad polem eksploatacyjnym i wokół niego w formie tzw. niecek osiadań nad terenami

eksploatacji górniczej. Powstawaniu niecek towarzyszą często deformacje wtórne w postaci różnych przemieszczeń i odkształceń gruntów.

Deformacje nieciągłe mogą występować już na bardzo małej

przestrzeni obszarów górniczych w postaci zapadlisk terenowych, lejów, rowów, szczelin, progów itp. Tego typu deformacje mają zwykle zasięg przestrzennie ograniczony w przeciwieństwie do deformacji ciągłych, które narastają powoli na większych przestrzeniach. Deformacje nieciągłe są bardzo niebezpieczne i ujawniają się szybko.

Innym przejawem wpływu robót górniczych na środowisko są zjawiska wstrząsów i tąpnięć, występujące na obszarach górniczych. Zmiany hydrologiczne sprowadzają się do

zakłóceń stosunków wodnych w górotworze i na powierzchni. Na powierzchni mogą powodować przesuszenie lub nadmierne zawodnienie, sprowadzające się do powstawania

licznych zalewisk.

W górnictwie odkrywkowym powstają szkody bezpośrednie w wyniku zajęcia terenu pod

wyrobiska i pod zwały nadkładów oraz szkody pośred­nie, przede wszystkim wywołane

zaburzeniem stosunków wodnych. Eksploatacja odkrywkowa powoduje często przecięcie

poziomów wodonośnych lub też odwodnienia grawitacyjne, polegające na odprowadzeniu wód do punktów niższych, z których wypompowuje się je poza obręb pola górniczego.

Odwodnienie terenu może nastąpić też w wyniku działania studzien głębinowych,

powodując powstanie leja depresyjnego, którego zasięg niekiedy obejmuje setki tysięcy hektarów.

ROLNICTWO KONWENCJONALNE I ALTERNATYWNE (EKOLOGICZNE I

INTEGROWANE)

Dotychczas stosowane konwencjonalne (intensywne) formy gospodarowania rolniczego opierają się na wysokich efektach produkcyjnych i ekonomicznych, wymagających wysokiego zaangażowania energii i przemysłowych środków produkcji.

Drugim typem gospodarowania może być rolnictwo alternatywne, które dzieli się na

rolnictwo ekologiczne (organiczne) i rolnictwo integrowane.

Rolnictwo ekologiczne (organiczne) dąży do wytwarzania produktów rolnych, charakteryzujących się lepszymi parametrami jakościowymi, w tym smakowymi.

Produkty żywnościowe powinny charakteryzować się wysoką zawartością witamin, białka, cukrów i dłużej się przechowywać. Zawartość w nich szkodliwych związków

(metali ciężkich, azotanów, azotynów oraz pozostałości pestycydów) powinna być poniżej dopuszczalnych norm. Produkty żywnościowe, spełniające odpowiednie wymogi

zdrowotne, otrzymują atest i równocześnie podlegają stałej kontroli.

Rolnictwo ekologiczne

System gospodarowania o zrównoważonej produkcji roślinnej i zwierzęcej w obrębie

gospodarstwa, oparty na środkach biologicznych i mineralnych, nie przetworzonych technologicznie. Przy niewielkich nakładach energetycznych,

zapewnia trwałą żyzność gleby i wysoką jakość biologiczną plonów.Profil gospodarstwa dobiera się do warunków naturalnych, tj. typu gleby, mikroklimatu, warunków wodnych.

Niektóre podstawowe zasady produkcji żywności w gospodarstwach ekologicznych są następujące:

• nie stosuje się do gleby nawozów mineralnych,

• nawożenie gleb wyłącznie przy użyciu kompostów i obornika,

• obniżenie kwasowości gleby przeprowadza się przy użyciu mączki wapniowej ze zmielonych skał wapieni i dolomitów,

• nie stosuje się chemicznych środków ochrony roślin,

• zwalczanie chwastów prowadzi się metodami mechanicznymi, a podstawą odporności na choroby roślin jest stosowanie odpornych roślin uprawnych,

• stosuje się biologiczne metody walki ze szkodnikami roślin,

• równowaga produkcji roślinnej i zwierzęcej, samowystarczalność paszowo-nawozowa gospodarstwa,

• gospodarstwa posiadają trwałe użytki zielone,

• płodozmian,

• uprawa międzyplonów,

• maksymalne zamknięcie obiegu materii

ZADANIA W ZAKRESIE OCHRONY, ULEPSZANIA I REKULTYWACJI GLEB

Ochrona

• Maksymalne ograniczenie przeznaczania gruntów biologicznie czynnych na cele nierolnicze i nieleśne.

• Ochrona gruntów o dużych walorach ekologicznych i produkcyjnych.

• Przeciwdziałanie chemicznej degradacji gleb przez przemysł i chemizację rolnictwa.

• Ograniczenie działania erozji wodnej i wietrznej.

• Przeciwdziałanie przesuszeniu, zawodnieniu i technicznej degradacji gleb.

• Zagospodarowanie ziemi próchnicznej, torfu oraz innych wartościowych utworów organiczno-mineralnych zalegających na terenach przeznaczonych na cele nierolnicze i nieleśne.

Ulepszanie

• Stosowanie zabiegów melioracyjnych w celu polepszenia stosunków fizyczno-wodnych gleb uprawnych.

• Wzbogacanie gleb uprawnych w materię organiczną przez uprawę roślin i nawożenie substancją organiczną.

• Poprawienie odczynu i wzbogacenie gleb w makro-i mikroelementy.

• Zabiegi techniczne w celu zwiększenia retencji wodnej i odporności gleb na czynniki erozyjne.

• Regulacja stosunków wodnych i poprawa rzeźby terenu gleb uprawnych.

• Przebudowa gleb w celu poprawy właściwości sorpcyjnych i zwiększenia zawartości składników pokarmowych.

Rekultywacja

• Ukształtowanie rzeźby terenów zdewastowanych w układzie gruntów najkorzystniejszym dla przyszłego zagospodarowania (wyrównanie powierzchni, ukształtowanie zboczy i skarp, tworzenie tarasów itp.)

• Odtwarzanie gleb metodami technicznymi (zwałowanie, dekoncentracja, izolacja, zapiaszczanie, przemywanie).

• Neutralizacja (wapnowanie, stosowanie popiołu) gruntów toksycznych i użyźnianie gruntów jałowych.

• Odtwarzanie gleb metodami biologicznymi (zadrzewianie, zadarnianie, wprowadzenie roślinności pionierskiej, roślinności glebotwórczej, użyźnianie).

• Ukształtowanie warunków wodnych, umożliwiających należytą gospodarkę wodną na terenach zdegradowanych i przyległych.

• Izolacja lub usunięcie warstwy toksycznej gruntu i wprowadzenie na jej miejsce żyznej ziemi.

W przypadku stwierdzenia przekroczenia wartości dopuszczalnej stężenia substancji w badanej glebie lub ziemi albo niekorzystne przekształcenie naturalnego

ukształtowania terenu, istnieje obowiązek jej rekultywacji.

Szkoda w środowisku mierzalna zmiana stanu lub funkcji elementów przyrodniczych, oceniona w stosunku do stanu początkowego, spowodowana przez działalność prowadzoną przez podmiot korzystający ze środowiska.

Koszty prowadzenia działań zapobiegawczych lub naprawczych ponosi podmiot korzystający ze środowiska, chyba że wykaże, iż zagrożenie szkodą lub szkoda w środowisku:

• zostały spowodowane przez inny wskazany podmiot,

• powstały na skutek podporządkowania się nakazowi wydanemu przez organ administracji publicznej.

*Osoba powodująca utratę albo ograniczenie wartości użytkowej

gruntów jest obowiązana do ich rekultywacji na własny koszt.

DEGRADACJA GLEB - pogorszenie ich właściwości chemicznych, fizycznych i biologicznych oraz spadek ich aktywności biologicznej, co powoduje zmniejszenie ilości

oraz jakości pozyskiwanej biomasy roślin. Całkowitą utratę wartości użytkowych gleb nazywamy dewastacją.

Gleby (grunty) zdegradowane - takie, których wartość użytkowa zmalała wskutek pogarszania się warunków przyrodniczych lub wskutek zmian środowiska oraz

działalności przemysłowej, a także wadliwej działalności rolniczej.

Gleby (grunty) zdewastowane-grunty, które całkowicie utraciły wartości użytkowe wskutek działania tych przyczyn.

REKULTYWACJA GRUNTÓW - nadanie lub przywrócenie gruntom zdegradowanym albo zdewastowanym wartości użytkowych lub przyrodniczych przez właściwe ukształtowanie rzeźby terenu, poprawienie właściwości fizycznych i chemicznych, uregulowanie stosunków wodnych, odtworzenie gleb, umocnienie skarp oraz odbudowanie lub zbudowanie niezbędnych dróg.

Wybór kierunku rekultywacji nie może być zrealizowany bez:

• rozpoznania praw rządzących równowagą środowiska przyrodniczego

• uchwycenia zmian w nim zachodzących pod wpływem konkretnych działań człowieka.

Kierunki rekultywacji:

W zależności od warunków lokalnych oraz stanu zagospodarowania rekultywowanego terenu możliwe są następujące kierunki rekultywacji:

1) kierunek rolny;

2) kierunek leśny;

3) kierunek rekreacyjny;

4) kierunek budowlany.

Kierunki te należy traktować jako docelowe. Rekultywacja zdegradowanych terenów w

Zależności od swojej specyfiki może wymagać wyróżnienia pośredniego kierunku

kwalifikującego go jako tzw. użytek ekologiczny. W tym czasie rekultywowany teren

nie powinien być w jakikolwiek sposób wykorzystywany użytkowo, lecz powinny na nim zachodzić procesy związane z wyeliminowaniem negatywnego oddziaływania obiektu na środowisko oraz wytworzeniem stabilnych warunków siedliskowych dla

roślin wskazanych w projektowanym zagospodarowaniu jako docelowe.

1) kierunek rolny -możliwy jest do realizacji dla rekultywowanych terenów

docelowo płaskich zgodnych z rzędną terenów otaczających, mających zapewniony odpływ wód opadowych; możliwość upraw dotyczy roślin pastewnych ze szczególnym uwzględnieniem traw, możliwe jest również uprawianie zbóż czy wypas zwierząt;

2) kierunek leśny - najczęściej realizowany w przypadku terenów sąsiadujących z

lasami i/lub zwartymi skupiskami roślinności.

3) kierunek rekreacyjny - najbardziej przydatnymi do celów rekreacyjnych są tereny

płaskie i nadpoziomowe (wyniesione ponad poziom terenów otaczających), ukształtowane w sposób gwarantujący bezpieczeństwo pod względem geotechnicznym;

kierunek ten jest szczególnie atrakcyjny na terenach zurbanizowanych, w których okolicy

brak jest większych wzniesień; realizacja tego kierunku jest możliwa również w przypadku bezodpływowych zagłębień terenu (stawy i sadzawki rekreacyjne w

odpowiednim powiązaniu z roślinnością rekultywacyjną i ozdobną);

4) kierunek budowlany - możliwy jest do realizacji na terenach docelowo płaskich,

makroniwelowanych odpadami mineralnymi; budownictwo na tego typu terenach ogranicza się raczej do lekkich konstrukcji; zabudowa przemysłowa (rzadziej mieszkaniowa) może być realizowana po zapewnieniu odpowiednich wymagań

stateczności i nośności nasypów antropogenicznych lub w przypadku stosowania specyficznych form posadowienia.

Celem prowadzonej rekultywacji może być przystosowanie terenu do:

• użytkowania gospodarczego, w tym zalesienia lub uprawy rolniczej,

• utworzenia miejskiego założenia zielonego,

• utworzenia terenów sportowo - rekreacyjnych,

• uformowania zbiornika wodnego,

• przeprowadzenia szlaków komunikacyjnych,

• lokalizacji budynków mieszkaniowych i użyteczności publicznej,

• lokalizacji budowli technicznych,

• przeprowadzenia elementów sieci przesyłowych.

Decyzje w sprawach rekultywacji i zagospodarowania określają:

• stopień ograniczenia lub utraty wartości użytkowej gruntów, ustalony na podstawie opinii,

• osobę obowiązaną do rekultywacji gruntów,

• kierunek i termin wykonania rekultywacji gruntów,

• uznanie rekultywacji gruntów za zakończoną.

Rekultywacja terenów zdewastowanych uwzględniona jest w prawie górniczym.

Prawo to, posługując się pojęciem tzw. szkody górniczej, nakłada na przedsiębiorstwa górnicze obowiązek naprawy tych szkód. Rekultywacja, w myśl "prawa górniczego", powinna polegać na przywracaniu pierwotnej zdolności produkcyjnej terenom objętym ujemnymi konsekwencjami działalności górniczej.

Rekultywacja polega na przywróceniu gruntom wartości użytkowej przez właściwych zabiegów technicznych, agrotechnicznych i biologicznych. Zagospodarowanie

zrekultywowanych gruntów polega na wykonaniu odpowiednich zabiegów

umożliwiających wykorzystanie tych gruntów do celów gospodarki rolnej,

leśnej, komunalnej itp.

Pojęcie „rekultywacja” może dotyczyć trzech podstawowych elementów

środowiska:

1. niekorzystnie przekształconego

naturalnego ukształtowania terenu;

2. gleby lub ziemi;

3. gruntów.

Rekultywacja niekorzystnie przekształconego naturalnego ukształtowania terenu

polega na przywróceniu stanu poprzedniego. Rekultywacja zanieczyszczonej gleby lub ziemi polega na przywróceniu ich właściwości do stanu wymaganego standardami jakości (zawartość niektórych substancji w glebie lub ziemi, poniżej których nie tracą one swoich funkcji). Rekultywacja gruntów polega na nadaniu lub przywróceniu gruntom zdegradowanym lub zdewastowanym wartości użytkowych lub przyrodniczych

(ukształtowanie rzeźby terenu, poprawa właściwości fizycznych i chemicznych, regulacja stosunków wodnych, odtwarzanie gleb, umacnianie skarp, budowa niezbędnych dróg).

Rekultywacjamoże dotyczyć:

1. źródła zanieczyszczenia;

2. zanieczyszczonej gleby;

3. zanieczyszczonych wód

podziemnych;

4. zanieczyszczonego powietrza

glebowego.

Obowiązek rekultywacji gruntów spoczywa na osobie prawnej lub fizycznej, której

działalność stała się przyczyną utraty wartości użytkowej tych gruntów. Do zagospodarowania zrekultywowanego gruntu zobowiązana jest osoba prawna lub

fizyczna, właściwa do prowadzenia na tym gruncie działalności zgodnej z jego

przeznaczenie.

Założenia rekultywacji gleb obszarów zurbanizowanych

Zanim zostanie podjęta decyzja o kierunku i sposobie rekultywacji pokrywy glebowej na danym terenie trzeba ustalić:

1. przyczynę degradacji gleby (np. awaria rurociągu, katastrofa komunikacyjna, długotrwała imisja przemysłowa itd.),

2. rodzaj czynnika degradującego (środek chemiczny, zmiany fizyczne, wodne, biologiczne i inne),

3. stopień degradacji,

4. zasięg degradacji w ujęciu przestrzennym i objętościowym.

W zależności od charakteru degradacji gleb (gruntów) miejskich zabiegi rekultywacyjne mogą składać się z szeregu prac:

• ukształtowania powierzchni terenu,

• regulacji stosunków wodnych,

• odtworzenia gleby na gruntach bezglebowych,

• poprawienia fizycznych właściwości gruntu,

• naprawy chemicznych właściwości gleby,

• odtworzenia infrastruktury (dróg, sieci urządzeń melioracyjnych),

• zabiegów przeciwerozyjnych,

• zagospodarowania terenu.

Celem prowadzonej rekultywacji może być przystosowanie terenu do:

- przeprowadzenia szlaków komunikacyjnych,

- lokalizacji budynków mieszkaniowych i

- użyteczności publicznej,

- utworzenia terenów sportowo

- rekreacyjnych,

- utworzenia miejskiego założenia zielonego,

- użytkowania gospodarczego,

- uformowania zbiornika wodnego.

Celem wstępnej charakterystyki terenu przewidzianego do rekultywacji, można przyporządkować go do jednej z następujących kategorii:

1. bardzo wrażliwe:

• Ogrody działkowe i przydomowe,

• Tereny użytkowane rolniczo,

• Place zabaw,

• Tereny przedszkoli i żłobków;

2. wrażliwe:

• Tereny zabudowy mieszkalnej,

• Tereny rekreacyjne;

3. mniej wrażliwe:

• Tereny lokalizacji biur i sklepów,

• tereny przemysłowe;

4. mało wrażliwe:

• Parkingi,

• Drogi.

Decyzja o kierunku rekultywacji należy do właściciela gruntu. Powinna ona uwzględniać założenia planu zagospodarowania przestrzennego miejscowości, potrzeby lokalne oraz zasady ochrony środowiska. Istotny jest też koszt działań podejmowanych w ramach danego kierunku rekultywacji.

„Zgodnie z Ustawą o ochronie gruntów rolnych i leśnych z 1995 roku, grunty

zdegradowane winny być zrekultywowane na koszt sprawcy degradacji. Rekultywacja gruntów polega na nadaniu lub przywróceniu gruntom zdegradowanym albo zdewastowanym wartości użytkowych lub przyrodniczych.”

Dobór metod rekultywacji

Podstawowymi zasadami rządzącymi doborem metod rekultywacyjnych są:

• skuteczność,

• możliwie niski koszt,

• szybkość przystosowania terenu do pełnienia nowych funkcji,

• dopasowanie do określonych warunków przyrodniczych,

• dopasowanie do skali przedsięwzięcia,

• techniczne i technologiczne przygotowanie realizatora.

Podstawy detoksykacji gleb skażonych

Zanieczyszczenia w glebach mogą występować w różnej postaci:

• cząstek stałych, wymieszanych z glebą, przy czym mogą one być zróżnicowane pod względem średnicy i kształtu oraz innych cech fizycznych,

• błony otaczającej ziarna glebowe (częste w przypadku pochodnych ropy naftowej),zaadsorbowanej na powierzchni cząstek glebowych, dzięki siłom ładunków elektrycznych,

• zaabsorbowanej w cząstkach gleby,

• zanieczyszczeń stałych lub płynnych, występujących w porach glebowych,

• zanieczyszczeń rozpuszczonych w wodzie glebowej, w porach glebowych.

Formy zanieczyszczeń w glebach

cząstki zanieczyszczeń

błonka przylegająca do części stałych gleby

zanieczyszczenie zaadsorbowane

zanieczyszczenie zaabsorbowane

zanieczyszczenie w porach glebowych

rozpuszczone w fazie ciekłej

zanieczyszczenia stałe lub ciekłe w porach glebowych

Rekultywacja zanieczyszczonej gleby może polegać na:

• Usunięciu lub rozkładzie zanieczyszczeń;

• Przekształceniu zanieczyszczeń w formy mniej toksyczne, mobilne lub reaktywne;

• Wydzieleniu zanieczyszczenia ze środowiska przez uniemożliwienie jego przemieszczania się.

Przy oczyszczaniu gleb z tych zanieczyszczeń wykorzystuje się różnice we właściwościach między cząstkami gleby, a substancjami ją zanieczyszczającymi, w tym głównie w:

• lotności substancji,

• rozpuszczalności w wodzie i roztworach wodnych,

• rozpuszczalności w rozpuszczalnikach organicznych,

• odporności na rozkład chemiczny,

• odporności na działanie wyższych temperatur,

• biodegradacji,

• właściwościach sorpcyjnych,

• właściwościach magnetycznych i elektrycznych,

• rozmiarze, kształcie i gęstości cząstek.

Usuwanie zanieczyszczeń z gleb może się odbywać dzięki różnorodnym

procesom, np.:

• separacji molekularnej,

• rozdziału faz,

• rozkładu chemicznego,

• biodegradacji.

Spalanie - metoda polegająca na termicznym rozkładzie niebezpiecznych

związków w glebie w temperaturze 850-1200ºC. Gleba spalana jest w

piecu, gazy wytworzone podczas spalania są poddawane dalszemu oczyszczaniu.

Wady:

- pozostaje problem metali ciężkich

- niebezpieczeństwo powstawania dioksyn

Zalety:

- najbardziej znana i dopracowana technika

- piec do spalania spełnia surowe normy emisji gazowych, pozwala na dokładne spalenie

niepożądanych substancji

- bardzo skuteczna w przypadku związków organicznych

Desorpcja termiczna

Zanieczyszczoną glebę umieszcza się w komorze, gdzie pod wpływem

odpowiedniej temperatury następuje desorpcja i odparowanie szkodliwych związków. Wytworzone gazy przechodzą przez płomień, gdzie spaleniu ulegają szkodliwe substancje, a następnie kierowane są do bloku oczyszczania spalin.

Wady:

• Niektóre szkodliwe substancje pozostają w glebie i mogą tworzyć produkty uboczne

• Nieskuteczna w przypadku zanieczyszczenia metalami ciężkimi

Zalety:

• Szeroki wachlarz oczyszczanych substancji

• Metoda stosowana w odpowiednim systemie oczyszczania spalin gwarantuje usunięcie dioksyn oraz spełnienie norm emisyjnych

Usuwanie próżniowe zanieczyszczeń z gleby metodą ex situ:

Polega na desorpcji i odparowaniu zanieczyszczeń do próżni. Powstałe gazy przechodzą przez węzeł usuwania zanieczyszczeń składający się z absorpcji oraz katalitycznego utleniania.

Wady:

* W przypadku dużej zawartości materii organicznej, odparowywanie szkodliwych substancji jest utrudnione i nie w pełni skuteczne;

* Niemożliwa do wykorzystania w przypadku wszystkich rodzajów gleb;

* Nieskuteczna przy usuwaniu nielotnych i półlotnych związków organicznych;

Zalety:

* Nie wymaga zewnętrznego źródła ciepła, przez co staje się tańsza;

* Niektóre unieszkodliwiane substancje mogą być dalej wykorzystywane;

* Metoda prostsza niż inne metody wykorzystujące odgazowywanie.

Rozdzielanie mechaniczne

Polega na fizycznym oddzieleniu zanieczyszczonej gleby od gleby zdatnej. Rekultywację frakcji zanieczyszczonej przeprowadza się m. in. poprzez rozdzielanie grawitacyjne (wykorzystuje różnice gęstości poszczególnych frakcji), w cyklonach (wykorzystuje siłę Coriolisa), analizę sitową (różnice w wielkościach frakcji), separację magnetyczną

(zjawisko indukcji magnetycznej). Frakcje zanieczyszczone trafiają do ponownej obróbki.

Wady:

• Konieczność użycia innej metody do zneutralizowania odseparowanej, zanieczyszczonej części;

• Nie znajduje zastosowania w przypadku homogenicznego rozmieszczenia niepożądanego materiału;

Zalety:

• Bardzo długie doświadczenie w jej stosowaniu;

• Możliwość znaczącej redukcji objętości zanieczyszczonej gleby.

Wydobycie i gromadzenie

Polega na wykopaniu zanieczyszczonej ziemi i składowaniu w innym miejscu. Wykorzystuje się do tego celu koparki, spychacze itp. Wydobytą ziemię składuje się pod zadaszeniem w celu ochronienia jej przed wiatrem i opadami. Następnie poddaje się ją innym metodom rekultywacji np. biodegradacji, dehalogenacji, myciu, witryfikacji.

Wady:

• Nieopłacalność w przypadku małych zanieczyszczeń;

• Konieczność wykorzystania drogiego, specjalistycznego sprzętu w przypadku zanieczyszczeń o głębokości większej niż 3 metry;

Zalety:

• Szybkość (nawet 1 dzień);

• Możliwość stosowania w przypadku nieskuteczności innych metod;

• Możliwa przy wykorzystaniu prostego sprzętu.

• Metody rekultywacji gruntów

Usuwanie próżniowe zanieczyszczeń z gleby metodą in situ

Polega na desorpcji zanieczyszczeń i ich odparowaniu do próżni w miejscu skażenia. Warunkiem koniecznym jest odpowiednie obniżenie poziomu wód gruntowych. Następnie wykorzystuje się studnie wydobywcze, gdzie uzyskuje się efekt próżni w celu odparowania zanieczyszczeń, które w dalszym etapie przetwarzane są w węźle technologicznym. Efektywna jedynie przy usuwaniu lotnych zanieczyszczeń.

Wady:

• Nie eliminuje związków nielotnych i półlotnych;

Zalety:

• Dobrze znana i szeroko stosowana do usuwania lotnych związkówν

• Używana aparatura nie wymaga specjalistycznego nadzoru;

• Ryzyko uwolnienia substancji szkodliwych do atmosfery podczas oczyszczania jest znikome

Wspomagane termicznie odparowanie do próżni

Do usuwania próżniowego stosuje się dodatkowo urządzenia cieplne, wspomagające odparowanie oraz desorpcję. Efektywność metody zwiększa się poprzez ogrzewanie oczyszczanej gleby parą wodną, mikrofalami bądź gorącym powietrzem.

Wady:

• W przypadku dużej heterogeniczności podłoża, metoda mało skuteczna;

• Duża wilgotność hamuje proces;

• Stosowana jedynie w strefie nienasyconej;

Zalety:

• Ryzyko uwolnienia substancji szkodliwych do atmosfery podczas oczyszczania jest znikome.

Elektrooczyszczanie

Polega na wytworzeniu pola elektrycznego w glebie, poprzez wprowadzenie do gleby elektrod w taki sposób, aby oczyszczana gleba znajdowała się pomiędzy nimi. Efektem jest migracja zanieczyszczeń posiadających ładunek elektryczny lub polarnych. Usuwa się metale ciężkie oraz związki o charakterze polarnym. W celu usprawnienia procesu spryskuje się glebę środkami ułatwiającymi adsorpcję cząstek.

Wady:

• Procesy utleniająco-redukcyjne powodują powstawanie niepożądanych związków;

• Konieczne jest wykonywanie testów przed zastosowaniem metody;

• Gleba po oczyszczeniu zostaje mocno zakwaszona;

• Metoda wciąż jest w fazie udoskonalania, niełatwo przewidzieć jej skuteczność, gdyż jest zależna od wielu czynników;

• Metoda jest zakłócana przez wszystkie zjawiska heterogeniczne, występujące w glebie;

Zalety:

• Metoda usuwa szeroki wachlarz metali;

• Jedyna metoda in situ, która potrafi skutecznie eliminować metale ciężkie.

System ścianek szczelinowych

Polega na wytworzeniu w glebie szczelnych barier z substancji, które w połączeniu tworzą związki nieszkodliwe dla środowiska.

Typy barier:

- bariery oparte na procesie redoks

- bariery wytrącające

- bariery biologiczne

- bariery sorpcyjne.

Mogą być również bariery pionowe i poziome, półprzepuszczalne lub

nieprzepuszczalne.

Wady:

• Wymaga dobrego rozeznania w kierunkach przepływu wód gruntowych;

• W wypadku rozszczelnienia bariery, skuteczność metody znacznie spada;

• W przypadku barier nieprzepuszczalnych, rozwiązanie to jedynie hamuje rozprzestrzenianie się zanieczyszczeń, a nie zwalcza ich;

Zalety:

• Szybkość;

• Skuteczne w walce ze wszystkimi zanieczyszczeniami.

Izolacja powierzchniowa

Polega na przykryciu terenu betonem, włóknami syntetycznymi, ciężkimi glinami, w celu zapobiegania rozprzestrzeniania się zanieczyszczeń. Pokrywa składa się z 4 warstw:

• Warstwa ochronna z roślinnością;

• Warstwa drenażowa, odprowadzająca wodę;

• Warstwa nieprzepuszczalna wobec wód opadowych;

• Warstwa stanowiąca podłoże.

Warunki skuteczności izolacji:

• odporność na zagęszczanie i osiadanie gruntu

• łatwość w utrzymaniu i konserwacji

• nieprzepuszczalność dla wód opadowych i gruntowych

• odprowadzenie wód opadowych.

Odmywanie gleb

Odmywanie przeprowadza się w specjalnych instalacjach, wiąże się to więc z koniecznością wydobycia i transportu zanieczyszczonej gleby. Wyróżnia się 2 sposoby odmywania gleb:

- odseparowanie drobnych cząstek w strumieniu wody, roztworze soli nieorganicznej bądź wapnia lub magnezu

- ługowanie zanieczyszczeń, podczas którego zanieczyszczenia są desorbowane przez czynnik ługujący i usuwane wraz z roztworem.

Zalety:

•bardzo dobra metoda oczyszczania silnie zanieczyszczonych gleb;

•szybki proces oczyszczania;

•wysoka efektywność - metoda umożliwia praktycznie całkowite usunięcie zanieczyszczeń z oczyszczanej gleby.

Wady:

•wysokie koszty związane z koniecznością budowy specjalnej instalacji i jej eksploatacją;

•generowanie dużej ilości odpadów stałych i ciekłych, które trzebazagospodarować;

•konieczność przemieszczenia oczyszczanej gleby;

•wysoki stopień inwazyjności w stosunku dośrodowiska-konieczność wydobycia oczyszczanej gleby z miejsca jej pierwotnego występowania, co wymusza dodatkowe

zabiegi rekultywacyjne na oczyszczanym terenie; Większość stosowanych ekstrahentów niszczy strukturę oczyszczanej gleby; tak oczyszczona gleba może służyć jedynie jako materiał budowlany;

•mała akceptowalność społeczna metody, ze wzglądu na wysoki stopień jej inwazyjności.

Ekstrakcja rozpuszczalnikowa

Metoda usuwania z gleb związków ropopochodnych, PCB, WWA. Jako ekstrahenty stosowane są silne niepolarne rozpuszczalniki organiczne, uwalniające zanieczyszczenia, rozpuszczające je i usuwane w strumieniu odcieku.

Zalety:

• proces oczyszczania przebiega szybko, gwarantuje całkowite lub prawie całkowite

usunięcie zanieczyszczeń organicznych z oczyszczanej gleby;

• nie ma obawy wtórnego zanieczyszczenia terenów sąsiadujących i innych elementów

środowiska;

• metoda pozwala na szybkie i całkowite oczyszczenie gleb silnie zanieczyszczonych

związkami organicznymi, przede wszystkim trudnymi do degradacji.

Wady:

• metodę charakteryzuje stosunkowo duża inwazyjność w stosunku do środowiska,

wynikająca z konieczności przemieszczenia oczyszczanej gleby z miejsca jej

występowania, co zaburza strukturę oczyszczanej gleby;

• metoda wpływa ponadto na funkcjonalność oczyszczanej gleby częściowo lub całkowicie niszcząc mikroflorę glebową.

Immobilizacja zanieczyszczeń in-situ

Metoda neutralizacji zarówno zanieczyszczeń organicznych jak i nieorganicznych. Polega na dodaniu do gleby substancji wiążącej, np. cementu, która powoduje zestalenie i stabilizację uniemożliwiając wymywanie szkodliwych substancji. Stosuje się do gleb, których nie można pozostawić w miejscu ich pierwotnego występowania, a ich składowanie nie jest możliwe ze względu na dużą toksyczność.

Zalety:

• mała inwazyjność w stosunku do oczyszczanej gleby i środowiska (wyjątek: zestalanie

zanieczyszczeń, w trakcie którego gleba traci swą funkcjonalność);

• szybkość i łatwość stosowania;

• stosunkowo niskie koszty;

• praktycznie metoda bezodpadowa;

• dość duża akceptowalność społeczna;

• możliwość zastosowania do immobilizacji bardzo szerokiej gamy zanieczyszczeń.

Wady:

• jest to rozwiązanie doraźne, zanieczyszczenia są unieruchomione w środowisku, ale nie są zeń usunięte;

• w razie zmiany warunków środowiskowych możliwe jest ponowne uruchomienie

zanieczyszczeń;

• proces rekultywacji dotyczy często powierzchniowej warstwy gleby, do głębokości 30-50 cm.

• konieczny jest stały monitoring oczyszczanego terenu oraz terenów sąsiadujących

Chemiczne i fotochemiczne utlenianie/redukcja

Metoda usuwania zanieczyszczeń organicznych (związki ropopochodne, rozpuszczalniki organiczne, pozostałości środków ochrony roślin) oraz nieorganicznych (jony metali ciężkich, oksoaniony). Prowadzi się chemiczną mineralizację zanieczyszczeń bądź przekształca się je w formy mniej toksyczne. Stosowane odczynniki: nadtlenek wodoru, ozon, chlorany, tlenki chloru i inne utleniające lub redukujące związki, a w przypadku procesu fotochemicznego - promieniowanie ultrafioletowe.

Zalety:

•szeroki zakres zastosowania, jeżeli chodzi o rodzaj zanieczyszczeń;

•metoda dobrze opracowana i udokumentowana ze względu na długoletnie i szerokie stosowanie; nie wymaga specjalnych instalacji;

•może być zastosowana nie tylko do oczyszczania gleb, ale też wód podziemnych;

•niskie koszty operacyjne, zwłaszcza przy wysokich stężeniach zanieczyszczeń w oczyszczanej glebie.

Wady:

• duża inwazyjność w stosunku do oczyszczanej gleby i środowiska (stosowanie silnych utleniaczy);

• detoksykacja oczyszczanej gleby może być niekompletna ze względu na tworzenie

się produktów przejściowych i efektów antagonistycznych obserwowanych w wypadku

zanieczyszczenia kompleksowego;

• konieczność zachowania szczególnych zasad bezpieczeństwa (stosowane odczynniki są silnie żrące i często wybuchowe).

Dehalogenacja

Metoda usuwania związków halogenoorganicznych, PCB, pestycydów chloroorganicznych oraz bromoorganicznych związków gaszących. Proces

przebiega w specjalnych instalacjach i oparty jest na katalitycznej dehalogenacji związków halogenoorganicznych.

Wyróżnia się 2 metody dehalogenacji:

- glikolanowa(glikolem polietylenowym lub jego solami)

- katalizowana przez jony metali alkalicznych (wapń, magnez).

Związki organiczne pozbawione atomów halogenowców usuwane są z

oczyszczanej gleby w roztworze przemywającym lub przez odparowanie.

Zalety:

• Nieliczna z metod pozwalająca usunąć PCB;

• Stosowana do silnie zanieczyszczonych gleb;

• Wytwarza niewielką ilość odpadów;

Wady:

• Wysokie koszty oczyszczania;

• Duża inwazyjność dla środowiska;

• Liczba usuwanych zanieczyszczeń jest ograniczona.

Kompostowanie

Metoda polega na wydobyciu zanieczyszczonej gleby i zmagazynowaniu jej, najlepiej na dużej powierzchni cienką warstwą. Proces jest prowadzony przez mikroorganizmy tlenowe, które mineralizują związki organiczne do związków prostych lub zamieniają je w formy mniej lub nieszkodliwe dla środowiska.

Zalety:

• Nieskomplikowana i tania metoda;

• Możliwość praktycznie całkowitego usunięcia zanieczyszczeń niektórych grup;

Wady:

• Wymaga dużych powierzchni;

• Długi czas trwania procesu;

• Ograniczone zastosowanie w odniesieniu do zanieczyszczeń nieorganicznych;

• Wymagane zbieranie i kontrolowanie odcieków;

• Metoda ograniczana charakterem i stężeniem zanieczyszczeń w glebie

Reaktory/filtry biologiczne

Metoda usuwania zarówno zanieczyszczeń organicznych jak i nieorganicznych. Proces zachodzi w komorze reakcyjnej, do której wprowadza się mieszaninę wody i zanieczyszczonej gleby w postaci zawiesiny. W wyniku aktywności wyspecjalizowanych grup mikroorganizmów następuje usunięcie zanieczyszczeń w procesie sorpcji bądź przekształcenia. Przekształcenie związków organicznych oparte jest na częściowej lub całkowitej ich degradacji, nieorganicznych natomiast, na wytrąceniu ich w nierozpuszczalnych formach.

Zalety:

• Metoda stosunkowo szybka;

• Możliwość usunięcia zanieczyszczeń organicznych i nieorganicznych;

Wady:

• Duża inwazyjność w stosunku do środowiska;

• Produkcja znacznej ilości odpadów;

• Wysokie koszty.

Bioremediacja

Metoda polega na mikrobiologicznym rozkładzie zanieczyszczeń gleby, z użyciem wyselekcjonowanych szczepów mikroorganizmów i substancji wspomagających ich działanie. Substancje ropopochodne są rozkładane tą drogą np. do węglanów, wody, dwutlenku węgla, metanu, siarczków oraz biomasy. Wykorzystuje się tu tylko rodzime

mikroorganizmy endogenne, czyli naturalnie występujące w danym środowisku.

Zalety:

• Metoda stosunkowo tania;

• Mało inwazyjna;

• Metoda prosta, nie wymagająca specjalistycznych instalacji;

Wady:

• Zanieczyszczenia nieorganiczne działają hamująco na proces bioremediacji;

• Wymagany jest monitoring odcieków;

• Aktywność metody ograniczona jest warunkami pogodowymi.

Fitostabilizacja

W metodzie wykorzystuje się korzenie wyselekcjonowanych dla zatrzymywania zanieczyszczeń roślin. Proces zachodzi w drodze adsorpcji zanieczyszczeń na powierzchni korzeni, absorpcji do wnętrza, a następnie wytrącania w strefie korzeniowej. Do zanieczyszczonej gleby wprowadza się związki, które wiążą zanieczyszczenia, powodując powstawanie form nierozpuszczalnych, nieszkodliwych dla środowiska. Unieruchomione substancje mają ograniczoną możliwość przemieszczania się w głąb profilu glebowego i do wód gruntowych. Stosowane rośliny powinny charakteryzować się: tolerancją panujących warunków środowiska (pH, zasolenie, wilgotność gleby), szybkim wzrostem, rozbudowanym systemem korzeniowym, niewielką akumulacją w części nadziemnej oraz niskimi wymaganiami agrotechnicznymi.

Zalety:

• Niskie koszty;

• Praktycznie brak efektów ubocznych;

Wady:

• Konieczność długotrwałego monitoringu;

• Zanieczyszczenia nie są usuwane z gleby tylko w niej zatrzymywane;

• Konieczność intensywnego nawożenia stosowanych roslin

Fitoekstrakcja

Metoda wykorzystuje zdolność roślin do pobierania z gleby zanieczyszczeń i

transportowania ich do ich nadziemnych części. Znajdujące się w biomasie roślinnej zanieczyszczenia są usuwane wraz z plonem. Zanieczyszczoną biomasę poddaje się suszeniu lub kompostowaniu, po czym przechowuje się ją na składowisku odpadów niebezpiecznych, spala lub wykorzystuje jako wsad hutniczy. Tak zanieczyszczony plon można również poddać pirolizie. Otrzymuje się wówczas gaz pirolitycznyi koksik.

Wyróżniamy fitoekstrakcję:

- ciągłą z użyciem hiperakumulatorów(wyjątkowe zdolności kumulowania metali w pędach)

- indukowaną (substancje zwiększające fitoprzyswajalność metali)

Zalety:

• Niskie koszty;

• Sposób oczyszczania przyjazny dla środowiska;

• Stosowanie niewielkiej ilości środków technicznych;

Wady:

• W przypadku spożycia biomasy przez zwierzęta powrót zanieczyszczeń do łańcucha pokarmowego;

• Wysokie stężenia metali mogą utrudniać proces.

Metody nowoczesne:

• Adsorpcja na polimerach;

• Witryfikacja (zeszklenie);

• Fotoliza;

• Proces mieszany z wykorzystaniem elektroosmozy;

• Spalanie w łuku plazmowym.

Ze względu na charakter, metody remediacji dzielimy na:

• Metody inżynieryjne - obejmuje metody "tradycyjne", oparte na usunięciu i składowaniu zanieczyszczonej matrycy na składowisku i/lub zastosowaniu odpowiednich barier.

• Metody procesowe - obejmuje procesy: fizycznej, biologicznej i chemicznej stabilizacji lub solidyfikacji oraz obróbki termiczne.

Klasyfikacja metod ze względu na ich charakter:

1) Usunięcie i składowanie zanieczyszczonej gleby na specjalnym składowisku;

2) Izolacja systemu barier półprzepuszczalnych i nieprzepuszczalnych;

3) Metody fizyczne: wymywanie, sortowanie, ekstrakcja;

4) Metody chemiczne: utlenianie, redukcja, dehalogenacja, ekstrakcja, hydroliza, stabilizacja pH;

5) Metody biologiczne;

6) Metody termiczne: desorpcja termiczna, piroliza, witryfikacja.

Czynniki determinujące wybór metody rekultywacji:

• efektywność metody (czas, po którym uzyskuje się założoną i wymaganą redukcję zanieczyszczeń na danej powierzchni terenu);

• poziom rozwoju danej metody i jej efektywność;

• wymogi operacyjne (zagadnienia prawne, wymogi zdrowotne i bezpieczeństwa, transport, dostępność terenu, ochrona środowiska, czas, infrastruktura);

• potencjalny wpływ na środowisko;

• koszty rekultywacji;

• wymogi informacyjne;

• konieczność monitoringu;

• wymogi zarządzania procesowego;

• charakter i stopień zanieczyszczenia;

• planowany sposób użytkowania terenu po rekultywacji

Słownik pojęć

Abrazja - niszczenie brzegów zbiorników wodnych przez energię uderzających fal. Najbardziej spektakularnym efektem działania abrazji są w Polsce klify Pomorza Zachodniego, a szczególnie klif pod kościołem w Trzęsaczu.

Akumulacja - osadzanie się i nagromadzanie materiału deflacyjnego transportowanego przez wiatr.

Deflacja - wywiewanie z powierzchni gleby i przenoszenie na różne odległości ziaren oraz cząstek glebowych i ziemnych (próchnicy, pyłu, iłu, piasku, okruchów skalnych).

Galman - ruda cynku

Gleba - biologicznie czynna warstwa powierzchniowa skorupy ziemskiej, wykazująca zdolność do produkowania roślin, co odróżnia ją od martwej skały.

Korazja - żłobienie i wygładzanie powierzchni skalnych przez piasek niesiony wiatrem.

Krajobraz- układ warunków naturalnych, reprezentujących określone, zewnętrzne cechy estetyczno-widokowe.

Krajobraz- wycinek geosfery, obejmujący całość przyrody wraz z elementami wprowadzonymi przez człowieka na pewnym ograniczonym odcinku ziemi.

Kształtowanie krajobrazu - całość zabiegów zmierzających do jego przebudowy na zasadach biologicznych.

Lej depresyjny - lej depresji - obszar, na którym doszło do obniżenia zwierciadła wód gruntowych w stosunku do jego naturalnego poziomu.

Obszar zdegradowany (zdewastowany bezglebowy) - nieużytek poprzemysłowy, pogórniczy, rolniczy itp. Za nieużytek tego typu uważany jest obszar gruntu, który na skutek działalności górniczej, przemysłowej, rolniczej lub innej przyczyny utracił swoją całkowitą lub częściową pierwotną wartość produkcyjną.

Ochrona krajobrazu - świadome oddziaływanie na krajobraz w kierunku zachowania jego cech naturalnych lub przywracanie mu właściwości zapewniających utrzymanie równowagi biologicznej w środowisku przyrodniczo-geograficznym (poprzez odpowiednie zabiegi).

Pojemność środowiska - granica wzrostu populacji danego gatunku w jego środowisku lub możliwość obciążenia środowiska populacją tego gatunku. W ekonomice ochrony środowiska pojemność środowiska oznacza zdolność środowiska do ponoszenia obciążeń antropogennych.

Potencjał środowiska, nazywany również potencjałem ekologicznym - istniejący na danym obszarze zapas zasobów naturalnych o odpowiedniej strukturze i jakości oraz trwałość ukształtowanych warunków przyrodniczych decydujących o sile samoreprodukcji ekosystemów i odporności środowiska na obciążenia antropogenne. Jest to suma przyrodniczych możliwości zaspokajania potrzeb społeczeństwa oraz zdolność ekosystemów do ponoszenia obciążeń antropogennych.

Rekultywacja gruntów- nadanie lub przywrócenie gruntom zdegradowanym albo zdewastowanym wartości użytkowych lub przyrodniczych przez właściwe ukształtowanie rzeźby terenu, poprawienie właściwości fizycznych i chemicznych, uregulowanie stosunków wodnych, odtworzenie gleb, umocnienie skarp oraz odbudowanie lub zbudowanie niezbędnych dróg.

Szkoda w środowisku - mierzalna zmiana stanu lub funkcji elementów przyrodniczych, oceniona w stosunku do stanu początkowego, spowodowana przez działalność prowadzoną przez podmiot korzystający ze środowiska.

Warpie - nieużytki kopalń galeno-galmanowych (siarczki ołowiu i rudy cynku), pochodzące z wcześniejszych okresów eksploatacji rudy, wydobywanej przede wszystkim ręcznie.

Wykopy - powierzchnie wklęsłe.

Zwały- powierzchnie wypukłe.

VIII Fazy (etapy) rekultywacji terenów zdegradowanych

W zadaniach rekultywacji terenów zdegradowanych wyróżnia się trzy fazy.

I faza: rekultywacja przygotowawcza, czyli dokumentacyjna, obejmująca rozpoznanie i ustalenie kierunku zagospodarowania zdegradowanych przez przemysł, górnictwo bądź inne gałęzie gospodarki narodowej terenów,

II faza: rekultywacja techniczna, zwana również podstawową. Faza ta obejmuje:

• odpowiednie ukształtowanie rzeźby terenu przez wypełnienie występujących wyrobisk nadkładem w układzie gruntów najkorzystniejszym dla przyszłego zagospodarowania,

• wyrównanie powierzchni zwałów i spągów wyrobiska oraz nadanie zboczom nachyleń zapewniających stateczność, tworząc odpowiednie tarasy (stopnie) przy wysokościach większych niż h = 10 m. Nachylenie zboczy i skarp zależy przy tym od wielu czynników, m.in. od składu mechanicznego utworów, spoistości gruntów, wilgotności oraz od zamierzeń przyszłego przeznaczenia terenu.

Do dalszych zadań technicznych należą:

* właściwe ukształtowanie warunków wodnych umożliwiających należytą gospodarkę wodami powierzchniowymi zarówno na terenie przekształconym, jak i w jego otoczeniu,

* całkowite lub częściowe odtworzenie gleb metodami technicznymi, tzn. przy zastosowaniu specjalnie zwałowanych gruntów i nadkładów, gdy zachodzi

konieczność izolacji utworów toksycznych lub gruntów jałowych,

* neutralizacja gruntów toksycznych i użyźnianie jałowych,

* budowa dróg dojazdowych, mostów, przepustów itp., niezbędnych do właściwego użytkowania terenu.

III faza: rekultywacja szczegółowa, czyli biologiczna, obejmuje:

• zabezpieczenie stateczności zboczy obudową biologiczną,

• regulację lokalnych stosunków wodnych przez budowę niezbędnych urządzeń melioracyjnych i ochronę wód przed zanieczyszczeniem,

• przeciwerozyjną obudowę roślinnością pionierską zboczy i wierzchowin zwałów oraz skarp i spągu wyrobisk oraz magazynowanie wody w dołach poeksploatacyjnych przeznaczonych na zbiorniki wodne.

Biotechniczne zabiegi związane z rekultywacją terenów zdegradowanych.

Roślinność (drzewa, krzewy, trawy, motylkowe) spełnia jedną z najważniejszych funkcji w rekultywacji. Sprowadza się ona głównie do:

• stabilizacji luźnych utworów gruntowych oraz zabezpieczenia ich przed erozją wodną i wietrzną, z równoczesnym nadaniem terenom odpowiednich cech estetyczno -widokowych w krajobrazie;

• ochrony terenów przed zanieczyszczeniami przemysłowymi (gazami i pyłami) poprzez tworzenie filtrów (pasy, strefy) z roślinności wysokiej i niskiej;

• inicjowania i stymulowania (szczególnie rośliny trawiaste i motylkowe) procesów glebotwórczych na terenach bezglebowychi zdegradowanych (jałowych i toksycznych).

W etapie zagospodarowania biologicznego wyróżnia się dwie fazy:

• Zagospodarowanie przedplonowe,

* zadrzewienie, zalesienie przedplonowe lub realizacja płodozmianu rekultywacyjnego dla wzmożenia procesów glebotwórczych i wytworzenia gleby;

* prace hydrotechniczne w celu utworzenia zbiornika wodnego i ewentualnego jego zarybienia;

* uzupełniające zabiegi agrotechniczne, wodnomelioracyjne i pielęgnacyjne.

• Zagospodarowanie docelowe,

* na terenach leśnych -przebudowy drzewostanów na docelowe;

* na terenach rolniczych -zastosowanie płodozmianu rekultywacyjnego;

* na innych terenach -ostateczne ich ukształtowanie dla ewentualnych potrzeb gospodarki wodnej i komunalnej. Na wszelkich zwałach, wyrobiskach oraz innych terenach zdegradowanych, powstałych w wyniku eksploatacji różnego typu surowców mineralnych, najogólniej rekultywację można prowadzić w kierunkach:

• rekultywacji rolniczej, przygotowując odpowiednio teren do użytkowania i produkcji rolniczej i ogrodniczej, np. pod grunty orne, łąki i pastwiska, sady, ogrody itp.;

• rekultywacji leśnej, przygotowując teren do zagospodarowania i użytkowania leśnego pod lasy, plantacje, tereny zadrzewione;

• rekultywacji specjalnej, zajmującej się zagospodarowaniem końcowych wyrobisk jako ewentualnych zbiorników wodnych lub przygotowując zwały i wyrobiska do użytkowania jako parki, zieleńce, tereny zielone, tereny wypoczynku, boiska itp.*

• *w literaturze kierunek specjalny jest czasem klasyfikowany na kilka rodzajów-sposobów zagospodarowania terenu (wodny, budowlany, rekreacyjny)

• Dokładność wyrównania terenu zależy od przyszłego kierunku zagospodarowania. Aby uzyskać np. stateczność hałdy (zwałowiska), należy m.in. ukształtować odpowiednio jej zbocza, przy czym właściwe nachylenie zboczy w dużym stopniu zależy od składu mechanicznego oraz spoistości gruntów.

• Grunty spoiste powinny mieć nachylenie zboczy 1:2 (kąt 2640/), natomiast grunty luźne lub podatne na erozję 1:3 (kąt 1820'), a nawet 1:4 (14020').

Fizyczne i chemiczne procesy zachodząceprzy tworzeniu gleb na terenach zdegradowanych

W naturalnych warunkach gleba kształtuje się w procesie glebotwórczym ze skał pod wpływem otaczającego środowiska:biosfery, klimatu, hydrosfery, rzeźby terenu, czasu oraz działalności człowieka. Proces tworzenia się gleb z surowego materiału skalnego związany jest z wietrzeniem i procesami biologiczno-chemicznymi. Wyróżniamy trzy rodzaje wietrzenia: fizyczne, chemiczne i biologiczne.

• W wyniku wietrzenia powstają zmiany wyglądu zewnętrznego oraz składu mineralnego i mechanicznego skał.

• W pierwszej kolejności następuje wietrzenie fizyczne. Po rozdrobnieniu fizycznym materiału skalnego następuje wietrzenie chemiczne, często łącznie z biologicznym. Wietrzenie fizyczneprowadzi do dezintegracji utworów masywnych, do rozdrobnienia. Natomiast wietrzenie chemiczne powoduje całkowitą przebudowę struktury minerałów i wytworzenie nowych minerałów wtórnych.

• Największe znaczenie w wietrzeniu chemicznym mają: woda, CO2, tlen oraz kwasy mineralne i organiczne powstające w wyniku procesów chemicznych.W czasie wietrzenia chemicznego na zwałowiskach zachodzą najrozmaitsze procesy, takie jak: utlenianie, redukcja, hydratacja, hydroliza, karbonatyzacja.

• Utlenianie sięga w zwietrzelinach skalnych tak głęboko, jak głęboko może dostać się tlen.

• Redukcja, czyli odtlenianie, następuje tam, gdzie nie ma wolnego tlenu. Redukcja może być wywołana przez kwasy organiczne i mineralne oraz bakterie.

• Hydratacja(uwodnienie) minerałów występuje wówczas, gdy woda wchodzi w skład minerałów i zmienia ich właściwości fizyczne (barwa, twardość) i chemiczne.

• Hydroliza większości minerałów na ogół odbywa się bardzo wolno. Z minerałów hydrolizuje trudno siarczan wapnia, a jeszcze trudniej węglan wapnia.

• Karbonatyzacja jest procesem związanym z powstawaniem węglanów oraz z łatwiej od nich rozpuszczalnych dwuwęglanów. Jest to jeden z najbardziej efektywnych czynników wpływających na rozkład minerałów w glebie. Rozkład substancji organicznej i oddychanie korzeni roślin uwalnia duże ilości CO₂, który łączy się z różnymi kationami. Im większa koncentracja CO₂, tym intensywniejsze wietrzenie chemiczne.

Zadaniem zabiegów rekultywacyjnych jest przyspieszenie procesów glebotwórczych, aby skały i minerały zwałów oraz wyrobisk nabrały cech gleb, tj. środowiska przyrodniczego

zdolnego do zaspokajania potrzeb roślin. W procesach glebotwórczych istotną rolę odgrywa także wietrzenie biologiczne.Wietrzenie biologiczne odbywa się dzięki

mechanicznemu działaniu organizmów żywych na skały bądź poprzez chemiczne przekształcanie minerałów produktami pochodzącymi z rozkładu substancji organicznej, jak np. CO₂, kwasy huminowe, kwasy fulwowebądź inne kwasy organiczne, wytworzone przez glony, mchy, porosty, grzyby.

Najszybciej intensyfikuje procesy glebotwórcze i stwarza poziom próchniczny wprowadzenie do wierzchniej warstwy gruntów stosunkowo dużej ilości masy roślinnej.

Na terenach polskich kopalń z reguły nie występują gleby nadające się do przykrywania zwałów. Aby więc zapoczątkować procesy glebotwórcze w wierzchniej warstwie

gruntów zwałowiska, należy uprawiać na miejscu specjalnie wybrane gatunki jednoroczne szybko rosnących roślin. Przyoranie roślin w okresie maksymalnego

plonu części nadziemnych pozwoli na wprowadzenie do powierzchniowej warstwy

zwału dużych ilości materii organicznej. Powtórzenie 2 - 4-krotne tego typu zabiegów-

zależnie od materiału ziemnego-pozwoli w dalszym etapie na uprawę roślin docelowych.

Materiałem organicznym przyspieszającym procesy glebotwórcze, poza roślinnością,

mogą być stosowane w wielu przypadkach: torf, węgiel brunatny, ścieki komunalne,

osady ściekowe, komposty miejskie itp.

W zależności od ukształtowania zwały dzielą się na cztery rodzaje:

• stożkowe i kopulaste -zwały o znacznej wysokości, stosunkowo małej podstawie i stromych stokach,

• stołowe -odpady zwałowane w formie płaskich wzniesień,

• grzbietowe -zwały o kształtach zbliżonych do grobli, charakteryzujące się wydłużoną, wąską partią szczytową ze stromymi stokami,

• płaskie -zwały wyrównujące do poziomu otoczenia wszelkie zagłębienia terenu, sztuczne lub naturalne.

Uwzględniając czynnik termiczny, można wyróżnić zwały:

• czynne -współcześnie usypane;

• palące się -wszystkie zwały termicznie czynne, niezależnie od tego, czy dym bądź płomień wydobywa się z nich, czy też nie;

• nieczynne, nie eksploatowane -wszystkie zwały, na których proces usypywania już się zakończył; zwały te mogą być już przepalone, tzn. ustała na nich działalność termiczna, lub nie przepalone, na których działalność termiczna w ogóle nie wystąpiła;

• nieczynne -eksploatowane lub rozbierane.

Inny podział wyróżnia grupy nieużytków:

• pogórniczych,

• przemysłu przeróbczego,

• grupę zniekształceń gleb spowodowanych zanieczyszczeniem powietrza przez przemysł.

Rekultywacji wymagają następujące grunty:

• zwałowisk nadkładu i odpadów zlokalizowanych poza terenem wydobywania kopaliny,

• zwałowisk nadkładu i odpadów zlokalizowanych w obrębie odkrywki,

• wyrobisk nie zapełnionych nadkładami i odpadami,

• pozostałe grunty zniekształcone technicznie na terenie zakładu górniczego,

• zniekształconych warunkach wodnych w zasięgu działania leja depresji.

Lej depresyjny - Lej depresji obszar, na którym doszło do obniżenia zwierciadła wód

gruntowych w stosunku do jego naturalnego poziomu.

Przyczyny:

* wypompowywanie wody dla celów gospodarczych lub bytowych,

* eksploatacja odkrywkowa i podziemna.

Skutki:

* zachwianie stosunków wodnych,

* przesuszenie gruntów,

* trudności z zaopatrzeniem w wodę na terenach wiejskich,

* wysychanie studni

Szacuje się ogólnie, że przy eksploatacji i przeróbce 1 tony węgla kamiennego powstaje ok. 0,4 tony różnych odpadów.

W zależności od kształtu pogórnicze zwały węglowe można podzielić na: płaskie, czyli niwelacyjne, oraz wypukłe, czyli nadpoziomowe.Zwały wypukłe mogą mieć kształt

stożkowy i kopulastyoraz grzbietowy (kształtem przypominające groble).

Pełny okres rekultywacji do osiągnięcia możliwości stosowania

upraw rolnych może trwać dość długo, 3~6 lat, natomiast okres rekultywacji do zagospodarowania leśnego przy zastosowaniu roślin

pionierskich trwa krócej, 1~2 lata

• Najwłaściwszą rekultywacją zwałów rud żelaza jest zadrzewienie, gdyż jest to sposób najprostszy. W wielu przypadkach, szczególnie na zalegających zwały iłach jurajskich, mogą powstawać również trwałe pastwiska z udziałem roślinności motylkowej i trawiastej.

• Spośród roślin motylkowych można zalecić na te tereny: koniczynę białą, koniczynę białoróżową, komonicę rożkową oraz lucernę siewną. Głównymi jednak roślinami motylkowymi powinny być koniczyna biała oraz koniczyna białoróżowa, inne natomiast rośliny mogą być wysiewane jako domieszka.

• Ze względu na swe specyficzne kształty i właściwości fizyczno-chemiczne zwały rud żelaza z reguły powinny być wykorzystane pod użytkowanie leśne.

• Rekultywacja terenów zdegradowanych przezgórnictwo rud cynkowo-ołowiowych. Tereny poeksploatacyjne tworzą obecnie charakterystyczne powierzchnie zwałowisk określane nazwą warpialbo terenów pogalmanowych. Drugą nazwę nadano im w związku z powtórnym ich przekopywaniem w celu odzyskiwania rudy galmanowej.

Oddziaływanie hutnictwa miedziowego na środowisko przyrodnicze polega głównie na

dużej emisji silnie toksycznych pyłów metalonośnych, zawierających Pb, Cd oraz inne

metale, a ponadto SO2 i jego pochodne. Groźne rozmiary emisji wynikają z koncentracji produkcji i nieskuteczności urządzeń odpylających.

Degradacja gleb i roślin w pobliżu źródeł pylenia hutnictwa miedziowego stwarza potrzebę wysiedlania najbliższych wsi i opracowania skutecznych środków ochronnych oraz rekultywacji terenu.

Rekultywacja terenów zdegradowanych przez górnictwo odkrywkowe.Metodą odkrywkową eksploatuje się w Polsce przede wszystkim węgiel brunatny, siarkę, liczne surowce skalne, plastyczne i kruszywa naturalne.

Rekultywacja terenów zdegradowanych przezgórnictwo węgla brunatnegoMożna wyróżnić zmiany bezpośrednie,spowodowane przez działalność górniczą, np. wyrobiska i zwały, oraz zmiany pośrednie, powstałe w wyniku działania jakiegoś elementu środowiska, np. na skutek zmian stosunków wodnych, zmian glebowych i szaty roślinnej na przyległych terenach. Uwzględnić również trzeba zmiany wtórne, które powstają w wyniku samorzutnej regeneracji przekształconych elementów środowiska przyrodniczego oraz w wyniku rekultywacji i zagospodarowania.

Na całokształt zadań związanych z rekultywacją zwałów i wyrobisk powinny złożyć się następujące elementy:

• określenie właściwości fizyczno-chemicznych materiału ziemnego zalegającego w nadkładzie,

• ustalenie zasad formowania zwałów zewnętrznych i wewnętrznych,

• ustalenie metod przekształcania w glebę surowego materiału ziemnego zalegającego na powierzchni zwałowisk,

• opracowanie ostatecznego zagospodarowania terenów zdegradowanych.

Zależnie od jakości utworów znajdujących się w nadkładzie stosuje się odpowiednie metody techniczne i biologiczne rekultywacji gleb.

Spośród metod technicznych należy wymienić:

• izolację utworów toksycznych lub jałowych przez pokrycie ich wartościowymi utworami glebotwórczymi,

• dekoncentrację, polegającą na przemieszaniu gruntów toksycznych z nietoksycznymi,

• neutralizację utworów kwaśnych (wapnem) lub zasadowych (siarką).

Przy planowaniu zabiegów rolniczych należy uwzględnić takie czynności, jak:

• wyrównanie i oczyszczenie terenu z części skalnych, kamieni, korzeni itp.;

• zastosowanie nawożenia mineralnego, w tym wapnowania;

• wykonanie orki na 25-30 cm przed zimą, aby zachować wodę i uzyskać lepsze przewietrzenie;

• kultywatorowanie;

• bronowanie;

• wałowanie;

• wysiew roślin.

Istotną sprawą jest zastosowanie właściwych nawozów.Na zrekultywowanym torfowisku można stosować następujące sposoby użytkowania:

• na torfowiskach niskich: łąki i pastwiska, uprawa warzyw, konopi, lnu, mięty, wikliny przemysłowej;

• na torfowiskach przejściowych i wysokich: plantacje borówki wysokiej, żurawiny wielkoowocowej oraz uprawy leśne.

Siarka w glebie ulega dość szybko biochemicznym przemianom do kwasu siarkowego i przez zakwaszenie oddziałuje ujemnie na mineralne i organiczne składniki gleb. Dodatkowo emitowane z pobliskich fabryk kwasu siarkowego i nawozów

fosforowych gazy toksyczne: SO2, SO3, H2S oraz lotne związki fluoru pogłębiają proces degradacji gleb.

Rekultywacjasurowych gruntów zawierających siarkę jest możliwa jedynie po

przeprowadzeniu zabiegów melioracyjnych typu chemicznego, bowiem proces wietrzenia siarki w warunkach naturalnych trwa bardzo długo.Środkiem melioracyjnym jest wapń, który neutralizuje kwas siarkowy, powstający bardzo szybko w wierzchniej warstwie gruntu z siarki elementarnej. Odczyn gruntów pod wpływem kwasu siarkowego osiąga często wartość pH 1,2-2,5.

Znaczna część terenów po eksploatacji gliny, ze względu na warunki wodne, nie będzie mogła być przeznaczona do rekultywacji rolnej lub leśnej, ale może nadawać się do wykorzystania pod zbiorniki wodne, stawy rybne itp.Wyrobiska górnictwa skał zwięzłych (kamieniołomy).Wyrobiska poeksploatacyjne skał wapiennych

dzieli się na wgłębne i boczne. Próby zagospodarowania wyrobisk są na ogół nieliczne, ale przystosowanie wyrobisk do celów gospodarczych lub krajobrazowychnie nastręcza większych trudności. Niektóre nieużytki, jak np. zwały składające się z nadkładów i odpadów wapiennych, są wykorzystane jako pastwiska. Również zadrzewienietych terenów nie sprawia wiele trudności.Do nasadzeń nadają się przede wszystkim gatunki drzew wapnolubnych,

Materiały stosowane w rekultywacji gruntów:

1) Geologiczne: Torf, Mursz, Muły organiczne i mineralno-organiczne, Ziemia próchniczna, Lessy, Gliny, Iły, Mułki, Węgiel brunatny.

2) Organiczne: Osady z biologicznego oczyszczania ścieków, Trociny drzewne, Kora drzewna, Masa łapana

3) Mineralne: Ziemia spławiakowa, Odpady paleniskowe, Wapno poflotacyjne

4) nawozy: Obornik, Kompost,Wapno

5) Tworzywa przemysłowe: Biowłóknina, Geotekstylia (geowłókniny),Geomembrany

---