Metody rekultywacji
Naprawa gruntów zakwaszonych
Metody rekultywacji
Naprawa gruntów zakwaszonych
Neutralizacja
Utwory
zwałowiskowe
mogą
niekiedy
charakteryzować się niekorzystnym odczynem.
W
przypadku
występowania
utworów
toksycznie kwaśnych należy doprowadzić
odczyn do do przedziałów gwarantujących
prawidłowy wzrost zalecanej do wprowadzenia
roślinności.
Istnieje szereg metod pozwalających na
określenie stopnia zakwaszenia, przy czym
niektóre z nich są metodami trudnymi lub
czasochłonnymi.
W Niemczech stosuje się klasyfikację potencjalnego
zagrożenia fitotoksycznością uwzględniającą zagrożenie
związane z obecnością w skałach nadkładu związków
siarki.
Metoda nosi nazwę SBQ która jest skrótem od
Schwefel-Basen-Quotient czyli - iloraz siarki i zasad).
Metoda ta polega na wyznaczeniu ilorazu zawartości
siarki całkowitej (w przeliczeniu na SO
3
) do sumy zasad
(Ca i Mg w przeliczeniu na formy tlenkowe)
występujących w gruncie. Wymaga ona oznaczenia
zawartości siarki całkowitej oraz ilości Ca i Mg w
wyciągu 10% kwasu solnego.
Wskaźnik wyliczamy ze wzoru:
Wynik obliczeń porównuje się do skali zawartej w tabeli:
Uzyskana wartość wskaźnika SBQ pozwala na stwierdzenie
stopnia zagrożenia zakwaszeniem, a więc może być przydatna
do rozdzielenia utworów potencjalnie produktywnych od
toksycznych. Utwory o wyższej wartości wskaźnika wymagają
dodatkowych analiz dla obliczenia niezbędnych dawek
neutralizatora lub opracowania innych metod postępowania
jak rozproszenie czy izolacja.
(%)
(%)
(%)
3
MgO
CaO
SO
SBQ
SBQ
Wielkość wskaźnika
1,0 Niski ( brak fitotoksyczności)
1,0 – 3,5 Średni (umiarkowana fitotoksyczność)
3,5 – 6,0 Duży ( silna fitotoksyczność)
6,0 Bardzo duży ( bardzo silna fitotoksyczność)
Inną metodą jest bilans kwasów i zasad – SBB
(Saüre-Basen-Bilanz).
Metoda ta polega na wyliczeniu sumy czynników
„kwasowych” (siarki całkowitej w przeliczeniu na
SO
3
oraz kompleksu sorpcyjnego - T) i odjęciu od
nich czynników zasadowych (Ca i Mg w wyciągu
10% HCl, w przeliczeniu na formy tlenkowe):
SBB = (SO
3
+ T) – (CaO + MgO)
[cmol
(+)
/kg]
Metoda ta wymaga czasochłonnych oznaczeń
laboratoryjnych, w tym oznaczenia całkowitej
pojemności sorpcyjnej (T).
W Polsce, początkowo dawki neutralizatora
ustalano na podstawie wyników badań pH,
kwasowości
hydrolitycznej
i
pojemności
kompleksu sorpcyjnego. Jednak w przypadku gleb
zawierających zredukowane formy siarki metody
te, wykazywały zbyt małe, w stosunku do
rzeczywistych potrzeb, ilości neutralizatora.
Dla utworów zbyt silnie kwaśnych, w których nie
ma zredukowanych form siarki w pełni przydatną
w jest metoda oznaczenia potrzeb neutralizatora
na
podstawie
oznaczonej
kwasowości
hydrolitycznej stosując np. wzór Lityńskiego:
Dawka neutralizatora (kg CaCO
3
/ha) = H
h
x 1500
lub
Dawka neutralizatota (kg CaOha) = H
h
x 840
gdzie: H
h
– kwasowość hydrolityczna w cmol(+)/kg
Wyliczona dawka odnosi się do 20 cm warstwy,
przy
wyliczeniu
potrzeb
neutralizatora
dla
większych
głębokości
należy
uwzględnić
kwasowość hydrolityczną i miąższość oznaczanej
warstwy.
W
przypadku
występowania
w
utworach
zredukowanych
związków
siarkowych
do
określenia stopnia zakwaszenia, może być
przydatna, metoda oznaczenia wartości pH po
zalaniu próbki 30 % nadtlenkiem wodoru w
stosunku 1: 2,5.
Próbki (o masie 10 g) pozostawia się zalane
perhydrolem przez 48 h, aby mogła zajść reakcja
utleniania. Po tym czasie próbki się suszy w 50
o
C. Do wysuszonych próbek dodaje się 25 ml
wody destylowanej, mierzy pH a następnie
odmiareczkowuje roztworem 0,1 M KOH do
wartości pH = 8,2.
Ilość zużytego roztworu KOH odpowiada ilości
neutralizatora wyrażonego w cmol(+)/kg
Przebieg zabiegu
neutralizacji
skuteczność zabiegu neutralizacji
zależy od:
- dawki neutralizatora,
- stopnia kontaktu neutralizatora z
gruntem
- rodzaju neutralizatora,
Im większa jest dawka neutralizatora tym lepszy
efekt neutralizacji, ale...
-
rozprowadzenie dużej ilości neutralizatora jest trudne i
kosztowne.
-
rośliny leśne preferują odczyn lekko kwaśny, mnie ma
więc potrzeby doprowadzania odczynu gleby do zbyt
wysokich wartości
-
odczyn alkaliczny może również być niekorzystny
-
jednorazowe zastosowanie dużych dużych dawek
neutralizatora nie jest korzystne ze względu na
antagonistyczne oddziaływanie dużych ilości wapnia
na przyswajanie innych pierwiastków.
Należy dokładnie wyliczyć dawkę neutralizatora i
nie stosować dawek zbyt wysokich!
Skuteczność zabiegu zależy od stopnia
kontaktu neutralizatora z utworem.
Im większe rozdrobnienie neutralizatora i im
lepsze
jego
przemieszanie
z
kwaśnym
utworem, tym skuteczniejsza neutralizacja.
Neutralizację przeprowadza się najczęściej
tlenkową lub węglanową forma wapnia lub
magnezu.
Formy
tlenkowe
są
bardziej
aktywne, ale reakcja neutralizacji powoduje
gwałtowną zmianę odczynu oraz wzrost
temperatury zgodnie z reakcją:
CaO + H
2
O Ca(OH)
2
+ energia
Zarówno skokowa zmiana odczynu jak i
egzotermiczny
przebieg
reakcji
może
spowodować wypad roślinności, przez co
zabieg neutralizacyjny tą formą musi być
wykonany z pewnym wyprzedzeniem w
stosunku do wprowadzenia roślinności.
Formy węglanowe są mniej aktywne, dzięki
czemu można je stosować bezpośrednio przed
siewem, tam gdzie jest już roślinność lub nawet
jako pewien zapas dla zneutralizowania
ujawniającej się po pewnym czasie kwasowości
potencjalnej.
Istnieje
kilka
sposobów
wykonania
neutralizacji:
-neutralizacja jednowarstwowa, która
może być stosowana przy dawkach do 30
Mg/ha. Polega na rozprowadzeniu pełnej
dawki, a następnie przemieszanie z
utworami
przez
orkę,
bronowanie,
kultywatorowanie itp. Neutralizuje się
warstwę do głębokości pracy normalnych
narzędzi rolniczych,
-neutralizacja
dwuwarstwowa
stosowana przy dawkach od 20 – 60
Mg /ha.
Polega na zastosowaniu części obliczonej
dawki i wykonaniu głębokiej orki mającej
za zadanie wprowadzenie neutralizatora
w głąb i wyciągnięcie kwaśnych utworów
na
powierzchnię.
Powtórne
zneutralizowanie ostrej skiby pozostałą
dawką
i
przemieszanie
zwiększa
miąższość zneutralizowanej i poprawia
kontakt neutralizator-utwór.
-neutralizacja
dwustopniowa
(wielostopniowa) stosowana w przypadku
powierzchni
o
bardzo
zróżnicowanej
kwasowości. Polega na obliczeniu na podstawie
wyników
dawki
średniej,
która
powinna
zneutralizować
większość
powierzchni.
Przeprowadza się neutralizacje tą dawką, a
następnie wprowadza się roślinność testową.
Dobry wzrost roślinności wskazuje miejsca
dostatecznie
zneutralizowane,
natomiast
żółknienie
lub
wypad
roślinności
na
niewystarczające zneutralizowanie kwasowości.
Powierzchnie te podlegają neutralizacji w
ramach tzw. drugiego (trzeciego) stopnia.
Metody naprawy gleb zasolonych
• Zwiększona podaż wody poprzez deszczowanie
czy nawadnianie powierzchni zasolonych.
• Stosowanie siarczanowych soli wapnia (np.
gipsu).
• Wprowadzanie roślin halofitycznych (słonorośli).
• Regulacja odczynu.
Deszczowanie i nawadnianie
powierzchni zasolonych.
W metodzie tej poprzez zwiększoną podaż
wody
następuje
rozcieńczenie
soli
i
zmniejszenie
ich
stężeń.
Sole
są
wypłukiwane do warstw głębszych w tym do
warstw wodonośnych.
Zwiększona podaż wody powoduje jednak
równoczesne
wypłukiwanie
składników
pokarmowych roślin. Stąd tez przed
wdrożeniem tej metody należy dokonać
szeregu analiz.
Deszczowanie i nawadnianie
powierzchni zasolonych.
Wymagane jest:
• wykonanie bilansu niezbędnych ilości wody
• ocena jakości wody
• opracowanie systemu rozprowadzania
wody
• określenie wysokości strat składników
odżywczych roślin
Przy mniejszych stężeniach soli możliwe jest
wysładzanie
gruntów
pod
wpływem
naturalnych wód opadowych.
Stosowanie siarczanowych soli
wapnia
Zabieg gipsowania gleb zapobiega
nadmiernej alkalizacji gleb, wprowadza
wapń do kompleksu sorpcyjnego, a co za
tym idzie poprawia właściwości fizyczne i
chemiczne utworów.
W praktyce stosuje się dawki od kilkuset kg
do kilku ton gipsu na hektar.
micela
Na
Na
+ CaSO
4
micela
Ca
+ Na
2
SO
4
Wprowadzenie roślin
halofitycznych
Halofity to rośliny tolerujące wysokie stężenia soli w
glebie.
Mają one tendencje do pobierania znacznych ilości
soli z roztworu glebowego.
Zebranie biomasy roślinności halofitycznej w fazie
pełnego rozwoju pozwala na zmniejszenie ilości
soli w glebie o ilość pobraną przez rośliny.
Wprowadzanie coraz szerszego wachlarza gatunków
roślin następuje wraz ze stopniowym
wysładzaniem się gleby.
Regulacja odczynu
Utwory o nadmiernie alkalicznym odczynie są
nieodpowiednie dla większości gatunków
roślin.
Doprowadzenie
odczynu
do
pożądanej
wartości
można
osiągnąć
poprzez stosowanie nawozów fizjologicznie
kwaśnych (np. NH
4
NO
3
lub (NH
4
)
2
SO
4
) lub
nawożenie siarką.
W przypadku nawożenia siarka konieczne jest
wykonanie
dodatkowych
analiz
lub
doświadczeń wegetacyjnych.