Degradacja gleb
Degradacja gleb
(fizyczna, chemiczna i
(fizyczna, chemiczna i
biologiczna)
biologiczna)
Degradacja gleb
Degradacja gleb
(fizyczna, chemiczna i
(fizyczna, chemiczna i
biologiczna)
biologiczna)
Gleba
Gleba
jest elementem środowiska
jest elementem środowiska
przyrodniczego, żywym lecz nie
przyrodniczego, żywym lecz nie
pomnażalnym, w którym przebiega wzrost i
pomnażalnym, w którym przebiega wzrost i
rozwój roślin stanowiących pokarm dla ludzi i
rozwój roślin stanowiących pokarm dla ludzi i
paszę dla zwierząt. Jej jakość zależy od
paszę dla zwierząt. Jej jakość zależy od
szeregu czynników wpływających na
szeregu czynników wpływających na
właściwości fizyko-chemiczne a głównie
właściwości fizyko-chemiczne a głównie
od składu granulometrycznego,
od składu granulometrycznego,
zawartości substancji organicznej i
zawartości substancji organicznej i
ilości przyswajalnych dla roślin składników
ilości przyswajalnych dla roślin składników
pokarmowych.
pokarmowych.
Wszelkie zmiany w środowisku glebowym,
Wszelkie zmiany w środowisku glebowym,
które wpływają na zmniejszenie tej aktywności
które wpływają na zmniejszenie tej aktywności
a tym samym obniżają produktywność gleb,
a tym samym obniżają produktywność gleb,
określa się mianem
określa się mianem
degradacji
degradacji
.
.
Poza funkcją produkcyjną gleba tworzy
Poza funkcją produkcyjną gleba tworzy
naturalny zbiornik retencyjny zasobów wodnych.
naturalny zbiornik retencyjny zasobów wodnych.
Dzięki żyjącym w glebie drobnoustrojom spełnia
Dzięki żyjącym w glebie drobnoustrojom spełnia
ona również ważną
ona również ważną
funkcję sanitarną
funkcję sanitarną
i
i
uczestniczy w niezbędnym dla ciągłości życia na
uczestniczy w niezbędnym dla ciągłości życia na
Ziemi procesie rozkładu (
Ziemi procesie rozkładu (
mineralizacji
mineralizacji
)
)
martwych resztek organicznych, wpływając w
martwych resztek organicznych, wpływając w
ten sposób na obieg pierwiastków w środowisku.
ten sposób na obieg pierwiastków w środowisku.
Dzięki właściwościom sorpcyjnym gleba spełnia
Dzięki właściwościom sorpcyjnym gleba spełnia
funkcję naturalnego filtra; pochłania m.in.
funkcję naturalnego filtra; pochłania m.in.
związki toksyczne.
związki toksyczne.
Struktura typów gleb w Polsce [%]
Struktura typów gleb w Polsce [%]
Formy i czynniki degradacji gleb:
Formy i czynniki degradacji gleb:
Zakwaszenie gleb i zniekształcenie ich właściwości chemicznych
Zanieczyszczenie atmosfery powodujące przenikanie do gleby
substancji kwaśnych – kwaśne opady atmosferyczne
Koncentracja nawożenia mineralnego i malejące
nawożenie naturalne i organiczne
Składowanie kwaśnych i kwasotwórczych odpadów
Niedostateczne wapnowanie gruntów
Wymywanie wapna z gleby
Mechaniczne zniekształcenie gruntów oraz niszczenie
gleby i szaty roślinnej
Składowanie odpadów
Górnictwo odkrywkowe, zapadliska,
wypiętrzenia na terenach górniczych
Zniekształcenie rzeźby terenu i pokrywy glebowej
Erozja wodna i wiatrowa
Eksploatacja kopalin (odkrywkowa, podziemna)
Wyrobiska i zwałowiska pokopalniane
Budownictwo mieszkaniowe, przemysłowe, drogowe
Wylesianie i rolnicze użytkowanie suchych i jałowych gruntów
Erozja wiatrowa i wodna
Wymywanie składników pokarmowych (wyjaławianie)
Rozkład próchnicy
Pustynnienie i stepowienie
Przesuszanie lub zawodnienie gruntów
Melioracje odwadniające (np. torfowisk, bagien)
Obniżenie poziomu wód gruntowych
Likwidowanie roślinności
Leje depresyjne ujęć wód podziemnych i górnictwa
Chemiczne zanieczyszczenie gleb
Przemysł: metale ciężkie (głównie Pb, Cd), węglowodory
Rolnictwo: niewłaściwe stosowanie nawozów mineralnych
i chemicznych środków ochrony roślin
Składowiska odpadów chemicznych i górniczych
Przedawkowanie soli w celu likwidacji śliskości jezdni
Zanieczyszczenie atmosfery
Szlaki komunikacyjne zmotoryzowane
Biologiczne zanieczyszczenie gleb
Przedawkowanie gnojowicy
Wprowadzenie do gleby obornika, fekalii, gnojowicy,
osadów ściekowych z naruszeniem zasad agrotechniki
Składowanie odpadów, głównie komunalnych
Czynniki degradujące można podzielić
Czynniki degradujące można podzielić
na:
na:
•
naturalne
naturalne
– zachodzące bez czynnego
– zachodzące bez czynnego
udziału człowieka
udziału człowieka
•
antropogeniczne
antropogeniczne
– powodowane
– powodowane
przez człowieka
przez człowieka
Degradacja naturalna spowodowana
Degradacja naturalna spowodowana
przez wodę, wiatr, lód lub mróz
przez wodę, wiatr, lód lub mróz
określana jest mianem degradacji
określana jest mianem degradacji
geologicznej i obejmuje głównie
geologicznej i obejmuje głównie
powierzchniową warstwę gleby.
powierzchniową warstwę gleby.
Rozpatrując najważniejsze typy szkodliwego
Rozpatrując najważniejsze typy szkodliwego
wpływu działalności ludzkiej na gleby
wpływu działalności ludzkiej na gleby
można ogólnie wyróżnić następujące typy
można ogólnie wyróżnić następujące typy
i kierunki przekształceń gleb:
i kierunki przekształceń gleb:
1)
1)
geomechaniczne:
geomechaniczne:
•
tworzenie terenów bezglebowych
tworzenie terenów bezglebowych
•
mechaniczne uszkadzanie pokrywy
mechaniczne uszkadzanie pokrywy
glebowej
glebowej
2.
2.
hydrologiczne:
hydrologiczne:
a)
a)
zawodnienie gleb
zawodnienie gleb
b)
b)
osuszanie gleb
osuszanie gleb
3.
3.
fizyczne:
fizyczne:
a)
a)
erozja wietrzna i wodna
erozja wietrzna i wodna
b)
b)
pogarszanie struktury gleby
pogarszanie struktury gleby
4.
4.
biologiczne:
biologiczne:
a)
a)
zmęczenie gleby
zmęczenie gleby
5.
5.
chemiczne:
chemiczne:
a)
a)
zakwaszenie gleb
zakwaszenie gleb
b)
b)
alkalizacja gleb
alkalizacja gleb
c)
c)
zasolenie gleb
zasolenie gleb
d)
d)
zanieczyszczenie gleb pierwiastkami śladowymi
zanieczyszczenie gleb pierwiastkami śladowymi
Zagrożenie gruntów w Polsce różnymi
Zagrożenie gruntów w Polsce różnymi
rodzajami erozji.
rodzajami erozji.
Rodzaj
Rodzaj
erozji
erozji
Ogółem
Ogółem
powierzchnia
powierzchnia
zagrożona
zagrożona
Według stopnia
Według stopnia
zagrożenia (w % pow.
zagrożenia (w % pow.
ogólnej)
ogólnej)
Erozja
Erozja
wietrzna
wietrzna
w tys.
w tys.
ha
ha
w %
w %
pow.
pow.
ogólne
ogólne
j
j
słaba
słaba
średnia
średnia
silna
silna
8843,
8843,
1
1
28,2
28,2
17,4
17,4
9,8
9,8
1,0
1,0
Erozja
Erozja
wodna
wodna
powierzch
powierzch
-niowa
-niowa
8744,
8744,
0
0
27,9
27,9
13,6
13,6
10,8
10,8
3,5
3,5
Erozja
Erozja
wąwozow
wąwozow
a
a
5685,
5685,
2
2
18,2
18,2
0,4
0,4
15,0
15,0
2,8
2,8
Erozja wietrzna
Erozja wietrzna
polega na wywiewaniu
polega na wywiewaniu
cząstek gleby, a następnie na ich
cząstek gleby, a następnie na ich
transporcie, sortowaniu, i osadzaniu. Ten
transporcie, sortowaniu, i osadzaniu. Ten
typ erozji może się rozwijać tylko wtedy,
typ erozji może się rozwijać tylko wtedy,
gdy gleba pozbawiona jest pokrywy
gdy gleba pozbawiona jest pokrywy
roślinnej. Zależnie od prędkości wiatru
roślinnej. Zależnie od prędkości wiatru
zachodzi erozja wietrzna przyziemna lub
zachodzi erozja wietrzna przyziemna lub
erozja silna, kiedy porwane cząstki
erozja silna, kiedy porwane cząstki
unoszone są wyżej, tworząc niekiedy
unoszone są wyżej, tworząc niekiedy
chmury pyłu.
chmury pyłu.
•
.
.
W Polsce najbardziej narażone na ten typ
W Polsce najbardziej narażone na ten typ
degradacji są gleby położone w centralnej i
degradacji są gleby położone w centralnej i
południowej części Niżu Środkowopolskiego
południowej części Niżu Środkowopolskiego
oraz wyżyny południowo-wschodnie i
oraz wyżyny południowo-wschodnie i
Przedgórze Sudeckie. Wynika to z faktu
Przedgórze Sudeckie. Wynika to z faktu
występowania tu gleb lekkich i pyłowych oraz z
występowania tu gleb lekkich i pyłowych oraz z
małej lesistości tych obszarów.
małej lesistości tych obszarów.
Oba typy erozji zmieniły w nieużytki wiele
Oba typy erozji zmieniły w nieużytki wiele
żyznych gleb na całym świecie. Ocenia się, że
żyznych gleb na całym świecie. Ocenia się, że
w wyniku tego procesu uległo zdegradowaniu,
w wyniku tego procesu uległo zdegradowaniu,
w stopniu uniemożliwiającemu produkcję rolną,
w stopniu uniemożliwiającemu produkcję rolną,
około
około
15 % gleb uprawnych świata.
15 % gleb uprawnych świata.
Pustynnienie
Erozja wodna
BIOLOGICZNE przekształcenia gleb:
BIOLOGICZNE przekształcenia gleb:
Zmęczenie gleb
Zmęczenie gleb
Może to być spowodowane gromadzeniem się
Może to być spowodowane gromadzeniem się
w glebie
w glebie
fitotoksyn
fitotoksyn
– specyficznych substancji
– specyficznych substancji
wydzielanych przez rośliny – lub też
wydzielanych przez rośliny – lub też
wyczerpywaniem się niektórych mikro – lub
wyczerpywaniem się niektórych mikro – lub
makroelementów z gleby, co jest efektem
makroelementów z gleby, co jest efektem
prowadzenia przez wiele lat upraw
prowadzenia przez wiele lat upraw
monokulturowych.
monokulturowych.
Tereny, na których występuje zjawisko
Tereny, na których występuje zjawisko
zmęczenia gleb, są na ogół mniej urodzajne
zmęczenia gleb, są na ogół mniej urodzajne
(spadek wielkości produkcji rolnej sięgać może
(spadek wielkości produkcji rolnej sięgać może
nawet do 25 %). Występują na nich grzyby
nawet do 25 %). Występują na nich grzyby
chorobotwórcze (
chorobotwórcze (
Aspergillus, Penicillum
Aspergillus, Penicillum
i inne),
i inne),
których toksyny uznaje się za kancerogenne.
których toksyny uznaje się za kancerogenne.
Zapobieganie tej formie degradacji gleb jest
Zapobieganie tej formie degradacji gleb jest
stosunkowo proste i polega na stosowaniu m.in.
stosunkowo proste i polega na stosowaniu m.in.
Odpowiedniego płodozmianu, prowadzeniu
Odpowiedniego płodozmianu, prowadzeniu
właściwego nawożenia (zwłaszcza
właściwego nawożenia (zwłaszcza
organicznego), wprowadzaniu roślin
organicznego), wprowadzaniu roślin
motylkowych (także jako nawóz zielony). Ocenia
motylkowych (także jako nawóz zielony). Ocenia
się, że degradacja spowodowana zmęczeniem
się, że degradacja spowodowana zmęczeniem
gleb obejmuje, w skali globalnej, obszar 1,5 mld
gleb obejmuje, w skali globalnej, obszar 1,5 mld
ha gruntów ornych.
ha gruntów ornych.
CHEMICZNE przekształcenia
CHEMICZNE przekształcenia
gleb:
gleb:
Do najbardziej charakterystycznych objawów
Do najbardziej charakterystycznych objawów
degradacji chemicznej gleb należy zaliczyć
degradacji chemicznej gleb należy zaliczyć
zakwaszenie lub alkalizację gleb, ich zasolenie
zakwaszenie lub alkalizację gleb, ich zasolenie
oraz zanieczyszczenie pierwiastkami śladowymi.
oraz zanieczyszczenie pierwiastkami śladowymi.
Objawem chemicznej degradacji gleby jest zmiana jej
Objawem chemicznej degradacji gleby jest zmiana jej
odczynu.
odczynu.
Zakwaszenie gleb jest zjawiskiem powszechnym. W
Zakwaszenie gleb jest zjawiskiem powszechnym. W
klimacie umiarkowanym, gdzie roczne opady przewyższają
klimacie umiarkowanym, gdzie roczne opady przewyższają
parowanie wody z gleby, istnieje naturalna tendencja do
parowanie wody z gleby, istnieje naturalna tendencja do
wymywania składników alkalicznych (Ca, Mg, K i Na) i
wymywania składników alkalicznych (Ca, Mg, K i Na) i
zakwaszania środowiska glebowego. O stopniu
zakwaszania środowiska glebowego. O stopniu
zakwaszenia decyduje także wiele innych czynników, z
zakwaszenia decyduje także wiele innych czynników, z
których za najważniejsze należy uznać właściwości skały
których za najważniejsze należy uznać właściwości skały
macierzystej i charakter szaty roślinnej.
macierzystej i charakter szaty roślinnej.
Bardzo istotną przyczyną zakwaszenia gleb jest
Bardzo istotną przyczyną zakwaszenia gleb jest
stosowanie fizjologicznie kwaśnych nawozów mineralnych.
stosowanie fizjologicznie kwaśnych nawozów mineralnych.
Bardzo groźną konsekwencją zakwaszenia gleb jest ubytek
Bardzo groźną konsekwencją zakwaszenia gleb jest ubytek
ważnych składników mineralnych, jak potas i magnez oraz
ważnych składników mineralnych, jak potas i magnez oraz
wzrost zawartości glinu i żelaza do poziomu toksycznego
wzrost zawartości glinu i żelaza do poziomu toksycznego
dla roślin.
dla roślin.
Znacznie mniej powszechnym zjawiskiem degradacji
Znacznie mniej powszechnym zjawiskiem degradacji
gleb jest ich alkalizacja. Może ona być wywołana
gleb jest ich alkalizacja. Może ona być wywołana
czynnikami naturalnymi (rodzaj skały macierzystej, duża
czynnikami naturalnymi (rodzaj skały macierzystej, duża
zawartość w roztworze glebowym łatwo rozpuszczalnych
zawartość w roztworze glebowym łatwo rozpuszczalnych
soli, zwłaszcza sodowych), ale znacznie częściej jej
soli, zwłaszcza sodowych), ale znacznie częściej jej
powodem są czynniki antropogenne. Na alkalizację
powodem są czynniki antropogenne. Na alkalizację
najbardziej narażone są gleby ośrodków miejsko –
najbardziej narażone są gleby ośrodków miejsko –
przemysłowych, gdzie pyły emitowane przez zakłady
przemysłowych, gdzie pyły emitowane przez zakłady
przemysłowe, paleniska indywidualne i inne źródła mają
przemysłowe, paleniska indywidualne i inne źródła mają
często odczyn zasadowy. Coraz częstszym źródłem
często odczyn zasadowy. Coraz częstszym źródłem
alkalizacji gleb miejskich i położonych w pobliżu tras
alkalizacji gleb miejskich i położonych w pobliżu tras
komunikacyjnych jest stosowanie alkalicznych związków
komunikacyjnych jest stosowanie alkalicznych związków
zwalczających śliskość dróg w zimie.
zwalczających śliskość dróg w zimie.
Jedną z najczęstszych form degradacji powierzchniowej
warstwy ziemi jest zasolenie gleb. Zjawisko to mogą
powodować przyczyny naturalne – w klimacie ciepłym,
gdzie parowanie z powierzchni ziemi przewyższa ilość
wody wprowadzoną do gleby wraz z opadami, istnieje
naturalny proces zwiększania się koncentracji łatwo
rozpuszczalnych soli w roztworze glebowym.
Innym przykładem chemicznej degradacji gleb jest ich
Innym przykładem chemicznej degradacji gleb jest ich
zanieczyszczenie pierwiastkami śladowymi.
zanieczyszczenie pierwiastkami śladowymi.
Zawartość cynku, ołowiu i miedzi w glebach w
Zawartość cynku, ołowiu i miedzi w glebach w
zależności od odległości od jezdni drogi
zależności od odległości od jezdni drogi
Odległość od
Odległość od
drogi w m
drogi w m
Głęb.
Głęb.
poboru
poboru
prób w cm
prób w cm
Zawartość w mg/kg s.m.
Zawartość w mg/kg s.m.
gleby
gleby
Zn
Zn
Pb
Pb
Cu
Cu
Trawnik między
Trawnik między
jezdniami
jezdniami
0-5
0-5
274,5
274,5
167,5
167,5
28,3
28,3
0,5
0,5
0-5
0-5
52,0
52,0
330,0
330,0
66,8
66,8
5
5
0-5
0-5
136,3
136,3
2,5
2,5
17,3
17,3
25
25
0-20
0-20
66,0
66,0
37,5
37,5
16,0
16,0
50
50
0-20
0-20
87,0
87,0
55,0
55,0
13,5
13,5
100
100
0-20
0-20
107,8
107,8
107,5
107,5
23,0
23,0
200
200
0-20
0-20
86,0
86,0
60,0
60,0
13,5
13,5
300
300
0-20
0-20
78,0
78,0
50,0
50,0
16,5
16,5
Z motoryzacją związana jest także emisja innych, oprócz
Z motoryzacją związana jest także emisja innych, oprócz
metali ciężkich, związków, które mogą zanieczyszczać
metali ciężkich, związków, które mogą zanieczyszczać
powierzchniową warstwę ziemi, takich jak np.
powierzchniową warstwę ziemi, takich jak np.
węglowodory aromatyczne.
węglowodory aromatyczne.
Kolejnym źródłem chemicznej degradacji gleb jest
Kolejnym źródłem chemicznej degradacji gleb jest
przemysł
przemysł
.
.
opady
skażone
szkodliwymi
substancjami
B
A
Woda
gruntowa
C
nawozy
środki
ochron
y
roślinodpadyścieki
Szkodliwe substancje lokują się w sposób
trwały w cząstkach gleby, tzw. agregatach
glebowych i są rozkładane przez bakterie i
grzyby
Źródła zanieczyszczenia gleb: A- pobieranie szkodliwych związków
przez rośliny; B- infiltracja zanieczyszczeń do wód gruntowych; C-
emisje związków gazowych z gleby
Ze względu na kierunki wykorzystania, wg kategorii
Ze względu na kierunki wykorzystania, wg kategorii
zanieczyszczenia metalami ciężkimi gleby możemy
zanieczyszczenia metalami ciężkimi gleby możemy
podzielić na:
podzielić na:
kategoria 0
kategoria 0
– gleby o naturalnej zawartości metali,
– gleby o naturalnej zawartości metali,
mogą być
mogą być
przeznaczone pod wszystkie uprawy ogrodowe i rolnicze;
przeznaczone pod wszystkie uprawy ogrodowe i rolnicze;
kategoria 1
kategoria 1
– gleby o podwyższonej zawartości metali,
– gleby o podwyższonej zawartości metali,
przeznaczone pod wszystkie uprawy z wyjątkiem
przeznaczone pod wszystkie uprawy z wyjątkiem
przeznaczonych dla dzieci;
przeznaczonych dla dzieci;
kategoria 2
kategoria 2
– gleby słabo zanieczyszczone, (mogą być
– gleby słabo zanieczyszczone, (mogą być
zanieczyszczone chemicznie; wyklucza się uprawę
zanieczyszczone chemicznie; wyklucza się uprawę
szpinaku,
szpinaku,
sałaty; dozwolona uprawa zbożowych, okopowych i
sałaty; dozwolona uprawa zbożowych, okopowych i
pastewnych;
pastewnych;
kategoria 3
kategoria 3
– gleby średnio zanieczyszczone;
– gleby średnio zanieczyszczone;
dopuszczalna
dopuszczalna
uprawa zbóż, roślin okopowych i pastewnych, pod
uprawa zbóż, roślin okopowych i pastewnych, pod
warunkiem
warunkiem
okresowej kontroli poziomu metali ciężkich;
okresowej kontroli poziomu metali ciężkich;
kategoria 4
kategoria 4
– gleby silnie zanieczyszczone; gleby takie
– gleby silnie zanieczyszczone; gleby takie
powinny być wyłączone z produkcji rolniczej; na glebach
powinny być wyłączone z produkcji rolniczej; na glebach
lepszych tej kategorii można uprawiać rośliny
lepszych tej kategorii można uprawiać rośliny
przemysłowe, tj.
przemysłowe, tj.
len, konopie, wiklinę;
len, konopie, wiklinę;
kategoria 5
kategoria 5
– gleby bardzo silnie zanieczyszczone;
– gleby bardzo silnie zanieczyszczone;
należy
należy
wyłączyć z produkcji rolniczej i poddać rekultywacji.
wyłączyć z produkcji rolniczej i poddać rekultywacji.
Pierwiastki śladowe są ponadto wprowadzane do gleby z
Pierwiastki śladowe są ponadto wprowadzane do gleby z
nawozami mineralnymi (nawozy fosforowe i wapienne),
nawozami mineralnymi (nawozy fosforowe i wapienne),
środkami ochrony roślin, ze ściekami komunalnymi i z
środkami ochrony roślin, ze ściekami komunalnymi i z
odpadami przemysłowymi, wykorzystywanymi przez
odpadami przemysłowymi, wykorzystywanymi przez
rolnictwo, a także z gnojowicą i obornikiem.
rolnictwo, a także z gnojowicą i obornikiem.
Zabiegi i przedsięwzięcia mające na celu ochronę i
Zabiegi i przedsięwzięcia mające na celu ochronę i
rekultywację gleb są uzależnione od wielu elementów,
rekultywację gleb są uzależnione od wielu elementów,
takich jak: czynniki zagrażające lub niszczące glebę,
takich jak: czynniki zagrażające lub niszczące glebę,
rodzaj i jakość środowiska danego obszaru, odporność
rodzaj i jakość środowiska danego obszaru, odporność
danej gleby na zanieczyszczenia itp. Należy pamiętać,
danej gleby na zanieczyszczenia itp. Należy pamiętać,
że każdy przypadek zagrożenia gleby musi być
że każdy przypadek zagrożenia gleby musi być
rozpatrywany indywidualnie. Indywidualnie muszą być
rozpatrywany indywidualnie. Indywidualnie muszą być
również dobrane środki przeciwdziałające zagrożeniu.
również dobrane środki przeciwdziałające zagrożeniu.
Ogólnie więc można powiedzieć, że wszystkie zabiegi
Ogólnie więc można powiedzieć, że wszystkie zabiegi
ochronne winny być wykonywane w pewnym
ochronne winny być wykonywane w pewnym
hierarchicznym porządku.
hierarchicznym porządku.