Rekultywacja
Stosowane są następujące definicje rekultywacji:
a) Rekultywacji gruntów(Ustawa z dnia 3 lutego 1995 r. o ochronie gruntów rolnych i leśnych (Dz. U. z 2004 r. Nr 121, poz. 1266, z późn. zm.)) - rozumie się przez to nadanie lub przywrócenie gruntom zdegradowany (grunty, których rolnicza lub leśna wartość użytkowa zmalała, w szczególności w wyniku pogorszenia się warunków przyrodniczych albo wskutek zmian środowiska oraz działalności przemysłowej, a także wadliwej działalności rolniczej) albo zdewastowanym(grunty, które utraciły całkowicie wartość użytkową w wyniku pogorszenia się warunków przyrodniczych albo wskutek zmian środowiska oraz działalności przemysłowej, a także wadliwej działalności rolniczej) 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.
b) Rekultywacja środowiska zdegradowanego („Nowa encyklopedia powszechna PWN”, Wydawnictwa Naukowe PWN, 1997 r.) - przywracanie zdewastowanym działalnością człowieka elementom środowiska, gł. glebom i zbiornikom wodnym, ich funkcji biologicznej.
c) Rekultywacja(„Słownik Wyrazów Obcych”, Wydawnictwo Europa, pod redakcją naukową prof. Ireny Kamińskiej-Szmaj. 2001 r.) (re- + p.łc. cultivare, -atum ‘uprawiać’) - przywracanie obszarom zdegradowanym, zwłaszcza leśnym lub rolniczym, ich dawnego charakteru w wyniku działalności naukowej, technicznej i organizacyjnej.
Dla potrzeb niniejszego opracowania przyjęto następujące określenie pojęcia rekultywacja:
Rekultywacja terenów to przywracanie lub nadanie nowych wartości użytkowych gruntu przez właściwe ukształtowanie rzeźby terenu, poprawienie właściwości fizycznych i chemicznych, odtwarzanie gleby metodami technicznymi i biologicznymi oraz uregulowanie stosunków wodnych, które obejmuje rekultywację techniczną i biologiczną.
Rekultywacja polega na ukształtowaniu technicznym powierzchni zniszczonego terenu, następnie na mechanicznej uprawie gruntu, bogatym nawożeniu i uprawie roślin próchnicotwórczych. Nie wszystkie tereny zniszczone nadają się bezpośrednio do rekultywacji rolnej lub leśnej. Przy silnych zanieczyszczeniach i dużej toksyczności gruntu trzeba stosować rekultywację specjalną. Dopiero po wielu latach grunty te mogą być przywrócone rolnictwu lub leśnictwu. Wszystkie zabiegi rekultywacyjne są bardzo energochłonne i długotrwałe.
Całość procesu rekultywacji i zagospodarowania można podzielić na trzy etapy:
Etap I - dokonuje się inwentaryzacji obszaru zdegradowanego, należy ustalić przyczyny, Stopień, zasięg degradacji.
Etap II - opracowanie projektu techniczno-ekonomicznego rekultywacji i zagospodarowania. Dokumentacja powinna składać się z części technicznej i kosztorysowej. Projektant powinien wybrać możliwie najskuteczniejszy sposób rekultywacji i zagospodarowania przy minimalizowaniu nakładów.
Etap III - realizacja projektu rekultywacji i zagospodarowanie w terenie.
Proces rekultywacji terenów można umownie podzielić na pięć etapów. Należy jednak podkreślić, że niektóre zadania etapu I i II mogą być realizowane jednocześnie.
ETAP I - przygotowanie rekultywacji
1) Sporządzenie dokumentacji geodezyjnej.
2) Identyfikacja problemów rekultywacji wymagających rozwiązania w projekcie rekultywacji.
3) Ustalenie kierunku zagospodarowania (wybór kierunku zagospodarowania jest uzależniony od stopnia degradacji terenu, a także od wielu czynników: przyrodniczych, ekonomicznych, technicznych i społecznych).
4) Opracowanie dokumentacji projektowej (często z zachowaniem wymogów prawa budowlanego, górniczego, geologicznego) oraz jej uzgodnienie.
ETAP II - rekultywacja techniczna
1) Odpowiednie ukształtowanie terenu (w tym makroniwelacja rozumiana jako wypełnianie zagłębień terenu, która może być realizowana przy wykorzystaniu odpadów tak, aby:
• zachowane było bezpieczeństwo geotechniczne,
• ograniczona została możliwość infiltracji wód opadowych w rekultywowane odpadami tereny,
• możliwe było zagospodarowanie docelowe (zgodne z założonym kierunkiem rekultywacji) rekultywowanego terenu.
2) Właściwe ukształtowanie warunków wodnych umożliwiających należytą gospodarkę wodami powierzchniowymi zarówno na rekultywowanym odpadami terenie, jak i w jego otoczeniu.
3) Całkowite lub częściowe odtworzenie gleb metodami technicznymi (odtwarzanie warstwy glebotwórczej, które może być realizowane przy wykorzystaniu odpadów
4) Budowa dróg dojazdowych i infrastruktury niezbędnej do właściwego użytkowania docelowego terenu.
ETAP III - rekultywacja biologiczna
1) Zabezpieczenie stateczności zboczy czy skarp obudową biologiczną.
2) Przeciwerozyjna obudowa roślinnością zboczy, wierzchowin oraz skarp.
3) Wprowadzenie odpowiedniej zabudowy biologicznej spełniającej zadanie sanitacji rekultywowanego terenu.
ETAP IV - zagospodarowanie docelowe
Etap ten obejmuje zabiegi techniczne połączone z zagospodarowaniem biologicznym, które mają na celu przywrócenie gospodarczej użyteczności rekultywowanym terenom, zapewniające wykorzystanie zrekultywowanych terenów do celów gospodarki leśnej, rolnej, wodnej, komunalnej, do celów rekreacyjnych, budowlanych itp.
W etapie zagospodarowania docelowego wyróżnia się dwie fazy:
1) Zagospodarowanie wstępne, które jest przedłużeniem rekultywacji biologicznej obejmującej, w zależności od kierunku zagospodarowania, zadrzewienie lub zalesienie albo realizację płodozmianu rekultywacyjnego dla wzmożenia procesów glebotwórczych i wytworzenia gleby. Przeprowadzenie odpowiednich zabiegów dla wykorzystania terenu przez gospodarkę komunalną. W fazie tej stosuje się również niezbędne uzupełniające zabiegi agrotechniczne, wodnomelioracyjne i pielęgnacyjne.
2) Zagospodarowanie docelowe polegające na ostatecznym ukształtowaniu terenu dla ewentualnych potrzeb gospodarki wodnej, komunalnej, budownictwa (m. in. przemysłowego) lub rekreacji.
ETAP V – monitoring efektów rekultywacji
Zabiegi rekultywacji zarówno technicznej, jak i biologicznej łączą się w długotrwały i trudny do zaprojektowania proces wymagający w trakcie przebiegu fachowego nadzoru, w tym oceny jego efektów. Nadzór oraz monitorowanie efektów rekultywacji powinno stanowić swoiste sprzężenie zwrotne prowadzące do właściwych reakcji na występującą często na styku przyroda-technika „nieprzewidywalność” przebiegu zaprojektowanych procesów.
Rodzaje rekultywacji
Działalność związana z rekultywacją terenów zdegradowanych obejmuje trzy fazy:
1 Rekultywacja przygotowawcza - dotyczy opracowania dokumentacji technicznej i kosztorysowej, szczegółowe zapoznanie nieużytku, ustalenie kierunku rekultywacji i zagospodarowania .
2 Rekultywacja techniczna - (podstawowa) dotyczy najczęściej terenów po eksploatacji odkrywkowej, składowaniu odpadów przemysłowych i komunalnych. Która obejmuje następujące prace:
a) odbudowę sieci niezbędnych dróg dojazdowych,
b) właściwe ukształtowanie rzeźby terenu - polega na niwelowaniu powierzchni wierzchowin zwałów, łagodzeniu stromych skarp, zboczy, uporządkowaniu rzeźby spągu wyrobisk. Ma ono na celu polepszenie stosunków wodnych, zmniejszenie erozji wodnej.
c) właściwe uregulowanie stosunków wodnych - Dokonuje się tego przez regulację cieków wodnych, budowę kanałów, rowów odwadniających oraz budowę zbiorników wodnych. W niektórych przypadkach stosuje się nawodnienie.
d) odtworzenie gleb metodami technicznymi.
e) niwelacja terenu - wymaga przemieszczeń olbrzymich mas ziemnych; do czego potrzebne są duże środki transportowe, ciężki sprzęt mechaniczny.
f) kształtowanie stromych urwistych zboczy i skarp - ma na celu zapewnienie im należytej stateczności. Przy wysokich zwałach przekraczających 8 - 10 m unika się jednolitego nachylenia.
g) całkowite lub częściowe odkwaszenie gleb, oraz tam gdzie zachodzi konieczność - izolacja gruntów toksycznych lub jałowych. Izolacja polega na przykryciu gruntu warstwą materiału użyźniającego, której grubość zależy od zamierzonego kierunku zagospodarowanego obszaru. Do tak przygotowanego podłoża wprowadza się rośliny przez siew lub zasadzanie
3 Rekultywacja biologiczna , która obejmuje:
a) obudowę biologiczną zboczy zwałów i skarp wyrobisk w celu zabezpieczenia ich stateczności oraz zapobiegania procesom erozji,
b) regulację lokalnych stosunków wodnych przez budowę niezbędnych urządzeń melioracyjnych i ochronę wód przed zanieczyszczeniem,
c) odtworzenie gleb metodami agrotechnicznymi.
Rekultywacja biologiczna obejmuje również zabiegi agrotechniczne jak: uprawa mechaniczna gruntu, nawożenie mineralne, wprowadzenie mieszanek próchnicznych, głównie motylkowych i traw. Czas trwania rekultywacji biologicznej trwa bardzo różnie w zależności od typu nieużytku, właściwości fizykochemicznych podłoża, typu zagospodarowania. W przypadku przykrycia surowego gruntu warstwą materiału użyźniającego cykl nie powinien trwać dłużej niż 2 okresy wegetacyjne i ma na celu przykrycie powierzchni zwału roślinami motylkowymi. Po przeoraniu roślin powierzchnia nadaje się do zagospodarowania leśnego lub rolnego. W przypadku nie przykrycia powierzchni zwału warstwą gruntów żyznych, stosując kilkakrotny siew roślin próchnicotwórczych. Cykl zabiegów agrotechnicznych jest dłuższy i może trwać od 3 do 6 lat. Podstawowym warunkiem uzyskania wysokiej aktywności biologicznej gleby jest zasobność w składniki pokarmowe. Bardzo ważne jest wzbogacanie rekultywowanego gruntu w odpowiednią ilość substancji organicznej. Cel ten można osiągnąć stosując obornik, kompost, torf, słomę, nawozy zielone, gnojowicę. Wielkość dawki powinna być porównywalna z wysoką dawką obornika 50 t/ha. Rekultywację biologiczną można przyśpieszyć przez sztuczne zasiedlenie podłoża szczepami bakterii np. Bradyrhizobium, Azobacter, Rhizobium.
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 (np. palowanie).
Metody eliminacji / ograniczania potencjalnych zagrożeń
Współczesna inżynieria środowiska dysponuje wieloma rozwiązaniami technicznymi i technologicznymi pozwalającymi na prawie całkowite wyeliminowanie zagrożeń związanych z potencjalnym oddziaływaniem wykorzystanych do rekultywacji odpadów. Metody i techniki rekultywacji dobiera się stosownie do zidentyfikowanych zagrożeń.
Zabezpieczenie wód podziemnych i powierzchniowych przed potencjalnym oddziaływaniem wykorzystanych do rekultywacji odpadów może być realizowane poprzez zastosowanie różnych metod. Regułą winno być stosowanie w pierwszej kolejności tych rozwiązań, które będą ograniczać ilość wód opadowych mogących infiltrować w użyte do rekultywacji odpady. Ich prawidłowa realizacja winna całkowicie wyeliminować powstawanie odcieków (zanieczyszczonych odpływów z terenu rekultywowanego odpadami).
Znanych jest kilka metod technicznych pozwalających na ograniczenie możliwości przemywania wykorzystanych do rekultywacji odpadów:
1) przykrycie rekultywanego terenu przesłoną filtracyjną. W celu zabezpieczenia przed infiltracją wód opadowych, a w konsekwencji w celu ograniczenia ilości odcieków możliwe jest zastosowanie szczelnego przykrycia uszczelnieniem syntetycznym (np. folią HDPE) lub mineralnym (grunty spoiste charakteryzujące się niskim współczynnikiem filtracji np. k<1x10-9 m/s). Jest to niewątpliwie rozwiązanie radykalne. Podkreślić należy również, że szczelne przykrycie izolacją syntetyczną rekultywowanego odpadami terenu uniemożliwi przez długi czas wykonanie prawidłowej biologicznej zabudowy i znacząco utrudni wykonywanie robót porządkowych czy budowlanych.
2) odpowiednie ukształtowanie terenu - ukształtowanie wierzchowiny i ewentualnie skarp rekultywowanego terenu powinno zapewniać sprawny, lecz niepowodujący erozji, spływ powierzchniowy wód opadowych; powinno również zabezpieczać powierzchnię wierzchowiny przed powstawaniem zapadlisk i lokalnych wklęśnięć, gdzie może stagnować woda opadowa.
Alternatywne (do uszczelniania) zabezpieczenie przed infiltracją wód opadowych wykorzystanych do rekultywacji terenu odpadów polega na zastosowaniu metody biologicznej. Istotą tej metody jest:
1) stworzenie warunków siedliskowych (odpowiednia warstwa rekultywacyjna) dla roślin, które stanowić będą podstawową ochronę rekultywowanego terenu;
2) roślinna stabilizacja okrywy rekultywacyjnej oraz zabezpieczenie jej przed erozją wodną i wietrzną, z równoczesnym nadaniem terenom odpowiednich walorów estetyczno-widokowych oraz krajobrazowych do czasu docelowego zagospodarowania;
3) inicjowanie i stymulowanie procesów glebotwórczych w wierzchniej warstwie terenu rekultywowanego odpadami;
4) zapobieżenie przemywania wykorzystanych do rekultywacji odpadów poprzez pochłanianie wód opadowych w strefie korzeniowej roślin, oraz na ich powierzchni;
5) zwiększenie parowania terenowego (szczególnie z powierzchni roślin);
6) zmniejszenie spływu powierzchniowego ze skarp nasypu.
Metoda biologiczna polega na wykonaniu specjalnej glebotwórczej warstwy rekultywacyjnej, a następnie jej obsiewie odpowiednio dobraną mieszanką roślin zadarniających oraz na nasadzeniu krzewów i drzew. Nie zakłada się, że warstwa rekultywacyjna będzie stanowiła bezwzględną przesłonę wodoszczelną, lecz tworzyć będzie przede wszystkim siedlisko dla roślin, które stanowić będą podstawową ochronę rekultywowanego terenu. Dopuszcza się możliwość infiltracji wód opadowych w ilości możliwej do zaabsorbowania przez warstwę wykorzystanych do rekultywacji odpadów. Do obsiewu dobiera się gatunki traw dających szybkie i silne zadarnianie, spełniające jednocześnie wymagania siedliska o bardzo zmiennych warunkach wodnych. Trawy wysiewa się wraz z rośliną osłonową. W celu zapobieżenia erozji wodnej spływ powierzchniowy ze skarp nasypu może być ograniczony przez nasadzenie pasów odpowiednio dobranych krzewów i drzew. Zabezpieczenie makroniwelowanego odpadami terenu przed pyleniem stanowić powinna prawidłowo wykonana okrywa rekultywacyjna. Zadarnianie rekultywowanych powierzchni całkowicie eliminuje uciążliwość związaną z pyleniem.