13 Degradacja gleb – formy i skutki, kształtowanie środowiska
[ Pobierz całość w formacie PDF ]
Degradacja gleby to pomniejszenie lub zniszczenie ekologicznej i produkcyjnej wartości gleby. Stopniowy spadek zawartości próchnicy, zakwaszenie, zasolenie, ubytek składników pokarmowych, zanieczyszczenia chemiczne to formy degradacji gleb (tab. 2.7). Erozja wodna i wiatrowa również pomniejszają wartość gleby lub ją niszczą; także przesuszenie lub podtopienie (zawodnienie) w coraz większym stopniu glebę degradują. Techniczne zniszczenie gleby i szaty roślinnej stanowią najwyższą formę degradacji gleb, zwaną dewastacją. Gleba i szata roślinna mogą być też zdewastowane przez zanieczyszczenie chemiczne.
Degradacji gleby można przeciwdziałać sposobami agrotechnicznymi. Przykładem tego jest wapnowanie gleb kwaśnych. Gleby zdegradowane częściowo lub całkowicie, nawet technicznie zdewastowane grunty (przez górnictwo i składowanie odpadów), powinny być zrekultywowane. Rekultywacja nie oznacza przywrócenia glebie stanu wyjściowego, często jest to niemożliwe; przez rekultywację należy rozumieć nadanie gruntowi walorów użyteczności.
Degradacja i dewastacja- obniżenie się (degradacja) lub całkowita utrata (dewastacja) wartości użytkowej gruntu, w wyniku niekorzystnych zmian rzeźby terenu, gleby, warunków wodnych i szaty roślinnej. Przyczyną zachodzących zmian może być działalność przemysłowa, agrotechniczna, bytowa człowieka – czynniki antropogeniczne lub działanie sił przyrody (czynniki naturalne - erozja, pożary, susze, trzęsienia ziemi).
Rozmiary przekształceń gleb zależą od ładunku i szkodliwości substancji toksycznych, ale nie tylko. Wiadomo, że działalność człowieka i substancje toksyczne w niejednakowym stopniu degradują różne gleby. Niszczenie ich uzależnione jest przede wszystkim od ich bio-geo-chemicznej odporności, czyli buforowości gleby. Gleby o dużej buforowości cechuje bogaty skład mineralogiczny, zasobność w składniki pokarmowe roślin, dobrze rozwinięty kompleks sorpcyjny, poprawne stosunki powietrzno-wodne oraz bogate życie biologiczne. Takie gleby z powodzeniem opierają się czynnikom niszczącym, chociaż i one muszą przed nimi kapitulować. Gleby ubogie, mało zasobne, zwłaszcza we frakcje koloidalne i próchnicze, łatwo się poddają degradacji i chemicznym przekształceniom. Jednak już żadnej gleby nic nie uchroni przed eksploatacyjnymi przekształceniami związanymi z wydobywaniem węgla brunatnego, siarki i innych minerałów.
Jednocześnie proces erozji gleb w Polsce obejmuje około 4 mln ha. Woda zmywa corocznie około 50 mln ton urodzajnej gleby, co odpowiada areałowi 1,5 tys. ha o miąższości 20cm. W sąsiedztwie kopalń, ujęć wód gruntowych i głęboko odwadnianych obiektów przemysłowych występuje silne obniżenie poziomu wód gruntowych na dużej powierzchni przyległych użytków rolnych. W skutek działalności górnictwa odkrywkowego i podziemnego uległo już przesuszeniu 220 tys. ha. Obniżenie poziomu wód gruntowych jest szczególnie groźne w Polsce centralnej. Gleby zniszczone przez przemysł i eksploatację kopalin przekraczają 150 tys. ha. Do tych dewastacji gleb coraz intensywniej dołącza się dewastacja chemiczna. Związki siarki, rtęci, cynku, azotu, arsenu, fluoru, sodu a zwłaszcza kadmu i ołowiu są przyczyną wielu chorób coraz częściej występujących u ludzi. Wspomnieć należy też o zwiększającym się zagrożeniu gleb przez skażenia radioaktywne.
Degradacja to spadek potencjału produkcyjnego gleby w wyniku działania różnych negatywnych czynników pochodzenia naturalnego bądź antropogicznego. Skrajną formą degradacji jest dewastacja (zniszczenie pierwotnych właściwości gleby i odebranie je funkcji rolniczej).
Czynniki degradacji:
1) naturalne – nie zależne od człowieka:
- trzęsienia ziemi,
- wybuchy wulkanów
-pożary,
-susze,
-ulewne deszcze,
-powodzie.
2) naturalne potęgowane nierozważną działalnością człowieka:
- erozja wodna,
-erozja wietrzna,
-stepowienie (pustynnienie).
3) antropogeniczne – zależne od człowieka:
- pochodzenia pozarolniczego,
- pochodzenia rolniczego.
Z form i przejawów degradacji gleb pochodzenia pozarolniczego można wyodrębnić:
- oddziałujące bezpośrednio i w widoczny sposób,
- oddziaływujące pośrednio.
Oddziaływania te obejmują:
1) przekształcenia geomechaniczne – są one rezultatem robót górniczych, geologicznych, budowlano-montażowych, robót drogowych itp. powodują likwidację, uszkodzenie lub zmianę ukształtowania pokrywy glebowej (zwałowiska, wysypiska, hałdy itp.)
2) przekształcenia hydrologiczne – są najczęściej pochodną przekształceń geomorfologicznych. Prowadzić mogą one do zmiany układu stosunków wodnych w 2 przeciwstawnych kierunkach, tj. osuszania bądź zabagniania terenu, a także do zmiany chemizmu wód gruntowych, pogorszenia się ich jakości oraz zubożenia zasobów wód podziemnych.
3) Przekształcenia chemiczne – powstają w wyniku emisji zanieczyszczeń gazowych i pyłowych do atmosfery, zrzutów zanieczyszczonych wód kopalnianych, odprowadzania ścieków komunalnych, wydobywania i przetwórstwa soli kuchennej, ropy naftowej, metali kolorowych i innych kopalin, rozwoju komunikacji (spaliny).
4) Przekształcenia fizykochemiczne – są powodowane emisją pyłów nieaktywnych chemicznie i zanieczyszczeniem wód zawiesinami. Występują bardzo rzadko, mogą powodować zamulenie powierzchni gleby lub dna zbiorników wodnych.
5) Przekształcenia termiczne – występują w rejonach zrzutów wód podgrzewanych używanych do chłodzenia w procesach technologicznych, np. hutnictwie, energetyce i in. Tego typu przekształcenia są szczególnie niebezpieczne w procesach wydobywania siarki za pomocą wypłukiwania jej gorącą wodą z górotworu.
Degradacja pokrywy glebowej pochodzenia rolniczego:
1) Wysychanie gleb lekkich centralnej Polski- dotyczy aż 50% terytorium Polski
2) Uchybienia w chemizacji – występują najczęściej lokalnie, dotyczą konkretnych gospodarstw lub pojedynczych pól,
3) Uwstecznienie się kultury roli – obejmuje swoim zasięgiem terytorium całego kraju, lecz nasilenie tego zjawiska występuje najczęściej regionalnie.
Przyczynami przekształceń geomechanicznych są:
- zdejmowanie nadkładu ze złóż
- roboty melioracyjne
- składowanie odpadów
- poeksploatacyjne deformacje powierzchni
- prace wiertnicze, montażowe itp.
Ich następstwem jest tworzenie się wyrobisk, zwałowisk, zmiany w ukształtowaniu powierzchni gleby i strukturze geologicznej nadkładu, a także mechaniczne uszkodzenie pokrywy glebowej połączone zazwyczaj ze zmianą właściwości fizyko-mechanicznych skał glebotwórczych. W czasie eksploatacji podziemnych złóż np. wytapianie siarki, tworzą się wolne przestrzenie, które naciskane przez nadkład objawiają się na powierzchni terenu w formie niecek, osiadań. Osiadanie terenu nie tylko tworzy deformacje powierzchni, lecz również prowadzi do istotnych zmian w naturalnym układzie stosunków wodnych.
Zwałowiska powstające przy kopalniach czy hutach w ostatnich latach formowane są w płaskie kształty stołowe. Są one łatwe do rekultywacji i zagospodarowania. Zwałowiska stożkowe usypane w dawnych czasach, gdy nie brano pod uwagę możliwości ich rekultywacji, są trudne do zagospodarowania. Podlegają silniej erozji i sadzona na nich roślinność nie jest w stanie się utrzymać. Wyrobiska zwane nieużytkami przemysłowymi są bardzo uciążliwe dla otoczenia. Są bowiem obce w krajobrazie, przez co szpecą jego estetykę a ponadto są łatwo rozwiewane przez wiatr i poddane silnej erozji wodnej.
Przekształcenia typu hydrologicznego spowodowane są głównie przez osuszanie nadkładu kopalni, a więc ukształtowanie nowej morfologii terenu wynikającej z tworzenia wysokich zwałowisk zewnętrznych i osadników, co bezpośrednio wpływa na całą hydrografię wokół kopalni.
Dla układów wodnych szczególnie groźne jest nadmierne wylesianie terenów, odwadnianie torfowisk, gytowisk, wszelkiego rodzaju oczek i zagłębień terenowych. Prowadzi to do zmiany cieków oraz obniżenia poziomu wód gruntowych. Konsekwencją tego są zmiany klimatyczne.
Innym czynnikiem naruszającym układy wodne gleb są melioracje osuszające. W Polsce w latach siedemdziesiątych było zmeliorowanych 6 mln ha gruntów. Ma to olbrzymi wpływ na wszelkiego rodzaju właściwości gleb, a zwłaszcza stosunki termiczne, powietrzne i biologiczne. Przykładem tego są tereny Wielkopolski gdzie zachodzi proces stepowienia, czego przyczyną było zachwianie bilansu wodnego w dolinie Warty i Noteci. Niedobór wody sięga na tym obszarze 2mln m3 rocznie.
Przekształcenia typu chemicznego są następstwem skażenia gleb różnymi toksycznymi substancjami. Powodem tego może być przemysł, jak też rolnictwo. Skażenie gleb siarką następuje przy jej eksploatacji, składowaniu i transporcie. Dodatkowo dochodzi tu skażenie dwutlenkiem siarki i siarkowodorem. Siarka w glebie podlega szybkim biochemicznym reakcjom dającym toksyczne produkty jak kwas siarkowy i hydrolizujące sole tego kwasu. W ekosystemach z glebami o małej pojemności sorpcyjnej i ubogich w życie organiczne powodują całkowitą degradację środowiska. Szczególnie uciążliwe dla gleb są emisje przemysłowych gazów i pyłów, które z opadami dostają się do gleby. Łącznie ich emisja sięga, bez dwutlenku węgla, 3 mln ton, a pyłów 5 mln ton. Szczególnie groźne dla gleb są emisje zwierające cynk, ołów, kadm, fluor, azot, chlor, węglowodory czy związki miedzi. Nadmiar pyłów z cementowni zawierających duże ilości (>50%) wapnia prowadzą do alkalizacji gleb co degraduje mikroflorę i faunę glebową. W wyniku skażeń chemicznych całkowitej degradacji uległo około 10 tys. ha gleb, a około 50 tys. ha jest poważnie zagrożone. Szczególnie szkodliwe jest przeazotowanie gleb, co prowadzić może do eutrofizacji wód gruntowych i powierzchniowych.
Niewiele wiadomo o skażeniach gleb pierwiastkami promieniotwórczymi, które może okazać się w przyszłości podstawowym zagrożeniem dla życia na niektórych obszarach. Zawartość izotopu węgla C-14 wzrosła ostatnio dwukrotnie, a jego działanie utrzyma się przez najbliższe 11 tys. lat. Najbardziej niebezpieczne dla środowiska są izotopy strontu Sr- 90, cezu Cs-137, jodu J-131, które gromadzą się w glebie w dużych ilościach na skutek długiego okresu rozpadu.
Do zanieczyszczeń chemicznych gleb przyczynia się również i rolnictwo, czego tradycyjnie cytowanym przykładem jest DDT. W glebach krąży on w stężeniu 0,000003 ppm, natomiast w organizmach żywych jego stężenie dochodzi do 25 ppm. Obecnie znanych jest około 150 tys. pestycydów, których stosuje się niekiedy do 30 kg na ha. Niebezpieczeństwo polega tu na kumulacji ich w glebie i późniejszym działaniu. Zakłócenia we właściwym funkcjonowaniu gleby mogą również powodować nawozy mineralne stosowane w niewłaściwych proporcjach, ilościach czy terminach.
[ Pobierz całość w formacie PDF ]