Zanieczyszczenia gleb

Zanieczyszczenia gleb
Ochrona gruntów przed dewastacją i degradacją

Gleba wydana jest na pastwę wielu różnorakich zanieczyszczeń. Oprócz zasklepiania jej asfaltem, betonem i smołą oraz innych oddziaływań mechanicznych, jak na przykład przez traktory pracujące w gospodarstwach rolnych i ciągle wzrastającą erozję- niepokój budzą także skażenia chemiczne, powstające przy stosowaniu rozmaitych środków ochrony roślin i sztucznych nawozów. Do tak zanieczyszczonej gleby przenikają także liczne substancje w sposób "niekontrolowany”. Sprawcami będą tu najczęściej przemysłowe i "cywilizacyjne" zanieczyszczenia powietrza, które wraz z opadami atmosferycznymi przedostają się do gleby w postaci kwasów wytwarzających się w opadach. w rozmaity sposób oddziaływają też na nią kwasy, wywołane "cywilizacyjną działalnością człowieka: tak na przykład "zakwaszają się" gleby ubogie w wapń. "Zakwaszanie gleb" wywołuje wielorakie, negatywne zjawiska, takie jak chociażby zubożenia gatunków i zakłócenia w rozkładzie substancji organicznych. Tak więc kwaśne deszcze będą nadal pogarszały jakość gleby. Wraz z opadami, obok kwasów przedostają się także do niej metale ciężkie i wiele innych związków chemicznych. Gleba jest więc wielkim zbiornikiem, który te rozmaite zanieczyszczenia magazynuje. Lokalnie, niepożądane zanieczyszczenia gleby spowodować może często mały zakład produkcyjny, a niekiedy nawet działalność jednego człowieka.
Rodzaje zanieczyszczeń gleb pochodzących z rolnictwa:
- erozja wodna
- erozja wietrzna
- nawozy mineralne
- gnojowica
- pestycydy


Erozja wodna
Polega na niszczeniu wierzchniej, a często i głębszych warstw gleby oraz na przemieszczeniu składników mineralnych zawartych w glebie do wód otwartych. Szczególnie groźny dla jakości wód jest dopływ składników biogennych, to znaczy azotu i fosforu. Ochrona gleby przed erozją wodną stanowi zatem równocześnie ochronę wód.
Rolnik przeciwdziała erozji poprzez właściwą organizację produkcji roślinnej i przeciw erozyjne zabiegi uprawne.
- wszystkie zabiegi uprawne oraz siew i sadzenie roślin powinny być dokonywane poprzecznie do nachylenia stoku. Na glebach położonych na zboczach, korzystne jest zastąpienie uprawy płużnej przez uprawę bez orkową.
- podstawową uprawę gleby lepiej jest wykonywać kultywatorem z szerokimi łapami (gruberem), a do uprawy przedsiewnej stosować bierne zestawy uprawowe składające się z brony lub kultywatora i wału strunowego lub pierścieniowego. Jako dodatkowe zabiegi przeciw erozyjne, na glebach bardzo podatnych i silnie podatnych na erozję można stosować głęboszowanie, które polega na wykonaniu pionowych nacięć w glebie, zwiększających retencję wodną i szybkość wsiąkania wody do głębszych warstw gleby.
- erozję można w znacznym stopniu ograniczać stosując płodozmiany przeciw erozyjne, w których w skład powinny wchodzić rośliny motylkowate i ich mieszanki z trawami oraz rośliny ozime. W grupie roślin ozimych szczególnie polecane są rzepak, żyto i pszenżyto, które tworzą zwarta okrywę już w okresie jesiennym. Po wcześnie zebranym przedplonie, po którym następuje roślinna jara należy przewidzieć uprawę poplonów ścierniskowych lub ozimych, które będą osłaniały glebę. Poplony ścierniskowe najlepiej pozostawić nie przeorane, na okres zimy, w formie mulczu.

Erozja wietrzna
Polega na zwiewaniu wierzchniej warstwy gleby, mechanicznym niszczeniu roślin i odsłaniania ich systemu korzeniowego oraz zanieczyszczaniu pylastymi częściami gleby wód i powietrza. Nasilenie erozji wiecznej zależy od prędkości i częstotliwości występowania wiatrów, rodzaju gleby, stopnia urozmaicenia krajobrazu i rodzaju okrywy roślinnej. Szkody powodowane przez erozje wietrzną są największe na równinnych terenach rolniczych o glebach podatnych na wywiewanie, o niskiej lesistości i bez zadrzewień śródpolnych. Szkody w zasiewach występują najczęściej w okresach wczesnej wiosny. Ochrona gleb przed erozją wietrzną stanowi zarówno ochronę powietrza i wód. Szkodliwość zwiewanych pyłów polega również na tym, że niosą one ze sobą składniki mineralne i organiczne, a także pozostałości środków ochrony roślin. Najskuteczniejszymi środkami zapobiegania erozji wietrznej są:
- zakładanie śródpolnych zakrzaczeń i zadrzewień oraz utrzymywanie gleby pod okrywą roślinną.
- na glebach i terenach szczególnie zagrożonych przez erozję wietrzną zaleca się stosować bezpłużną uprawę gleby tzn. bez jej odwracania, a jeśli jest to możliwe - bezpośredni siew roślin. Występujące na terenie gospodarstwa wydmy powinny być zalesiane.

Nawozy mineralne
Ochrona gruntów rolnych obejmuje również, a może przede wszystkim , zachowanie i zwiększanie żyzności gleby. W obecnym stuleciu gwałtownie wzrosło zapotrzebowanie na nawozy mineralne. W tym okresie wzbogacenie gleb milionami to nawozów mineralnych umożliwiło zebranie trzykrotnie wyższych plonów, na każdą jednostkę powierzchni, licząc statystycznie. Głównie z tego powodu w krajach uprzemysłowionych ma miejsce nadprodukcja artykułów żywnościowych. W całym procesie nawożenia osiągnięcia agrochemii dałyby się streścić w prostym haśle: "Nawozisz bogato - zbierasz dużo". Oczywiście tak ogromne nasycenie gleb chemikami, i to w ilości milionów ton prowadzi do niepożądanych skutków ubocznych. Szczególnie niepokojący jest nadmiar nawozów azotowych w glebie. Przeciwko wysokiej zawartości azotanu w roślinach jadalnych i w wodzie pitnej wysunięto w ostatnich latach zastrzeżenia zdrowotne. Azotan bowiem w czasie transportu, składowania i przygotowania roślin i warzyw do spożycia zmienia się w azotyn. Ten zaś w raz z pewnymi substancjami zawartymi w pożywieniu, może sprzyjać procesom rakotwórczym. Poza tym, w dużym stężeniu same azotany mogą się stać czynnikiem chorobotwórczym. Wielka ilość azotanów oddziaływuje niekorzystnie i na ludzi, i na rośliny. Skrajne przenawożenie niszczy całe plantacje i sprawia, że są one mało wydajne. Poza tym przyczynia się do globalnego zanieczyszczenia środowiska. Nie bez powodu toczone są gorączkowe boje o uświadomienie rolnikom, że rozpryskiwanie i spłukiwane nawozy zanieczyszczają wody powierzchniowe nadmierną ilością substancji odżywczych, i że nawozy azotowe mają szkodliwy wpływ na przygruntowe stężenie ozonu. Szkody te wywołują ulatniające się do atmosfery tlenki azotu, produkt uboczny reakcji nawozów azotowych.
Przeciwdziałanie negatywnemu działaniu nawozów mineralnych
Odczyn gleby jest wynikiem naturalnych procesów zachodzących w glebie, na które może oddziaływać rolnik. Zakres oddziaływania zależy od rodzaju gleby, stosowanego nawożenia, uprawianych gatunków roślin i innych praktyk rolniczych. Wartość odczynów uprawnej warstwy gleby może być poprawiana poprzez wapnowanie. Właściwy odczyn gleby warunkuje efektywność działania nawozów mineralnych. Do odkwaszania gleb można stosować tylko nawozy wapniowe dopuszczone do obrotu. Dawki nawozów wapniowych powinny być stosowane na podstawie doradztwa nawozowego. Nawozy te powinny być rozsiewane po żniwach i wymieszane z glebą.


Gnojowica
To odchody zwierzęce zmieszane z wodą. Jest to produkt powstający podczas przemysłowej hodowli zwierząt metodą bezściółkową. Gnojowica może być wykorzystana jako naturalny nawóz organiczny, możliwy jest też przerób gnojowicy na biogaz. Stosowana w nawożeniu w sposób racjonalny może przyczyniać się do wzrostu plonów. Naruszenie jednak zasad agrotechniki w nawożeniu gnojowicą, np. przedawkowanie, jest przyczyną jej uciążliwości dla środowiska i człowieka. Istnieje także niebezpieczeństwo zakażenia uprawianej roślinności patogenami (bakteriami, wirusami, jajami robaków pasożytniczych), których jest nośnikiem. Przenawożenie gnojowicą może spowodować zaburzenia właściwości chemicznych i biologicznych gleb oraz skażenie gleb i roślin bakteriami chorobotwórczymi. Skutkiem tego może być wzrost zachorowań zwierząt, a nawet człowieka, na brucelozę, różycę, pryszczycę, gruźlicę. Przeciwdziałanie:
- unikać stosowania gnojowicy na glebę zbyt wilgotną i słabo przepuszczalną
- stsoswać gnojowicę przefermentowaną


Chemiczne środki ochrony roślin (pestycydy)
To naturalne lub syntetyczne substancje stosowane w celu zwalczania chorób i szkodników roślin. Zakłada się, że środki te powinny charakteryzować się dużą toksycznością w stosunku do chorób i szkodników, a małą dla uprawianych roślin oraz dla zwierząt i ludzi. Pestycydy okazały się bronią obosieczna, gdyż - oprócz pozytywnych - powodują także skutki negatywne. Niektóre pestycydy kumulują się w tkankach, co działa szkodliwie na organizm, ponadto mogą przebywać w glebie wiele lat, mimo że z czasem ich biologiczna aktywność zanika. Skażenie w skutek nieumiejętnego ich stosowania może spowodować zatrucia ptactwa i zwierząt oraz liczne schorzenia u człowieka. Do organizmu człowieka, jak i zwierząt, pestycydy wnikają droga pokarmową, oddechową i przez skórę. Trudno ulegają przemianom metabolicznym, kumulują się w tkankach (zwłaszcza w tłuszczowej), powodują osłabienie ochronnego działania skóry, alergie, nowotwory, patologiczne zmiany w układzie nerwowym i układzie krążenia, zaburzają procesy biochemiczne, przemiany węglowodanowe, białkowe, inaktywują wiele enzymów.
Zanieczyszczenia gleb
Spis treści:
Czym są zanieczyszczenia gleb?
Źródła zanieczyszczeń gleb
Skutki zanieczyszczania gleb
Ochrona i rekultywacja gleb

Czym są zanieczyszczenia gleb?
Zanieczyszczeniami gleb i gruntów są wszelkie związki chemiczne i pierwiastki promieniotwórcze, a także mikroorganizmy, które występują w glebach w zwiększonych ilościach.

Do najbardziej rozpowszechnionych zanieczyszczeń gleb i gruntów zaliczamy:
? związki organiczne - pestycydy, detergenty
? metale ciężkie - ołów (Pb), miedź (Cu), rtęć (Hg), kadm (Cd), arsen (As) i inne
? sole - azotany, siarczany, chlorki

Źródła zanieczyszczeń gleb
Największe ilości zanieczyszczeń przedostają się do gleb i gruntów wraz ze ściekami, pyłami oraz stałymi i ciekłymi odpadami wytwarzanymi przez przemysł. Zawierają one najczęściej metale ciężkie oraz sole. Przemysł wydobywczy wytwarza olbrzymie ilości silnie zasolonych wód kopalnianych. Wiele zakładów przemysłowych (np. huty, cementownie, elektrownie, ośrodki przemysłu chemicznego) emituje do atmosfery szkodliwe gazy i pyły, które następnie, na skutek depozycji z powietrza zanieczyszczają gleby.

W wyniku niewłaściwej działalności rolniczej do gleb i gruntów przedostają się zanieczyszczenia pochodzące z użytych w nadmiarze nawozów mineralnych i organicznych. Szczególnie niebezpieczne związki pochodzące z tej gałęzi gospodarki to pestycydy i inne środki ochrony roślin. Bardzo szkodliwe działanie dla środowiska mają wszelkie zanieczyszczenia nawozów sztucznych. Przykładem może tu być kadm, występujący w nawozach fosforowych

Najbardziej zanieczyszczone gleby występują w pobliżu dróg i autostrad. Zawierają zwiększone ilości niebezpiecznych związków ołowiu i tlenków azotu. Na skutek posypywania powierzchni dróg solami, gleby i grunty w pobliżu szlaków komunikacyjnych są silnie zasolone.

Znaczne ilości szkodliwych zanieczyszczeń przedostają się do gleb wraz ze ściekami komunalnymi. Zawierają one m.in. detergenty oraz drobnoustroje chorobotwórcze.

Skutki zanieczyszczania gleb
Zanieczyszczenia zmieniają gleby pod względem chemicznym, fizycznym i biologicznym.

Szkodliwe substancje zmieniają w znaczny sposób odczyn gleb. Zwiększone zakwaszenie lub alkalizacja gleb negatywnie wpływa na stan mikrofauny i mikroflory glebowej. Na skutek tego zmniejsza się szybkość rozkładu organicznych szczątek roślinnych i zwierzęcych i tworzenia humusu. Ograniczony rozwój bakterii azotowych powoduje zmniejszenie tempa nitryfikacji (utlenianie NH3 do NO2-, głównie przez bakterie z grupy Nitrosomonas) i denitryfikacji (redukcja azotanów do NH3 lub azotu cząsteczkowego N2, najczęściej przez bakterie z grupy Pseudomonas lub Nitrocallus). Zmniejsza się ich wartość użytkowa. Gleby o zmienionym odczynie stają się mniej urodzajne, co ujawnia się w zmniejszonej ilości i jakości plonów. Na zmniejszenie odczynu pH gleby (zwiększenie kwasowości) mają wpływ również tzw. kwaśne deszcze, będące konsekwencją nadmiernego zanieczyszczania powietrza atmosferycznego. Opisałem je dokładniej w dziale Skutki zanieczyszczania powietrza. Na nadmierną alkalizację gleb wpływa niewłaściwe wapnowanie oraz zanieczyszczenia pyłowe.

Bardzo groźnymi dla roślin zanieczyszczeniami gleb są azotany. Powodują one znaczne zmniejszenie odporności roślin na choroby i szkodniki. Rośliny pochodzące z zanieczyszczonych terenów zawierają toksyczne substancje. Po spożyciu mogą więc powodować u ludzi zatrucia pokarmowe.

Zanieczyszczenia gleb mogą ulegać depozycji do środowiska wodnego na skutek wymywania szkodliwych substancji. Powodują tym samym zanieczyszczenie wód.

Ochrona i rekultywacja gleb

Aby nie dopuścić do całkowitego zniszczenia gleb, powinniśmy zacząć przeciwdziałać pogarszaniu stanu gleb i gruntów na skutek działalności człowieka. Gleby zdewastowane na skutek działalności człowieka należy rekultywować - przywrócić im dawną funkcję biologiczną i wartość użytkową.

Degradacja gleb może zostać ograniczona w wyniku przeprowadzenia odpowiednich zabiegów agrotechnicznych. Aby przywrócić glebie jej pierwotną zawartość składników mineralnych w naturalnych proporcjach, należy uzupełniać niedobory ważnych dla życia pierwiastków. W celu niedopuszczenia do nadmiernego zakwaszania gleb, należy odpowiednio korygować odczyn pH gleby, np. poprzez wapnowanie. Obecnie w Polsce około 80% gleb wymaga stałego wapnowania.

Gleby całkowicie zniszczone przez przemysł mogą zostać odtworzone poprzez pokrycie ich powierzchni grubą warstwą próchnicy lub warstwą nietoksycznych odpadów. Jednak w przypadku gleb silnie zanieczyszczonych substancjami toksycznymi nie wystarczy już tylko pokrycie ich powierzchni nową warstwą. Takim glebom można przywrócić ich dawną wartość użytkową jedynie w wyniku dość kosztownej neutralizacji za pomocą odpowiednich środków chemicznych.

Formą ochrony gleb może być również właściwa lokalizacja dróg i innych szlaków komunikacyjnych względem żyznych, urodzajnych gleb.

Od roku 1995 wszystkie grunty rolne i leśne chronione są specjalną ustawą mającą na celu zapobieganie negatywnym wpływom miast i działalności przemysłowej.