GOSPODARKA

SUROWCAMI

MINERALNYMI

Tom 24

2008

Zeszyt 3/3

MATEUSZ JAKUBIAK*, MA£GORZATA ŒLIWKA**

Zagospodarowanie i rekultywacja terenów o podwy¿szonym zasoleniu

zdegradowanych w wyniku dzia³alnoœci górniczej

Wprowadzenie

W Polsce, poza glebami po³o¿onymi w strefie brzegowej Ba³tyku, nie wystêpuj¹ na-

turalnie s³one gleby. Taki rodzaj gruntów jest charakterystyczny dla klimatu suchego, gdzie
parowanie przewy¿sza opady. W strefie klimatu umiarkowanego wiêkszoœæ obszarów
o podwy¿szonym zasoleniu gleb zwi¹zanych jest z czynnikami antropogenicznymi. Pow-
staje tam, gdzie utwory glebowe maj¹ kontakt z sol¹ lub wodami zasolonymi. Toksycznymi
Ÿród³ami zasolenia gleb s¹ odcieki ze sk³adowisk i ha³d odpadów przemys³u sodowego czy
odpadów hutniczych i paleniskowych, stosowanie soli mineralnych w postaci soli lub
solanki w celu zimowego utrzymania przejezdnoœci dróg, przedawkowanie nawozów mi-
neralnych, a tak¿e nawadniania upraw wod¹ czerpan¹ z naturalnych, zasolonych zbiorników
wodnych. Stosowanie odpadów paleniskowych i hutniczych w budownictwo drogowym ma
istotny wp³yw na kszta³towanie warunków ¿yciowych pobliskiej roœlinnoœci (Siuta 2002).
Jednak w najwiêkszym stopniu zasolenie gleb na obszarze Polski zwi¹zane jest z gór-
nictwem.

Sektor górniczy, a w szczególnoœci g³êbinowe kopalnie wêgla kamiennego, rud metali

nie¿elaznych oraz innych surowców mineralnych wykorzystywanych w przemyœle che-
micznym stanowi¹ Ÿród³o, w du¿ej mierze powa¿nie zanieczyszczonych, wód kopalnianych.
Wody te zawieraj¹ obok zawiesin mineralnych, znaczne ³adunki chlorków i siarczanów.
Zasolenie wynika z wystêpowania w niektórych utworach geologicznych towarzysz¹cych
horyzontom wodonoœnym podwy¿szonej zawartoœci soli. Eksploatowane pok³ady wyma-

* Mgr in¿., ** Dr in¿., Wydzia³ Geodezji Górniczej i In¿ynierii Œrodowiska AGH, Kraków;

e-mail: [e-mail], [e-mail]

gaj¹ sta³ego odwodniania, a ze wzglêdu na silne zasolenie wody po wydobyciu na po-
wierzchniê nie nadaj¹ siê do gospodarczego wykorzystania. Najczêœciej odprowadzone
zostaj¹ do wód powierzchniowych nios¹c du¿e ³adunki soli, gdy¿ powszechnie stosowan¹
metod¹ oczyszczania wód kopalnianych jest mechaniczna redukcja zawiesin mineralnych,
która nie usuwa zanieczyszczeñ rozpuszczonych. Zasolona woda niesiona przez rzeki
zatruwa œrodowisko w odleg³ych miejscach. W wyniku wylewania rzek lub nawadniania pól
uprawnych ich wodami ³atwo rozpuszczalne sole przedostaj¹ siê do przypowierzchniowych
warstw gleby, czego skutkiem jest zwiêkszenie koncentracji soli w roztworach glebowych.
Zanieczyszczone solami wody kopalniane stanowi¹ oko³o 30% œcieków przemys³owych
wymagaj¹cych oczyszczania. Wed³ug Raportu Stan œrodowiska w Polsce w latach 1996–
–2001 w 2001 r. odprowadzono z kopalñ bezpoœrednio do odbiorników oko³o 153 mln m

3

wód z odwodnieñ. Wody te odprowadzane s¹ do odbiorników powierzchniowych przez
prawie 70 kopalñ wêgla kamiennego, a szacunkowy dobowy ³adunek soli wprowadzany do
g³ównych rzek Polski w 2001 roku wynosi³ oko³o 6,8 tys. ton w przeliczeniu na chlorki
i siarczany (Inspekcja Ochrony Œrodowiska 2003).

W rejonach zwi¹zanych z wydobyciem soli równie¿ obserwuje siê podwy¿szone za-

solenie utworów przypowierzchniowych. Zwiêkszone stê¿enie soli w œrodowisku mo¿e byæ
spowodowane nieszczelnoœci¹ ci¹gów technologicznych lub wyciekami solanki maj¹cymi
miejsce np. podczas awarii. Zagro¿enie zwi¹zane jest równie¿ z u¿yciem niew³aœciwych
technologii eksploatacyjnych. Z³e rozwi¹zania mog¹ wywo³aæ szkody w przypadku do-
puszczenia do ujawnienia siê deformacji nieci¹g³ych, które nie tylko przekszta³caj¹ znacznie
powierzchniê ale równie¿ powoduj¹ wyciskanie solanki z komór przyczyniaj¹c siê do
zasolenia gleb. Przyk³adem ujawnienia siê drastycznych zmian œrodowiska w wyniku defor-
macji powierzchni jest stara Kopalnia Barycz – zamkniêta czêœæ Kopalni Soli Wieliczka
i Kopalnia £ê¿kowice, w której wed³ug za³o¿eñ technicznych kszta³t i rozstaw komór mia³y
gwarantowaæ wystarczaj¹c¹ wytrzyma³oœæ górotworu. Za³o¿enia te niestety okaza³y siê
b³êdne, a powsta³e zapadlisko musia³o zostaæ zlikwidowane przy zaanga¿owaniu du¿ych
nak³adów finansowych (Go³da 1993).

Skutki szkodliwego oddzia³ywania zasolenia gleb na roœliny s¹ spowodowane g³ównie

trzema typami oddzia³ywañ:

— na skutek dzia³ania si³ osmotycznych zmniejszeniu ulega dostêpnoœæ wody w wy-

niku zatrzymania jej w roztworze glebowym, co prowadzi do spadku potencja³u
wodnego roztworu. Ograniczone pobieranie wody powoduje spadek turgoru i zaha-
mowanie wzrostu komórek na d³ugoœæ. Dodatkow¹ przyczyn¹ ograniczenia poboru
wody przez roœlinê jest tak¿e zahamowanie wzrostu korzeni w œrodowisku za-
solonym;

— jony soli oddzia³uj¹ specyficznie z cz¹steczkami wody, powoduj¹c zmianê jej stanu

fizycznego, co prowadzi do zmiany jej oddzia³ywañ z bia³kami i b³onami w komórce.
Mog¹ byæ to oddzia³ywania kosmotropowe – stabilizuj¹ce quasi-krystaliczn¹ struk-
turê wody, b¹dŸ dezorganizuj¹ce tê strukturê – oddzia³ywania chaotropowe. Oddzia-
³ywania kosmotropowe prowadz¹ w efekcie do zmniejszenia powierzchni kontaktu

130

miêdzy cz¹steczkami wody a fosfolipidami b³on, natomiast oddzia³ywania chaotro-
powe powoduj¹ destabilizacjê bia³ek;

— nadmiar jonów Na

+

oraz Cl

–

mo¿e byæ przyczyn¹ zak³óceñ w gospodarce jonowej

roœliny, spowodowanych ograniczonym pobieraniem jonów K

+

, Ca

2+

, Mg

2+

, NO

3

–

.

Zak³ócenie syntezy wielu podstawowych zwi¹zków organicznych jest przyczyn¹
¿ó³kniêcia liœci, zamierania tkanek i pojawiania siê plam nekrotycznych oraz zahamo-
wania podzia³ów komórkowych m.in. komórek kambium i sto¿ków wzrostu (Kop-
cewicz, Lewak 2007).

Odpornoœæ roœlin na zasolenie polega g³ównie na usuwaniu nadmiaru soli lub na tole-

rowaniu toksycznych i osmotycznych skutków zwiêkszonego stê¿enie jonów Na

+

, Cl

–

.

Do mechanizmów reguluj¹cych zawartoœæ soli w roœlinie zalicza siê: wykluczanie soli,
wydzielanie soli, rozcieñczanie (poprzez zwiêkszenie sukulentnoœci) oraz akumulacja
i kompartmentacja. Odpornoœæ sk³adników protoplazmy na zachwianie równowagi jonowej
oraz toksyczne i osmotyczne efekty wzrostu stê¿enia jonów zwi¹zane s¹ z syntez¹ substancji
kompatybilnych oraz syntez¹ bia³ek specyficznych (bia³ek stresu solnego) (Kopcewicz,
Lewak 2007).

Zapobieganie i ograniczanie przedostawania siê soli do œrodowiska glebowo-wodnego

powinno byæ podstawowym sposobem walki z zasoleniem. Ochrona przed zasoleniem
to przede wszystkim zabezpieczenie sk³adowisk, ujmowanie i oczyszczanie odcieków,
odpowiednia gospodarka zu¿ytymi opakowaniami, a tak¿e stosowanie mniej szkodliwych
zwi¹zków ni¿ NaCl do zimowego oczyszczania dróg. Natomiast aby zabezpieczyæ prze-
dostawanie siê do œrodowiska soli pochodz¹cej z górnictwa wêgla kamiennego stosuje siê
zatê¿anie wód do³owych metodami odwróconej osmozy i ich utylizacjê metodami wy-
parnymi przy du¿ych stê¿eniach soli w tych wodach (ponad 100 g NaCl/l). Innym sposobem
s¹ hydrotechniczne systemy odprowadzania wód kopalnianych polegaj¹ce na gromadzeniu
wód w zbiornikach retencyjnych. Zmagazynowane wody dozuje siê do wód powierzchnio-
wych cieków wodnych w zale¿noœci od rozmiaru przep³ywu w rzece, tak aby uzyskaæ
odpowiednie rozcieñczenia. Czasem równie¿ stosuje siê równie¿ zat³aczanie wód do³owych
do górotworu.

Nie w ka¿dym przypadku mo¿na zapobiec przedostaniu siê soli do œrodowiska. Rekulty-

wacjê terenów zdegradowanych powinno siê prowadziæ, aby zminimalizowaæ negatywne
oddzia³ywanie zasolenia na w³aœciwoœci gleby, jej strukturê oraz warunki bytowania eda-
fonu i roœlinnoœci. Wybór metody rekultywacji zale¿y od stopnia zasolenia, w³aœciwoœci
utworów, wymaganego terminu zakoñczenia prac, rodzaju przysz³ego zagospodarowania
terenu oraz dostêpnych œrodków finansowych.

Jednym z najprostszych, aczkolwiek najbardziej czasoch³onnych sposobów rekultywacji

jest wykorzystanie naturalnych zdolnoœci roœlin do usuwania, wi¹zania, unieszkodliwiania
lub rozk³adania zanieczyszczeñ. Warunkiem zastosowania fitoremediacyjnych zdolnoœci
roœlin do rekultywacji jest ich odpornoœæ na zasolenie. Roœliny powinny charakteryzowaæ siê
odpornoœci¹ na podwy¿szone stê¿enie soli w takim stopniu, by by³y w stanie rozwijaæ siê
i pobieraæ sole z roztworu glebowego. Powinny równie¿ szybko rosn¹c i produkowaæ

131

stosunkowo du¿¹ iloœæ biomasy. Przed zakoñczeniem okresu wegetacji roœliny powinno
usuwaæ siê z terenu rekultywowanego w celu zmniejszenia zasolenia gruntu o iloœæ soli
zmagazynowan¹ w roœlinach.

W latach siedemdziesi¹tych ubieg³ego wieku rozpoczêto prace badawcze nad mo¿li-

woœci¹ zastosowania biostymulacji materia³ów biologicznych z wykorzystaniem spójnego
œwiat³a laserów ma³ej mocy. Zespó³ pod kierownictwem prof. J.W. Dobrowolskiego wy-
kaza³ szereg mo¿liwoœci wykorzystania tej innowacyjnej metody dla bardziej skutecznych
dzia³añ proekologicznych. Wieloletnie badania wykaza³y, ¿e odpowiednia fotostymulacja
mo¿e powodowaæ wzrost odpornoœci na niesprzyjaj¹ce warunki œrodowiskowe, zwiêkszenie
energii kie³kowania i przyspieszenie wzrostu, a tak¿e zmiany stopnia akumulacji pier-
wiastków w komórkach roœlinnych (Dobrowolski i in. 2006). Badania dowiod³y, ¿e od-
powiednio dobrane parametry naœwietlania, dla konkretnego materia³u biologicznego mog¹
wywo³aæ zwiêkszenie lub zmniejszenie akumulacji niektórych pierwiastków. Efekty te
mo¿na osi¹gn¹æ poprzez w³aœciwe dobieranie takich parametrów jak: d³ugoœæ fali œwiat³a,
gêstoœæ energii, czas naœwietlania i sposób ekspozycji. W przypadku zastosowania algo-
rytmów naœwietlania powoduj¹cych wzrost fitoremediacji niektórych zanieczyszczeñ ze
œcieków lub ska¿onych gruntów, metoda ta mo¿e znaleŸæ zastosowanie w roœlinnych oczysz-
czalniach œcieków lub do oczyszczania gruntów zdegradowanych (Dobrowolski 2001).

Podczas prowadzenia doœwiadczeñ na roœlinach Salix viminalis, których zrzezy zosta³y

naœwietlone laserem argonowym, stwierdzono tendencje do znacznego zwiêkszenia stê¿enia
niektórych pierwiastków. Kumulacja Cu, Cr, Mn i Fe wzros³a œrednio dwukrotnie, a Zn i Pb
o oko³o 50% w porównaniu z materia³em nienaœwietlanym (Zieliñska-Loek i in. 2002). Poprzez
zastosowanie innych algorytmów naœwietlania mo¿na równie¿ powodowaæ znaczne zmniej-
szenie kumulacji cynku i o³owiu w liœciach roœlin tego samego gatunku – Salix viminalis.

Na podstawie badañ nad wp³ywem œwiat³a laserów ma³ej mocy na rzêsê drobn¹ (Lemna

minor) stwierdzono, ¿e mo¿liwe jest opracowanie parametrów fotostymulacji laserowej
w celu optymalnego przygotowania materia³u roœlinnego do pracy w hydrofitowych oczysz-
czalniach œcieków. Naœwietlenie œwiat³em spójnym o dobranych na drodze doœwiadczalnej
parametrach stymulacji wp³ynê³o na zmniejszenie stopnia kumulacji Cd, Ni, Zn w biomasie
roœlin. Wynikiem zastosowanej stymulacji by³o obni¿enie, w porównaniu z nienaœwietlan¹
kontrol¹, zawartoœci badanych pierwiastków w grupie roœlin doœwiadczalnych, co mo¿e
istotnie wp³yn¹æ na zmniejszenie efektu fitotoksycznoœci (Œliwka, Jakubiak 2006, 2007).
Prowadzone wieloletnie badania wykaza³y, ¿e efekt biostymulacji jest trwa³y i utrzymuje siê
w kolejnych okresach wegetacyjnych bez ponownego naœwietlania roœlin, co znacznie
obni¿a koszty doœwiadczeñ oraz ich póŸniejszego wdro¿enia (Jakubiak, Œliwka 2006).

1. Materia³ i metoda

Wykorzystuj¹c wnioski z wczeœniejszych doœwiadczeñ nad zastosowaniem fotostymu-

lacji materia³u roœlinnego rozpoczêto próbne badania mo¿liwoœci zastosowania tej metody

132

do stymulacji zrzezów ró¿nych gatunków wierzb energetycznych w celu wykorzystania
ich do zagospodarowania terenów o podwy¿szonym stê¿eniu ³atwo rozpuszczalnych soli
nieorganicznych. Prezentowane doœwiadczenia s¹ kontynuacj¹ wstêpnych badañ labora-
toryjnych. Celem wczeœniejszych eksperymentów by³o sprawdzenie mo¿liwoœci zwiêk-
szenia odpornoœci na zasolenie ró¿nych gatunków wierzb energetycznych oraz okreœlenie
optymalnych algorytmów fotostymulacji ich zrzezów w celu poprawienia w³aœciwoœci
fitoremediacyjnych. Badania laboratoryjne przeprowadzono jako hodowlê hydroponiczn¹
i wazonow¹ w zasolonych roztworach i glebie. Wyniki pocz¹tkowych doœwiadczeñ po-
mog³y ustaliæ optymalne parametry naœwietlania spójnym œwiat³em lasera dla zwiêkszenia
przystosowania roœlin do niekorzystnych warunków œrodowiskowych w postaci podwy¿-
szonego zasolenia gleb.

Prace doœwiadczalne zosta³y przeprowadzone na terenie przeznaczonym do rekultywacji

ze wzglêdu na podwy¿szony poziom zasolenia gleby. Odpowiedni teren do przeprowadzenia
badañ terenowych udostêpni³a Kopalnia Soli Wieliczka. By³ to obszar w obrêbie zamkniêtej
Kopalni Barycz. Podczas badañ dokonano nasadzeñ wybranych gatunków wierzb energe-
tycznych podzielonych na grupy stymulowane wed³ug ró¿nych algorytmów naœwietlania;
dla ka¿dej odmiany wierzb posadzono grupê kontroln¹.

ród³ami œwiat³a spójnego, którego dzia³aniu zosta³ poddany materia³ roœlinny z grup

doœwiadczalnych, u¿yto medycznego aplikatura laserowego Laser D68-1 firmy Marp
Electronic, emituj¹cego œwiat³o pulsacyjne o d³ugoœci fali

l = 670 nm i mocy 20 mW,

a tak¿e diody laserowej emituj¹cej œwiat³o o barwie zielonej odpowiadaj¹cej d³ugoœci fali
l = 532 nm i mocy 5 mW. Naœwietlanie mia³o charakter przerywany, a ³¹czny czas
ekspozycji ka¿dego zrzezu w grupach doœwiadczalnych wynosi³ 90 sekund (3 razy po

133

Rys. 1. Sadzonki wierzby Salix viminalis Turbo z grup:

a) kontrolnej, b) doœwiadczalnej, naœwietlonej DZ, c) doœwiadczalnej, naœwietlonej LM

Fig. 1. Seedlings of Willow Salix viminalis Turbo

a) control group, b) irradiated experimental group DZ, c) irradiated experimental group LM

30 sekund). Dobór optymalnych czasów ekspozycji ustalono na podstawie wyników wczeœ-
niejszych badañ.

Do przeprowadzenia doœwiadczenia wybrano polskie odmiany wierzb Salix viminalis:

Turbo, Start, Sprint, które charakteryzuj¹ siê wysokim przyrostem biomasy oraz szwedzk¹
odmianê Salix dasyclados Loden, wykazuj¹c¹ tolerancjê na zasolenie. Polskie odmiany
zosta³y wyhodowane w Katedrze Hodowli Roœlin i Nasiennictwa Uniwersytetu Warmiñsko-
-Mazurskiego w Olsztynie i udostêpnione do badañ dziêki wspó³pracy z Uniwersytetem
Warmiñsko-Mazurskim.

W eksperymencie wykorzystano po 90 zrzezów ka¿dej odmiany, dziel¹c je na trzy grupy

po 30 zrzezów:
1) grupa kontrolna – nienaœwietlona (K),
2) grupa doœwiadczalna – naœwietlona diod¹ emituj¹c¹ œwiat³o o d³ugoœci fali

l = 532 nm ,

3 razy po 30 sekund (DZ),

3) grupa doœwiadczalna – naœwietlona medycznym aplikatorem laserowym emituj¹cym

œwiat³o o d³ugoœci fali

l = 670 nm, 3 razy po 30 sekund (LM).

2. Wyniki

Podczas uprawy wierzb przeprowadzane by³y regularne obserwacje kondycji i rozwoju

roœlin, a tak¿e pomiary przyrostów pêdów. Po zakoñczeniu ka¿dego sezonu wegetacyjnego
zebrano biomasê (liœcie), a po wysuszeniu zwa¿ono ich such¹ masê. W grupach kontrolnych,
nienaœwietlonych, wszystkich odmian zaobserwowano znacznie gorsz¹ kondycjê pêdów,
wiêcej liœci ¿ó³k³o i sch³o nie uzyskuj¹c takiej samej wielkoœci jak w grupach doœwiad-
czalnych. Najwiêkszy przyrost biomasy zarówno pêdów jak i liœci uzyskano w odmianie

134

Rys. 2. Œredni przyrost biomasy liœci w jednej roœlinie Salix viminalis Turbo w grupach:

kontrolnej – K i doœwiadczalnych DZ i LM po pierwszym roku uprawy

Fig. 2. Average increase of leafs biomass in one plant Salix viminalis Turbo in control group – K,

experimental groups DZ and LM after first year of growing

Salix viminalis Turbo, gdzie po 2 sezonach wegetacyjnych œrednia sumaryczna d³ugoœæ
pêdów jednej roœliny z grupy naœwietlonej aplikatorem laserowym wynosi³a 200cm i by³a
prawie czterokrotnie wiêksza ni¿ w grupie kontrolnej. Œrednia iloœæ suchej masy liœci
z jednaj wierzby zebranych po pierwszym sezonie wegetacyjnym by³a najwiêksza w grupie
stymulowanej laserem medycznym (rys. 2.). Po drugim sezonie wegetacyjnym w grupie
naœwietlonej laserem medycznym przy porównaniu z grup¹ kontroln¹ i naœwietlona diod¹
emituj¹c¹ œwiat³o zielone, iloœæ ta by³a oko³o dwa razy wiêksza (rys. 3.). W pozosta³ych
badanych odmianach wierzb równie¿ stymulacja œwiat³em lasera medycznego da³a najlepsze
rezultaty.

Wnioski

Wyniki przedstawionych doœwiadczeñ potwierdzaj¹, ¿e mo¿liwe jest opracowanie opty-

malnego algorytmu stymulacji œwiat³em spójnym emitowanym przez lasery o ma³ej mocy,
który mo¿e wp³ywaæ korzystnie na przystosowanie roœlin do niekorzystnych warunków
œrodowiska w postaci podwy¿szonego zasolenia. Wyniki pomiarów przyrostu biomasy, liœci
badanych wierzb, a tak¿e wzrost zrzezów oraz rozwój i kondycja liœci potwierdzaj¹, ¿e przy
zastosowaniu trzykrotnej 30-sekundowej ekspozycji na œwiat³o pulsacyjne o d³ugoœci fali
l = 670 nm mo¿na znacznie zwiêkszyæ przyrost biomasy wierzb energetycznych uprawia-
nych na terenach o podwy¿szonym zasoleniu.

Wczeœniejsze doœwiadczenia w uprawie hydroponicznej w roztworach solnych wykaza³y

równie¿, ¿e odpowiednia ekspozycja na spójne œwiat³o wp³ywa znacz¹co na zwiêkszenie
przyrostu biomasy korzeni, ich d³ugoœæ i gêstoœæ. Oznacza to, ¿e przy pomocy odpowiednio
dobranego algorytmu naœwietlania wierzb mo¿e istotnie przyspieszyæ rizogenezê, co jest

135

Rys. 3. Œredni przyrost biomasy liœci w jednej roœlinie Salix viminalis Turbo w grupach:

kontrolnej – K i doœwiadczalnych DZ i LM po drugim roku uprawy

Fig. 3. Average increase of leafs biomass in one plant Salix viminalis Turbo in control group – K,

experimental groups DZ and LM after second year of growing

szczególnie istotne w pocz¹tkowej fazie wzrostu sadzonek ze wzglêdu na szybsze dostarcza-
nie wody roœlinom przez korzenie (Jakubiak 2005).

Dziêki zwiêkszeniu odpornoœci sadzonek wierzb na podwy¿szon¹ kumulacjê ³atwo

rozpuszczalnych soli nieorganicznych w roztworze glebowym uzyskuje siê mo¿liwoœæ
skutecznego, biologicznego zagospodarowania terenów zdegradowanych. Rekultywacja
z wykorzystaniem naturalnych zdolnoœci roœlin jest procesem d³ugotrwa³ym, ale jest metod¹
wymagaj¹c¹ najni¿szych nak³adów finansowych i najmniej ingeruje w œrodowisko przy-
rodnicze.

Badania wykonane w ramach grantu badawczego KBN 18.18.150.892 (N305 035 32/1398)

LITERATURA

D o b r o w o l s k i J.W., 2001 – Biotechnologia proekologiczna kluczem do unowoczeœnienia in¿ynierii œro-

dowiska. In¿ynieria Œrodowiska, t. 6, AGH, Kraków.

D o b r o w o l s k i J.W., J a k u b i a k M., M a z u r R., Œ l i w k a M., G o w i n K., Z i e l i ñ s k a -L o e k m A., 2006 –

New perspectives of application of laser biotechnology and sensitive methods of biological monitoring for
improvement environmental conditions and biomass production in rural regions. Il Diritto dell’Agricoltura,
Edizione Scientifiche Italiane, Neapol.

G o ³ d a T., 1993 – Rekultywacja. AGH. Kraków.
Inspekcja Ochrony Œrodowiska,. Raport: Stan œrodowiska w Polsce w latach 1996 – 2001. 2003, Warszawa.
J a k u b i a k M., 2005 – Wykorzystanie biostymulacji laserowej w celu zwiêkszenia mo¿liwoœci zastosowania

wierzby energetycznej (Salix sp.) do rekultywacji gleb zasolonych. Obieg Pierwiastków w Przyrodzie –
Monografia tom III, Instytut Ochrony Œrodowiska, Warszawa.

J a k u b i a k M., Πl i w k a M., 2006 РThe application of laser biostimulation for more efficient phytoremediation

of soil and waste water. Polish Journal of Environmental Studies, vol.15, No. 5C, Hard, Olsztyn.

K o p c e w i c z J., L e w a k S t., 2007 – Fizjologia roœlin. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa.
S i u t a J., 2002 – In¿ynieria ekologiczna w mojej dzia³alnoœci. Wydawnictwo Naukowe Gabriel Borowski,

Warszawa.

Œ l i w k a M., J a k u b i a k M., 2006 – Wp³yw stymulacji laserowej na zdolnoœci bioremediacyjne hydrofitów.

Prace Naukowe Instytutu In¿ynierii Ochrony Œrodowiska 82, Seria: Studia i Materia³y 22, Interdyscyplinarne
zagadnienia w in¿ynierii i ochronie œrodowiska, Oficyna Wydawnicza Politechniki Wroc³awskiej, Wroc³aw.

Œ l i w k a M., J a k u b i a k M., 2007 – Wp³yw stymulacji laserowej na zwiêkszenie przyrostu biomasy oraz zdol-

noœci bioremediacyjnych roœlin wykorzystywanych w hydrofitowych oczyszczalniach œcieków. Ochrona
Œrodowiska i Zasobów Naturalnych nr 33 IOŒ, Warszawa.

Z i e l i ñ s k a -L o e k A., R ó ¿ a n o w s k i B., D o b r o w o l s k i J.W., 2002 – Perspektywy zwiêkszenia skutecz-

noœci fitoremediacji poprzez stymulacjê laserow¹ roœlin. Bioremediacja gruntów, III Ogólnopolskie Sym-
pozjum Naukowo-Techniczne, Wis³a-Jarzêbata.

ZAGOSPODAROWANIE I REKULTYWACJA TERENÓW O PODWY¯SZONYM ZASOLENIU ZDEGRADOWANYCH

W WYNIKU DZIA£ALNOŒCI GÓRNICZEJ

136

S ³ o w a k l u c z o w e

Rekultywacja, zasolenie, fotostymulacja

S t r e s z c z e n i e

W warunkach klimatycznych charakterystycznych dla obszaru Polski podwy¿szone zasolenie gleb zwi¹zane

jest z g³ównie czynnikami antropogenicznymi. Powstaje tam, gdzie utwory glebowe maj¹ kontakt bezpoœrednio
z sol¹ lub wodami zasolonymi. Zasolenie w du¿ym stopniu zwi¹zane jest z górnictwem. Podwy¿szon¹ za-
wartoœæ soli w utworach przypowierzchniowych obserwuje siê nie tylko w rejonach kopalñ soli. Kopalnie
surowców energetycznych, rud metali nie¿elaznych oraz innych surowców mineralnych stanowi¹ Ÿród³o
czêsto powa¿nie zanieczyszczonych wód kopalnianych. Wody te zawieraj¹ zawiesiny mineralne oraz znaczne
³adunki chlorków i siarczanów. Eksploatowane pok³ady wymagaj¹ sta³ego odwodniania. Po wydobyciu na
powierzchniê wody kopalniane, ze wzglêdu na silne zasolenie, nie nadaj¹ siê do gospodarczego wykorzy-
stania i z regu³y odprowadzane s¹ do wód powierzchniowych, co przyczynia siê do zasolenia œrodowiska
przyrodniczego.

Aby zmniejszyæ straty na terenach zasolonych powinno siê prowadziæ rekultywacjê. Jedn¹ z najprostszych

aczkolwiek czasoch³onnych metod rekultywacji jest wykorzystanie fitoremediacji – naturalnych zdolnoœci roœlin
do usuwania, wi¹zania czy te¿ unieszkodliwiania zanieczyszczeñ. Zdolnoœci te, tak jak odpornoœæ roœlin na
zasolenie, mo¿na zwiêkszyæ przy u¿yciu nowoczesnych metod biotechnologii.

Przedstawione w artykule doœwiadczenia s¹ kontynuacj¹ wstêpnych badañ laboratoryjnych. Celem prac by³o

oszacowanie odpowiednich parametrów stymulacji spójnym œwiat³em laserowym dla zwiêkszenia zdolnoœci
rekultywacyjnych wybranych gatunków wierzb energetycznych. Badania polowe zosta³y przeprowadzone na
gruntach udostêpnionych przez Kopalnie Soli Wieliczka. By³ to teren, w obrêbie zamkniêtej czêœci Kopalni
Barycz, charakteryzuj¹cy siê podwy¿szonym zasoleniem. Podczas trwaj¹cej 2 lata uprawy polskich odmian Salix
viminalis Turbo, Start, Sprint oraz szwedzkiej Salix dasyclados Loden prowadzone by³y obserwacje i pomiary
wzrostu i kondycji roœlin. Po zakoñczeniu ka¿dego sezonu wegetacyjnego zebrano biomasê i przeprowadzono
analizy wybranych pierwiastków.

MANAGEMENT AND RECLAMATION OF LANDS WITH RAISED SOIL SALINITY DEGRADED BY ACTIVITY

OF MINING INDUSTRY

K e y w o r d s

Reclamation, salinity, photostimulation

A b s t r a c t

In temperate climate, which is characteristic for Poland, raised soil salinity is mainly caused by human activity,

in particular by industry. Salinity appears when ground is polluted by salt or when soil has contact with water with
raised salt contamination. Environmental salinification is mostly related to mining industry. Raised contamination
of salt in surface soil layer occurs not only in the area of salt mines. Power resources mines as well as non-ferrous
metals ores and minerals mines are sources of highly polluted mining water. This water contains mineral
suspension and, usually, significant amount of chlorides and sulphides. Exploited seams require permanent
draining. Drained water, however, is not suitable for further use due to its high contamination and is often being
discharged to surface waters contributing to salinification of environment.

It is necessary to carry out reclamation to reduce wastage on the areas with raised contamination of readily

soluble inorganic salts in soil solution. One of the easiest but also time-consuming reclamation methods is
phytoremediation. It is natural plants capability for disposal, fixation or degradation of pollutions. Implementation
of new biotechnological methods allows to increase phytoremediation capabilities as well as salinity resistance
of plants.

137

Presented research is a continuation of initial laboratory experiments directed to discover the parameters of

proper laser light stimulation for increasing the tolerance on salinity and phytoremediation efficiency of various
species of energetic willow. The study included Polish strains of Salix viminalis: Turbo, Start, Sprint and Sweedish
Salix dasyclados Loden which were subsequently exposed to a laser light of variable irradiation parameters and
planted on the soil with raised salt contamination at the area of Barycz mine, a closed part of Salt Mine Wieliczka.
Observations allowed to conclude that properly selected parameters of stimulation with coherent light may increase
salty soil reclamation capabilities of energetic willow and also have a positive effect on plants adaptation to
unfavorable environmental conditions like raised soil salinity.

138