GreenWorld - Ochrona Środowiska i Ekologia
roślinnej. Formą biologicznej degradacji jest tak zwane
zmęczenie gleb. Na glebach zmęczonych dochodzi do
GLEBA
nagromadzenia się czynników chorobotwórczych oraz
Mechanizmy jej degradacji
szkodników specyficznych dla uprawianego gatunku (lub
innych roślin z tej samej rodziny botanicznej). Zjawiska te
oraz metody rekultywacji.
nasilają się wraz z utratą dynamicznej równowagi
pomiędzy gatunkami drobnoustrojów zasiedlających
Andrzej Mizera
glebę. Z jednej strony dochodzi do osłabienia w rozwoju i
funkcjonowaniu mikroorganizmów pożytecznych, z
Konsultant Naukowo Techniczny
drugiej - obserwuje się wzrost aktywności szkodliwej
ds. Inżynierii Ochrony Środowiska
mikroflory. Mówiąc najogólniej, zmęczenie gleby jest to
obniżenie jej żyzności na skutek zachwiania równowagi
dynamicznej przez zanieczyszczenie lub nieumiejętne
Grunt to zdrowa ziemia
nawożenie.
4. Chemiczna degradacja gleb - związana jest z
Rozwój przemysłu, komunikacji, transportu, urbanizacja,
zakwaszeniem lub nadmierną alkalizacją gleby,
mechanizacja i chemizacja rolnictwa - to tylko niektóre
naruszeniem jej równowagi jonowej, bądz
wysoką lub
wskaz
niki, które towarzyszą człowiekowi od dawna, a
nawet toksyczną koncentracją soli w roztworach
które niewątpliwie zasługują na miano dynamicznych
glebowych lub metali ciężkich, siarki, fluoru oraz
wskaz
ników nowoczesnej cywilizacji. Czynniki te jednak
związków biologicznie czynnych, takich jak np.
wywierają także negatywny wpływ na środowisko
węglowodory.
naturalne, a szczególnie na gleby. Podjęto więc dość
Degradacja względna polega na przeobrażeniu się
intensywne działania, aby zahamować postępujący w
dotychczasowego układu glebowego, w wyniku czego
szybkim tempie proces dalszej i pogłębiającej się
powstaje nowy układ, który charakteryzuje się
degradacji gleb.
aktywnością biologiczną nie mniejszą od struktury
glebowej początkowej. Przykładem takiej degradacji
Polityka ochrony gleb jest niezwykle złożoną kwestią. W
może być zmiana odczynu gleby z silnie kwaśnego na
Europie np. istnieje ponad 320 różnego rodzaju gleb,
obojętny lub alkaliczny. W wyniku takiego procesu mogą
wykorzystywanych w rozmaitych celach. Gleba spełnia
pojawić się skutki, które oddziaływać będą zarówno
między innymi funkcje gospodarcze, społeczne,
pozytywnie, jak i negatywnie na występującą na danym
kulturowe i ekologiczne; jest wykorzystywana do celów
obszarze szatę roślinną. Przykładem mogą być
rolnictwa, środowiska naturalnego, budownictwa, budowy
drzewostany szpilkowe, dla których taka zmiana stanowi
dróg, nasypów i wałów. Z tego też względu zagrożenia
duże zagrożenie.
dla gleb są zróżnicowane.
Degradację gleb, możemy również podzielić
Pod pojęciem degradacji gleb należy rozumieć
uwzględniając czynniki, które ją wywołują, a mianowicie:
zmiany właściwości fizycznych, chemicznych i
Czynniki naturalne - zachodzące bez czynnego udziału
biologicznych, powodujących obciążenie lub
człowieka,
zmniejszenie jej aktywności biologicznej. Degradacja
Czynniki antropogeniczne - wywołane skutkiem
gleby wpływa na pogorszenie stanu higienicznego
działalności człowieka. Istnieje również systematyka
środowiska, powoduje zmniejszenie produktywności oraz
niekorzystnych zmian w glebach, które są spowodowane:
może doprowadzić do całkowitego wyłączenia gleby z
- pożarami, erozją, suszami, trzęsieniami ziemi,
procesu produkcji.
- przemysłowo-chemicznymi zanieczyszczeniami, np.
Rozróżniamy degradację bezwzględną
metalami ciężkimi, kwaśnymi i kwasotwórczymi
(rzeczywistą) oraz degradację względną.
składnikami mineralnymi oraz organicznymi składnikami
Degradacja bezwzględna (lub tzw. rzeczywista)
toksycznymi obecnymi w nawozach,
związana jest z trwałym obniżeniem lub zniszczeniem
- chemizacją rolnictwa, nawożeniem mineralnym,
aktywności biologiczno-chemicznej gleby, a tym samym
- odkrywkową i podziemną eksploatacją kopalin,
pogorszenie jej walorów, w tym ekologicznych i
- techniczną zabudową, na którą składa się budownictwo
rolniczych. Rozróżniamy cztery rodzaje degradacji
mieszkaniowe, przemysłowe oraz szlaki komunikacyjne,
bezwzględnej:
- działalnością bytową człowieka,
1. Geotechniczna degradacja gleb - dotyczy
- składowaniem odpadów przemysłowych i bytowo-
szczególnie zniekształcenia rzez
by terenu w wyniku
gospodarczych.
działalności górnictwa, budownictwa wodnego,
drogowego czy kolejowego,
Rozpatrując procesy degradacji gleb a następnie
2. Fizyczna degradacja gleb - polega na zagęszczaniu
proces ich rekultywacji, należy wziąć pod uwagę, że
masy glebowej, pogarszaniu się jej struktury, jak również
skutki degradacji środowiska glebowego mają charakter
nadmiernym odwodnieniu gruntów na skutek leja
zróżnicowany, szczególnie na terenach dużych
depresyjnego, wadliwej melioracji, oddziaływania
aglomeracji miejsko-przemysłowych. W Polsce problem
zbiorników wodnych oraz działania erozyjnego wody i
ten dotyczy głównie przemysłowych terenów Górnego
wiatru.
Śląska, gdzie w przeważającym procencie mamy do
3. Biologiczna degradacja gleb - powstaje na skutek
czynienia z silnie zdegradowanymi glebami, które przez
pogorszenia się struktury gleby, jej wilgotności i
ostatnie dziesięciolecia narażone były na bezlitosny
stosunków powietrznych lub poprzez niszczenie szaty
GLEBA - Mechanizmy jej degradacji oraz metody rekultywacji - 2007
1
GreenWorld - Ochrona Środowiska i Ekologia
wpływ przemysłu ciężkiego (hutnictwo, górnictwo, jest najczęściej związana z wywołaniem wtórnego
przemysł chemiczny itp.). Głównym zanieczyszczeniem deficytu. Niedobór cynku prowadzi u ludzi do
na tych terenach jest skażenie metalami ciężkimi. karłowatości, zmniejsza tempo krzepnięcia krwi, gojenia
się ran i zapaleń skóry. Nadmiar cynku uważa się za
DEGRADACJA GLEB METALAMI CI
ŻKIMI jedną z przyczyn zmian nowotworowych.
Miedz
- jej szkodliwy wpływ na organizm człowieka wiąże
Toksyczność metali ciężkich wynika nie tylko ze się z nadmiarem tego pierwiastka w diecie, co może
stopnia skażenia środowiska, ale także z ich prowadzić do zatruć chemicznych. Wywołuje różne
biochemicznej roli, jaką spełniają w procesach zmiany metaboliczne, uszkadza wątrobę, nerki, tkanki
metabolicznych, oraz ze stopnia wchłaniania i wydalania mózgowe, naczynia wieńcowe i serce.
ich przez organizmy żywe.
Rośliny są głównym odbiorcą składników mineralnych z y
RÓDA
A ZANIECZYSZCZEC
GLEB
gleby, wód - w tym niebezpiecznych metali - a
jednocześnie głównym ich z
ródłem w pożywieniu ludzi i Gleba stanowi element środowiska
zwierząt. Zagrożenie ze strony metali ciężkich polega przyrodniczego, w którym kumuluje się duża część
głównie na wchodzeniu ich do łańcucha pokarmowego, zanieczyszczeń występujących w środowisku.
co jest uzależnione od naturalnych barier biologicznych. Zanieczyszczenia te przedostają się do gleb wraz z
Szczególnie niebezpieczne dla środowiska i organizmów opadami atmosferycznymi i pyłami, w wyniku wylewu
żywych są: Cd, Pb, Hg, Cr, As, Zn, Cu. wód, a także z osadami ściekowymi i kompostami
stosowanymi w nawożeniu, ze spływami z dróg oraz
Kadm jest  trucizną kumulującą się w organizmie. wskutek wieloletniego składowania wtórnych substancji
Organami docelowymi, gdzie deponowany jest ten szkodliwych.
pierwiastek, są wątroba i nerki. Kadm narusza przemiany Głównymi jednak z
ródłami zanieczyszczenia gleby są:
metaboliczne wapnia, magnezu, żelaza, cynku i miedzi.
Wypłukiwanie wapnia przez kadm ze szkieletu i innych Zakłady przemysłowe, które emitują pyły (zawierające
narządów powoduje deformację i łamanie kości, metale ciężkie) oraz gazy (związki fluoru, siarki, azotu,
uszkodzenia narządów wewnętrznych. Zatrucie kadmem węgla, chloru). Długotrwałe oddziaływanie
powoduje bóle i zanik mięśni, niedokrwistość, zanieczyszczeń przemysłowych może być przyczyną
nadciśnienie tętnicze, uszkodzenia wątroby, nerek i płuc. poważnych zmian chemicznych i biologicznych w
Jego nadmiar może być przyczyną powstawania środowisku glebowym.
nowotworów, zwłaszcza nerek i gruczołu krokowego. Rolnictwo, które wskutek postępującej chemizacji upraw
Chrom  w niskich stężeniach i na III stopniu utlenienia pomniejsza często żyzność gleby oraz pogarsza jakość
jest pierwiastkiem niezbędnym dla funkcjonowania żywności i paszy.
organizmu żywego. W wyższych stężeniach może Rolnicze zanieczyszczenie gleb - szczególnie
wywołać poważne zmiany immunologiczne w uprawnych - następuje wskutek nieumiejętnego
organizmach ssaków. Chrom (VI) cechuje się wysoką nawożenia mineralnego i nadmiernego stosowania
toksycznością, wykazuje też działania kancerogenne; gnojowicy oraz w wyniku używania chemicznych środków
najczęściej powoduje raka płuc. - pestycydów lub chemicznych regulatorów wzrostu roślin
Rtęć i jej związki mogą wywoływać gwałtowne objawy - retardantów.
zatrucia. Wchłaniane ich w niewielkich dawkach Transport samochodowy zanieczyszcza glebę i rośliny
powoduje systematyczne kumulowanie się w organizmie. ołowiem i węglowodoram
Najłatwiej wchłaniane są alkilowe związki, które są Przemysł wydobywczy - trwające od wieków,
najbardziej szkodliwe, ponieważ szybko przedostają się nieprzerwanie, procesy wydobywcze, pociągnęły za sobą
do komórek nerwowych. Toksyczne działanie tego skutki w postaci:
pierwiastka polega na jego wiązaniu z białkami, zmianie - trwałego naruszenia struktury geologicznej terenów,
w działaniu hormonów, enzymów, hemoglobiny i białych związanego z eksploatacją
ciałek krwi. Ma też działanie kancerogenne. podziemną,
Ołów  jego szkodliwość dotyczy m.in. obniżenia - trwałych przeobrażeń rzez
by terenu na powierzchni w
poziomu inteligencji, upośledzenia słuchu, zaburzenia wyniku eksploatacji metodą
rozwoju fizycznego i umysłowego, a czasem prowadzi do odkrywkową bądz
na skutek eksploatacji podziemnej, w
śmierci. Zmiany spowodowane nadmiarem ołowiu we postaci szkód górniczych
krwi są nieodwracalne w okresie rozwojowym każdego i zapadlisk,
organizmu. Ołów odkłada się głównie w nerkach i tkance - zajęcia rozległych obszarów pod depozycję odpadów
kostnej. powydobywczych
Arsen jest czynnikiem kancerogennym. Niebezpieczne i poprodukcyjnych,
dla człowieka związki arsenu (III) przedostają się do - wysokiego stopnia zanieczyszczenia powietrza
organizmu człowieka przez układ oddechowy i atmosferycznego,
pokarmowy. Może powodować też: upośledzenia - zagrożenia wód powierzchniowych i podziemnych
słuchowe u dzieci, poronienie samoistne, wady wrodzone oddziaływaniem
u dzieci. zdeponowanych odpadów oraz nieuregulowaną
Cynk jest składnikiem różnych enzymów, spełnia wiele gospodarką wodno-ściekową,
podstawowych funkcji w organizmach. Jego szkodliwość
GLEBA - Mechanizmy jej degradacji oraz metody rekultywacji - 2007
2
GreenWorld - Ochrona Środowiska i Ekologia
zarówno w odniesieniu do zrzutu ścieków 2. Ustawa z 3 lutego 1995 r. o ochronie gruntów
przemysłowych i wód kopalnianych, jak rolnych i leśnych, oraz Ustawa z 22 maja 1997 r. o
i ścieków komunalnych z rejonów o najwyższej gęstości zmianie ustawy o ochronie gruntów rolnych i
zaludnienia, leśnych. Ustawa reguluje zasady ochrony gruntów
- zagrożeń dla klimatu akustycznego, rolnych i leśnych oraz rekultywacji i poprawiania wartości
- zagrożenia dla fauny i flory, aż do całkowitej eliminacji użytkowej gruntów.
pewnych gatunków z ich
dotychczasowych siedlisk, Gruntami rolnymi, w rozumieniu ustawy, są grunty:
- postępującej degradacji gleby prowadzącej do - określone w ewidencji gruntów jako użytki rolne,
zmniejszenia plonowania lub nawet - pod stawami rybnymi i innymi zbiornikami wodnymi,
konieczności całkowitej eliminacji niektórych upraw. służącymi wyłącznie dla
potrzeb rolnictwa,
Na terenach o mniejszym stopniu degradacji, gdzie nie - pod wchodzącymi w skład gospodarstw rolnych
wszystkie wymienione powyżej składniki środowiska są budynkami mieszkalnymi oraz
zagrożone, w takim stopniu jak na terenach silnie innymi budynkami i urządzeniami służącymi wyłącznie
zurbanizowanych, przemysłowych bądz
produkcji rolniczej oraz
poprzemysłowych, zabiegi mające na celu ich odnowę są przetwórstwu rolno-spożywczemu,
łatwiejsze w realizacji - pod budynkami i urządzeniami służącymi bezpośrednio
do produkcji rolniczej
OCHRONA GLEB W PRZEPISACH PRAWNYCH uznanej za dział specjalny, stosownie do przepisów o
podatku dochodowym od
Podstawową ochrony istniejących struktur glebowych jest osób fizycznych i podatku dochodowym od osób
ustawa Prawo ochrony środowiska. Oceny jakości gleby i prawnych,
ziemi oraz obserwacji zmian dokonuje się w ramach - parków wiejskich oraz pod zadrzewieniami i
państwowego monitoringu środowiska. Zgodnie z zakrzewieniami śródpolnymi, w tym
wymaganiami ustawy, obszary, na których stwierdza się również pod pasami przeciwwietrznymi i
przekroczenie obowiązujących standardów jakości gleby urządzeniami przeciwerozyjnymi,
muszą być poddane rekultywacji, czyli przywróceniu - pracowniczych ogrodów działkowych i ogrodów
wartości użytkowej przez wykonanie właściwych botanicznych,
zabiegów technicznych, agrotechnicznych i - pod urządzeniami melioracji wodnych,
biologicznych. przeciwpowodziowych
Oprócz Prawa ochrony środowiska, standardy jakości i przeciwpożarowych, zaopatrzenia rolnictwa w wodę,
gleby regulują: kanalizacji oraz utylizacji
ścieków i odpadów dla potrzeb rolnictwa,
1. Rozporządzenie Ministra Środowiska z 9 września - zrekultywowane dla potrzeb rolnictwa,
2002 r., w sprawie standardów jakości gleby oraz - torfowisk i oczek wodnych,
standardów jakości ziemi. Rozporządzenie definiuje, - pod drogami dojazdowymi do gruntów rolnych.
kiedy glebę lub ziemię uznaje się za zanieczyszczoną,
oraz określa dopuszczalne zawartości substancji Gruntami leśnymi, w rozumieniu ustawy, są grunty:
szkodliwych w gruntach zaliczanych do trzech grup, z - określone jako lasy w przepisach o lasach,
punktu widzenia ich przeznaczenia. - zrekultywowane dla potrzeb gospodarki leśnej,
- pod drogami dojazdowymi do gruntów leśnych.
Grupa A - nieruchomości gruntowe wchodzące w skład
obszaru poddanego ochronie na podstawie przepisów Nie uważa się za grunty rolne gruntów znajdujących się
ustawy Prawo wodne; obszary poddane ochronie na pod parkami i ogrodami wpisanymi do rejestru zabytków.
podstawie przepisów o ochronie przyrody (jeżeli
utrzymanie aktualnego poziomu zanieczyszczenia
gruntów nie stwarza zagrożenia dla zdrowia ludzi lub 3. Ustawa z 4 lutego 1994 r. Prawo geologiczne i
środowiska - dla obszarów tych stężenia zachowują górnicze.
standardy wynikające ze stanu faktycznego).
Grupa B - grunty zaliczone do użytków rolnych z PROCESY REKULTYWACJI GLEB
wyłączeniem gruntów pod stawami i gruntów pod
rowami, grunty leśne oraz zadrzewione i zakrzewione, Sposób postępowania z zanieczyszczonym terenem
nieużytki, a także grunty zabudowane i zurbanizowane, z uzależniony jest od obecnego i planowanego sposobu
wyłączeniem terenów przemysłowych, użytków użytkowania terenu oraz od rodzaju zanieczyszczeń,
kopalnych oraz terenów komunikacyjnych. które spowodowały degradację. Po tej analizie można
przystąpić do wyboru optymalnej technologii rekultywacji.
Grupa C - tereny przemysłowe, użytki kopalne, tereny Metoda ta będzie polegała nie tylko na wizualnym
komunikacyjne. przywróceniu porządku na terenach zdegradowanych,
ale również na przywróceniu pierwotnych ich właściwości
GLEBA - Mechanizmy jej degradacji oraz metody rekultywacji - 2007
3
GreenWorld - Ochrona Środowiska i Ekologia
pod względem czystości gruntów i znajdujących się tam Metody stosowane w rekultywacji gleb
wód podziemnych. zanieczyszczonych, np. metalami ciężkimi, można
Na wybór metod rekultywacji i zagospodarowania zasadniczo podzielić na dwie grupy: metody techniczne i
terenów zdegradowanych składa się wiele czynników metody biologiczne. Techniki te stosuje się bez
takich jak: jakość gruntów lub zwałowanego materiału, przemieszczania gleby (in situ) lub poprzez usunięcie
ich skład chemiczny i mineralogiczny, kształt zwału, zanieczyszczonej warstwy gleby, a następnie poddanie
zagłębienia oraz ich budowa. jej procesowi oczyszczania w innym miejscu (ex situ).
Rozróżniamy trzy fazy rekultywacji terenów Przy wyborze właściwej techniki remediacyjnej
zdegradowanych: należy uwzględnić następujące kryteria: a) wielkość
powierzchni zanieczyszczonej i lokalizacja, b)
Rekultywacja przygotowawcza, polegająca na właściwości gleby, c) poziom i rodzaj zanieczyszczenia,
rozpoznaniu i ustaleniu kierunku zagospodarowania d) przyszły sposób zagospodarowania obiektu, e)
terenów zdegradowanych. dostępne środki finansowe i techniczne, f) względy
Rekultywacja techniczna, która polega na społeczne
przystosowaniu gruntu do wyznaczonej funkcji, poprzez Fitoremediacja została odkryta i udokumentowana
ukształtowanie rzez
by terenu, uregulowanie stosunków już ponad 300 lat temu, jednak dopiero we wczesnych
powietrzno-wodnych na gruntach przesuszonych i latach osiemdziesiątych XX wieku proces ten został
zawodnionych, pokrycie toksycznych gruntów warstwą wykorzystany na skalę technologiczną. Fitoremediacja
gleby - procesy detoksykacji. Rekultywacja techniczna zaliczana jest do biologicznych metod oczyszczania gleb,
obejmuje: gdzie wykorzystuje się właściwości niektórych gatunków
- ukształtowanie rzez
by terenu przez wypełnienie roślin zdolnych do pobierania z gleby i gromadzenia w
zagłębień lub uformowanie zwałów tkankach zanieczyszczeń, w ilościach nawet stukrotnie
w nawiązaniu do otaczającego terenu, wyższych od spotykanych w tkankach innych roślin.
- wyrównanie powierzchni zwałów, nadanie zboczom Metoda ta najlepiej sprawdza się na terenach
nachyleń zapewniających zanieczyszczonych metalami ciężkimi, lecz o stężeniach
stateczność skarp, nie wygórowanych, bowiem w przeciwnym przypadku
- właściwe ukształtowanie warunków wodnych (właściwa należy zastosować inną metodę rekultywacji.
gospodarka wodami Proces fitoremediacji jest wykorzystywany do
powierzchniowymi na terenie rekultywowanym i w jego usuwania - oprócz metali ciężkich - takich ksenobiotyków
sąsiedztwie, zabezpieczenie jak: pestycydy, wielopierścieniowe węglowodory
skarp przed erozją), aromatyczne (WWA), polichlorowane bifenyle (PCB).
- całkowite lub częściowe odtworzenie profilu glebowego, Charakterystykę, zalety i ograniczenia różnych
zwłaszcza, gdy zachodzi technologii fitoremediacyjnych pokazuje tabela1.
konieczność izolacji odpadów niebezpiecznych,
- neutralizację gruntów toksycznych i użyz
nianie Metoda fitoremediacji może okazać się dogodna do
jałowych, oczyszczania gleb terenów rolnych, nieużytków,
- budowę infrastruktury niezbędnej do prawidłowego miejskich terenów rekreacyjnych, a także ogródków
funkcjonowania działkowych i terenów popowodziowych. Metoda ta
rekultywowanego terenu jednak nie rozwiązuje wszystkich problemów
wynikających z zanieczyszczenia gleb, ale znacząco
Rekultywacja biologiczna, która obejmuje: może poprawić stan średniozanieczyszczonych gleb
- zabezpieczenie stateczności zboczy obudową użytkowych rolniczo, usuwając z nich metale ciężkie.
biologiczną, W fitoremediacji gleb zanieczyszczonych metalami
- regulację lokalnych stosunków wodnych (budowa ciężkimi wykorzystywane są rośliny charakteryzujące się:
urządzeń melioracyjnych i dużą akumulacją metali; wysokim przyrostem biomasy;
ochrona wód przed zanieczyszczeniem), wysokim stopniem przemieszczania metali z korzeni do
- przeciwerozyjną odbudowę roślinności,. związaną z części naziemnych, który zapewniłby możliwie
przywróceniem siedlisk roślin, największe usunięcie tych pierwiastków ze skażonego
- magazynowanie wody w dołach poeksploatacyjnych środowiska wraz z materiałem roślinnym.
przeznaczonych na zbiorniki Ze względu na zawartość niektórych metali ciężkich
wodne. (miedzi, kadmu, cynku, ołowiu), rośliny akumulujące te
pierwiastki, można uszeregować w następujący sposób:
Rola roślinności w procesach rekultywacji polega na: Cu - mniszek > skrzyp > trawy > sałata > kukurydza
stabilizacji luz
nych utworów gruntowych, zabezpieczeniu Cd - tobołek > szpinak > sałata > wierzba > słoma
przed erozją wodną i powietrzną; ochronie terenów przed jęczmienia > trawy
zanieczyszczeniami przemysłowymi, jak gazy, pyły; Pb - kapusta sitowata > kapusta pekińska > trawy >
inicjowaniu i stymulowaniu procesów glebotwórczych zboża > liście buraków > ziemniaki > sałata > marchew
(rośliny trawiaste i motylkowe). Zn - tobołki alpejskie > zboża > cebula > sałata > szpinak
> kukurydza.
WYBRANE METODY REKULTYWACJI -
FITOREMEDIACJA
GLEBA - Mechanizmy jej degradacji oraz metody rekultywacji - 2007
4
GreenWorld - Ochrona Środowiska i Ekologia
wzrostem oraz dużym przyrostem masy roślinnej. W
Tabela 1. rezultacie, w okresie dziesięciodniowego okresu wzrostu
słoneczników, poziom toksyn zredukowany został o 90%.
Firma Daimler-Chrysler zdecydowała się na
Typ techniki
Charakterystyk Zalety
fitoremediację typu ex situ. Skażony grunt z terenu
fitoremediacyjnej Wady
a metody
oddziału kuz
ni i odlewni, zanieczyszczony głównie
ołowiem na głębokość 1m, został wybrany i umieszczony
Wykorzystanie Roślina Rośliny z grupy
w specjalnie zaprojektowanych "skrzyniach",
roślin do powinna być hiperakumulatoró
zapewniających szczelność oraz wyposażonych w
pobierania zdolna do w
system nawadniania.
metali z gleb i wytwarzania charakteryzują
ich dużej ilości się powolnym
BIOREMEDIACJA I PROCESY TOWARZYSZ
CE
bioakumulacji biomasy wzrostem.
Fitoekstrakcja
w częściach Fitomasa musi
Bioremediacja jest techniką, którą wykorzystuje
naziemnych, a być
naturalne mikroorganizmy glebowe (bakterie, grzyby i
następnie ich poddana
promieniowce) w procesach rozkładu zanieczyszczeń
usuwanie odpowiednim
organicznych, do związków mniej toksycznych lub
procesom
nietoksycznych. Polega na wspomaganiu
unieszkodliwiania
mikroorganizmów rozkładających zanieczyszczenia
poprzez utrzymywanie optymalnych warunków dla ich
Ograniczenie Zapobiega Wymagane jest
wzrostu.
mobilności usuwaniu dodatkowe
O powodzeniu bioremediacji decydują takie czynniki jak:
metali ciężkich gleby. Niskie nawożenie lub
obecność szczepów aktywnych w procesach rozkładu
do głębszych koszty modyfikacja
określonych grup zanieczyszczeń organicznych, warunki
warstw podłoża procesu. gleby
glebowe i klimatyczne jak również zawartość i
Fitostabilizacja oraz wtórnego Wspomagan
toksyczność zanieczyszczeń. W przypadku braku
pylenia przy ie
odpowiednich grup mikroorganizmów można
pomocy roślin procesu
wprowadzać do zanieczyszczonej gleby specjalnie
odnowy
wyselekcjonowane lub genetycznie zmodyfikowane
ekosystemó
grupy mikroorganizmów aktywnie rozkładających związki
w
organiczne. Sposób ten stosuje się w przypadku, gdy
naturalne szczepy mikroorganizmów glebowych nie są
polega na Zamiana Zanieczyszczenie
zdolne do rozkładu specyficznych grup zanieczyszczeń.
pobieraniu ksenobiotyk lub metabolit
Metoda ta wzbudza wiele zastrzeżeń ze względu na
przez rośliny ów w mniej może
zgromadzenie zbyt małych doświadczeń i stosowanie
substancji toksyczną podlegać
Fitoutlenianie organizmów modyfikowanych genetycznie.
toksycznych postać procesowi
wraz z woda i kumulacji w
Biostymulacja. Stymulację mikroorganizmów naturalnie
ich transpiracji trakcie wzrostu
występujących na skażonym terenie stosuje się
poprzez liście. rośliny
zazwyczaj w celu przyspieszenia procesu bioremediacji
zanieczyszczeń z gleby. Do powszechnie znanych
Wykorzystanie Może być Konieczne są
czynników ograniczających naturalny proces
strefy prowadzona specjalne
biodegradacji należą: skrajnie wysokie stężenie
korzeniowej in situ Urządzenia
substancji stanowiącej skażenie, niedobór tlenu,
roślin do (pływające (bioreaktory)
niekorzystne pH, niedobór substancji mineralnych, zbyt
usuwania tratwy na
niska wilgotność oraz niekorzystna temperatura.
zanieczyszczeń stawach) lub
Fitofiltracja/ W celu zwiększenia tempa procesu naturalnej
z wody w
Rizofiltracja biodegradacji można zastosować różne metody
odpowiednio
modyfikacji warunków środowiskowych, przede
przygotowan
wszystkim: natlenianie i dodawanie pożywek.
ym
Natlenianie stosuje się w celu zwiększenia dostępności
miejscu
tlenu cząsteczkowego, gdyż w sposób istotny wpływa
(systemzbior
ono na biodegradację różnych związków chemicznych.
ników)
Najczęściej stosowanymi metodami natleniania są:
wentylacja (wtłaczanie powietrza pod zwiększonym
Pozytywne rezultaty przy zastosowaniu
ciśnieniem przez układ przewodów-drenów
fitoremediacji uzyskano np. w Czarnobylu na Ukrainie
umieszczonych w gruncie); stosowanie rozcieńczonych
oraz w zakładach Daimler-Chrysler w Detroitw USA. W
roztworów wody utlenionej; spulchnianie gruntu przez
Czarnobylu fitoremediacji poddane zostały grunty oraz
mechaniczną uprawę.
woda gruntowa, wykazujące podwyższoną zawartość
Szybkość procesu biodegradacji może być
cezu i strontu. Proces przebiegał metodą in situ w
limitowana poprzez ograniczone stężenie substancji
środowisku wodnym na poletkach zalewowych.
odżywczych. Głównymi czynnikami tej grupy są związki
Zastosowano słoneczniki, charakteryzujące się szybkim
GLEBA - Mechanizmy jej degradacji oraz metody rekultywacji - 2007
5
GreenWorld - Ochrona Środowiska i Ekologia
azotu i fosforu, gdyż dostępność tych pierwiastków jest - produktami ropopochodnymi, benzenem, toluenem,
parametrem krytycznym dla procesu bioremediacji. W ksylenem, paliwami napędowymi, benzyną,
warunkach, w których deficyt azotu i fosforu limituje - produktami organicznymi, w tym trichloroetylenem,
efektywność tego procesu, sztuczne wzbogacenie - pestycydami,
pożywkami rekultywowanego terenu, najczęściej poprzez - rozpuszczalnikami,
zastosowanie nawozów zawierających azot i fosfor, daje - środkami do impregnacji drewna.
bardzo dobre efekty w postaci znacznego przyspieszenia Metoda ta jest również wykorzystywana w przypadku
bioremediacji. Spośród stosowanych nawozów wydzielić skażeń metalami ciężkimi.
można trzy grupy: ciekłe nawozy hydrofobowe, nawozy w Bioremediacja bardzo skutecznie została zastosowana
fazie stałej i wodne roztwory nawozów. na terenie byłej bazy paliwowej oraz magazynowania
rozpuszczalników w stanie Nowy Jork w USA. Głównymi
Bioaugmentacja. Wzbogacenie zanieczyszczonego substancjami skażającymi grunt były: aceton, benzen,
terenu w specjalnie wyselekcjonowane, o dużej zdolności etanol, trichloroetylen, ksylen oraz w niewielkim stopniu
biodegradacji zanieczyszczeń bakterie, stosuje się, gdy metale ciężkie (m.in. ołów, rtęć). Zanieczyszczenie
rodzima populacja bakterii na skażonym terenie nie obejmowało 3,2 ha powierzchni i sięgało na głębokość do
wykazuje pożądanej aktywności w biodegradacji 2 m. Wykorzystano tu napowietrzenie z równoczesnym
zanieczyszczeń. Technologię tę realizuje się poprzez wprowadzeniem dodatkowych mikroorganizmów. Prace
bezpośrednią iniekcję zawiesiny mikroorganizmów (o prowadzono osiem miesięcy i osiągnięto redukcję
pożądanej aktywności katalitycznej) wraz z substancjami stężenia do poziomu nieco poniżej dopuszczalnej normy.
odżywczymi do skażonego gruntu.
Przedstawiona powyżej różnorodność metod rekultywacji
Elektrobioremediacja. Jest to nazwa grupy metod gleb wykazuje, że ze względu na wielorakość
oczyszczania gruntów, wykorzystujących zjawiska występowania presji oraz zróżnicowanie właściwości
mikrobiologiczne, chemiczne oraz elektrokinetyczne, np. podłoży obszarów zdegradowanych, ich dobór stanowi
pole elektrycznym, do przyspieszenia procesów trudny i złożony problem.
usuwania zanieczyszczeń ze środowiska. Problematyka ochrony gleb stała się w ostatnich latach
przedmiotem ożywionej dyskusji rządów wielu państw
ZALETY I OGRANICZENIA BIOREMEDIACJI świata. Charakter tych dyskusji jest nieco odmienny od
tak popularnych dziś kwestii, jakimi są ochrona klimatu,
Bioremediacja polecana jest do szerokiego warstwa ozonowa czy różnorodności biologiczna. Należy
stosowania w walce z coraz powszechniejszymi wziąć pod uwagę, że degradacja gleb to problem nie
skażeniami, szczególnie gruntów i wód gruntowych. tylko lokalny bądz
regionalny, bowiem przyczyny
Sprawdza się ona w różnych warunkach pogodowych i w degradacji gleb oraz ich następstwa wywierają ogromny
zróżnicowanych formacjach geologicznych. wpływ na stan środowiska naturalnego oraz aspekty
Coraz większą popularność bioremediacja zawdzięcza gospodarcze w wymiarze globalnym.
temu, że:
- jest ekonomiczna (tańsza niż dotychczas stosowane
metody oczyszczania gruntów i wód gruntowych),
- proces likwidacji skażenia może być prowadzony in situ
(w miejscu skażenia, bez konieczności przemieszczania
gruntu),
- grunt nadaje się do użytku bezpośrednio po
przeprowadzeniu procesu oczyszczania,
- technologia ta nie wymaga z reguły stosowania
kosztownej i skomplikowanej aparatury.
Do ograniczeń w stosowaniu bioremediacji zaliczyć
należy:
- rodzaj skażeń, w stosunku do których można tę metodę
zastosować,
- warunki panujące w miejscu, które należy poddać
oczyszczeniu,
- czas, w którym zanieczyszczenie powinno zostać
usunięte.
Metody biologiczne i ich zastosowanie muszą być
poprzedzone rozległymi badaniami mikrobiologicznymi,
przy szczególnym uwzględnieniu wszystkich elementów
danego środowiska, mogącego mieć jakikolwiek wpływ
na przebieg remediacji.
Metody te znajdują szczególne zastosowanie przy
remediacji gruntów i wód gruntowych skażonych głównie:
GLEBA - Mechanizmy jej degradacji oraz metody rekultywacji - 2007
6