Środowisko- elementy przyrodnicze będące w stanie naturalnym jak i przekształconym w wyniku działalności człowieka.

Obejmuje: pow. Ziemi łącznie z glebą, kopaliny, wodę , powietrze atmosferyczne, świat zwierzęcy, krajobraz

Środowisko to zasoby naturalne i wytwory działalności człowieka, pozwalające na zaspokojeniu jego elementarnych potrzeb życiowych

Zasoby przyrody- elementy środowiska geograficznego człowieka(substancje, energia, które decydują o jego istnieniu i rozwoju duchowym, estetycznym i społecznym). Są to:

- bogactwo naturalne, woda, powietrze, gleba, energia kinetyczna wód i wiatru, energia cieplna pochodzenia słonecznego i ziemskiego, rośliny, piękne krajobrazy, położenie geograficzne

Zasoby przyrody dzielimy na: niewyczerpywane, wyczerpywane, nieodnawialne, odnawialne

Niewyczerpywalne – eksploatacja ich nie grozi wyczerpaniem lub zmniejszeniem zasobów np.: Energii słonecznej, wiatru, geotermiczne, prądy morskie

Wyczerpywalne- ich zapasy w wyniku eksploatacji mogą ules wyczerpaniu lub całkowitemu zniszczeniu(surowce mineralne)

- stałe-węgiel kamienny i brunatny, rudy metali i niemetali, sól kamienna

- płynne- ropa naftowa gazowe- gaz ziemny

Zasoby nieodnawialne- bardzo długi czas ich powstawania. Wiek węgla brunatnego ok. 20 mln lat, kamiennego ok. 300 mln lat. Przy utrzymaniu obecnego poziomu wydobycia i wzroście zapotrzebowania na niektóre surowce, część z nich może stać się zbyt kosztowna, a wielu z nich może zabraknąć.

Odnawialne- mimo wykorzystywania ulegają samodzielnemu odtwarzaniu się w wyniku procesów zachodzących na Ziemi. Są to: powietrze, woda, gleby, lasy, rośliny, zwierzęta.

Większość zasobów przyrody nieożywionej należy do nieodnawialnych, dlatego należy gospodarować nimi racjonalnie oraz w większym stopniu wykorzystywać odnawialne źródła energii.

Krajobraz jako fizjonomia środowiska:

Krajobraz:

- zewnętrzny wyraz środowiska naturalnego i kulturowego człowieka

- wynik oddziaływań sił przyrody, teren na którym zachodzą procesy geologiczne i ekologiczne

- zespół powiązanych ze sobą elementów środowiska, biocenozy i biotypu

W ujęciu ekologicznym- krajobraz to oblicze powierzchni Ziemi lub jej części, o charakterystycznym wyglądzie i strukturze, wynikającej ze wszystkich elementów przyrodniczych i antropogenicznych.

Elementy przyrody przenikają się składnikami sztucznymi, wytwarzanymi przez człowieka, który często decyduje o tym, z jakimi spotykamy się krajobrazem.

W zależności od stopnia przeobrażenia środowiska naturalnego wyróżniamy krajobrazy:

- pierwotny-niezwykle rzadki, odznacza się brakiem śladów działalności człowieka(część Tatr, północne zbocze Babiej Góry, fragmenty Pienin, Puszczy Białowieskiej, Puszczy Jodłowej)

- naturalny- użytkowany nieznacznie zmieniony przez człowieka. Obszary te są zdolne do samoregulacji, brak na nich elementów przestrzennych wprowadzonych przez człowieka(Parki Narodowe- 60-70% ich powierzchni)

- kulturowy- znacznie zmieniony przez wprowadzenie nowych elementów przestrzennych, które naruszają równowagę biologiczną środowiska. Brak zdolności do samoregulacji, wymaga zabiegów pielęgnacyjno-ochroniarskich(obszary rolnicze, zagospodarowanie i użytkowanie łąk, lasy i jeziora)

Elementy krajobrazu kulturowego:

- obiekty architektoniczno-urbanistyczne, drogi, linie kolejowe, uregulowane rzeki

- Zdewastowany- całkowicie przeobrażony w wyniku rozwoju przemysłu, urbanizacji, komunikacji. Całkowitemu lub częściowemu zniszczeniu uległy naturalne składniki krajobrazu:roślinność zwierzęca, woda, gleby i powietrze. Silnie zakłócona równowaga biologiczna.

Jego elementy to:

- jałowa ziemia porośnięta kikutami drzew; hałdy i wysypiska śmieci; zatrute cuchnące wody

Są to tereny intensywnej gospodarki o dużych aglomeracji przemysłowych.

Ochrona i kształtowanie krajobrazu:

Ochrona krajobrazu- działanie w wyniku zachowania naturalnych cech lub przywracania właściwości zapewniających utrzymanie równowagi biologicznej w środowisku.

Ochrona- działanie w krajobrazie otwartym lub zawierającym elementy zabudowy zharmonizowanej z krajobrazem, mało zmienionym przez człowieka, dążenie do zachowania możliwie niezmienionych naturalnych składników krajobrazu i utrzymania równowagi biologicznej.

Nadrzędna zasada- racjonalne korzystanie ze środowiska i ochrona przed zanieczyszczeniem i degradacją. W środowisku zanieczyszczonym- przeciwdziałanie procesom, które zagrażają wyniszczeniu składników krajobrazu, np. lasów

Pielęgnowanie:

- zapobieganie zmianom prowadzącym do zaburzenia gospodarki biologicznej, usuwanie szkód powstałych w wyniku dawniejszej gospodarki(zubożenie składu gatunkowego i struktury zbiorowisk leśnych)

- dostosowanie obecnej gospodarki do zróżnicowanych warunków siedliska, głównie w rolnictwie(uprawa roślin, chów zwierząt)

- zapobieganie przekształcaniu się krajobrazu kulturowego w zdewastowany, ochrona gleb przed erozją, ochrona upraw rolnych i leśnych, racjonalne melioracje.

Kształtowanie- przebudowa krajobrazu w celu upodobnienia do środowiska naturalnego

Odnosi się głównie do krajobrazów zdewastowanych oraz znacznie zmienionych przez człowieka tj ekosystemy półnaturalne, złożone z gatunków rodzimych, istniejących dzięki stałym zabiegiem człowieka(stawy, kośne łąki poleśne, wtórne sawanny tropikalne)

Ochrona przyrody- zachowanie, resytuowanie i właściwe wykorzystywanie zasobów przyrody ożywionej i nieożywionej ze względów gospodarczych, naukowych, historyczno-pamiętnikowych, rekreacyjnych i krajobrazowych.

Idea ochrony przyrody towarzyszy człowiekowi na przestrzeni dziejów, zmieniają się tylko jej motywy:

-religijne, ochrona własności, konserwatorski, zachowanie i restytuowanie zasobów przyrody

Formy ochrony przyrody:

-Parki Narodowe, rezerwaty przyrody, parki krajobrazowe, obszary chronionego krajobrazu, ochrona gatunkowa roślin i zwierząt, pomniki przyrody

Park Narodowy- obszar o powierzchni nie mniejszej niż 1000 ha, wyróżniający się szczególnymi wartościami: przyrodniczymi, naukowymi, społecznymi, kulturowymi i edukacyjnymi. Tworzy się je w celu zachowania różnorodności biologicznej, zasobów tworów i składników przyrody nieożywionej i walorów krajobrazowych, przywrócenie właściwego stanu zasobów i składników przyrody oraz odtwarzanie zniekształconych siedlisk przyrodniczych, siedlisk roślin, siedlisk zwierząt lub siedlisk grzybów.

Rezerwat przyrody- naturalne lub mało zniekształcony ekosystem chroniący rzadkie składniki szaty roślinnej i świata zwierzęcego lub określone składniki środowiska należące do przyrody nieożywionej. Zagospodarowanie oparte jest na zasadach uwzględniających indywidualne ustalone cele ochrony. Służą przede wszystkim badaniom naukowym, a względy ochronne decydują o zakresie udostępniania ich turystom.

Park krajobrazowy- przestrzenne wydzielony obszar, poddany ochronie ze względu na nieprzeciętne właściwości naturalne środowiska przyrodniczego oraz wysokie walory estetyczne i turystyczne. 68 parków o powierzchni 1215 tys. ha

Obszar chronionego krajobrazu- przestrzennie wydzielona jednostka, poddana ochronie ze względu na mało zniekształcone środowisko przyrodnicze, zachowujące zdolność równowagi biologicznej oraz często mająca wartości kulturowe.

Pomnik przyrody- ochroną obejmowane są unikalne twory przyrody żywej i nieożywionej, stanowiska roślin i zwierząt rzadkich i objętych ochroną gatunkową

Degradacja i zanieczyszczenie gleb

Litosfera – zewnętrzna warstwa skorupy ziemskiej o miąższości 80-150 km. Jej stan jest wynikiem ścierania się sił i oddziaływań:

-kosmicznych (oddziaływanie słońca, meteoryty)

-endogenicznych (ruchy górotwórcze, płyt litosfery, wybuchy wulkanów, zjawiska sejsmiczne)

-egzogeniczne (procesy wietrzenia, erozji, glebotwórcze)

-antropogeniczne (zagospodarowanie powierzchni, eksploatacja zasobów)

Gleba - najbardziej powierzchniowa warstwa litosfery. Jest układem czterofazowym, złożonym z fazy: stałej, płynnej gazowej

-„bioty” - mikroorganizmów glebowych

Jest ożywionym tworem przyrody, ma zdolność produkcji biomasy, zachodzą w niej ciągłe procesy rozkładu i syntezy związków mineralnych i organicznych oraz ich przemieszczanie i akumulacja. Jest składnikiem wszystkich ekosystemów lądowych i niektórych wodnych.

Funkcje gleby:

-rezerwuar substancji odżywczych i wody do produkcji biomasy

-ze względu na swoją porowatość są znaczącym rezerwuarem zasobów wodnych

-są czynnikiem determinującym reakcję ekosystemów na zanieczyszczenia - filtrują, buforują i transportują substancje toksyczne

-są środowiskiem życia wielu organizmów (bakterie, grzyby, promieniowce, dżdżownice, pająki, gryzonie)

-są fizycznym podłożem rozwoju infrastruktury, wysypisk śmieci

-są źródłem informacji (okazy paleontologiczne)

-kształtują klimat (wiązanie węgla)

Etapy przemian środowiska glebowego:

-wylesianie na rzecz areału rolniczej przestrzeni produkcyjnej

-kształtowanie właściwości gleb stosownie do potrzeb produkcji

-przejmowanie terenów rolnych i leśnych na cele budownictwa, przemysłu, komunikacji, rekreacji

-degradacja wskutek eksploatacji bogactw naturalnych

-ujemny wpływ zanieczyszczeń przemysłowych i urbanizacyjnych

Stopnie degraadacji gleb:

-Degradacja względna – przeobrażanie stopniowe lub skokowe dotychczasowego układu w nowy o nie mniejszej aktywności biologicznej (np. zmiana pH).

-Degradacja rzeczywista – trwałe obniżenie lub zniszczenie aktywności biologicznej gleb, pogorszenie ich walorów produkcyjnych i ekologicznych, obniżenie wartości pokarmowej i technologicznej plonów, pogorszenie stanu higienicznego.

-Dewastacja - całkowity stan degradacji gleby

Formy fizycznej degradacji gleb:

1.Mechaniczne niszczenie poziomu próchnicznego (budownictwo, prace inżynieryjne ziemne):

-zniekształcenie budowy (struktury) bez ubytku próchnicy

-zniekształcenie budowy (struktury) i zmniejszenie zasobu próchnicy

-całkowite zniszczenie poziomu próchnicznego

2. Degradacja stosunków wodnych w glebie.

Zawodnienia gleb - trwały lub okresowy nadmiar wody w strefie penetracji systemu korzeniowego roślin.

-Zawodnienia oddolne: podmakanie, podtapianie, zatapianie

-Zawodnienia odgórne: zatapianie sporadyczne, sezonowe, stałe

*Podmakanie - nie zmusza do zmiany sposobu użytkowania gleby, zmienia kompleks przydatności rolniczej.

*Podtopienie – konieczna zmiana sposobu użytkowania.

*Zatopienie – całkowita degradacja, wyklucza glebę z użytkowania rolniczego.

*Zawodnienie okresowe i sporadyczne – nie degraduje gleby ale ma wpływ na wysokość plonu.

*Zawodnienie cykliczne –znaczna degradacja, po ustąpieniu wody niekorzystne warunki do wzrostu roślin.

Przesuszenie gleb to ubytek wody mający wpływ na jej właściwości fizyczne, chemiczne i biologiczne.

Czynniki antropogeniczne wywołujące przesuszenie gleb:

-górnictwo odkrywkowe i głębinowe (naruszenie podziemnych warstw wodonośnych, obniżenie poziomu wody gruntowej)

-głębinowe ujęcia wody

-niewłaściwa gospodarka szatą roślinną (wyręby na obszarach leśnych)

-niewłaściwy sposób użytkowania i uprawy gleby (przyspieszenie mineralizacji próchnicy)

3. Erozja gleb –niszczenie i wyrównywanie powierzchni Ziemi, głównymi czynnikami są woda i ruchy powietrza. Zależy od:

-ukształtowanie terenu (długość, kształt, ekspozycja zbocza)

-budowa geologiczna (podatne luźne skały osadowe)

-pokrywa glebowa (podatne gleby lessowe, odporne gleby o dużej zawartości Ca i Mg powodujących hydrofobowość koloidów i zasobne w próchnicę)

-pokrycie terenu (roślinność chroni gleby, słabo zabezpieczają okopowe, kukurydza, szerokorzędowa uprawa)

-ilość opadów (woda opadowa nie zdoła wsiąknąć w głąb profilu, mniej narażone gleby lekkie i charakteryzujące się strukturą agregatową)

-całokształt urządzeń oraz system gospodarki rolnej na terenach uprawianych (unowocześnienie struktury agrarnej, scalenia, budowa dróg, likwidacja zadarnień, wylesianie, używanie ciężkiego sprzętu rolniczego)

#Erozja wietrzna (eoliczna) - w okresie zimy i na przedwiośniu przy silnych wiatrach i braku pokrywy roślinnej (wydmy, zwałowiska)

#Erozja wodna - zmywanie cząstek gleby ze stoków.

Część zmytego materiału osadza się na przyległym terenie tworząc gleby deluwialne, część transportowana przez wody rzeczne osiada w dolinach rzek tworząc gleby aluwialne (mady)

4. Zniekształcenie rzeźby terenu -Modyfikacja rzeźby terenu powoduje znaczne zróżnicowanie warunków ekologicznych, wpływa na zmiany uwilgotnienia gleb, zmienia stosunki wodno-powietrzne.

Przyczyny zniekształcenia rzeźby terenu:

-odkrywkowa, podziemna i otworowa eksploatacja kopalin

-przemieszczanie gleby wskutek prac inżynieryjnych

-pozyskiwanie i składowanie mas ziemnych i odpadów

-osiadanie gruntu na obszarach górniczych

-osiadanie torfu wskutek melioracji torfowisk

-osiadanie gruntu wskutek erozji podziemnej

-osuwiska ziemi ze zboczy

-erozja żłobinowa i wąwozowa

-wypiętrzanie gruntu na przedpolach zwałowisk

-małoobszarowa eksploatacja torfu i surowców mineralnych

5. Techniczna zabudowa i rozdrobnienie powierzchni biologicznie czynnej

-Zabudowa techniczna - ukształtowanie na powierzchni ziemi trwałych obiektów (budynki mieszkalne, autostrady). Znaczne wysycenie terenu tymi obiektami powoduje jego podział (rozdrobnienie) na różnej wielkości powierzchnie - to najwyższa forma degradacji środowiska czyli trwały ilościowy ubytek gleb i utrudnienie lub zanik wymiany gazowej i wodnej między atmosferą i ziemią.

Pośrednie skutki tej formy degradacji to:

-wprowadzanie do środowiska ciekłych, gazowych, stałych i termicznych zanieczyszczeń

-zwiększenie intensywności oddziaływania promieni słonecznych

-zwiększenie amplitudy temperatur

-zmniejszenie wilgotności powietrza i gleby

6. Mechaniczne zanieczyszczenia gleb - wprowadzonie do gleby substancji stałych o wymiarach większych od 1 mm :

-odpady budowlane

-odpady rozproszone w procesie eksploatacji surowców

-opakowania po towarach

-nieorganiczne odpady z gospodarstw wiejskich

Zmniejsza to powierzchnię i objętość gleby, utrudnienia uprawę i zbiór plonów, zmniejsza ich masy i pogorsza jakość oraz wpływa na estetykę krajobrazu.

Nasilenie na terenach:

-budownictwa miejskiego, przemysłowego i szlaków komunikacyjnych.

-indywidualnego, niekontrolowanego wywozu odpadów komunalnych i przemysłowych występuje zanieczyszczenie gleb leśnych.

-deponowania odpadów na wysypiskach stanowi źródło zanieczyszczenia gleb w otoczeniu miejsc składowania

Chemiczna degradacja gleb - jest to wprowadzanie do gleby związków chemicznych pochodzenia zewnętrznego, ograniczają one lub niszczą jej aktywność biologiczną. Nie powoduje zmian morfologii lecz wywołuje przeobrażenia jej chemizmu. Często negatywne zjawiska występuje współzależnie (np. zakwaszeniu towarzyszy wyjałowienie i naruszenie równowagi jonowej, a alkalizacja zwiększa zasolenie). To najgroźniejsza forma degradacji, a jej ocena wymaga specjalistycznej aparatury.

Zanieczyszczenie gleb to proces mający określone skutki produkcyjno-ekologiczne, ale nie obejmuje całokształtu chemicznej degradacji gleb i szaty roślinnej

Podział zanieczyszczenia chemicznych:

-oddziaływujące ujemnie na glebę i rośliny

-obojętne dla gleb i roślin, ale szkodliwe dla ludzi i zwierząt

-wpływające na ogólne właściwości gleb (odczyn, sorpcja)

-powodujące zasolenie

-związki chemiczne powstające w wyniku niewłaściwego metabolizmu gleby- metaboliczna intoksykacja

Degradacja gleb przez zanieczyszczenia atmosferyczne

Naturalna i antropogeniczna emisja substancji stałych, ciekłych i gazowych, których udział przekracza średnią ich zawartość w czystym powietrzu powoduje systematyczne zanieczyszczanie gleb aż do całkowitego zaniku życia biologicznego.

Zanieczyszczenia chemiczne gleb powodują:

-metale ciężkie emitowane w formie pyłów,

-związki siarki, azotu, węgla, fluoru (huty aluminium, szkła)

-pyły emitowane w procesie spalania.

Zasięg i koncentracja SO2 w atmosferze (kwaśne deszcze) jest wskaźnikiem potencjalnego zakwaszenia gleb

Metale ciężkie w glebie

Zawartość metali ciężkich (Pb. Zn, Cu, Cr, Cd, Hg, Ni)

w glebach zależy od:

-geochemicznego charakteru skał macierzystych, procesów geologicznych i glebotwórczych, zanieczyszczeń przemysłowych , działalności agrotechnicznej

Źródła zanieczyszczenia:

-przemysł chemiczny, metalurgiczny, górnictwo, hutnictwo, energetyka, komunikacja, rolnictwo (nawożenie, środki ochrony roślin, nawożenie odpadami)

Zabiegi agrotechniczne degradujące glebę

Nawozy mineralne

-Stosowanie źle zbilansowanych i dobranych nawozów oraz nadmiar składników mineralnych nie zasorbowanych przez glebę i nie pobranych przez rośliny pogarsza i podwyższa koszty produkcji rolniczej i przyczynia się do eutrofizacji wód.

-Jednostronne nawożenie azotem pogarsza jakość plonu i przyczynia się do zakwaszenia gleb, co ogranicza dostępność fosforu, magnezu, potasu, a może prowadzić do nadmiernego uruchamiania metali ciężkich.

-Nawozy fosforowe mogą być źródłem m.c. w glebie, a zwłaszcza fluoru (1,4% F).

Środki ochrony roślin

Dostają się do gleby poprzez:

-celowe wprowadzanie w celu regulacji stosunków biocenotycznych

-magazynowanie zbędnych i przeterminowanych środków oraz opakowań (mogilniki)

-zanieczyszczenia przez przemysł wytwarzający te środki

-spływanie z roślin do gleby i przesiąkanie do cieków wodnych

Stosowanie preparatów prowadzi do bezpośredniego skażenia gleby, atmosfery, roślin i zwierząt. Szybkie zmiany stosowanych środków oraz brak kompleksowych badań uniemożliwia określenie rozmiarów zanieczyszczeń w skali kraju.

Wielkość i proporcje stosowanych nawozów i środków ochrony roślin muszą być dostosowane do wymagań roślin i właściwości gleb.

Rolnicze wykorzystanie odpadów - zagrożenia

1. Osady ściekowe:

-wprowadzenie aktywnych, obcych substancji (smary, antybiotyki, oleje)

-zanieczyszczenie gleb metalami ciężkimi (Pb, Zn, Cu, Cd, Hg, Ni, Cr)

-skażenie środowiska chorobotwórczymi bakteriami, wirusami , pasożytami

2. Gnojowica

-emisja siarkowodoru, amoniaku, zw. karbonylowych, merkaptanu

-przenikanie z nieszczelnych zbiorników do gleb

-przenikanie biogenów z pól dowód gruntowych (azotany, fosforany, potas)

-przenoszenie czynników chorobotwórczych

Wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne

Źródła WWA:

-ropa i substancje ropopochodne

-produkty spalania i transformacji substancji organicznych

-transport, komunikacja

Najbardziej toksyczne: naftalen, acenaftalen, acenaftylen, fluoren, fenantren, antracen, fluoranten, piren, benzo(a)antracen, chryzen, benzopiren.

Zawartość WWA w glebie zależy od wielkości emisji i właściwości gleby warunkujących akumulację i rozkład. Zawartość substancji organicznej nasila ich akumulację i zmniejsza rozkład.

Naturalna zawartość WWA w glebach wynosi 10 – 100 g/kg.

Najlepszy węglowodór wskaźnikowy – fluoranten.

Metaboliczna intoksykacja gleby

Zmiany w metabolizmie gleby w wyniku intensywnej antropogenizacji powodują powstawanie różnych toksyn i decydują o składzie jonowym roztworu glebowego.

Przyczyny:

-stosowanie nadmiernych ilości gnojowicy

-stosowanie płynnych osadów ściekowych

-stosowanie nawozów fizjologicznie kwaśnych

Intensywność procesu zależy od:

-ilości łatwo rozkładanych związków substancji organicznej

-temperatury

-niedoboru tlenu i czasu jego trwania

Biologiczne zanieczyszczenie gleb

Skażenie to związane jest z występowaniem w glebie chorobotwórczych bakterii i pasożytów.

Źródła zanieczyszczeń:

-niekonwencjonalne substancje nawozowe (gnojowica, osady ściekowe, odpady)

-nawozy organiczne (obornik, komposty, fekalia)

-przetwórnie odpadów przemysłu mięsnego

-szpitale

-składowiska odpadów

Ochrona gleb poprzez instrumenty prawne, organizacyjne i techniczne uwzględnia:

-ograniczenie ich przejmowania na cele nierolnicze

-przeciwdziałanie chemicznej degradacji

-ograniczenie ujemnych skutków erozji

-przeciwdziałanie przesuszeniu i zawadnianiu

=minimalizowanie technicznych deformacji gruntu i zanieczyszczeń mechanicznych

Melioracyjna przebudowa właściwości gleb lekkich

-Zwiększanie i ukształtowanie jakości tych gleb poprzez zastosowanie substancji organicznych (obornik, gnojowica, torf, komposty, osady ściekowe).

-Zastosowanie dawek melioracyjnych (200 t/ha) podnosi jakość gleby i jej walory ekologiczne o 2 klasy bonitacyjne.

-Najbardziej trwałe jest stosowanie warstwy próchnicznej (nadkład zdejmowany z gleb), odpadów (ziemia spławiakowa).

Higienizacja gleb to wypracowanie i stosowanie optymalnych systemów użytkowania gleb gwarantujących ekologiczno-zdrowotne warunki bytowania ludzi i produkcji żywności poprzez:

-racjonalną nawozową, gospodarkę biomasą, gdyż w miejscu konsumpcji biomasy powstają odpady organiczne będące źródłem biologicznych i chemicznych uciążliwości np. osady, ścieki, fekalia, gnojowica, należy je zagospodarować lub unieszkodliwić w określony i kontrolowany sposób

-racjonalną gospodarkę odpadami, tzn. stałe odpady należy poddawać segregacji, kompostować

-optymalizację nawożenia mineralnego i stosowania chemicznych środków ochrony roślin, czyli nawożenie organiczne i mineralne dostosowane do wymagań roślin, zasobności gleb, zdolności sorpcyjnych, właściwe dawki środków ochrony roślin, unieszkodliwianie przeterminowanych (wtórne wykorzystanie w procesach technologicznych, spalanie przemysłowe, chemiczna obróbka), okresy karencji

-dostosowanie i racjonalizację struktury użytkowania terenu i doboru roślin na obszarach degradującego działania presji, czyli uprawianie gatunków roślin pobierających duże ilości składników degradujących lub ich nie kumulujących w organach konsumpcyjnych, utylizacja biomasy z obszarów presji

Rekultywacja gleb

Zabieg ten stosuje się na:

-składowiskach odpadów

-wyrobiskach po eksploatacji surowców

-glebach zniszczonych przez erozję wodną

-glebach zniszczonych mechanicznie

-obszarach zawodnionych w nieckach osiadania w otoczeniu zbiorników wodnych i nadpoziomowych składowisk odpadów

-obszarach zdegradowanych chemicznie

*Rekultywacja techniczna (podstawowa) obejmuje ukształtowanie rzeźby terenu, uregulowanie stosunków wodnych, odtwarzanie gleby metodami technicznymi przez pokrywanie warstwą gleby, budowanie dróg dojazdowych, umacnianie skarp.

*Rekultywacja biologiczna polega na stosowaniu zabiegów wytwarzających na powierzchni nieużytku warstwy gleby przez wykonanie uprawy mechanicznej, nawożenie, dobór i uprawę roślin próchnicotwórczych (motylkowe, trawy).

Rekultywacja gleb zanieczyszczonych metalami ciężkimi

-Metale ciężkie są wiązane przez kompleks sorpcyjny gleby, ich oddziaływanie na życie biologiczne gleb - ilość i jakość pozyskiwanej biomasy przedłuża się w czasie.

-Podstawowa zasada rekultywacji to rozcieńczanie ich stężeń (detoksykacja) poprzez zwiększanie aktywności biologicznej gleb, intensywną uprawę odpowiednich gatunków roślin.

-Jednorazowe niewielkie zanieczyszczenie skutecznie usuwa się przez zwapnowanie do odczynu zasadowego.

-Duże zanieczyszczenie i długotrwała imisja – systematyczne rozcieńczanie koncentracji przez stosowanie sorbentów mineralnych, substancji ilastych. Na większych obszarach stosuje się fitomeliorację- sanitację agrotechniczną, która z plonem roślin z gleby znaczne ilości metali ciężkich. Utylizacja skażonego plonu: dodatek do mieszanek paszowych, produkcja kompostów roślinnych.

ROŚLINY:

Bioodzysk (bioremediacja) jest zespołem zabiegów stymulujących charakterystyczne, dla określonego środowiska, mikroorganizmy do usuwania chemicznych zanieczyszczeń (w tym metali ciężkich) głównie z gleby i wód gruntowych. W ciągu ostatnich kilkunastu lat najpopularniejsza stała się metoda remediacji bakteryjnej.

Fitoodzysk(fitoremediacja)- Metoda wykorzystująca zdolność niektórych gatunków roślinnych do

akumulowania m.in. metali ciężkich w ilościach przekraczających potrzeby pokarmowe roślin.

Mikroorganizmy wykorzystywane w procesach usuwania metali ciężkich:

Stosowane są szczepy mikroorganizmów charakteryzujące się dobrą zdolnością namnażania nawet w niekorzystnych warunkach środowiskowych. Mikroorganizmy stosowane do usuwania metali ciężkich:

- bakterie, drożdże, promieniowce, pleśnie,

- grzyby (bez kapeluszowych) glony (bez plechowych)

Fitoodzysk (fitoremediacja) -technologia oczyszczania gleb wykorzystująca naturalne zdolności roślin do pobierania i gromadzenia substancji zanieczyszczających lub do ich biodegradacji (rozkładu wewnątrz tkanek roślinnych). Może być stosowana do określenia stopnia zmiany jednej formy składników występującego w środowisku na inną np.z postaci mobilnej na związaną w biomasie. Na podstawie tego procesu można określić rzeczywistą ilość składników, która może być usunięta z danej przestrzeni przyrodniczej z biomasą.

Rośliny wykorzystywane w fitoremediacji powinny charakteryzować się:

- dużą akumulacją metali ciężkich

- wysokim przyrostem biomasy

- wysokim stopniem przemieszczania metali ciężkich z korzeni do części naziemnych, który zapewnia możliwie największe usunięcie tych pierwiastków ze skażonego środowiska wraz z materiałem roślinnym.

Typy fitoremediacji:

Fitoakumulacja(fito ekstrakcja)-pobieranie związków toksycznych z zanieczyszczonej gleby z wodą i związkami odżywczymi niezbędnymi do ich wzrostu. Toksyny nie ulegają degradacji, akumulują się głównie w pędach i liściach.

Rośliny wykazujące bardzo wysokie zdolności akumulacji zanieczyszczeń określane są terminem hiperakumulatorów.

Rośliny- hiperakumulatory:

- wierzba

- gryka, kukurydza, lucerna, perz, tobołki alpejskie

- mniszek lekarski

Rizofiltracja- odmiana fito akumulacji, różni się tym, że wzrost roślin odbywa się w środowisku wodnym, a akumulacja toksyn zachodzi w mocno rozwiniętej strefie korzeniowej.

Fitodegradacja-proces, w którym następuje rozkład zanieczyszczeń wewnątrz tkanek roślinnych pod wpływem wytwarzanych przez rośliny enzymów.

Biodegradacja ryzosferyczna- polega na wydzielaniu przez rośliny naturalnych substancji w strefie korzeniowej, które tworzą pożywkę dla mikroorganizmów w gruncie. Mikroorganizmy te inicjują naturalną degradację związków toksycznych.

Fitostabilizacja- proces, w którym związki chemiczne wydzielane przez rośliny stabilizują(unieruchamiają), ale nie degradują toksyny zawartej w środowisku.

Fitoutleniania- pobieranie przez rośliny substancji toksycznych z wodą i ich transpiracja poprzez liście. Mechanizmy tego zjawiska nie są do końca poznane.

Kontrola hydrauliczna drzew- proces, w którym skażona woda gruntowa jest intensywnie wchłaniania przez mocno rozwiniętą strefę korzeniową drzew.

Korzyści i ograniczenia fitoremediacji:

Zalety: niski koszt nakładów inwestycyjnych szerokie możliwości stosowania zależnie od rodzaju skażenia, minimalne zakłócenie istniejących warunków środowiskowych, powszechna aprobata opinii publicznej

Ograniczenia:

- wolne tempo oczyszczania, w zależności od rodzaju i poziomu skażenia trwa kilka-kilkanaście lat. Dla zwiększenia efektywności pobierania tych związków z gleby, prowadzi się badania genetyczne

- ograniczenie działania do płytkich warstw gleby(poziom penetracji korzeni uprawianych roślin)

- wymagane odpowiednio duże powierzchnie dla stosowania zabiegów agrotechnicznych

- powolny wzrost i specyficzne wymagania pokarmowe i wilgotnościowe wielu hiperakumulatorów oraz różna tolerancja na inne zanieczyszczenia i zasolenie gleby

- zbyt wysokie koncentracje zanieczyszczeń mogą powodować poważne uszkodzenia i zamieranie roślin

- nie poznana w wielu przypadkach toksyczność i biologiczne własności produktów biodegradacji

- niska efektywność w przypadku zanieczyszczeń silnie zaabsorbowanych na cząsteczkach gleby

- części roślinne nasycone związkami toksycznymi mogą przenikać do obiegu żywności, np. przy przemieszczaniu się opadających liści lub dostępu do nich zwierząt hodowlanych.

Kategorie degradacji gleb według zawartości w nich glinu ruchomego[ mg*kg^-1]:

- nie zdegradowane < 20; słabo zdegradowane 20-40; średnio zdegradowane 40-60; zdegradowane 60-80; silnie zdegradowane >80

Zawartość glinu wymiennego wynosi do 2000kg*kg-1gleby. Występuje głownie w glebach podgórskich i górskich lasów, mniej w glebach odłogowych, uprawnych i łąkowych.

Zawartość Al zależy od:

- składu mineralnego

- odczynu gleb(pH<5,5wzrasta zawartość glinu wymiennego)

-aktywność drobnoustrojów(nasilenie procesów nitryfikacji i utleniania S obniża się pH co zwiększa zawartość Al. Wymiennego

- sposobu użytkowania gleb

- nawożenia(obornikiem, wapnowanie obniżają, natomiast nawozy fizjologicznie kwaśne zwiększają zawrtość Al wymiennego)

Wpływ glinu na rośliny

Zawartość w roślinach od kilkunastu do 200 mg*kg-1s.m.

Zależy od:

- części rośliny(najwięcej w korzeniach, mniej w liściach, łodygach, najmniej w nasionach)

- gatunku(większe potrzeby mają grzyby, mchy, widłaki, krzewy herbaciane i niektóre tropikalne motylkowate

Rośliny wrażliwe:groch, słonecznik, gorczyca, jęczmień, pszenica, ogórek

Średnio wrażliwe:groch, słonecznik, ziemniaki, owies

Mało wrażliwe: łubin, gryka, rzepa, mietlica biała

Objawy zatrucia glinem:

-zahamowanie wzrostu korzeni; grubienie korzeni ; zmniejszenie liczby korzeni; słabszy rozwój części nadziemnych; czerwienienie łodyg; ciemnozielone zabarwienie liści

Nadmiar Al.:

- ogranicza podziały komórkowe; uszkadza stożki wzrostu korzeni; ogranicza tworzenie organów generatywnych; zmniejsza pobieranie Ca, Mg, K, P, Cu; hamuje procesy oddychania, syntezy DNA fosforylacji cukru, aktywność enzymów proteolitycznych ścian komórkowych

Metody zmniejszania toksycznego działania na rośliny:

- wapnowanie; zwiększanie nawożenia fosforem; stosowanie nawozów azotowych, a nie organicznych

Glin występuje w :

- napojach z puszek aluminiowych; pokarmach pieczonych w foli aluminiowej; lekach alkalizujących wodzie z wodociągów(często zawiera zwiększone ilości aluminium); pieczywie(proszek do pieczenia); soli kuchennej(związki aluminium zapobiegającej wilgotności); mące(często wybielane związkami Al.); naczyniach aluminiowych(fluorowana woda sprzyja uwalnianiu Al. W trakcie gotowania.