Rekultywacja i zagospodarowanie gruntów

Wykład 1. 22.02.2011

Rekultywacja – podstawowe pojęcia i zadania: cel i zadania rekultywacji terenów zdegradowanych, powierzchni ziemi, potrzeby rekultywacji w skali kraju.

Procesy glebotwórcze (GLEBA)

↓

Degradacja powierzchni ziemi

↓

Rekultywacja i zagospodarowanie gruntów

  1. Wprowadzenie do problematyki rekultywacji i zagospodarowania gruntów

„Naturalna” degradacja gleb i gruntów następuje w wyniku:

Zjawiska niekorzystne dla przyrody, a zarazem naturalne. Procesy przebiegają w sposób całkowicie niezależny od człowieka.

Np. Osuwisko ziemi w Kłodnem (2010)

Erozja – szybkość tworzenia się gleb ~7mm/100lat; szybkość erozji jest do 2 rzędów wielkości wyższa niż szybkość tworzenia się gleb (700mm/100lat).

Geozagrożenia – osuwiska (ruch masowy) w Polsce ponad 30tys., w 2010r ponad 1300. Stare osuwiska są niedostrzegalne, traktowane jako uskoki. Duży problem na południu Polski – Beskidy, Podkarpacie.

„Antropogeniczna” degradacja i dewastacja gleb oraz gruntów jest powodowana głównie przez:

Działania na rzecz ochrony środowiska, podejmowane w Polsce intensywnie od początku lat ’90 XX wieku, spowodowały głównie poprawę stany czystości powietrza i wód.

Poprawa w zakresie ukształtowania, stanu czystości oraz zagospodarowania prac rekultywacyjnych, w tym makroniwelacji i oczyszczania gruntów.

Rekultywacji wymagają wszystkie grunty, które częściowo lub całkowicie utraciły wartości użytkowe, dlatego rekultywacja stanowi jeden z priorytetowych celów polityki ekologicznej państwa.

Podstawowe definicje:

Rekultywacja terenów zdegradowanych (rtz) – jest to przywracanie przekształconym niekorzystnie, czyli zdegradowanym (częściowe) lub zdewastowanym w wyniku gospodarczej i bytowej działalności człowieka terenom, głównie glebom, ich funkcji biologicznych oraz cech użytkowych

Rekultywacja gruntów – polega na nadaniu lub przywróceniu gruntom zdegradowanym lub zdewastowanym wartości użytkowych lub przyrodniczych przez właściwe ukształtowanie rzeźby terenu, uregulowanie stosunków wodnych, odtworzenie gleb, odbudowanie lub zbudowanie niezbędnych dróg, umocnienie skarp oraz poprawienie właściwości fizycznych i chemicznych.

Pozbawienie jakiejś cechy gleby lub gruntu, spowoduje, że staje się ona nieprzydatna na jakikolwiek sposób. Funkcja użytkowa gleby maleje lub znika całkowicie. W zależności od wady terenu, staramy się przywrócić glebie właściwe funkcje glebie.

Potrzeby w zakresie rekultywacji gruntów w Polsce:

Wykład 2 01.03.2011

Podstawy prawne dotyczące rekultywacji gruntów oraz zagospodarowania po-rekultywacyjnego:

(ustawy i rozporządzenia)

Przepisy prawne (1):

Wybrane przepisy prawne dotyczące ochrony powierzchni ziemi:

Ochrona gruntów rolnych i leśnych:

Do gruntów rolnych podlegają ochronie zalicza się:

Chronionymi gruntami leśnymi są grunty:

Zgodnie z obowiązującymi przepisami prawnymi ochrona gruntów rolnych i leśnych polega na:

Ustawa z dnia 27.042001r. prawo ochrony środowiska, (Dz. U. Nr 62, poz. 627)

Tytuł I, Dział II Definicje i zasady ogólne

Art. 3

pkt.8)

Kompensacja przyrodnicza – rozumie się to zespół działań obejmujących w szczególności roboty budowlane, roboty ziemne, rekultywację gleby, zalesienie, zadrzewienie lub tworzenie skupień roślinności prowadzących do przywrócenia równowagi przyrodniczej na danym terenie , wyrównywania szkód dokonanych w środowisku przez realizację przedsięwzięcia i zachowanie walorów krajobrazowych.

Pkt.25)

Powierzchnia ziemi – rozumie się przez to naturalne ukształtowanie terenu, glebę oraz znajdującą się pod nią ziemię do głębokości oddziaływania człowieka, z tym, że pojęcie „gleba” oznacza górną warstwę litosfery, złożoną z części mineralnych, materii organicznej, wody, powietrza i organizmów, obejmującą wierzchnią warstwę gleby i podglebie.

Prawo ochrony środowiska (POŚ)

Tytuł II „Ochrona zasobów środowiska”

Ochrona powierzchni ziemi:

Art. 101-111

POŚ Art. 101. Ochrona powierzchni ziemi polega na:

  1. Zapewnieniu jak najlepszej jej jakości, w szczególności przez:

    1. Racjonalne gospodarowanie

    2. Zachowanie wartości przyrodniczych

    3. Zachowanie możliwości produkcyjnego wykorzystania

    4. Ograniczenie zmian naturalnego ukształtowania

    5. Utrzymanie jakości gleb i ziemi powyżej lub co najmniej na poziomie wymaganych standardów

    6. Doprowadzenie jakości gleb i ziemi co najmniej do wymaganych standardów, jeżeli nie są one dotrzymane

    7. Zachowanie wartości kulturowych z uwzględnienie zabytków archeologicznych

  2. Zapobieganiu ruchom masowym ziemi i ich skutkom

POŚ Art. 102

  1. władający powierzchnią ziemi, na której występuje zanieczyszczenie gleby lub ziemi albo niekorzystne przekształcenie naturalnego ukształtowania terenu, jest obowiązany, z zastrzeżeniem ust. 2-5 do przeprowadzenie ich rekultywacji

  2. jeśli władający powierzchnią ziemi wykaże, iż zanieczyszczenie gleby lub ziemi albo niekorzystne przekształcenie naturalnego ukształtowania terenu, dokonane po dniu objęcia przez niego władania, spowodował inny wskazany podmiot, to obowiązek rekultywacji spoczywa na tym podmiocie.

  3. Jeżeli zanieczyszczenie gleby lub ziemi albo niekorzystne przekształcenia terenu odbyło się za zgodą lub wiedzą władającego powierzchnią ziemi jest on obowiązany do ich rekultywacji solidarnie ze sprawcą.

  4. STAROSTA DOKONUJE REKULTYWACJI JEŻELI:

    1. Podmiot który spowodował zanieczyszczenie gleby lub ziemi albo niekorzystne przekształcenie naturalnego ukształtowania terenu, nie dysponuje prawami do powierzchni ziemi, pozwalającymi na jej przeprowadzenie lub

    2. Nie można wszcząć postępowania egzekucyjnego dotyczącego obowiązku rekultywacji albo egzekucja okazała się bezskuteczna lub

    3. Zanieczyszczenie gleby lub ziemi albo niekorzystne przekształcenie naturalnego ukształtowania terenu nastąpiło w wyniku klęski żywiołowej

  5. Starosta dokonuje rekultywacji także wówczas, gdy z uwagi na zagrożenie życia lub zdrowia ludzi lub możliwości zaistnienia nieodwracalnych szkód w środowisku konieczne jest natychmiastowe jej dokonanie.

  6. W przypadku o którym mowa w ustawie 4 pkt. 1, koszty rekultywacji ponosi podmiot, który spowodował zanieczyszczenie gleby lub ziemi albo niekorzystne przekształcenie naturalnego ukształtowania terenu

  7. W przypadku, o którym mowa w ust. 5, koszty rekultywacji ponosi władający powierzchnią ziemi; przepisy ust. 2i 3 stosuje się odpowiednio.

  8. Obowiązek ponoszenia kosztów rekultywacji, ich wysokości oraz sposób uiszczenia określa, w drodze decyzji, starosta.

  9. Do należności z tytułu obowiązku uiszczenia kosztów, o których moa […]

POŚ ART. 103

  1. Rekultywacja w związku z niekorzystnym przekształceniem naturalnego ukształtowania terenu polega na jego przywróceniu do stanu poprzedniego.

  2. Rekultywacja zanieczyszczonej gleby lub ziemi polega na ich przywróceniu do stanu wymaganego standardowi jakości.

  3. Standard jakości określa zawartość niektórych substancji w glebie albo ziemi, poniżej których żadna z funkcji pełnionych przez powierzchnię ziemi nie jest naruszona

  4. Funkcję pełnioną prze powierzchnię ziemi ocenia się na podstawie jej faktycznego zagospodarowania i wykorzystania gruntów, chyba że ich funkcja wynika z planu zagospodarowania przestrzennego.

POŚ Art. 104

Gleba i ziemia używane do prac ziemnych, w ty używanie do tego celu osady pochodzące z dna zbiorników powierzchniowych wód stojących lub wód płynących, nie mogą przekształcać standardów jakości, określonych w przepisach wydanych na podstawie art. 105.

POŚ Art. 105

  1. Minister właściwy do spraw środowiska, w porozumieniu z ministrem właściwym do spraw rolnictwa, w drodze rozporządzenia, określi standardy jakości gleby i ziemi uwzględniając naturalne stężenia substancji w środowisku.

  2. W rozporządzeniu, o którym mowa w ust. 1, zostaną uwzględnione:

    1. Grupy rodzajów gruntów – według kryterium ich funkcji aktualnej lub planowej

    2. Standardy jakości gleb lub ziemi jako zawartości niektórych substancji w glebie albo ziemi, zróżnicowane dla poszczególnych grup rodzajów gruntów oraz z uwagi na wodoprzepuszczalność i głębokość.

  3. Minister właściwy do spraw środowiska, w porozumieniu z minister właściwym do spraw rolnictwa, uwzględniając naturalne stężenia substancji w środowisku może określić w drodze rozporządzenia

    1. Standardy jakości gleb lub ziemi używanych do określonych prac ziemnych w tym używanych do tego celu osadów lub wód płynących

    2. Referencyjne metodyki[…]

Art. 106

  1. Obowiązany do rekultywacji powinien, z zastrzeżeniem art. 108, uzgodnić je warunki z organem ochrony środowiska

  2. Uzgodnienie następuje w drodze decyzji określającej zakres, sposób i termin zakończenia rekultywacji

  3. We wniosku o uzgodnienie należy wskazać:

    1. Obszar wymagający rekultywacji

    2. Funcie pełnione przez wymagającą rekultywacji powierzchnię ziemi

    3. Planowany zakres i sposób rekultywacji oraz termin jej zakończenia

POŚ Art. 107

  1. Na obszarze, na którym istnieje przekroczenie standardów jakości gleby lub ziemi, starosta może, w drodze decyzji, nałożyć na władający powierzchną ziemi podmiot korzystający ze środowiska, obowiązany do rekultywacji, obowiązek prowadzenia pomiarów zawartości substancji w glebie lub ziemi. Podmiot obowiązany jest w tym przypadku przechowywać wyniki pomiarów przez 5lat od zakończenia roku kalendarzowego, którego dotyczą.

  2. Postępowanie w przedmiocie wydania decyzji, o której mowa w ust.1 1 […]

POŚ Art. 108

  1. W przypadku, o których mowa w Art. 102, ust. 4 i 5 starosta określa w drodze decyzji zakres, sposób oraz termin rozpoczęcia i zakończenia rekultywacji

  2. Władający powierzchnią ziemi obowiązany jest umożliwić prowadzenie rekultywacji z zachowaniem warunków określonych w decyzji o której mowa w ust.1

  3. Postępowanie w przedmiocie wydania decyzji o której mowa w ust. 1, wszczyna się z urzędu.

Art. 109

  1. Oceny jakości gleb i ziemi oraz obserwacji zmian dokonuje się w ramach państwowego monitoringu środowiska

  2. Starosta prowadzi okresowe badania jakości gleby i ziemi

  3. Minister właściwy do spraw środowiska może określić, w drodze rozporządzenia, zakres i sposób prowadzenia badań których mowa w ust. 2

  4. W rozporządzeniu o którym mowa w ust3 zostaje ustalone:

    1. Sposób wyboru punktów poboru próbek

    2. Wymagana częstotliwość pobierania próbek

  5. W rozporządzeniu o którym mowa w ust3 mogą zostać ustalone sposoby prezentacji wyników badań

  6. W przypadku stwierdzenia naruszenia standardów jakości gleby lub ziemi wojewódzki inspektor ochrony środowiska przekazuje staroście wyniki pomiarów.

POŚ Art. 110

Starosta prowadzi, aktualizowany corocznie rejestr zawierający informacje o terenach, na których stwierdzono przekształcenie standardów jakości gleb lub ziemi, z wyszczególnieniem obszarów, na których obowiązek rekultywacji obciąża starostę.

POŚ Art. 110a

  1. Starosta prowadzi obserwację terenów zagrożonych ruchami masowymi ziemi oraz terenów, na których występują ruchy, a także rejestr zawierający informacje o tych terenach

  2. minister właściwy do spraw środowiska w porozumieniu z ministrem właściwym do spraw rolnictwa oraz ministrem do spraw budownictwa, gospodarki przestrzennej i mieszkaniowej, w drodze rozporządzenia:

    1. metody, zakres i częstotliwość prowadzenia obserwacji terenów, o których mowa w ust. 1, oraz sposób ustalania tych terenów, kierując się potrzebą ograniczenia występowania szkód powodowanych rzez ruchy masowe ziemi

    2. informacje jakie powinien zawierać rejestr, o którym mowa w ust. 1, a także sposób prowadzenia oraz formę i układ tego rejestru, kierując się potrzebą dostarczenia […]

Art. 111

Kolejność realizowania przez starostę zadań w zakresie rekultywacji powierzchni ziemi określają powiatowe programy ochrony środowiska

Starosta może przeprowadzić rekultywację powierzchni ziemi pomimo nieujęcia zadania w programie o którym mowa w ust 1 jeżeli zatwierdzi iż nie przeprowadzenie rekultywacji [..]

zgodnie z art. 27 ust 3 z dnia 27. Kwietnia prawo ochrony środowiska (Dz. U. Nr62, poz. 627, późn. zm.) w studium uwarunkować i kierunków zagospodarowania przestrzennego gmin oraz w miejscowych planach zagospodarowania przestrzennego podkreśla m.in. sposób zagospodarowania obszarów zdegradowanych w wyniku działalności człowieka oraz klęsk żywiołowych

Zgodnie z rozporządzeniem Ministra Środowiska z dnia 09.09.2002r. w sprawie opracowań ekofizjograficznych (Dz. U. Nr 155, poz. 1298) Opracowania ekofizjograficzne sporządza się biorąc pod uwagę m.in. ustalenie kierunków rekultywacji obszarów zdegradowanych.

Wykład 3

29.03.2011r.

Przegląd przyczyn i form degradacji środowiska gruntowego dla potrzeb jego rekultywacji i ochrony.

Degradacja gleb i gruntów:

Degradacja gleb – względnie trwałe pomniejszenie jej aktywności biologicznej, pogorszenie wskaźników jakościowych oraz obniżenie walorów sanitarnych. Degradacja gleb wiąże się z terenami przemysłowymi, zurbanizowanymi i typowo rolniczymi.

Degradacja gleby następuje m.in., przez erozję wodną i wietrzną, obniżenie poziomu wód gruntowych, wyczerpywanie naturalnych zasobów składników pokarmowych (wyjaławianie gleby), naruszenie równowagi jonowej w środowisku glebowym pod wpływem jednostronnego nawożenia mineralnego, zanieczyszczenie gleb w wyniku stosowania chemicznych środków ochrony roślin oraz znacznej depozycji zanieczyszczeń z atmosfery itp.

Degradacja gleby – proces prowadzący do spadku żyzności gleby wskutek zniszczenia wierzchniej warstwy próchnicznej, tj. próchnicy glebowej (np. w skutek erozji gleby, niewłaściwej uprawy, pożarów, zbytniego odwodnienia), zanieczyszczenia substancjami szkodliwymi (np. metalami ciężkimi lub substancjami ropopochodnymi), a także np. zamiany drzewostanów liściastych na iglaste, które powodują jej zakwaszanie.

Najbardziej narażone na degradację są gleby piaszczyste.

Przez degradację gleb należy rozumieć zniekształcenie jednej lub wielu jej właściwości, w tym również zanieczyszczenie, pogarszające warunki życia i plonowania roślin uprawnych, skład gatunków roślinności trwałej, wartość użytkową (odżywczą technologiczną, sanitarną) płodów rolnych i leśnych, ekologiczne funkcjonowanie pokrywy glebowo – roślinnej w krajobrazie. Całkowitą utratę wartości użytkowych gleb określa się mianem dewastacji.

Grunty zdegradowane – grunty, których rolnicza lub leśna wartość użytkowa zmalała w szczególności w wyniku pogorszenia się warunków przyrodniczych albo wskutek zmian środowiska oraz działalności przemysłowej, a także wadliwej działalności rolniczej.

Grunty zdewastowane – grunty, które utraciły całkowicie wartość użytkową w wyniku w/w przyczyn.

Przez pojęcie degradacji gleb rozumie się modyfikację jej fizycznych, chemicznych i biologicznych właściwości, pogarszającą biologiczną aktywność środowiska, ze szczególnym uwzględnieniem roślin (produkcji środków żywności), warunków ekologiczno – sanitarnych dla ludzi i estetycznych walorów krajobrazu.

NIEUŻYTEK – obszar zdegradowany określany bywa również jako zdewastowany, bezglebowy lub nieużytek poprzemysłowy, pogórniczy, rolniczy itp. Często nazwa taka, pochodząca od gałęzi gospodarki powodującej degradację, nadawana jest wszelkim nieużytkom.

Ogólnie biorąc za nieużytek tego typu uważany jest obszar gruntu, który na skutek działalności górniczej, przemysłowej, rolniczej lub innej przyczyny utracił swoją całkowitą lub częściową pierwotną wartość produkcyjną.

Renaturyzacja (regeneracja) – zabiegi polegające na odtworzeniu ekosystemów zniszczonych w wyniku działalności człowieka.

Degradacja gleby ma wiele form i różnorodną genezę.

Każdy czynnik zmniejszający produktywność gleby, aż do całkowitej eliminacji upraw roślinnych, działa degradująco.

Do podstawowych (głównych) form degradacji gleby zalicza się:

Degradacja gleb powodowana jest głównie przez:

Przyczyny niszczenia i degradacji gleb:

Najbardziej rozpowszechnione niszczenie gleb jest spowodowane erozją.

Erozja polega na mechanicznym niszczeniu powierzchni Ziemi przez różne czynniki zewnętrzne, połączonym z przenoszeniem produktów niszczenia. Rozróżnia się erozję wodną i wietrzną. Jednym z przykładów erozji wodnej jest spłukiwanie cząstek gleby przez wody deszczowe. Zjawisko to zachodzi podczas każdego deszczu, a jego nasilenie zależy od stopnia porycia ziemi roślinnością. Najlepszą osłoną gleb w przypadku erozji są lasy i zbiorowiska trawiaste. Wycinanie lasów, niszczenie naturalnych zespołów roślinnych, powoduje odsłanianie gleby i przyczynia się znacznie do przyspieszenia erozji. Zjawisko to osiąga szczególne nasilenie w terenach górzystych, gdzie nachylenie zboczy sprzyja spłukiwaniu i przemieszczaniu się elementów gleb.

Proces erozji jest jednym z najważniejszych czynników degradacji gleby. Uformowanie się 2,5cm warstwy próchnicznej wymaga średnio 500lat. Rocznie w skali całego globu erozji ulega 0,7%gleb wykorzystywanych rolniczo. Utrzymanie się tego tempa grozi utratą ponad 30% gleb użytkowych rolniczo do 2050 r.

Celem zapobiegania degradacji gleby stosuje się rekultywację poprzez zabiegi: rolnicze (np. odpowiednie płodozmiany przeciwerozyjne, uprawa mechaniczna w poprzek stoków), leśne (np. zalesianie i zadrzewianie zboczy) oraz inżynieryjne (np. budowa progów).

Erozja: procesy geologiczne, które obok wietrzenia i ruchów masowych niszczą i wyrównują powierzchnię Ziemi. Erozja gleb to proces niszczenia (zmywania, żłobienia, wywiewania) wierzchniej warstwy gleby, wywoływany siłą wiatru lub/i płynącej wody. Głównymi czynnikami wywołującymi erozję gleb są woda, ruchy powietrza oraz lodowce.

Erozja gleby – proces rozdrabniania i przemieszczania (zdzierania) wierzchniej warstwy gleby wskutek oddziaływania wiatru (wywiewanie gleby, deflacja) i wody (zmywanie gleby, erozja wgłębna).

Erozja gleb jest procesem naturalnym. Intensyfikuje (przyspieszają) ją jednak działalność człowieka, polegająca na nadmiernym wyrębie lasów, niszczeniu szaty roślinnej, nieprawidłowej uprawie gruntów i doborze roślin uprawnych, odwadnianiu bagien itp.

Występuje zwłaszcza w terenach górskich i pagórkowatych, pozbawionych lasu i na glebach ciężkich, tzn. z przewagą drobnych frakcji.

W zależności od bezpośredniego czynnika sprawczego wyróżnia się erozję: wietrzną (eoliczną), wodną, wodno – grawitacyjną (ruchy masowe) oraz uprawową.

Wyróżniamy erozję wodną, powierzchniową, rozmywową oraz odmianę łagodną tej ostatniej – erozję żłobinową i jej formę ciężką – erozję wąwozową.

W warunkach klimatycznych Polski zasadniczą rolę w procesach erozyjnych gleb odgrywa erozja wodna (powierzchniowa i wąwozowa) oraz erozja wietrzna.

Erozja wietrzna (eoliczna) polega na wywiewaniu odspojonych cząstek gruntu, a następnie ich przenoszeniu (przemieszczaniu), sortowaniu i osadzaniu. Procesy erozji wietrznej (eolicznej) występują w dużym nasileniu na obszarach naturalnych pozbawionych szaty roślinnej (np. wydmach) lub antropogenicznych (np. zwałowiskach).

Zagrożenie gleb erozją wietrzną – ocenia się przy pomocy 3 – stopniowej sali, uwzględniając rzeźbę terenu, pokrycie powierzchni roślinnością (lesistość) oraz rodzaj gleby. Najbardziej narażone na erozję wietrzną są piaski luźne drobnoziarniste i utwory murszowe, na których silne zagrożenie występuje już nawet w terenie płaskim o lesistości 25%.

Zagrożenie potencjalne gleb użytkowych rolniczo erozją wietrzną dotyczy powierzchni ok.8,8mln ha (47% użytków rolnych, co w % powierzchni ogólnej kraju jest następujące, słabe 17,3%, średnie 9,3% i silne 1,0%)

Erozja wodna polega na zmywaniu i wymywaniu cząstek gleby. W przypadku gdy niewielki spływ wody po zboczu powoduje jedynie rozbryzgi i spłukiwanie odspojonych frakcji gleby, ma miejsce erozja wodna powierzchniowa, natomiast gdy przy silnych spływie wody powstają rozmywy o głębokości ponad 2m, występuje erozja wąwozowa.

Erozji wodnej w pierwszej kolejności ulegają lessy utwory lessowe oraz gleby pyłowe i piaski luźne erozja wodna przyspieszana przez abrazję (proces ścierania podłoża skałowego), dziel się na rzeczną (denną, boczną, wsteczną), morską i źródłową oraz pluwialną (deszczową).

Erozja pluwialna dzieli się na:

Wykład 4

05.04.2011r.

Innym rodzajem erozji wodnej jest erozja rzeczna. Płynące rzeki przenoszą stale duże ilości rozdrobnionego podłoża oraz części spłukanych gleb do rzek przez wody opadowe.

Występujące w ostatnich latach powodzie stały się przyczyną zniszczenia na ogromnych powierzchniach warstwy próchniczej. W wielu przypadkach niezbędne będzie zastosowanie intensywnych metod jej odtwarzania.

Brzegi mórz są niszczone falowaniem wody morskiej.

Erozja wietrzna polega na przenoszeniu ziaren piasku i próchnicy gleb przez wiatr. Przy dużym nasileniu erozji wietrznej można zaobserwować burze piaskowe. Obecnie w Polsce zauważa się coraz częstsze takie zjawiska, zwłaszcza na wylesionych obszarach odznaczających się deficytem wody.

Zagrożenie gleb erozją wodną powierzchniową ocenia się przy pomocy 3 – stopniowej skali, uwzględniając rodzaj gleb oraz ekspozycję (nachylenie) terenu. Przy erozji wąwozowej kryterium wyróżniania poszczególnych stopni zagrożenia (w skali 5-cio stopniowej) stanowi gęstość sieci wąwozów, wyrażana w km na km / km2.

Stopień zagrożenia gęstość wąwozów erozyjnych
1 – erozja słaba 0,01 ÷ 0,1 km / km2
2 – erozja umiarkowana 0,1 ÷ 0,5 km / km2
3 – erozja średnia 0,5 ÷ 1,0 km / km2
4 – erozja silna 1,0 ÷ 2,0 km / km2
5 – erozja bardzo silna powyżej 2,0 km / km2

Zagrożenie gruntów rolnych i leśnych, erozją wodną powierzchniową dotyczy powierzchni ~8,7mln ha (~32% użytków rolnych i lasów, co w % powierzchni ogólnej kraju jest następujące: słabe – 13,8% ; średnie 11,0% ; silne – 3,7%).

Dodatkowo zagrożenie erozją wodną wąwozową obejmuje 17,5% powierzchni kraju.

Do zabiegów przeciwerozyjnych należy m.in..:

Drugą, po erozji, przyczyną niszczenia gleb są zmiany stosunków wodnych na danym terenie. Zmiany te są w większości spowodowane gospodarką człowieka i mogą polegać zarówno na nadmiernym osuszeniu gleb, jak na nadmiernym ich nawadnianiu. Przyczyną osuszania gleb są kopalnie głębinowe i odkrywkowe.

Przykładowo, rozpoczęcie wydobywania węgla brunatnego na południe od Poznania, gdzie węgiel stwierdzono w złożu o długości ~60km i szerokości od 3 do 5 km, zakłócenia w obiegu wody obejmują obszar o powierzchni 16 500 km2, a na obszarze 3 200 km2 nastąpi zupełny zanik wód powierzchniowych.

Obniżenie poziomu wód gruntowych, a tym samym znaczne kłopoty z pozyskaniem wody, powoduje regulacja rzek i wycinanie lasów, a także – i to w dużym stopniu – pobieranie wody dla celów komunalnych większych miast.

W strefach intensywnego oddziaływania przemysłu przetwórczo – wydobywczego degradacja może się objawiać najczęściej w 4 formach:

  1. Geotechniczna degradacja gleb powodująca zewnętrzne zmiany na powierzchni, czyli zniekształcenia rzeźby terenu. Występuje ona na terenie całego kraju, ale w największej koncentracji na terenach górniczych, budowlanych i na terenach miejskich. Zmiany te mogą dotyczyć zniekształceń w rzeźbie terenu w wyniku działalności górnictwa odkrywkowego i podziemnego, budownictwa wodnego, drogowego, kolejnictwa, mogą być spowodowane zakładaniem instalacji odziemnych. Formy degradacji geotechnicznej stanowią w sumie znaczny odsetek ogólnego areału gruntów w kraju. Powierzchniowe zmiany geotechniczne przyjmują często formy fizycznej degradacji gleb.

  2. Fizyczna degradacja gleb polegająca na: zagęszczaniu masy glebowej, pogarszaniu się struktury gleb, nadmiernych odwodnieniu gruntów wywołanym lejem depresyjnym, wadliwej melioracji, zawodnieniu (na skutek osiadania gruntów na terenach górniczych), ciśnieniu zwałowisk nadpoziomowych, osuwisk, oddziaływaniu zbiorników wodnych, a przede wszystkim działaniu erozyjnym wodnym i wietrznym.

  3. Biologiczna degradacja gleb, mająca na ogół charakter pośredni, wywołuje szkody poprzez szatę roślinną. Niszczeniem bowiem w jakikolwiek sposób szaty roślinnej przyczynia się zarazem do pogorszenia warunków glebowych, szczególnie jeśli gleby te charakteryzują się dużą podatnością na degradację. Formą biologicznej degradacji jest również tzw. zmęczenie gleb, w wyniku czego następuje zatrzymanie procesów glebowych: amonifikacji, nitryfikacji, rozkładu substancji organicznej, czasem koncentracja toksycznych związków wytworzonych przez gleby i bakterie.

  4. Chemiczna degradacja gleb przejawia się zakwaszaniem lub nadmierną alkalizacją, naruszeniem równowagi jonowej (składników pokarmowych roślin), wysoką koncentracją soli w roztworach glebowych (zasolenie), toksyczną koncentracją metali ciężkich, a także siarki i fluoru oraz ich związków.

Rodzaje nieużytków:

Nieużytki mogą być trwałe, gdy przywrócenie im zdolności produkcyjnej jest niemożliwe, oraz przejściowe, jeśli istnieje możliwość przywrócenia im zdolności produkcyjnych przez zastosowanie odpowiednich zabiegów rekultywacyjnych.

Do nieużytków zalicza się m.in.: bagna, piaski ruchome, zwały utworów skalnych, składowiska różnych odpadów, tereny o wybitnie niekorzystnym ukształtowaniu powierzchni oraz grunty zdewastowane przez przemysł i kopalnictwo surowców mineralnych. Ostatnie z wymienionych rodzajów nieużytków, ze względu na ich gwałtowny przyrost, w okresie ostatnich lat i z powodu bezpośredniego zagrożenia dla środowiska przyrodniczego, stanowią aktualnie bardzo ważny, problem gospodarczy.

W Polsce największy areał gruntów wymagający rekultywacji powstał w sektorze górnictwa i kopalnictwa surowców energetycznych – 14 715 ha oraz surowców innych niż energetyczne – 29 098 ha. Zaopatrzenie w energię, gaz i wodę jest przyczyną degradacji lub dewastacji gruntów o łącznej powierzchni 1 208 ha. Powierzchnia gruntów zdegradowanych i zdewastowanych w wyniku produkcji metali wynosi ~910 ha.

Najczęściej zewnętrznym przejawem degradacji gleb jest zmniejszenie lub całkowity brak produkcji biomasy na zdegradowanych obszarach. Należy przy tym podkreślić, że gleba, dzięki swoim właściwościom fizycznym, chemicznym i biochemicznym, ma ogromne zdolności regeneracyjne i może opierać się długo czynnikom degradującym. Najmniej odporne na czynniki degradujące są gleby piaskowe oraz wszelkie gleby słabo próchniczne. Odporność gleb na degradację wzrasta wraz ze wzrostem w zawartości w nich części koloidalnych i organicznych.

Stopnie degradacji gleb uwzględniające zawartość próchnicy właściwej (wg Siuty, 1983)

Stopień degradacji Zawartość próchnicy t/ha
słabo zdegradowane 40 – 50
średnio zdegradowane 30 – 40
zdegradowane 20 – 30
silnie zdegradowane 10 – 20
grunty bezglebowe do 10

Tereny wymagające wytworzenia warstwy próchnicznej:

Wśród terenów wymagających rekultywacji można wyróżnić m.in. tereny, na których niezbędne jest lub będzie w ramach rekultywacji wytworzenie metodami technicznymi warstwy próchnicznej. Do nich można zaliczyć:

Stan degradacji środowiska w Polsce jest zróżnicowany. Wyróżnia się w nim dwa zasadnicze stopnie degradacji: bardzo duży i duży oraz średni i mały stopień.

Rekultywacja – polega na przywróceniu gruntom wartości użytkowej przez wykonanie właściwych zabiegów technicznych, agrotechnicznych i biologicznych.

Zagospodarowanie - zrekultywowanych gruntów polega na wykonaniu odpowiednich zabiegów umożliwiających wykorzystanie tych gruntów dla celów gospodarki rolnej, leśnej, komunalnej itp.

Wykład 5

19.04.2011 Postulaty rekultywacyjne, kierunki rekultywacji zagospodarowania gruntów.

Zasady ustalania kierunków rekultywacji i zagospodarowania po-rekultywacyjnego gruntów.

Zasady ustalania kierunków rekultywacji:

Podstawą opracowania projektu technicznego jest ustalenie kierunku rekultywacji. Kierunek ten może wynikać zarówno z planów zagospodarowania przestrzennego, funkcji obszarów otaczających oraz możliwości techniczno – ekonomicznych.

Każdy obszar zdewastowany stanowi niepowtarzalną jednostkę o specyficznych właściwościach. Przed podjęciem ostatecznej decyzji o kierunku rekultywacji zawsze należy dokonać gruntowej analizy takiego obszaru. W konsekwencji uzyskanie ternu po rekultywacji może różnić się znacznie od użytkowania przed dewastacją, a czasem może być nawet zupełnie odmienne.

Określenie kierunku rekultywacji i funkcji jaką ma spełniać zrekultywowany teren stanowi pkt wyjścia do ustalenia sposobu i technicznych metod rekultywacji.

Oznacza to konieczność twórczego podejścia do problemu rekultywacji gruntów. Uwzględnia potrzebę odbudowy zdegradowanych czynników siedliskowych. Należy także ukształtować czynniki przyrodnicze, odpowiednie do prognozowanych kierunków rozwoju określonego terenu. Przy wyborze kierunku rekultywacji należy więc przeprowadzić kompleksową analizę całego zespołu czynników przyrodniczo – gospodarczych i społeczno – ekonomicznych.

Sposób przeprowadzenia takiej analizy zakłada 3 etapy:

Funkcje jakie będzie spełniał obszar po rekultywacji, można podzielić na 4 podstawowe grupy:

Podane 4 grupy funkcji nie wyczerpują w praktyce wszystkich możliwości, przede wszystkim nie obrazują różnorodności form mieszanych. Funkcja, jaką ma pełnić obszar po rekultywacji jest punktem wyjścia do wyboru kierunku rekultywacji i dlatego przy jej określaniu należy uwzględnić całość procesów zachodzących zarówno na obszarze zdewastowanym jak i otaczającym.

Podstawowe kierunki zagospodarowania terenów zrekultywowanych.

Grunty zrekultywowane podlegają zagospodarowaniu, czyli rolniczemu, leśnemu lub innemu rodzajowi użytkowania.

Kierunek rekultywacji oznacza przyszły sposób wykorzystania obszaru zdegradowanego/zdewastowanego lub funkcję, jaką ma spełniać. Wyróżnia się 6 głównych kierunków rekultywacji.

  1. Kierunek rolniczy

Jest jednym z najczęściej projektowanych kierunków rekultywacji. Jego celem jest przygotowanie obszaru zdewastowanego do użytkowania rolniczego, a więc jako grunty orne, pastwiska lub inne uprawy. Wymagania jakie stawia się terenom przeznaczonym do zagospodarowania rolniczego, to przede wszystkim stosunkowo dobra gleba, prawidłowe stosunki wodne i właściwe ukształtowanie pionowe. Prace rekultywacyjne polegają głównie na właściwym i kształtowaniu terenu, uregulowaniu stosunków wodnych i wytworzeniu różnymi sposobami warstwy gleby (czynnej biologicznie).

  1. Kierunek leśny

Leśny kierunek rekultywacji obszarów zdewastowanych jest od dawna, obok rolniczego, kierunkiem często wybieranym. W ramach tego kierunku teren może być przygotowany pod uprawę drzew iglastych lub liściastych, bądź jednych i drugich. Wymagania co do obszaru, na którym ma być wykonane zalesienie, są stosunkowo małe. Teren może charakteryzować się dużymi dewastacjami. W zakres prac rekultywacyjne wchodzi ukształtowanie ternu, uregulowanie stosunków wodnych oraz wytworzenie warstwy gleby biologicznie czynnej. Wszystkie te prace są z reguły przeprowadzane w znacznie mniejszym zakresie niż przy kierunku rolniczym

  1. Kierunek rybacki

W ramach tego kierunku teren rekultywowany może być wykorzystywany pod stawy rybne. Jest on rzadziej stosowany niż kierunki rolniczy czy leśny. O jego wyborze w dużym stopniu decydują następujące wymagania: ukształtowanie powierzchni terenu, niska przepuszczalność dna (zapewnienie właściwych spadków, wykonanie rowów osuszających i nawadniających), uformowanie brzegów, zapewnienie niezbędnego poziomu wody (zabezpieczenie źródeł wody, ich wydajności oraz przepływu).

  1. Kierunek infrastrukturowy

Rekultywacja w tym kierunku obszaru zdewastowanego ma na celu przygotowanie go pod budownictwo mieszkaniowe, przemysłowe/gospodarcze lub inne, przez utworzenie infrastruktury technicznej jak drogi, uzbrojenie podziemne (wodociągi, kanalizacja). Wymagania stawiane przez ten kierunek zagospodarowania to: dostateczna wytrzymałość gruntu, właściwe warunki wodne, odpowiednia rzeźba terenu. Prace rekultywacyjne polegają tu na odpowiednim ukształtowaniu rzeźby terenu zgodnie z wymaganiami, ewentualnym odwodnieniu terenu oraz przygotowaniu dróg dojazdowych.

  1. Kierunek rekreacyjny

W ramach tego kierunku na zdewastowanym trenie tworzy się np. zbiorniki wodne, które mogą służyć do uprawiania sportów wodnych. W takim przypadku prace rekultywacyjne mają na celu uformowanie dna zbiornika, ukształtowanie brzegów, zapewnienie odpowiedniego przepływu i poziomu wody, a także przygotowanie terenów spacerowych, czyli założenie parków, budowa deptaków itp. Wymaga to ukształtowania rzeźby Tereniu i wytworzenia warstwy gleby warunkującej właściwy rozwój roślinności drzewiastej i krzewiastej. W ramach tego kierunku teren może być przygotowany także jako miejsce odpoczynku użytkowników dróg (parking, zakłady naprawcze itp.)

  1. Kierunek melioracyjny

W ramach tego kierunku rekultywacji przewiduje się zapewnienie odpowiednich warunków wilgotnościowych w otaczającym gruncie. W związku z tym taki teren może być przeznaczony pod zbiornik małej retencji – kierunek hydro-melioracyjny. W tym kierunku tereny zdewastowane są przeważnie rekultywowane przez zalanie wodą, a prace rekultywacyjne sprowadzają się do odpowiedniego uformowania i zabezpieczenia brzegów. Teren może być również rekultywowany jako zadrzewienia śródpolne. Będzie to wówczas kierunek fitomelioracyjny. Przy tym sposobie zagospodarowania należy wykorzystać także istniejące warunki[…]

Wybór kierunku rekultywacji gruntu zależy od:

O wyborze kierunku rekultywacji decydują więc następujące czynniki:

  1. Charakteryzuje dotychczasowy sposób wykorzystania terenu i funkcję jaką on spełniał

  2. Przyrodnicze obszaru zdewastowanego oraz terenów przyległych, a głównie:

    1. Położenie geograficzne i fizjografia

    2. Warunki klimatyczne, a w zasadzie mikroklimatyczne (temperatury ekstremalne, silne wiatry)

    3. Charakter jakości użytków występujących w otoczeniu

    4. Warunki hydrologiczne

    5. Warunki glebowe

  3. Społeczno - gospodarcze, które najczęściej są określone w planach zagospodarowania przestrzennego i odnoszą się do:

    1. Przyszłego sposobu wykorzystania terenu

    2. Struktury agrarnej

    3. Stopnia uzbrojenia terenu

    4. Ludności i zatrudnienia

  4. Techniczno – ekonomiczne określające ewentualne koszty i korzyści oraz techniczne możliwości realizacji wybranego kierunku.

Uwaga:

Znaczenie przedstawionych czynników jest zmienne i zależy od warunków konkretnego przypadku, co należy uwzględnić przy wyborze kierunku rekultywacji. Najczęściej ustalenie kierunku rekultywacji i sposobu zagospodarowania (wykorzystania) podyktowane jest technicznymi i ekonomicznymi możliwościami przeprowadzenia procesu, a te z kolei zależą od cech obszaru zdewastowanego, czyli od parametrów charakteryzujących taki obszar. Niekiedy ustalenia zawarte w planach zagospodarowania przestrzennego mogą z góry przesądzać o losie danego terenu bez względu a warunki techniczno – ekonomiczne.

(zostało 6 slajdów) – przesłane na mailu

Klasyfikacja gruntów ze względu na możliwość ich rekultywacji

Wykład 6

10.05.2011 Rekultywacja gruntów jako proces – fazy rekultywacji i ich elementy

Można stwierdzić, że bez względu na kierunek rekultywacji podstawowym jej zadanie jest odtworzenie gleby, która umożliwi rozwój edafonu, tj. mikroorganizmów (bakterii grzybów) a następnie porostów, traw, krzewów i drzew oraz zwierząt (pierścienice, nicienie, larwy owadów).

Intensywność procesów glebotwórczych zależy od właściwości fizycznych (w tym wodnych) i chemicznych gruntu poddanego rekultywacji, który ponadto musi być właściwie ukształtowany w sensie topograficznym.

Wyróżniamy w zasadzie dwa etapy rekultywacji:

I etap – rekultywacja podstawowa (techniczna)

II etap – rekultywacja szczegółowa (biologiczna)

Podstawowe fazy rekultywacji gruntów:

Dalsze etapy rekultywacji obejmują poprawienie właściwości fizycznych i chemicznych:

Podstawowe zadania rekultywacji technicznej to:

Prawidłowe ukształtowanie skarp jest bardzo ważnym zadaniem rekultywacji technicznej:

Jeżeli wzdłuż dowolnej powierzchni (w zboczu) przekroczona zostanie równowaga pomiędzy naprężeniami ścinającymi i oporem gruntu, przeciwnym ścinaniu, tworzą się osuwiska, zsuwy lub spływy skarp.

Maszyny do prac ziemnych:

Zestaw maszyn do wykonania projektowanych robót ziemnych sporządza się na podstawie danych z projektu technicznego rekultywacji.

Do wykonania prac ziemnych przy rekultywacji stosuje się następujące maszyny i sprzęt zmechanizowany.

Wybrane klasyfikacje terenów glebotwórczych:

Monitoring efektów rekultywacji

Możliwość zastosowania oceny efektów rekultywacji

Procedurę odpadów innych niż niebezpieczne i obojętne (typu komunalnego) można stosować:

Różnorodność sytuacji wymaga indywidualnych rozwiązań. W pewnym zakresie istnieje możliwość jednolitego postępowania.

Proponowana procedura uwzględnia możliwość przeprowadzenia oceny efektów rekultywacji na dwóch etapach:

Moment w którym ocena powinna być przeprowadzona po raz pierwszy wyznaczony jest przez czas określany zazwyczaj w projekcie rekultywacji po którym przewidywane jest osiągnięcie trwałego efektu poprawy stanu środowiska. W przypadku gdy momentu tego nie określono, ocena powinna zostać przeprowadzona po okresie 2-3 lat od rozpoczęcia praz rekultywacyjnych zarówno w fazie eksploatacji jak i po zakończeniu pracy obiektu

Etapy przeprowadzenia oceny:

Ocenę efektów rekultywacji składowisk odpadów innych ni z niebezpieczne i obojętne dokonuje się w kilku etapach. Prawidłowo przeprowadzona ocena składać się powinna z:

Etapy przeprowadzania oceny:

Ocena efektów rekultywacji jako dokument

Dokument zawierający ocenę efektów rekultywacji składowisk odpadów innych niż niebezpieczne I obojętne (typu komunalnego) powinien mieć formę zwięzłego raportu w którym należy umieścić następujące elementy.

Ponadto w raporcie można zamieścić uwagi i wnioski dotyczące czasu, w którym należy przeprowadzić kolejną ocenę i jej zakres w przypadku gdy został on ograniczony, itp.

Wykład 7

17.05.2011 Metody rekultywacji gruntów zanieczyszczonych produktami ropopochodnymi, metalami ciężkimi i innymi substancjami chemicznymi

  1. Rozpoznanie terenów zdegradowanych…

    • W tym terenów zanieczyszczonych – należą do nich także tzw. zanieczyszczenia „zastarzałe” („zestarzałe”)

    • Wylewisko odpadów z odwiertów wydobywczych ropy naftowej w Lipnikach

    • Dół urobkowy w Grabownicy

Ogólna klasyfikacja skład podłoża obejmująca:

Z punktu widzenia organizacji punktów pomiarowych do badania wód podziemnych (w pierwszej fazie badań) zaleca się zainstalowanie co najmniej 3 stanowisk: jedno stanowisko pomiarowe powinno znajdować się w strefie napływu, dwa powinny być położone w strefie odpływu.

Badania atmogeochemiczne powietrza zawartego w gruncie obejmują oznaczenia:

  1. Oszacowanie i ocena potencjału zagrożenia:

    • Problem wartości dopuszczalnych

      • tzw. Lista Holenderska (opublikowana po raz pierwszy w 1983 roku) na podstawie holenderskiej ustawy przejściowej o sanitacji gruntów

      • Trudność ustalenia specyficznych stężeń granicznych i dopuszczalnych dla każdej ze szkodliwych substancji:

        • Wartości progowe

        • Stężenia, powyżej których konieczne są działania zapobiegawcze

        • Wartości graniczne, najwyższe dopuszczalne (przez prawo) wartości obciążenia środowiska

        • Wartości zalecane

    • Kryteria podejmowania decyzji

      • Przed rozpoczęciem rekultywacji należy dokładnie rozpoznać i udokumentować stopień degradacji gruntu oraz opracować i uzgodnić z właściwym urzędem projekt rekultywacji

      • Ustawa z dnia 3 lutego 1995 o ochronie gruntów rolnych i leśnych (Dz. U. Nr 16, poz. 78 z późn. zm., tekst jednolity:

      • Ustawa z dnia 27 kwietnia 2001 prawo ochrony środowiska (Dz. U. Nr 62 poz. 627

      • Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 9 września 2002 w sprawie standardów jakości

  2. Etapy badania zanieczyszczonych gleb i gruntów

    • Kolejność działań podejmowanych w procedurach oszacowania i oceny zagrożenia (model niemiecki);

      • Ocena wstępna na podstawie dostępnych informacji, łącznie z wizją lokalną

      • Ocena powtórna na podstawie badań orientacyjnych

      • Ocena końcowa na podstawie badań szczegółowych

      • Decyzje o sposobie i zakresie działań zabezpieczających rekultywacyjnych i ochrony przed skutkami zanieczyszczenia

  1. Metody oczyszczania (remediacji) gruntów zanieczyszczonych

Cel: Usunięcie lub unieszkodliwienie zanieczyszczeń z gleby, by uniknąć dalszych niebezpiecznych konsekwencji.

gdzie? usunięcie unieszkodliwienie

w miejscu skażenia

(in situ)

 odzyskanie gleby dla wielu funkcji izolacja, oczyszczanie, zarządzeni, kontrola

w innym miejscu

(ex situ: on site, off site)

 pożyteczne wykorzystanie oczyszczonej gleby izolacja, oczyszczanie, zarządzanie, kontrola

  1. Metody rekultywacji biologicznej

    • Większość zanieczyszczeń organicznych podlega rozkładowi biologicznemu w warunkach tlenowych

    • Węglowodory w procesie rozkładu biologicznego są zasadniczo zamieniane na CO2 i wodę

Podatność zanieczyszczeń na rozkład biologiczny:

zanieczyszczeni łatwo rozkładalne biologicznie węglowodory aromatyczne: benzen, toluen, fenol, krezol, ksylen, naftol
zanieczyszczeni trudno rozkładalne biologiczne inne chlorowcowane węglowodory arom: nitrofenole
zanieczyszczenia nierozkładalne biologicznie metale ciężkie

Metody ex - situ (poza bezpośrednim miejscem wstępowania zanieczyszczenia)

Wykład 8

24.05.2011r

Fizykochemiczne metody rekultywacji – remediacji gruntów

  1. Przemywanie zanieczyszczonego gruntu

    • Ekstrakcja (roztworem wodnym lub nierozpuszczalnymi w wodzie rozpuszczalnikami) albo płukanie (natrysk wodą pod wysokim ciśnieniem).

    • Większość metod eliminacji substancji organicznych sprowadza się do użycia wody z dodatkiem surfaktantów (substancji powierzchniowo czynnych : syntetycznych lub pochodzenia naturalnego – biosurfaktantów).

Schemat blokowy instalacji do termicznej rekultywacji gruntu

  1. Metody hydrogeologiczne:

    • Tworzenie jednego lub kilku depresyjnych w wodach podziemnych za pomoca studni czerpanych

    • Warunki:

      • Wystarczająca porowatość i przepuszczalność podłoża

      • Szczegółowe rozpoznanie hydrogeologiczne (współczynnik przepuszczalności, kierunek i szybkość przepływu wód podziemnych).

    • Podział metod:

      • Aktywne (odpompowanie zanieczyszczonych wód podziemnych i ich oczyszczanie)

      • Pasywne (zmiana stosunków hydromechanicznych)

    • Wentylacja gruntu (odsysanie powietrza)

      • Remediacja gleb zanieczyszczonych substancjami łatwo lotnymi – oczyszczanie nienasyconej i nasyconej warstwy gleby z węglowodorów alifatycznych i chlorowanych

    • Systemy pasywne (in situ)

      • Przepuszczalne ścianki reakcyjne

      • System funnel – and – gate (Kanada 1991r.)

Ścieki szczelne lub szczelinowe + reaktory sorpcyjne lub szybkie reaktory katalityczne.


Wyszukiwarka