gleboznawstwo najwaeniejsze materiay

Gleba to naturalny twór, który powstał dzięki oddziaływaniu różnych czynników na wierzchnią warstwę skorupy ziemskiej.

Podlega ona ciągłym przemianom i w zależności od warunków w jakich powstała oraz od podłoża z którego powstała charakteryzuje się specyficznymi cechami morfologicznymi i właściwościami biologicznymi, fizycznymi, a także chemicznymi.

Stwarzając warunki dla życia roślin i zwierząt gleba stała się ważnym składnikiem ekosystemów lądowych i wodnych.

Gleba – obiekt badań gleboznawstwa – to twór stanowiący powierzchniową warstwę lądów globu ziemskiego, który jest zdolny do zaspokajania zapotrzebowania roślin na składniki pokarmowe i wodę, oraz zapotrzebowanie korzeni roślin w niezbędną ilość powierza, tlenu i ciepła umożliwiających ich normalny rozwój.

Gleba jest złożonym ożywionym, dynamicznym tworem przyrody, w którym zachodzą ciągle procesy rozkładu i syntezy zarówno związków mineralnych jak i organicznych oraz ich przemieszaniem.

Odznacza się swoistymi cechami morfologicznymi oraz właściwościami fizycznymi, chemicznymi, biologicznymi stwarzając warunki dla życia roślin i zwierząt. Jest znaczącym elementem wszystkich ekosystemów lądowych, pełniącym wiele funkcji i podlegającym stałej ewolucji.

Określenie właściwości gleby jest niezbędne w wielu przypadkach takich jak planowanie przestrzenne zabudowy mieszkaniowej, dróg i przestrzeni produkcyjnej (rozmieszczenie domów, dróg, pól uprawnych, łąk, pastwisk, sadów i ogrodów warzywnych), rejonizacja roślin uprawnych, nawożenie, wapnowanie, melioracje.

Poznanie i zrozumienie biologicznych, fizycznych, chemicznych procesów, zachodzących w środowisku glebowym jest konieczne do właściwego użytkowania gleby, która będąc żywicielem roślin, pośrednio żywi zwierzęta i ludzi.

Ze względu na długi w czasie proces powstania gleby (1 cm na 100-400 lat) należy traktować ją jako zasób nieodnawialny, który powinien podlegać szczególnej ochronie.

Każda gleba powstaje w wyniku oddziaływania różnych czynników określanych jako glebotwórcze, do których zalicza się:

- skałę macierzystą

- klimat

- wodę

- organizmy żywe

- ukształtowanie powierzchni (rzeźba terenu)

- działalność człowieka

- czas (wiek gleby)

Skałami macierzystymi nazywamy skały o różnej genezie, z których pod działaniem czynników i procesów glebotwórczych powstają gleby.

Są trzy rodzaje skał macierzystych: skały magmowe, osadowe i metamorficzne.

Skały magmowe powstają w wysokich temperaturach i są produktami krzepnięcia magmy wewnątrz ziemi i na jej powierzchni. Dzieli się je na głębinowe i wylewne.

Skały osadowe powstają na lądach i w morzach a więc w dużo niższej temperaturze w wyniku procesów wietrzenia i sedymentacji (osadzania się).

Skały magmowe i osadowe mogą ulec przemieszczeniom w głąb Ziemi, gdzie pod wpływem wysokiej temperatury i pod działaniem wysokiego ciśnienia powstają skały metamorficzne nazywane również przeobrażeniowymi.

Skałami macierzystymi tak dla gleb mineralnych i organicznych są skały osadowe, ale nie są to te same skały

Gleby mineralne – kształtują się ze skał osadowych powstających w wyniku osadzania się produktów wietrzenia innych skał występujących na kuli ziemskiej

Gleby organiczne czyli skały osadowe pochodzenia roślinnego, tworzą się podczas gromadzenia i rozkładu (humifikacji) szczątek roślinnych w warunkach nadmiernego uwilgotnienia czyli w warunkach beztlenowych.

Klimat – a przede wszystkim opady atmosferyczne, wilgotność względna powietrza, temp. Powietrza, ruchy powietrza (wiatry), w znacznym stopniu wpływa na tworzenie się i rozwój gleb.

Woda jest jednym z ważniejszych czynników glebotwórczym znajdującym się na kuli ziemskiej pod różnymi postaciami np. rzek, mórz oceanów oraz w różnych stanach skupienia np. stałym – lód, śnieg, ciekłym – deszcz, gazowym – mgła. Woda umożliwia życie i rozwój wszystkim organizmom żywym. Gleby na terenie naszego kraju w znacznej części powstały w wyniku działania wody.

Organizmy żywe – odgrywają znaczącą rolę w procesie tworzenia, a także przemian gleb. Zwierzęta glebowe m.in. kret, myszy, mrówki i dżdżownice.

Roślinność – mikroorganizmy glebowe.

Rzeźba terenu (ukształtowanie powierzchni) ma również duże znaczenie w procesie tworzenia się i przekształcania gleb ze względu na możliwość przyspieszenia lub opóźnienia działania innych czynników i procesów glebotwórczych.

Działalność człowieka – polega przede wszystkim na tworzeniu nowych, przekształcaniu już istniejących gleb. Nie jest to działalność idąca tylko w dobrym kierunku, ponieważ budując zakłady przemysłowe człowiek doprowadza do zniszczenia naturalnie wykształconych gleb.

Nie jest to także działalność idąca tylko w złym kierunku, ponieważ człowiek przeprowadzając rekultywację terenów zniszczonych przez przemysł otrzymuje gleby przydatne do produkcji rolniczej.

Czas (wiek gleby) choć nie jest typowym czynnikiem glebotwórczym ponieważ określa długość trwania procesu kształtowania i ewolucji gleby to jednak ma duże znaczenie dla pełnego wytworzenia się profilu powstającej gleby.

Połączenie długości oddziaływania czynników i procesów glebotwórczych z ich różną intensywnością spowoduje powstanie różnorodnych gleb.

Proces glebotwórczy - jest to całokształt zjawisk fizycznych, chemicznych i biologicznych zachodzących w wierzchniej warstwie skorupy ziemskiej i prowadzących do powstania gleby. Różnorodność powstających gleb wynika z wpływu różnorodnych warunków klimatycznych i utworów macierzystych oraz szaty roślinnej na wierzchniej warstwie skorupy ziemskiej podczas trwania procesów glebotwórczych.

Na terenie naszego kraju procesami, które dominują przy kształtowaniu gleb są procesy przemywania, bielicowania, oglejania, brunatnienia, proces bagienny i murszenia.

Rekultywacja – przywrócenie gruntom zdegradowanych lub zdewastowanych wartości użytkowych lub przyrodniczych przez właściwe ukształtowanie rzeźby terenu, poprawienie się właściwości fizycznych i chemicznych oraz odtworzenie gleb, uregulowanie stosunków wodnych i dróg dojazdowych.

Rekultywacja terenów poeksploatacyjnych (po górniczych)

Rekultywacja terenów odkrywkowych zwałowisk – prace prowadzące tereny poeksploatacyjne i zwałowiska do regionalnego użytku do przemysłu itp.

Rekultywacja przyrodnicza – renaturyzacja

BRONFIELD – tereny zdegradowane w wyniku działalności wykraczającej poza działalność przyrodniczą i górniczą.

TEREN PRZEMYSŁOWY – teren zdegradowany, niewykorzystany lub w pełni wykorzystane, pierowtnie przeznaczone pod działalność gospodarczą

TEREB PRZMYSŁOWY – obszar na którym odbywa się działalność przemysłowa

Cele, fazy i kierunki rekultywacji

Proces rekultywacji terenów zdegradowanych

Może w pewnym sensie postępować samoistnie dzięki naturalnym przemianom zachodzącym w środowisku glebowym jednak podstawowym sposobem rekultywacji jest metoda techniczno-biologiczna, oparta na zabiegach prowadzonych w trzech fazach.

Fazy rekultywacji:

Faza przygotowawcza ( Maciak )

Faza techniczna

Obejmuje czynności mechaniczne i techniczne służące właściwemu przygotowaniu gruntu, a zwłaszcza :

Faza biologiczna

Ma na celu ożywienie gleby i obejmuje następujące zabiegi:

Fazy i rodzaje rekultywacji są zapisane w polskiej normie PN-G-7800;2002

Kierunek rekultywacji określa zakres i sposób rekultywacji pod katem form przyszłego zagospodarowania

Ogólne zasady wyboru kierunku

Wybór kierunku zależny jest od

Wg PN-G-7800;2002

Rodzaje rekultywacji – kierunek :

-Rolny - do zagospodarowania rolniczego: grunty orne, użytki zielone, sady, ogrody

-Leśny – do zagospodarowania leśnego: lasy produkcyjne, lasy ochronne

-Komunalny – do celów komunalnych, np. parki, zieleńce, obiekty sportowe, wypoczynkowe

-Wodny – pod zbiorniki wodne oraz budowę tych zbiorników

-Specjalny – Do zagospodarowania na inne cele niż rekultywacji rolnej, leśnej komunalnej wodnej.

CELE REKULTYWACJI

Celem prowadzonej rekultywacji może być przystosowanie terenu do:

Górnictwo węgla kamiennego

Pow. Obszarów górnictwa węgla kamiennego – 6,58 tyś. Ha

Roczne wydobycie – 100 mln ton

Węgiel kamienny występuje w zagłębiach:

Razem 46 złóż węgla kamiennego.

Oddziaływanie podziemnych kopalń węgla kamiennego

Tereny zawodnione poddaje się rekultywacji stojąc jedną z 2 koncepcji:

Zwałowiska skały płonnej górnictwa węgla kamiennego należą do bardzo trudnych do rekultywacji. Problemy wynikają z nałożenia się kilku niekorzystnych czynników, jakimi są:

-

W projektowaniu rekultywacji zwałów górnictwa węgla kamiennego trzeba uwzględnić :

W Zagłębiu wałbrzysko-Noworudzkim, gdzie skała płonna zawiera mniej pirytu i charakteryzuje się stosunkowo niewielkim zasolenie, dominuje leśny kierunek zagospodarowania

Kierunek ten jest jednak ryzykowny, gdyż na zwałowiskach nie powstają lasy produkcyjne o odpowiednim uzysku drewna. Dlatego obecnie preferuje się zagospodarowanie zwałów w kierunku rekreacyjnym.

Zastosowanie kierunku rekreacyjnego pozwala na wprowadzenie zakrzywień i zadrzewień typu parkowego ( zieleń uporządkowana ) Zadarnienie skarp można wykonać stosując np. metodą hydroobsiewu, a roślinność posadzić w kępach wykorzystując krzewy lub drzewa.

Szczególnymi sposobami zagospodarowania hałd górniczych może być urządzenie na nich terenów sportowych do przeprowadzania zawodów motocrossowych ( hałdy wałbrzyskie )

Gatunki drzew i krzewów stosowane w rekultywacji zwałowisk górnictwa węgla kamiennego

Zwały nie przepalone – wierzchowiny

Drzewa Krzewy

Brzoza brodawkowata

Robinia akacjowa

Sosna czarna

Sosna zwyczajna

Dąb czerwony

Modrzew europejski

Olsza czarna

Olsza szara

Jarząb pospolity

Topola osika

Róża pomarszczona

Karagana syberyjska

Głóg dwuszyjkowy

Liguster pospolity

Rokitnik zwyczajny

Dereń

Zwały przepalone – wierzchowiny Zbocza zwałów

Drzewa Drzewa o lekkich koronach

Wszystkie gatunki jak na zwały nie przepalone

Dąb szypułkowy

Jesion wyniosły

Klon polny

Krzewy jak na zwały nie przepalone + inne

Robinia akacjowa

Olsza szara

Topola osika

Jarząb pospolity

Wierzba iwa

Krzewy jak na zwały nie przepalone

Górnictwo węgla brunatnego

Wydobycie węgla brunatnego

Zagłębie Rok 2003 Rok 2010
Bełchatowskie 34,6 39,2
Konińsko-Adamowskie 16,1 14,9
Turoszowskie 10,1 12,4
Razem 60,8 66,5

Zasoby węgla brunatnego na świecie – 510 mld ton

Oddziaływanie odkrywkowej eksploatacji węgla brunatnego na środowisko glebowe obejmuje:

  1. Wyłączenie z użytkowania rolniczego gleb w obrębie odkrywki, zwałowisk zewnętrznych i obiektów infrastruktury górniczej

  2. Geomechaniczną dewastacje związaną ze zmiana morfologii terenu

  3. Naruszenie struktury i cech fizykochemicznych górotworu

  4. Skutki zmian jakości i ilości wód powierzchniowych

  5. Odwodnienie terenu w obrębie leja depresji

Problem degradacji gleb obejmuje także gleby otaczające odkrywkę gdzie dochodzi do degradacji hydrologicznej w obrębie leja depresji

Istotnym elementem ingerencji w środowisko jest ponadto naruszenie walorów krajobrazu i pogorszenie potencjalnych walorów rekreacyjnych danego terenu

Pośrednio eksploatacja węgla brunatnego wpływa na degradacje środowiska przez fakt funkcjonowania elektrowni pracujących w oparciu o spalanie wydobytego węgla.

Rekultywacja zwałowisk

W toku prac rekultywacyjnych wyróżnia się trzy fazy:

Zwałowisko zewnętrzne Bełchatów

Zasadnicze prace rekultywacyjne na tym obiekcie zakończone zostały w 1994r.

Do gospodarowania leśnego przekazano dotychczas Lasom Państwowym 1516 ha gruntów zrekultywowanych w kierunku leśnym; są to grunty na zwałowisku i terenach przyległych z wyłączeniem trasy narciarskiej i składowiska gipsów dla PGE Elektrowni Bełchatów S.A. ( ok. 42 ha składowisk gipsów )

Przykład rekultywacji:

Zrekultywowane zwałowisko zewnętrzne KWB Bełchatów ( Góra Kamieńsk ) :

Na górze Kamieńsk znajduje się elektrownia wiatrowa składająca się z 15 turbin o mocy 2MW każda;

Na północno-wschodnim stoku góry znajduje się ośrodek sportu i rekreacji wyposażony miedzy innymi w sztucznie naśnieżana oświetloną trasę narciarska

Powierzchnia zwałowiska wynosi 1480 ha

Zwałowisko powstało z nadkłada o obj. 1350 mln m3

Zwałowisko wewnętrzne Bełchatów

Podobnie jak w przypadku zwałowiska zewnętrznego został utrzymany leśny kierunek rekultywacji. Powierzchnia docelowa zwałowiska wewnętrznego wniesie 1300 ha

Do końca 2005 roku w ramach prac rekultywacyjnych wykonano sumarycznie:

W pierwszej połowie 2006 roku w ramach rekultywacji szczegółowej zadarniono – 3ha

Na zwałowisko tym przekazano już lasom państwowym 54 ha zrekultywowanych gruntów a kolejne 146 ha przygotowanych do przekazania.

Zwałowisko Szczerców

Obecnie nadkład z wyrobiska Pola Szczerców jest na pobliskim tymczasowym zwałowisku zewnętrznym. Z którego zostanie przetransportowany do wyrobiska P/Szczerców po zakończeniu wybierania węgla

Ze względu na tymczasowość, zwałowisko zew. Pola Szczerców nie będzie zalesiane:

Wykonana zostanie jedynie przeciwerozyjna obudowa biologiczna roślinnością zielna, która zabezpieczy pow. Wierzchowiny półek i skarp przed niszczącym działaniem wiatru i wód opadowych.

Do końca 2005r. w ramach prac rekultywacyjnych wykonano sumarycznie:

Rekultywacja podst. – 137 ha

Rekultywacja szczegółowa - 45 ha

W I połowie 2006r. w ramach tymczasowej obudowy biologicznej wykonano - 13 ha

W roku 2006 w Polsce wydobyto ok 90 mln ton węgla kamiennego i 60 mln ton węgla brunatnego a na świecie 5mld ton węgla kamiennego i odpowiednio 1 mln ton węgla brunatnego

Polskie wydobycie węgla stanowi tylko 2,5% wydobycie węgla na świecie.

W 2030 roku na świecie planuje się wydobycie węgla kamiennego i brunatnego na poziomie ok. 13,5 mld ton

W Polsce około 140 mln ton nasze wydobycie będzie stanowiło tylko 1 % ogólnego światowego zużycia węgla.

Polska czołowym producentem węgla kamiennego i węgla brunatnego

Produkcja węgla kamiennego - 8 pozycja

Produkcja węgla brunatnego – 7 pozycja

Blisko 95 % energii elektrycznej jest wytwarzane z węgla

Węgiel kamienny wraz z węglem brunatnym są gwarancją polskiego bezpieczeństwa energetycznego

Górnictwo siarki

W Polsce złoża siarki znajdują się okręgach:

Rejon Tarnobrzeski – zasoby bilansowe ok. 560 mln ton ( 75% zasobów krajowych).

Ogółem, do końca 2005 roku w rejonie Tarnobrzega wydobyto około 123,3 mln Mg siarki, z czego 14,6 mln Mg pochodziło z kopalń odkrywkowych, a pozostałe 108,7 mln Mg z kopalń otworowych.

Eksploatacja w rejonie Tarnobrzeskim złóż siarki rodzimej prowadzona jest od 1961 r

W początkowym okresie wydobycia w kopalniach Piaseczno (1961-1971) i Machów (1969-1992) stosowano głownie metodę odkrywkową.

Dynamiczny wzrost wydobycia nastąpił jednak wraz z wdrożeniem technologii otworowej eksploatacji złoża siarki w kopalni Jeziórko (1967-2001) i później w kopalni Osiek (od 1993r.)

Na potrzeby krajowego przemysłu chemicznego pozostawiono jedynie kopalnię Osiek o najniższych kosztach wydobycia i zdolności produkcyjnej dostosowanej do bieżącego zapotrzebowania ( ok. 0,7 mln Mg w roku)

Aktualnie na świecie jedyną czynna kopalnią otworową jest „Osiek”

Metoda odkrywkowa – metoda ta był stosowana, gdy złoża zalegały na niewielkich głębokościach i przy korzystnych stosunkach miąższości warstwy siarkonośnej do miąższości warstwy nadkładu.

Wydobycie ą metodą polegało na zdejmowaniu warstwami nadkładu przy pomocy urządzeń mechanicznych ze złoża rudy siarkowej i składaniu tego nadkładu na zwałowisku. Uzyskaną siarkę w wyniku eksploatacji przekazywano do zakładów przeróbczych, gdzie podlega procesowi flotacji.

Metoda Frascha ( metoda podziemnego wytapiania lub metoda otworowa)

Metoda polegała na tworzeniu węzłów składających się z otworu centralnego przez który jedną kolumną rur podawana była do złoża gorąca woda, drugą centrycznie ustawioną kolumną rur wydobywa się płynna siarkę. A trzecią wewnętrzną kolumną podawane było sprężone powietrze, ułatwiające wypływ siarki na powierzchnię.

W celu uniknięcia awarii i niekontrolowanego przepływu roztopionej siarki poza rurami na powierzchnię terenu, wiercone są w odległości do 120 m otwory odprężające, którymi odbiera się nadmiar wody w złożu, zmniejszając jej ciśnienie do bezpiecznego poziomu.

W odległości ok. 1000m od węzła eksploatacyjnego wiercone są otwory odprężenia depresyjnego, który wypompowuje się nadmiar wody ze złoża, tak aby przywrócić naturalne warunki przepływu wody w złożu.

Degradacja środowiska w rejonie eksploatacja siarki metodą otworową

Główne formy degradacji to przekształcenia:

- Geomechaniczne,

  1. Powodują zniszczenie przemieszczenie lub przykrycie zewnętrznych poziomów gleby,

  2. Deformacje ciągłe ( osiadanie powierzchni ) od 2,5 do 3,5 m (6m) i występowanie deformacji nieciągłych w postaci zapadlisk i uskoków.

- Hydrologiczne

  1. Są następstwem pierwotnych stosunków wodnych, powstałych w wyniku poeksploatacyjnych osiadań terenu i prowadzące do zmniejszenia grubości warstwy aeracyjnej gleby.

- Chemiczne, związane z przedostawaniem się na powierzchnię siarki elementarnej i silnie zmineralizowanych wód złożowych do dużej zawartości siarkowodoru.

Chemicznie aktywna siarka ulega przemianom mikrobiologicznym, w wyniku których w etapie końcowym powstaje kwas siarkowy ( w konsekwencji pH gleby poniżej 2, przyspieszony proces mineralizacji materii organicznej).

Rekultywacja i zagospodarowanie terenów zdegradowanych w wyniku wydobycia siarki:

Rekultywacja obejmowała 3 fazy:

Zagospodarowanie

Greszta (1980) wyróżnił w zależności od zastosowania kierunku rekultywacji:

Proces likwidacji wyrobisk kopalni siarki Machów i wyrobiska Piaseczno

Zakończy się utworzeniem zbiorników rekreacyjnych, które wpłyną na zmiany środowiskowe, w tym na:

Wpływ górnictwa i przetwórstwa metali na środowisko glebowe związany jest z:

Formy oddziaływania współczesnego górnictwa i przetwórstwa rud metali nieżelaznych na środowisko glebowe na etapie wydobycia:

Pylenie ( z szybów górniczych oraz podczas transportu urobku) – powoduje degradacji chemiczną gleb, polegającą głównie na ich zanieczyszczeniu metalami ciężkimi,

Tworzenie hałd górniczych ( zazwyczaj niewielkich rozmiarów ) na których składowana jest pochodząca z udostępniania złoża,

Deformacje terenu – osiadanie typowe dla górnictwa podziemnego

Degradacja hydrologiczna w obrębie leja depresyjnego – nie występuje zawsze ale możliwa w związku z koniecznością odwodnienia terenu.

Flotacja (wzbogacenie rud) to proces technologiczny obejmujący oddzielnie rud metali od kały płonnej.

Proces ten oparty jest na zjawiskach związanych z wytwarzaniem emulsji dwóch cieczy i jej wypienianiem. Wydobytą skałę miesza się z wodą i drugą cieszą tworzącą emulsję, a następnie silnie napowietrza. W wyniku złożonych procesów fizykochemicznych ziarna bogate w minerały rudne wraz z pęcherzykami powietrza wypływają na pow., cieczy, tworząc pianę

Ziarna skały płonnej opadają na dno, tworząc szlam, który następnie transportowany jest na mokro i deponowany w zbiornikach (osadnikach) poflotacyjnych.

Piana zawierająca koncentrat rudy metalu przekazywana jest do dalszego przetwarzania w hucie.

Oddziaływanie zbiorników poflotacyjnych na środowisko glebowe:

ekultywacja i zagospodarowanie hałd odpadów przemysłowych

Popioły i żużle energetyczne są odpadami produkowanymi w elektrowniach i elektrociepłowniach spalających konwencjonalne paliwo, jakim jest węgiel kamienny i brunatny.

Popiołów z przemysłu energetycznego w 50% są składowane, a pozostała część jest wykorzystywana dla potrzeb:

Przemysłu cementowego

Do budowy dróg

Posadzki w górnictwie węgla kamiennego, jako dodatek do piasku, mieszanka ta spełnia dobrze funkcje przeciwpożarowe

Rolnictwo – jako składnik nawozów wapniowo-magnezowych. Do odkwaszania torfów, produkcji kompostów oraz alkalizacji nawozów organicznych, np. gnojowicy.

Główne problemy rekultywacji popiołów:

Docelowy kierunek rekultywacji to kierunek rolny lub trwałe zadarnienie:

Techniczna rekultywacja składowisk suchych powinna doprowadzić do wyrównania powierzchni a składowisk mokrych – do jej spulchnienia. Skarpy należy uformować zgodnie z ogólnie przyjętymi zasadami, maksymalnie ograniczając ich nachylenie (optymalnie 1:4). Najlepiej jest przykryć zdeponowane odpady warstwa co najmniej 10 cm żyznej gleby.

Biologiczna rekultywacja – przebiega nalepiej gdy do uzyznione warstwy gleby stosuje się nawożenie organiczne oraz mineralne

Prace agrotechniczne należy wykonać w okresie optymalnej wilgotności. Pierwszy etap rekultywacji stanowu obsianie składowiska mieszanka traw z roślinami motylkowymi

Zalecane est także zastosowanie rosliny ochronne np. gorczycy lub rzepaku. Pielęgnacja obejmuje koszenie roślin ochronnych w kwietniu i 2 –krotne traw w okresie wegetacji. Wskazane jest także okresowe nawadnianie.

Rekultywacja i zagospodarowanie hałd fosfogipsów

Fosfogipsy są odpadami wytwarzanymi przy produkcji nawozów fosforowych.

Składowiska fosfogipsów powstają w zasadzie przy wszystkich zakładach przemysłowych produkujących kwas fosforowy lub nawozy fosforowe.

Duże składowiska fosfogipsów znajdują się m.in. w Wiślince koło Gdańska oraz w Policach koło Szczecina, oraz w Bolesławcu gdzie funkcjonują Zakłady Chemiczne Wizów S.A. Rocznie w świecie produkuje się ok, 100 mln ton fosfogipsu, z czego 40 % na Florydzie gdzie powstało 20 składowisk zajmujących powierzchnię 2000 ha, z których zrekultywowano tylko 1 w latach 90-tych.

Silnie kwaśne odcieki ze składowisk fosfogipsu zawierają znaczne ilości : siarczanów, fosforanów, fluorków, niektóre metali ciężkich i radionuklidów.

Silnie kwaśny odczyn (1,5-3,0), sprawia że w pierwszym okresie składowania praktycznie nie występują na składowisku procesy naturalnej selekcji. Woda opadowa powoduje ługowanie kwasu z powierzchniowych warstw składowiska, co wpływa na wzrost pH a w konsekwencji przyczynia się do pojawienia glonów i z czasem kwasolubnych roślin zielonych. W wyniku naturalnej sukcesji w okresie kilku - kilkunastu lat hałdy pokrywają się roślinnością.

Fosfogipsy na składowisku niezabezpieczonym przed oddziaływaniem wody opadowej, powoli rozpuszczają się w wodzie. Hałdy charakteryzują się znaczną podatnością na erozje i rozmywania co prowadzi do krasowości.

Polskie doświadczenia z rekultywacją fosfogipsów wskazują , że nawiezienie na powierzchnię odpadów ziemi próchniczej lub materiału o dobrej przydatności rekultywacyjnej przyspiesza rekultywację.

Osady ze zbiorników sedymentacyjnych zastosowane w Policach okazały się dobry podłożem do rozwoju takich gatunków drzew jak: brzoza brodawkowata, topola osika, klon srebrzysty, dąb czerwony oraz krzewów : rokitnik zwyczajny i karagana syberyjska. Na zadrzewionych częściach hałdy postępuje sukcesja naturalna, prowadząca do kształtowania się typowych zespołów leśnych.

Pomimo trudności powstało sporo propozycji zagospodarowania tego odpadu i to w różnych dziedzinach gospodarki – budownictwie, przemyśle chemicznym, górnictwie czy też w drogownictwie.

Wśród proponowanych rozwiązań technologicznych zagospodarowaniu fosfogipsu można wyróżnić:

  1. Metody chemiczne związane z wykorzystaniem takich składników jak siarka czy wapń

  2. Metody, w których podstawowe procesy opierają się na właściwościach faz występujących w układzie CaSO4 – H2O i ich technologicznych postaciach.

ZASADY REKULTYWACJI GLEB ZDEGRADOWANYCH CHEMICZNIE

Odkwaszanie gleb zakwaszonych

Neutralizacje kwaśnego odczynu gleb uzyskujemy poprzez wapnowanie. Dawkę wapna oblicza się na podstawie kwasowości hydrolitycznej gleby. Na gleby lekkie stosuje się wapno węglanowe natomiast formę tlenkową stosuje się na gleby zwięzłe, ze względu na ich zdolności buforowe.

W Sali świata około 380 mln ha gleb potencjalnie produktywnych nie jest użytkowanych ze względu na nadmierne zasolenie. Problem ten występuje w tych krajach gdzie parowanie dominuje nad infiltracją wody w głąb gleby.

Przyczyny zasolenia gleb

Zdaniem Gryni i wsp. Obszar gleb zasolonych poprzez działalność człowieka na świecie wynosi ponad 20 mln ha.

Przyczyny takiego stanu dotyczą :

Rekultywacja - najpowszechniej stosowaną metodą jest metoda hydrologiczna

Sole powodujące zasolenie gleby są łatwo rozpuszczalne w wodzie dlatego efekt odsalania można uzyskać poprzez zastosowanie zabiegów nawadniania.

Efekty przemywania zależą w znacznej mierze od przepuszczalności gleby i szybkości infiltracji wody w głąb profilu glebowego

Metody chemiczne odsalania gleb zasolonych - opierają się na wypieraniu i wymywaniu z gleby soli sodu. Zwykle stosuje się w tym celu klasyczną metodę gipsowania, polegających na wprowadzeniu do gleby siarczanu wapnia. Alternatywnie można stosować także kwas siarkowy albo elementarną siarkę . W wyniku ich reakcji z wymiennymi jonami sodu lub węglanem sodu powstaje siarczan sodu, wymywany w głąb gleby.

Przykładem rekultywacji terenów o dużym zasoleniu podłoża jest obszar Krakowskich Zakładach Sodowych „Solvay”

Po przeprowadzonej restrukturyzacji zakładów zmieniono sposób użytkowania tych terenów.

Na miejsce starych budynków wybudowano centrum handlowe „Zakopianka” które funkcjonują od 1998r. zaś obszar po stawach osadowych przeznaczono na tereny rekreacyjne, zajmujące wraz z terenami przyległymi 88,29 ha.

Rekultywacja osadników i terenów przyległych objęła następujące zabiegi

Teren po osadnikach będzie zagospodarowany poprzez zastosowanie kierunku rekultywacji specjalnego spełniającego funkcję rekreacyjno-leśno-parkowe. Zastosowana zostanie roślinność ze zbiorowisk naturalnych występujących na tym terenie, wzbogacone o nasadzenie lipy drobnolistnej i jałowca.

Greinert wyróżnia rekultywację terenów przyległych do szlaków komunikacyjnych.

Autor proponuje następujące fazy:

Gleby zanieczyszczone metalami ciężkimi

Zgodnie z obowiązującym prawem „rekultywacja zanieczyszczonej gleby lub ziemi polega na przywróceniu jej właściwości do stanu wymaganego standardami jakości” co związane jest z koniecznością usunięcia z gleby nadmiernych ilości zanieczyszczeń.

Rozporządzenie ministra środowiska z 9 września 2002 dotyczące standardów jakości gleby oraz standardów jakości ziemi.

Uwzględnia ok. 50 substancji, w tym metale ciężkie i różne zanieczyszczenia organiczne wyodrębnia 3 kategorie obszarów: A, B, C Uwzględnia głębokość oraz przepuszczalność gruntu, Nie bierze od uwagę właściwości gleby – takich jak: odczyn, zawartość próchnicy, pojemność sorpcyjna te właściwości decydują o zagrożeniu ekologicznym.

Metody rekultywacji opierają się na 2 strategiach:

Efekt unieruchomienia ( immobilizacji ) metali ciężkich w fazie stałej gleby uzyskuje się modyfikując właściwości gleby :

Podstawowym zabiegiem ograniczającym ruchliwość metali jest odkwaszanie gleb przez wapnowanie.

W przypadku gleb lekkich, ubogich w substancję organiczną, efekt zmniejszenia mobilności metali można uzyskać także rzez wprowadzenie do gleb składników o bardzo dużej pojemności sorpcyjnej.

Stosuje się w tym celu dodatki organiczne np. torf, węgiel brunatny, komposty, trociny, korę drzewną, nawozy zielone. Skutecznym zabiegiem jest takie zastosowanie materiałów bogatych w minerały ilaste.

Metody w rekultywacji gleb zanieczyszczonych metalami ciężkimi możemy podzielić na :

  1. Techniczne

  2. Biologiczne

Techniki te stosuje się :

  1. Bez przemieszczania gleby („in situ”)

  2. Usunięcie zanieczyszczonej warstwy gleby, a następnie poddanie jej procesowi oczyszczania w innym miejscu („ex situ”)

Metody „ex situ”

Metody „in situ”

W zależności od rodzaju zanieczyszczenia i sposobu jego detoksykacji wyróżnia się kilka metod remediacji:

Fitoekstrakcja polega na usuwaniu metali z gleby poprzez wykorzystanie roślin o naturalnych zdolnościach do pobierania akumulacji, tolerancji dużych ilości metalu. Wykorzystuje się w tym celu zdolności roślin takich jak hiperakumulatory.


Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Sciąga - wzory, Ogrodnictwo 2011, Gleboznawstwo I semestr, Materiały do kolokwium nr 1 - Minerały ,
Gleba, Szkoła Rolnictwo studia, Szkoła, Materiały studia, Gleboznastwo, gleba
glebik, Szkoła Rolnictwo studia, Szkoła, Materiały studia, Gleboznastwo
Materialy z gleboznawstwa raz j Nieznany (2)
Ćw1rolnicy, Szkoła Rolnictwo studia, Szkoła, Materiały studia, Gleboznastwo, Gleboznawstwo
sciaga z gleboznawstwa 2, Ogrodnictwo UP Lbn, Gleboznawstwo, Materialy i sciagi z gleboznawstwa
sciaga z glebozmnawstwa, Ogrodnictwo UP Lbn, Gleboznawstwo, Materialy i sciagi z gleboznawstwa
sc10, Ogrodnictwo UP Lbn, Gleboznawstwo, Materialy i sciagi z gleboznawstwa
cw 9, Szkoła Rolnictwo studia, Szkoła, Materiały studia, Gleboznastwo
Glebozna Lesny niestacj -program 2009, LEŚNICTWO SGGW, materiały leśnictwo, glrboznawstwo
SKALY MAGMOWE, LEŚNICTWO SGGW, MATERIAŁY LEŚNICTWO SGGW, Gleboznawstwo
sc9, Ogrodnictwo UP Lbn, Gleboznawstwo, Materialy i sciagi z gleboznawstwa
Materialy z gleboznawstwa raz j Nieznany
sc3, Ogrodnictwo UP Lbn, Gleboznawstwo, Materialy i sciagi z gleboznawstwa
maciek-gleboznawstwo, Skrypty, UR - materiały ze studiów, II semestr
Zakres materiału na kolokwium z Gleboznawstwa, AK sem II (PB), szkoła, glebozawstwo
sc11, Ogrodnictwo UP Lbn, Gleboznawstwo, Materialy i sciagi z gleboznawstwa
SKAŁY MAGMOWE, LEŚNICTWO SGGW, MATERIAŁY LEŚNICTWO SGGW, Gleboznawstwo, Sem. 2

więcej podobnych podstron