ZANIECZYSZCZENIA LITOSFERY
A. Pojęcie litosfery:
Litosfera - to zewnętrzna, sztywna powłoka Ziemi obejmująca skorupę ziemską i górną część płaszcza ziemskiego o grubości, w zależności od miejsca na Ziemi, zmieniającej się od 60 km na obszarach oceanicznych do 100-120 km na terenie bloków kontynentalnych. Jej warstwą powierzchniową jest gleba. W przeważającej części litosfera jest zbudowana z występujących w stałym stanie skupienia skał (poza utworami wulkanicznymi i miejscowymi ogniskami magmowymi), dzięki czemu jest sztywna i wytrzymała.
B. Czynniki, zagrożenia i zanieczyszczenia:
Litosferze zagrażają następujące czynniki:
1. naturalne - działające bez ingerencji człowieka:
erozja, pożary, susza, trzęsienia ziemi,
2. antropogeniczne - spowodowane przez człowieka:
zatrucia metalami ciężkimi i substancjami toksycznymi pochodzącymi z nawozów,
zatrucia środkami ochrony roślin,
eksploatacja kopalń,
zabudowa miejska,
składowanie odpadów.
Głównymi zagrożeniami gleb są:
Monokultury, prowadzące do jej zaburzenia,
Wycinanie lasów i pożary roślinności (ułatwianie erozji),
Osuszanie podmokłych terenów i regulacja rzek (obniżanie poziomu rzek gruntowych),
Intensywne nawożenie,
Ścieki i różnego rodzaju odpady niewłaściwie składowane,
Intensywny wypas bydła (erozja),
Stosowanie chemicznych środków owadobójczych, chwastobójczych i grzybobójczych,
Zajmowanie obszarów rolniczych pod budownictwo przemysłowe i mieszkalne.
Oprócz wyżej wymienionych zagrożeń do gleby przedostają się także zanieczyszczenia występujące w wodzie deszczowej oraz w rzekach lub jeziorach. Dodatkowym problemem jest długi okres (w przeciwieństwie do powietrza czy wody) w jakim te zanieczyszczenia w glebie zalegają.
Nadmierne stosowanie nawozów, niezbędnych dla prawidłowego rozwoju roślin a zawierających takie pierwiastki jak azot (N), fosfor (P) czy potas (K) jest dla gleby bardzo niebezpieczne. Równie szkodliwe jest zbyt intensywne stosowanie środków ochrony roślin i innych toksycznych substancji. W wyniku przedostawania się do gleby kwaśnych opadów z atmosfery oraz zakwaszonych wód śródlądowych (zakwaszanie gleb) podnosi się w niej poziom trujących metali (głównie aluminium) oraz następuje wymycie składników niezbędnych dla życia roślin. Degradacja gleb prowadzi do zmniejszenia ich urodzajności i zatrucia żywności (metale ciężkie) z powodu akumulowania się ich w rosnących na nich roślinach. Spożywanie takich roślin jest szkodliwe zarówno dla zwierząt (zwiększona zawartość kadmu w wątrobie i nerkach wielu zwierząt leśnych) jak i dla człowieka. Z tego powodu nie należy uprawiać roślin przeznaczonych do spożycia w pobliżu ruchliwych dróg, czy też zakładów przemysłowych (a szczególnie hut miedzi, cynku i ołowiu).
Innym szkodliwym czynnikiem powodującym zanieczyszczenie gleb jest nadmierne nawożenie mineralne naruszające równowagę jej naturalnych składników. Prowadzi ono do zasolenia, zakwaszenia i zwiększenia zawartości związków azotu i fosforu. Zbyt intensywna uprawa może w niektórych przypadkach prowadzić także do tzw. zmęczenia gleby, objawiającego się obniżeniem ilości i jakości plonów a spowodowanego ograniczeniem przyswajania przez rośliny substancji pokarmowych oraz zwiększeniem ich podatności na choroby.
Objawy degradacji gleb:
intensywne zakwaszanie
niedobór składników pokarmowych dla roślin i zaburzenie miedzy nimi
równowagi jonowej
zbyt wysokie stężenie soli w roztworach
akumulacja i nadmienia mineralizacja substancji fitotoksycznych
ciągły lub czasowy niedobór tlenu i wody
pogarszanie się struktury i porowatości gleby
niszczenie poziomu próchniczego przez erozję wodną i wietrzną
spełzywanie mas ziemnych a także obrywy i osuwiska
zamulanie, zasypywanie i geotechniczne niszczenie gleb
podtapianie, zatapianie i osiadanie gruntów w rejonach rolniczych
Jednym z podstawowych czynników powodujących degradację gleby jest erozja czyli proces niszczenia powierzchni skorupy ziemskiej przez wodę (erozja wodna), wiatr (erozja wietrzna) i w mniejszym stopniu przez lodowce. Prowadzi ona do obniżenia zawartości substancji pokarmowych i materii organicznej w glebach oraz do pogorszenia ich struktury. Czynnikami ułatwiającymi erozję są m.in. wycinanie lasów, zwiększanie terenów pól uprawnych, nadmierne wypasanie bydła czy niewłaściwie prowadzona orka.
Przedstawione powyżej zagrożenia na jakie narażona jest gleba mogą prowadzić do utraty środowiska życia i zagłady wielu gatunków roślin i zwierząt oraz zakłócenia równowagi biologicznej licznych ekosystemów.
W ekosystemie leśnym najbardziej wyraźnym sygnałem zachodzenia niekorzystnych zmian jest stan drzew. Ściółka lasów iglastych - mniej odpornych na kwaśne deszcze, rosnących na kwaśnych glebach o małych możliwościach ich zobojętniania, rozkłada się powoli a ilość substancji odżywczych występujących w glebie jest niewysoka. Przenikające do zakwaszonej wody w glebie pierwiastki metali ciężkich zabijają wiele glebowych organizmów (grzyby żyjące w symbiozie z korzeniami drzew).
Najbardziej wrażliwym drzewem jest jodła. Chore świerki zmieniają kolor igieł na żółte i brązowe a następnie obserwowane jest wypełnianie pędów zastępczych. W dalszej kolejności obumierają korzenie i zmniejsza się odporność pnia na złamanie. Przebarwienie igieł i przerzedzenie korony występuje także u sosen. Dużych uszkodzeń doznają też buki (utrata liści, pęknięcia i guzy na korze, zmiana rozmieszczenia gałęzi). Kwaśność gleb zakłóca pobieranie wody przez rośliny powodując obumieranie lub osłabianie drzew (podatność na szkodniki i zmiany klimatu). Przykładem mogą tu być lasy sudeckie, w których silne zanieczyszczenie powietrza, zakwaszenie gleb, skażenie wód podziemnych fluorem, siarkowodorem i związkami azotowymi doprowadziło do klęski ekologicznej.
C. Zapobieganie:
Ochrona gleb wymaga:
Prawidłowych zabiegów rolniczych (zabiegi uprawowe),
Stosowania odpowiednich płodozmianów,
Właściwego rozmieszczenie użytków rolnych i leśnych
Wapnowania gleb zakwaszonych,
Przeciwdziałania erozji,
Rekultywacji (odnowy) terenów zdewastowanych,
Wykorzystania mineralnych surowców odpadowych pojawiających się przy
wydobyciu węgla, żelaza, miedzi, cynku i ołowiu,
Zagospodarowania odpadów komunalnych przez ich utylizację i
kompostowanie oraz oczyszczanie ścieków,
Racjonalnego użytkowania gleb i ich ochrony przed zanieczyszczeniami.
SKUTKI ZANIECZYSZCZANIA GLEB
zakwaszenie
Zmienia fizykochemiczne właściwości gleb oraz narusza funkcjonalne i strukturalne właściwości życia biologicznego. Sprzyja powstawaniu i uruchamianiu składników fitotoksycznych (np. wodorotlenek glinu rozkłada się w kwaśnym środowisku z wydzieleniem wolnych jonów, łatwo przyswajalnych przez rośliny, zatrucia jonami Fe i Mn). Zatrucie glinem prowadzi do uszkodzenia systemu korzeniowego i zahamowania wzrostu rośliny. Straty wapnia i magnezu, także obniżające pH gleby, powodują zmniejszanie w roślinach ilości chlorofilu co prowadzi do żółknięcia liści i pędów a nawet obumierania roślin. Brak magnezu obniża odporność drzew leśnych na działanie szkodników i pasożytów.
pestycydy
Szeroko stosowane w Polsce (na obszarze nawet 8 mln ha gruntów rolnych).
Prowadzą do obniżenia wydajności procesów biochemicznych (nitryfikacja i wiązanie azotu atmosferycznego) oraz zmęczenia gleb.
metale ciężkie
Chociaż objawy chorobowe jakie powodują one u roślin są rzadkie, to ich niekorzystny wpływ ma jednak istotne znaczenie. Metale ciężkie blokują układy enzymatyczne powodując zmiany fizjologiczne (blokowanie reduktazy azotanowej prowadzące do gromadzenia się azotanów w roślinach - niekorzystny wpływ na zwierzęta i ludzi - przedostawanie się wraz z pożywieniem) a u roślin uszkadzają system korzeniowy. Najbardziej szkodliwe są magnez, ołów i kadm, kumulujący się w nerkach i w wątrobie. Metale ciężkie oprócz przewodu pokarmowego są wchłaniane także przez układ oddechowy
- 1 -