GLEBY

Gleba - jest najbardziej powierzchniowym, biologicznie czynnym utworem skorupy ziemskiej, powstałym z różnych skał macierzystych w procesie glebotwórczym
w wyniku wielu nakładających się czynników geologiczno - hydrologiczno - biologicznych
i w dalszym ciągu podlegającym przemianom zachodzącym w wyniku oddziaływania na nią zmieniających się w czasie zespołów organizmów żywych a także czynników klimatycznych w określonych warunkach rzeźby terenu.

Procesy glebotwórcze:

• wietrzenie fizyczne

• wietrzenie chemiczne

• wietrzenie biologiczne

Poziomy glebowe - warstwy odróżniające się od sąsiednich jednorodną barwą, konsystencją uziarnieniem ilością i jakością materii organicznej oraz składem chemicznym.

Poziomy glebowe tworzą profil glebowy.

Oznaczenie	Nazwa poziomu	Opis
O	organiczny	Zawiera > 20% substancji organicznej
A	akumulacyjny	Poziom nagromadzenia składników organicznych, próchnicy i składników mineralnych
E	eluwialny	Działanie ługujące wody - jasne zabarwienie silnie przepuszczalny
B	iluwialny	Strącanie związków z wyższych części profilu, zabarwienie brunatne
G	glejowy	warunki nadmiernego nawodnienia i niedostatecznego natlenienia, Fe^3+ => Fe^2+ - zabarwienie szarozielonkawe lub sine
C	skały macierzystej

Powierzchnia Polski zajmowana przez wybrane typy gleb:

Brunatne - 51%

Bielicowe - 25%

Bagienne - 9%

Mady - 5%

Płowe - 5%

Czarnoziemy - 1%

Postacie wody w glebie:

• para wodna

• woda molekularna

• woda kapilarna

• woda wolna

Makroelementy w glebie:

O, C, H, N, P, K, Ca, Mg, S

Najważniejsze mikroelementy w glebie:

Fe, Cl, Mn, B, Mo, Zn, Cu, Co

Udział faz w glebie (% objętościowe):

2% - substancja organiczna

Humifikacja - proces wytwarzania związków humusowych ze szczątków roślinnych i zwierzęcych pod wpływem drobnoustrojów glebowych, enzymów zawartych w resztkach tkanek oraz makrofauny glebowej, a także czynników abiotycznych

Mineralizacja - proces rozkładu substancji organicznych na proste związki mineralne zachodzący w glebie, głównie w skutek działania drobnoustrojów.

Skład edafonu

Degradacja gleby - proces pogarszania się właściwości biologicznych, chemicznych
i fizycznych, powodujących obniżenie jej biologicznej aktywności co pociąga za sobą obniżenie urodzajności gleby, czyli zmniejszenie jej produktywności, a w ostateczności wyłączenie jej z produkcji.

Najważniejsze formy degradacji pokrywy glebowej:

• zmiana sposobu użytkowania terenu (tworzenie terenów bezglebowych, zniekształcanie rzeźby terenu)

• deformacja stosunków wodnych

• degradacja fizyczna (erozja, pogarszanie struktury gleby mechaniczne zanieczyszczenie gleby)

• wyjałowienie gleby

• zakwaszanie i alkalizacja

• chemizacja gleby

Wyjałowienie gleby może być skutkiem jej wieloletniej monokulturowej uprawy, przy niewłaściwym uzupełnianiu makroelementów.

Przeciwdziałanie wyjałowieniu gleby:

• płodozmian (zmianowanie roślin);

• racjonalna gospodarka nawozowa dostarczającą odpowiednią ilość makro- i mikro- elementów odżywczych.

Erozja gleby - niszczenie warstwy gleby przez wiatr (erozja eoliczna) i płynącą wodę (erozja wodna).

• Podatność gleb na erozję

• Utwory lessowe i lessopodobne

• Utwory pyłowe pochodzenia wodnego

• Piaski luźne i słabo gliniaste

• Piaski gliniaste, pylaste i gliny pylaste

• Gliny, iły i utwory szkieletowe

• Formy antropopresji wspomagające erozję

• nadmierny wyrąb lasów

• nieprawidłowa uprawa gruntów

• nieprawidłowy dobór roślin uprawnych

• odwadnianie bagien

Zakwaszenie gleb może być skutkiem:

• kwaśnych opadów atmosferycznych

• stosowania nawozów amonowych

• działalność bakterii

• rozkład próchnicy

• produkcji H₃O⁺ przez korzenie roślin

• utlenianie siarczków

Zakwaszenie gleby może się przyczyniać do:

• wymywania składników pokarmowych

• zmian w edafonie

• wzrostu stężenie metali ciężkich w roztworze glebowym oraz zwiększenia och przyswajalności

• uszkodzeń korzeni roślin

Przeciwdziałanie zakwaszeniu gleby:

• Używanie składników neutralizujących (CaCO₃, CaMg(CO₃)₂)

Alkalizację gleb mogą powodować:

• odpady cementowe

• popioły z elektrociepłowni

• odpady z niektórych zakładów chemicznych, wapiennych i hutniczych

• ścieki

Zasolenie gleby mogą powodować:

• składowiska odpadów

• wody kopalniane

• nawozy mineralne

• posypywanie dróg zimą

Pestycydy- substancje syntetyczne lub naturalne, stosowane do zwalczania organizmów szkodliwych lub niepożądanych.

Wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne, Policykliczne węglowodory aromatyczne (w skrócie WWA od Wielopierścieniowe Węglowodory Aromatyczne lub PAH z angielskiego Polycyclic Aromatic Hydrocarbons) - policykliczne węglowodory zawierające skondensowane pierścienie aromatyczne bez podstawników.

• Wiele z nich podejrzewanych jest lub ma udowodnione własności kancerogenne.

• Powstają podczas niecałkowitego spalania wszystkich węglowodorów z wyjątkiem metanu.

• Wydzielają się także w trakcie spalania drewna iglastego, palenia papierosów, produkcji asfaltu, pracy pieców koksowniczych, są obecne w spalinach samochodowych i smole pogazowej.

• W postaci czystej stosowane są do produkcji leków, farb, pestycydów i tworzyw sztucznych.

Polichlorowane bifenyle (PCB) - ogólna nazwa organicznych związków chemicznych, pochodnych bifenylu, w którym część atomów wodoru zastąpiono atomami chloru.

Zastosowanie:

• w przemyśle elektrotechnicznym jako płyny dielektryczne
  w transformatorach

• materiały izolacyjne w kondensatorach dużej mocy

• jako plastyfikatory i impregnaty

• jako płyny hydrauliczne

• smary odporne na wysoką temperaturę

• do wyrobu opakowań

Szkodliwość:

• W latach 60. XX wieku odkryto ich silne własności rakotwórcze.

• ulegają one bardzo powolnemu rozkładowi z wydzieleniem pochodnych o własnościach zbliżonych do dioksyn

• powodują bardzo trudne do usunięcia skażenie gleby i wody.

• mogą wywoływać nowotwory, choroby układów immunologicznego i nerwowego, uszkodzenia wątroby, bezpłodność, a także uszkodzenie płodu u kobiet w ciąży.

Dioksyny - potoczna nazwa grupy organicznych związków chemicznych będących pochodnymi oksantrenu. Składają się one z dwóch pierścieni benzenowych połączonych przez dwa atomy tlenu oraz od jednego do ośmiu atomów chloru przyłączonych do pierścieni benzenowych. Podobnymi związkami są dibenzofurany, które niekiedy zalicza się do dioksyn.

Dioksyny są jednymi z najbardziej toksycznych związków, jakie otrzymano w wyniku syntezy. Istnieją jednak na Ziemi w śladowych ilościach jako produkt spalania drewna.

Metale ciężkie - przyjęto, że są to metale o ciężarze właściwym ponad 4,5g/cm³.

• Cd, Zn, Pb, Ni, Cr, Cu, Hg

• Zanieczyszczenie gleb metalami ciężkimi może być spowodowane:

• opadem pyłów atmosferycznych (górnictwo rud metali, przemysł metalurgiczny, spalanie paliw)

• spływ ścieków

• wodna migracja ze składowisk odpadów

• zapylanie z rozwiewanych hałd lub osadników przemysłowych

• stosowanie nawozów mineralnych i środków ochrony roślin

• stosowanie odpadów i ścieków do użyźniania i odkwaszania gleb

Fitoremediacja - zabiegi polegające na użyciu roślin do degradowania, ekstrakcji
lub stablizacji zanieczyszczeń (min. metali ciężkich).

Fitoekstrakcja metali ciężkich polega na obsadzaniu gleb wysoko zmineralizowanych lub terenów pogórniczych tzw. hiperakumulatorami. Plon po zakończeniu sezonu wegetacyjnego jest zbierany spalany, a z popiołu pierwiastki można odzyskać.

Hiperakumulatory - gatunki roślin o wyjątkowych zdolnościach bioakumulacyjnych w stosunku do określonych pierwiastków.

Rośliny wykorzystywane do fitoremediacji gleb zanieczyszczonych metalami ciężkimi powinny się charakteryzować:

• odpornością na pobierane jony metali,

• odpornością na toksyczne substancje znajdujące się w zanieczyszczonych glebach,

• łatwą uprawą i zbiorem,

• możliwością wielokrotnej uprawy w ciągu roku

• dużą akumulacją metali

• wysokim przyrostem biomasy

• wysokim stopniem przemieszczania metali z korzeni do części naziemnych,

ODPADY

Odpady - są to wszystkie przedmioty oraz substancje stałe, a także nie będące ściekami substancje ciekłe powstałe w wyniku prowadzonej działalności gospodarczej
lub bytowania człowieka i nieprzydatne w miejscu lub czasie, w którym powstały; za odpady uważa się również osady ściekowe.

ODPADY KOMUNALNE - to odpady powstające w gospodarstwach domowych, a także odpady niezawierające odpadów niebezpiecznych pochodzące od innych wytwórców odpadów, które ze względu na swój charakter lub skład są podobne do odpadów powstających w gospodarstwach domowych,

Ustawa nakazuje nam odpadów: ZASADA 3x U

1. Unikać, a jeśli się nie da, to je

2. Utylizować, a jeśli się nie da, to je

3. Unieszkodliwiać.

Gospodarowanie odpadami - to zbieranie, transport, odzysk i unieszkodliwianie odpadów,
w tym również nadzór nad takimi działaniami oraz nad miejscami unieszkodliwiania odpadów.

Rozporządzenie ministra środowiska z dnia 27.09.200Ir. w sprawie katalogu odpadów

Rozporządzenie ministra środowiska z dnia 24.03.2003 r. w sprawie szczegółowych wymagań dotyczących lokalizacji, budowy, eksploatacji i zamknięcia, jakim powinny odpowiadać poszczególne typy składowisk odpadów.

Stanowi ono m.in., że składowiska odpadów niebezpiecznych oraz składowiska odpadów innych niż niebezpieczne i obojętne nie mogą być lokalizowane:

1. w strefach zasilania głównych i użytkowych zbiorników wód podziemnych (GZWP, UZWP);

2. na obszarach otulin parków narodowych i rezerwatów przyrody;

3. na obszarach lasów ochronnych;

4. w dolinach rzek, w pobliżu zbiorników wód śródlądowych, na terenach źródliskowych, bagiennych i podmokłych, w obszarach mis jeziornych i ich strefach krawędziowych, na obszarach bezpośredniego bądź: potencjalnego zagrożenia powodzią;

5. w strefach osuwisk i zapadlisk terenu, w tym powstałych w wyniku zjawisk krasowych, oraz zagrożonych lawinami;

6. na terenach o nachyleniu powyżej 10°;

7. na terenach zaangażowanych glacitektonicznie lub tektonicznie, poprzecinanych uskokami, spękanych lub uszczelinowaconych;

8. na terenach wychodni skał zwięzłych porowatych, skrasowiałych
   i skawernowanych;

9. na glebach klas bonitacji I-II;

10. na terenach, na których mogą wystąpić deformacje ich powierzchni na skutek szkód górniczych;

11. na obszarach ochrony uzdrowiskowej;

12. na obszarach górniczych utworzonych dla kopalin leczniczych;

13. na obszarach określonych w przepisach odrębnych.

Wybrać 4 przykłady

Głównymi wytwórcami odpadów z sektora gospodarczego są:

• górnictwo węgla,

• wydobycie surowców mineralnych,

• przemysł energetyczny

• hutnictwo.

Oddziaływanie składowisk odpadów na środowisko

• Bierne:

• Zajmowanie terenu

• Dewastacja krajobrazu

• Czynne:

• Deformacje terenu

• Zanieczyszczanie otoczenia przez pylenie

• Zanieczyszczanie otoczenia przez produkty przemian chemicznych

• Wzrost poziomu hałasu w bezpośrednim sąsiedztwie składowiska

Zasięg i skala oddziaływania składowisk odpadów na środowisko zależy od:

• rodzaju odpadów oraz ich postaci

• składu chemicznego odpadów

• ilości odpadów na składowisku

• uziarnienie zgromadzonych odpadów

• charakterystyki skał podłoża składowiska

• konfiguracji przestrzennej składowiska w tym postaci i sposobu wykonania obwałowań

• ilości i intensywności opadów atmosferycznych

• dostępności składowiska dla wiatrów

WODA

Hydrologia (hydro - woda i logos - słowo); - nauka zajmująca się badaniem hydrosfery, oraz zjawisk i procesów jakie zachodzą w hydrosferze - odnosi się do procesów zachodzących w przestrzeni powietrznej - atmosferze, na powierzchni Ziemi (wody płynące i stojące) i wewnątrz skorupy ziemskiej - w litosferze (wody gruntowe).

Hydrosfera - powłoka wodna Ziemi przenikająca skorupę ziemską i atmosferę; wody podziemne, morza, oceany, rzeki, jeziora, bagna, lodowce, para wodna w atmosferze i skorupie ziemskiej, para skroplona i zestalona; w postaci mgieł, chmur
i opadająca na ziemię - deszcz, śnieg, grad i osady - szron i rosa.

Cykl hydrologiczny (duży i mały obieg)

Retencja - możliwość czasowego zatrzymania wody w dorzeczu (zlewni):

• retencja powierzchniowa (intercepcja szaty roślinnej, zwilżanie przedmiotów na powierzchni obszaru, retencja powierzchniowa gleby, woda zatrzymywana w zagłębieniach
  i nierównościach terenu, woda gromadzona w jeziorach
  i zbiornikach retencyjnych oraz w sieci rzecznej, retencja śniegowa i lodowcowa)

• retencja podziemna (woda znajdująca się w strefie aeracji
  i saturacji, woda błonkowata, woda adhezyjna, woda glebowa, woda infiltracyjna, woda kapilarna)

• Główny Zbiornik Wód Podziemnych (GZWP) - naturalny zbiornik wodny znajdujący się pod powierzchnią ziemi, gromadzący wody podziemne i spełniający szczególne kryteria ilościowe i jakościowe. GZWP mają strategiczne znaczenie
  w gospodarce wodnej kraju.

• Na terenie Polski wytypowano 180 GZWP a spośród nich wyodrębniono 53 zbiorniki najzasobniejsze.

Ile mamy klas jakości wody (powierzchniowej, podziemnej)? - wg nieobowiązującego rozporządzenia

Ile mamy kategorii wody wg Rozporządzenia Ministra Środowiska
z dnia 27 listopada 2002 r. w sprawie wymagań, jakim powinny odpowiadać wody powierzchniowe wykorzystywane do zaopatrzenia ludności w wodę przeznaczoną do spożycia ?

Która klasa jest najlepsza jakościowo, która najgorsza?

Która klasa jakości wody kategorycznie nie nadaje się do spożycia?

Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 27 listopada 2002 r. w sprawie wymagań, jakim powinny odpowiadać wody powierzchniowe wykorzystywane do zaopatrzenia ludności w wodę przeznaczoną do spożycia

• kategoria A1 - woda wymagająca prostego uzdatniania fizycznego, w szczególności filtracji oraz dezynfekcji;

• kategoria A2 - woda wymagająca typowego uzdatniania fizycznego i chemicznego, w szczególności utleniania wstępnego, koagulacji, flokulacji, dekantacji, filtracji, dezynfekcji (chlorowania końcowego);

• kategoria A3 - woda wymagająca wysokosprawnego uzdatniania fizycznego i chemicznego, w szczególności utleniania, koagulacji, flokulacji, dekantacji, filtracji, adsorpcji na węglu aktywnym, dezynfekcji (ozonowania, chlorowania końcowego).

ROZPORZĄDZENIE MINISTRA ŚRODOWISKAz dnia 11 lutego 2004 r. w sprawie klasyfikacji dla prezentowania stanu wód powierzchniowych i podziemnych, sposobu prowadzenia monitoringu oraz sposobu interpretacji wyników i prezentacji stanu tych wód

• klasa I - wody o bardzo dobrej jakości

• klasa II - wody dobrej jakości

• klasa III - wody zadowalającej jakości

• klasa IV - wody niezadowalającej jakości

• klasa V - wody złej jakości

Uzdatnianie wody

WODY POWIERZCHNIOWE

wstępne utlenianie →

koagulacja →

sedymentacja →

filtracja pośpieszna →

utlenianie pośrednie →

filtracja biologiczna lub adsorpcja → dezynfekcja

WODY PODZIEMNE

napowietrzanie →

filtracja pośpieszna →

Procesy uzdatniania wody

NAPOWIETRZANIE i odpędzanie gazów (stripping)- usuwa
z wody gazy rozpuszczone powodujące smak i zapach wody oraz lotne związki organiczne, zwiększa zawartość tlenu, a przez usunięcie CO₂ zwiększa odczyn pH wody.

KOAGULACJA stosowana jest do usuwania z wody cząstek
o rozdrobnieniu koloidalnym. Z koloidami usuwane są również inne zanieczyszczenia, np. bakterie, jony metali ciężkich, pestycydy i inne. W procesie koagulacji wykorzystywane są sole glinu i żelaza

SYDYMENTACJA, FLOTACJA- zapewniają usunięcie zawiesin obecnych zarówno w wodzie surowej, tzn. nie oczyszczonej, jak i w wodzie po koagulacji lub strącaniu chemicznym. W procesie tym usuwane są z wody cząsteczki mające ciężar właściwy większy niż woda. Podczas flotacji możliwe jest usunięcie z wody cząstek
o ciężarze właściwym mniejszym niż woda, bądź większym- jeżeli zastosowane zostanie powietrze. Flotacja stosowana jest do usuwania zawiesin, których nie można usunąć w procesie sydymentacji, np. glonów oraz cząstek rozdrobnionych (koloidów)
z wody o niskiej temperaturze.

FILTRACJA-usuwanie zawiesiny w połączeniu z innymi zanieczyszczeniami. W technologii tej wyróżnia się:

• filtrację pospieszną - stosowana po wcześniejszych procesach oczyszczania wody

• filtrację powolną - efekty uzyskane podczas filtracji pospiesznej
  i procesów biochemicznych

DEZYNFEKCJA- główne jej zadanie to niszczenie mikroorganizmów obecnych w wodzie i zabezpieczenie dobrej jakości sanitarnej wody w sieci wodociągowej. Celem dezynfekcji końcowej jest zniszczenie mikroorganizmów obecnych w wodzie po wcześniejszych procesach jej oczyszczania oraz zabezpieczenie wody przed wtórnym- w sieci- rozwojem organizmów żywych, głównie bakterii.

Jako czynniki dezynfekujące stosowane są:

• chlor - dotąd najczęściej używany,

• chloraminy,

• dwutlenek chloru,

• promieniowanie UV -maksymalna efektywność przy dł.fali 265nm

• ozon.

WYMIANA JONOWA - w Polsce stosowana jest do oczyszczania wód przeznaczonych głównie do celów przemysłowych ( w szczególności dla energetyki), do usuwania związków powodujących twardość wody, do odsalania bądź demineralizacji wody

CHEMICZNE STRĄCANIE - usuwa niektóre jony. Po chemicznym strącaniu, podobnie jak po koagulacji, niezbędne są procesy sydymentacji, filtracji oraz czasami korekty pH. W Polsce stosowany najczęściej w oczyszczaniu wody do celów przemysłowych. Czasami stosowane łącznie z koagulacją

SORPCJA NA WĘGLU AKTYWNYM - służy głównie do usuwania rozpuszczonych związków organicznych. Węgiel aktywny używany jest z dużą skutecznością do obniżania zawartości zanieczyszczeń powodujących barwę, smak i zapach wody.

UTLENIANIE CHEMICZNE -

• służy do usuwania związków barwnych oraz powodujących smak i zapach wody

• utlenienia organicznych związków trudnych do usunięcia w pozostałych procesach jednostkowych

• utleniania żelaza, manganu

• dezynfekcji oraz obezwładniania glonów.

• Utleniaczami stosowanymi najczęściej są: chlor, ozon, dwutlenek chloru i nadmanganian potasu.

PROCESY MEMBRANOWE - głównie do odsalania wód oraz w technikach specjalnych, np. do produkcji wody superczystej. W Polsce nie są stosowane powszechnie w zakładach uzdatniania wody do celów wodociągowych. Do procesów membranowych nalezą:

• odwrócona osmoza (OO),

• elektrodializa (ED),

• odwrócona elektrodializa (OED),

• ultrafiltracja (UF)

• nanofiltracja (NF).

INFILTRACJA - jest procesem, w którym przebiegają zarówno zjawiska fizyczne, chemiczne i biologiczne. Infiltracja znajduje coraz częstsze zastosowanie w oczyszczaniu zanieczyszczonych wód powierzchniowych. Realizowana jest jako naturalna i sztuczna. W sposób naturalny oczyszczana jest w gruncie. W sposób sztuczny w stawach infiltracyjnych, a następnie w gruncie. W wyniku infiltracji z wody usuwane są zawiesiny, koloidy, substancje rozpuszczone, bakterie, wirusy i glony oraz mikrozanieczyszczenia ( np. pestycydy, metale ciężkie).

właściwość wody opisana zespołem cech stanowiących o przydatności wody do określonych celów; przydatność dla zaopatrzenia ludności

ocenia się;

• skład chemiczny,

• właściwości fizyczne,

• właściwości chemiczne,

• właściwości organoleptyczne

• stan bakteriologiczny

Wskaźniki jakości wody

• temperatura wody

• zapach

• barwa

• zawiesiny ogólne

• odczyn

• tlen rozpuszczony

• BZT₅

• ChZT

• OWO

• przewodność elektrolityczna

BZT5 - Biochemiczne zapotrzebowanie na tlen - zużycie tlenu do utlenienia w warunkach aerobowych związków organicznych zawartych w ściekach (albo w wodzie) przy udziale mikroorganizmów.

ChZT - Chemiczne zapotrzebowanie na tlen - parametr używany podobnie jak BZT do oceny stanu wody lub ścieków, interpretowany jako ilość tlenu potrzebna do utlenienia zawartych związków organicznych i nieorganicznych. Utlenianie odbywa się za pomocą silnych związków utleniających takich jak dwuchromian potasu.

Ogólna Zawartość Węgla Organicznego (OWO) - wynika z obecności substancji organicznej w roztworze i zawiesinie, w postaci emulsji itp.

Przewodnictwo (PEW) (Przewodność elektrolityczna) - dobrze koreluje z zawartością substancji rozpuszczonych (z mineralizacją) w wodzie, chlorków, siarczanów, twardością ogólną. Pomiar PEW - lokalizuje dopływy zanieczyszczeń

---