GLEBA- powierzchniowa w-wa ziemi, która uległa przekształc. Pod wpływem biosfery, hydrosf., klimatu, rzeźby terenu, oddziaływ. czł. Wstępnym procesem jest

tworzenie zwietrzliny skalnej pod wpływem słońca, wody, org.żywych: wietrzenie chem., fiz.,biol. Gleba to podstaw. skł. środow.nat. i jeden z podstaw. elementów życia na ziemi. Jest siedliskiem życia org.,utworem dynamicznym, w którym zachodzą ciągłe przemiany zw.org. w zw. nieorg. i odrotnie. Dzięki org. w glebie, spełnia ona ważne funkcje sanitarne. G. makroskopowo jednolita skł. się z 3 warstw: stałej 50%, płynnej 25%, gazowej 25%. Skład fazy stałej: -subst.min. 90%, -subst. org. zbudow. w 90% z humusu 10%.

SKŁAD CHEMICZNY GlEB:

W skł. chem. g. wchodzi 14 pierwiastków: Al.,C,Ca,Cl,Fe, H,K,Mg,N,Na, O,P,S Si + Mn, Mo,Cu,Co,Pb,Zn,Ti,B.W min. części g. przeważają związki Si,Al.,Fe,Ca. Krzem występuje w postaci krzemionki(60-95%) Zawartość glinu w g. 5-12%. Żelazo występuje w g. w formie Fe2+ i Fe3+. Wapń występuje w postaci CaCO3. Jego zawartość waha się od ilości śladowych do kilkudziesięciu %. Zawartość pozostałych pierw. - od pojedynczych ppm do 1%.

% UDZIAŁ NAJCZĘŚCIEJ WYSTĘP. TYPÓW GLEB W POLSCE:

- 82% bielicowe, płowe ,brunatne

- 9% błotne, -5% mady, -2% czarne ziemie,-1% czarnoziemy -1% rędziny.

STRUKTURA GLEBY:

Jest to ten jej stan, przy którym osiąga ona budowę agregatową, zabezpieczającą roślinom optymalne warunki wodne powierzchniowe, cieplne. Poszczególne gruzełki mają dużo przestrzeni kapilarnych, które wypełniają się wodą kapilarną większych przestrzeniach - woda grawitacyjna O₂. Po jej spłynięciu, w wolne miejsca wchodzi powietrze atm., które dostarcza roślinom tlenu. Wodę czerpią rośliny z kapilar w gruzełkach

PROFIL GLEBOWY:

Procesy glebotwórcze prowadzą do wykształcenia się w skale macierzystej stref tzw. poziomów genetycznych, przebiegających równolegle do powierzchni g., a zróżnicow. pod wzgl. wł. fiz. i chem -zróżnicowaniemorfolo-giczne. Profil glebowy - pionowy przekrój przez całą miąższość warstwy Ziemi objętej procesem glebotwór.; Głębokość p.g. jest zmienna, lecz poza strefą tropik. nie przekracza zwykle 1,5 m;Na p.g. składają się poziomy glebowe (gleba), których następstwo w  p.g. pozwala zaliczyć badaną glebę do określonego typu, już w warunkach polowych; p.g. charakteryzuje budowę gleby i jest gł. podstawą systematyki gleb. A_o- ściółka, A- poziom akumulacyjny, E- p. eluwialny I(B)- p. iluwialny, C- p. substratu (skały macierz.) G- p. glejowy - p. substratu Od poziomów genet. należy odróżnić w-wy, które powstają w procesach skałotwórczych, wcześniejszych w stosunku do tworzenia się g.

WŁASNOŚCI POZIOMÓW I PODPOZIOMóW:

Poziomy gł. oznacza się dużymi literami alfabetu łac., a cechy towarzyszące - małymi. Do poziomów gł. należą:

1. p.organicznyA_o- występuje w g. min. i min-org. Skł. Się z obumarłych i znajdujących się w różnym stopniu zmumifikowania szczątków zwierzęcych. P.o. w g. organicznych charakteryzuje się miąższością >30cm.

2. p.próchniczy A- występuje w g. min. o profilu nienaruszonym z wyj. większości bielic. Ma różną miąższość; barwę od jasnoszarej do czarnej, w zależności od stopnia zmumifikowania materii. Zawartość subst. org. w g. do uprawy roślin-1-2%. Poziom A - gł. strefa rozwoju roślin.

3. p. eluwialny (wymywania) E - jest w glebach bielicowych i bielicach bezpośrednio pod A_o i A. Powstaje wskutek działania zakwaszonych r-rów glebowych, przesiąkających w głąb profilu. Jego grubość to kilkadziesiąt cm. Barwa - jasnoszara.

4. p. iluwialny (wmywania) B - tworzy się w wyniku nagromadzenia wymytych Al₂O₃ i FeO₃ z poziomów nad nim położonych. Barwa-rdzawoszara lub jasnobrunatna.

5. p. skały macierzystej C - stanowi część profilu glebowego w minimalny sposób zmieniony przez procesy glebotwórcze.

6. p. glejowy G - powstaje w g. o wysokiej wilgotności, gdzie niski poziom tlenu prowadzi do procesów redukcyjnych, przebiegających pod wpływem drobnoustrojów. Barwa - popielata, niebieskawa pochodzi od zredukow. zw. Fe i Mn.

CEL BADANIA GLEB:

Poznanie g. i jej przemian jest ważne dla oceny stanu g., stopnia jej dewastacji, poznania jej wł. morfolog., cech chem.,fiz fiz.-chem.

GŁ.CECHY MORFOLOGIC.:

g. określamy na podstawie oceny p.g., barwy, struktury układu g. , miąższości i nowotworów glebo.

MIĄŻSZOŚCIĄ nazywamy łączną głębokość wszystkich jednakowych genet. poziomów profilu glebowego od powierzchni do skały macierzystej. G. ze skał niemasywnych mają najmniejsze profile stąd podział g. na: 1. całkowicie głębokie >150cm, 2. niecałkowicie głębokie <150cm, 3.4. średniopłytkie i płytkie <50. BARWA zmienia się w zależności od wilgotności, nasłonecznienia i stopnia rozdrobnienia. Na b. g. ma wpływ b. jej części składowych. Próchnica nadaje g. barwę czarną, ciemnoszarą. Zw. Fe2+ - szarozielonkawąlub szaroniebieską, a zw. Fe3+ - żółtą, szarobrunatną do rdzawoczerwonej. B. ma wpływ na chłonność ciepła i jego przewodnictwo. STRUKTURA GLEBY to stan połączenia niejednorodnych elementarnych cz-czek fazy stałej. S.g. org. i min. znacznie różnią się od siebie. Często spotykane typy agregatów strukturalnych g. min. to struktura: warstwowa, słupkowa, pryzmatowa. S.g. org. może być: ziarnista, proszkowa, gruzełkowata.

UKŁAD GLEBOWY charakteryzuje sposób ułożenia względem siebie agregatów i ziaren. Mamy 4 rodzaje układów 1. luźny - luźne ułożenie ziaren i agregatów, nie sklejonych ze sobą piasków, żwirów. 2. pulchny - ułożenie makroporów sprzyja tworzeniu porowatości wewątrz- i między- gruzełkowej. Należą tu g. utworzone z lessów oraz g. murszowo-torfowe. Ma on optymalne warunki powietrzno- wilgotnościowe oraz cieplne dla rozwoju roślin. 3. zwięzły - agregaty przylegają do siebie na tyle szczelnie, że przestrzenie makroporowate stają się min. Należą tu utwory pylaste, mady. 4. zbity - ścisłe przyleganie do siebie ziaren różnej wielkości, które tworzą bezstrukturalną masę glebową. Należą tu g. gliniaste ciężkie.

NOWOTWORY GLEBOWE (KONKRECJE) powstają w wyniku procesu glebotwór. Ich cechą jest odmienność morfolog. Odróżniają się od otaczającej masy glebowej składem, masą i kształtem. Są pochodzenia chem. i w zależności od tego stanowią je skupienia łatwo rozpuszczalne sole chlorków, siarczanów, sodu, magnezu, wapnia, CaCO₃, tl. Fe glinu i manganu.

FIZYCZNE WŁ. GLEBY:

Podstawą oceny wł. fiz. g. jest jej układ trójfazowy. Polega on na tym, że składniki g. są w 3 stanach. Cz-ki org., min. i min.-org. stanowią fazę stałą. R-r glebowy to f. ciekła. Powietrze w g. , wypełniające wymiennie z f.c. pory, to f. gazowa. Do gł. wł. fiz. g. zaliczamy:1.SKŁAD GRANULO- METRYCZNY - Do gł. skł. g. należą cz-ki mineralne powstałe z wietrzenia skały macierzystej. Mineralne skł. g. to: min. krzemianowe ( kwarc, skalenie) , min. bezkrzemowe (kalcyt, gips) min. ilaste (illit). Większość cz-czek może być różna, dlatego cz-ki glebowe o podobnym składzie i wł. fiz. zgrupowano we frakcje. W Polsce - podział materiału glebowego na 2 grupy:

a) części szkieletowe:

- frakcja kamieni >20 nm

- frakcja żwiru 20 -1 nm

b) części ziemiste:

- f. piasku 1-0,1 nm

- f. pyłu 0,1 - 0,02 nm

- części spławialne <0,02 nm :

ił pyłowy gruby, ił pyłowy drobny, ił koloidalny. Skł. granulom. określa udział frakcji w jednostce masy gleby. Jest to podstawowa cecha gleby, zw. z jakością materiału macierzysteg. Stanowi wskaźnik wł. pow.-wodnych, skł. chem. i podatności g. na erozję. 2. GĘSTOŚĆ GLEBY jest to masa 1m³ suchej g. o nienaruszonej strukturze. Zależna od uziarnienia i struktury g. Gęstość właściwa rzeczyw. - ile x stałe cz-ki g. bez pow. i wody mają > masę od wody zajmującej tą samą V. G. ta zależy od skł. mineralicznego g. Gęstość obj. to stosunek masy próbki g. naturalnej w jej układzie do jej V całkowitej. Im większa gęst. obj., tym g. bardziej zbita i tym mniejsza jej porowatość. 3. POROWAT. I ZWIĘZŁOŚC Zwięzłość g. - siła, z jaką cz-ki glebowe są ze sobą spojone. Jej pomiar to określenie siły, jaka jest potrzebna do jej rozcinania. Porowatość - Σ wolnych przestrzeni nie zapełnionych materiałem g. Istnieje p. kapilarna i niekapilarna. Przeciętna p. ok.50% objętości g 4. PLASTYCZNOŚĆ- dzięki niej g. w stanie wilgotnym może się formować w różne kształty. P. zależy od wymiarów cz-czek. 5. LEPKOŚĆ wyraża się zdolnością przylegania mat. glebowego do przedmiotów. Zależy od wilgot. i skł. mech. g. 6.PĘCZNIENIE I KURCZENIE ma miejsce w g. zasobnych w cz-ki koloidalne. P. polega na zwiększeniu przez g. V, przy nawilgotnianiu i odwrot.

7. WODNE WŁ. G. - Woda w różnych postaciach: 1. wolna - przepływa w g. pod wł. ciężarem z góry na dół. 2. kapilarna - jest w najwęższych kanalikach glebowych, rusza się we wszystkich kierunkach, to podstawowy zapas wilgoci w g. 3. błonkowa - powleka cz-ki i gruzełki, trudnodostępna roślino 4. higroskopowa - b. silnie zw. z g. , dostaje się do niej z atm., występuje w g. ciężkich i próchniczych. 5. molekularna - zatrzymywana przez cz-ki g. siłami adhezji, zależy od rodzaju koloidów. 6. para wodna - wchodzi w skł. pow. glebowego w porach. 8. WŁ. CIEPLNE zw. są z poj. cieplną, przewodnictwem. Intensywność nagrzewania i szybkość utraty Q gleby zw. są z jej barwą i wilgotn. Q pochodzi: prom.słon., Q z powietrza, Q z proc. biolog.

WŁ. CHEM. I FIZ.-CHEM. :

Chemiczne wł. g. określa skład chem. g., formy i zw. pierwiastków i ich przemiany. Badania prowadzi się w celu oznaczenia gł. : = zawartości subst. org. w g. - w glebach prawidłowo użytkowanych równow. między subst. org. a powstawaniem zw. próchnicowy Przyspieszona mineralizacja świadczy o np. zakwaszeniu, akumulacji subst. toksycznych. Zawartość subst. org. oznacza się metodą barwową, z ubytku masy próbki w czasie jej wyżarzania. = zawartości C org. utlenialnego oraz zawartości próchnicy - są one miarą ilości subst. org. oraz wskażnikiem stopnia jej humifikacji. Na podstawie ilości C w g. oznacza się zawartość próchnicy, stosując przelicznik 58% (zawartość C w subst. próchnicowej). Oznaczeni polega na utl. C do CO₂ w środow. silnie kw. Z zastosowaniem utleniaczy.

= zawartości N w g. - zależy od ilości i jakości subst. org. i od stopnia jej rozkładu (wskaźnik - stosunek C do N). Na ogólną zawartość N w g. skł. się N org. i jego zw. min. Oznacza się też zawart. Pb,Co,Cd,Ni,Mg,Mn. Wł. fiz.-chem. określone są odczynem pH, zdolnościami sorpcyjnymi i oxydo-reduk : = pH g. - decyduje o nim stęż. jonów H⁺ i OH^- . Określa aktywność biolog. g. Stosunek ilości tych jonów może być w równowadze - pH neutralne. Ilościowa przewaga jonów H+ - ś. kw.; OH- - ś. zasad. Odczyn pH g. wyznacza się 2 metodami: - potencjometrycz. - pomiar Δ potencjałów między półogniwam - kolorymetrycz. - pomiar barwy cieczy powstającej z reakcji g. z płynem Helliga.

= zdolność sorpcyjna gleby- to abs. przez całą masę absorbenta par i gazów oraz cz-czek niezdysocjow. i jonów z r-ru, też abs., która polega na pochłanianiu tych subst. na powierzchni absorbenta. O sorpcji w g. decyduje koloid. faza stała (cz-ki 2*10^-3mm). W ich skład wchodzą : koloidy glebowe, wodorotl. Fe i Al., minerały ilaste, próchnica, kompleksy ilasto-próchnicze. Mamy sorpcję: wymienną, chemiczną i biologiczną. W g. - sorpcja wymienna, polegająca na wymianie jonów zaabs. Na powierzchni koloidów glebowych równoważnej chemicznie ilości jonów z r-ru g. Całkowitą ilość kationu, którą może zaabs. 100g g. nazywamy pojemnością sorp. gleby. = procesy oxydo-reduk. - podczas przemian subst. gleb. Zachodzą procesy redox-polegające na oddawaniu e- lub ich przyłączaniu. Podczas przemian subst. org, dominują nieodwr. procesy utl.

STAN I ŹRÓDŁA ZAGROŻ. G.:

Nadmierna koncentracja przemysłu, urbanizacja, intensyfikacja rozwoju rolnictwa spowodowały wzrost zanieczyszczenia mający zły wpływ na ekosystemy, zdrowie i życie. Zagrożenia wynikają z: pogłębiającego się niedoboru wody, zanieczyszcz. wód, atm., urbanizacji, industrializacji, degradacji gleb. Degradacja to pomniejszanie lub zniszczenie ekolog. I produkcyjnej wartości gleby. Formy i czynniki d.g.:

# zakwaszenie i zniekształcenie wł. chem. g. - zanieczyszcz. atm. powoduje przenikanie do g. subst. kwaśnych; koncentracja nawożenia min.; składow. kw. odpadów.

# mechani. zniekształc. gruntów i niszczenie gleby i szaty rośl. - techniczna zabudowa powierzchni; składow. odpadów; górnictwo odkrywk., zapadliska. # zniekształ. rzeźby terenu i pokrywy glebowej- erozja wodna, eoliczna, eksploat. kopalin, wyrobiska i zwałowiska, budownictwo mieszkaniowe.

# wylesienie i rolnicze użytkowanie suchych i jałowych gruntów - e. wodna i eoliczna, wyjaławianie, rozkład próchnicy, stepowienie.

# przesuszenie lub zawodnienie gruntów- melioracje odwad., obniżenie poziomu wód grunt., likwidowanie roślinności. # chem. zanieczysz. g. - przemysł: metale ciężkie, ww, Rolnictwo: złe stosow. nawozów min. i pestycydów; składowiska odpadów chem.; szlaki komunikac. # biolog. zaniecz. g. - przedawkowanie gnojowicy, skład. odpadów. Czynniki degradujące dzielimy na: 1. naturalne (zachodzące bez czynnego udziału czł.) - zmiany klim., zmiany szaty rośl., przemieszczanie i degr. g. w wyniku erozji. 2. antropogeni. (powodowane przez czł.) - zanieczyszczenia: przemysł.-chem. np. Me ciężkimi Pb,Cd, kw. skł. mineralnymi i org.; chemizacja rolnictwa; eksploatacja kopalin; techniczna zabudowa i szlaki komunik.; działalność bytowa czł.; składow odpadów.

ŹRÓDŁA: gł. to zakł. przem. które emitują pyły zawierające metale ciężkie, gazy ( zw. S,N,F) Podobnie transport samoch. (Pb i ww).Duży udział ma rolnictwo, które w skutek postępującej chemizacji upraw obniża żyzność g.

DEGRADAC. WYWOŁANA PRZEZ E. WODNĄ I EOLIC.

E. w. to wymywanie cz-czek g. E.e. to unoszenie cz-czek g. przez wiatr. Erozja może spowodować całkowite zniszczenie profilu glebowego. Charakter i nasilenie procesów erozyj. Zależy od rzeźby terenu, skł. mech. gruntu, wielkości opadów, sposobu użytkowania terenu. Jej natężenie zależy od czynników we wzorze S=A*N*G*L*J*O*Z, S-straty g. [t/h], A- wielkość opadów, N- nachylenie terenu, G- podatność g. na e.w., L- dł. stoku, J- kształt zbocza, O- pokrywa roślinna, Z- zabiegi. W Polsce największe zagroż. Powodują różne formy e.w. Ok. 28% powierzchni jest nią zagrożona. W tym 3,5% podlega silnej erozji. Nieco mniejsza pow. jest zagroż. e.e. Z czego 1% podlega silnej erozji.

Degradacja jest wywołana pustynnieniem i stepowieniem. Są to procesy spowodow. postępującym niedoborem wody w g. i przyziemnej części atm. Nadmierne wylwsienie i odwodnienie oraz intensywne rolnictwo to gł. czynniki stepowienia gleb.

ZNIEKSZTAŁCENIA GRUNTU

Są to niekorzystne zmiany budowy i wł. powierzchni g. oraz zmiany w stosunkach wodnych na danym terenie. Grunt. zniekszt. są: zapadliska, wyrobiska i zwałowiska pokopalniane, składowiska odpadów, tereny zawodnione, zanieczyszcz. mech. i chem., tereny bez szaty rośl., osuwiska.

DEGRADACJA SPOWODOW. ZWIĄZKAMI CHEM .

Chem. zaniecz. g. powodują zachwianie równow. środow. glebowego. Jednym z przejawów tego jest zmęczenie gleb. Jest to ↓ jej żyzności przez zaniecz. lub złe nawożenie. ZANIECZYSZCZENIE GLEB 1. Przemysłowe - na skutek długotrwałego oddziaływania zanieczyszcz. i może być przyczyną poważnych zmian chem. i biolog. w g. Degradacja g. spowodowana jest: a) zw. S (SO₂,SO₃,FeS,H₂S) - ich nadmiar działa źle w sposób pośredni I bezpośredni (zakwaszenie, hamowanie rozwoju drobnoustrojów, wyzwalanie subst. toksycznych) b) zw. Na (NaCl, Na₂S, NaCO₃) - zasolenie gleby, c) zw. azotowe (NH₃,NO^-₃) - najgroźniejsze No_x - są prekursorami rakotwórczych nitrozoamin , d) ropa naftowa

e) zw. metali ciężkich (Pb,Hg,Zn) f) zw. radioaktywne (Sr⁹⁰,Cs¹³⁷)

2.Rolnicze - nieumiejętne nawożenie min. i nadmiar gnojowicy; używanie pestycydów i chem. regulatorów wzrostu roślin. Nadmierne wprowadzanie do g. nawozów min. powoduje: degrad. struktury g., zatrucie środowiska, zachwianie równow. jonowej w glebie. GNOJOWICA powstaje wskutek przemysłowej hodowli zw. metodą bezściółkową. Przy przedawkowaniu gnojow. Pojawia się nadmiar NO_x, ↑ zagrożenia sanitarnego. PESTYCYDY to natur. lub sztu. subst. stosowane dla zwalczania chorób i szkodników roślin. Jednak niektóre kumulują się w tkan. Mogą przebywać w g. wiele lat

UBYTKI G. W WYNIKU WYŁĄCZENIA Z PRODUK-

CJI ROLNICZEJ:

Są to nieodwracalne ubytki połączone z dewastacją. Kierowane są pod obiekty przem., górnictwo, szlaki komun ↓ powierzchni u. g. jest nie do uniknięcia. Tworzenie nowej g. dokonuje się b.długo. Aby powstała w-wa o grub. 18cm, trzeba 1400-1700 lat.

SPOSOBY ZAGOSPODAROW. ZIEMI W POLSCE:

Przeznaczenie: tereny osadnicze miejskie, wiejskie; tereny komunikacji międzyosiedlowej; tereny przemysłowe i górnicze; wody śródlądowe; lasy (31%); użytki rolne(60%). Wzrostowi uległ udział w przeznaczaniu na tereny osiedlowe. Jednak istnieje spadek rekultywacji i zagospodarowania terenów.

WPŁYW ZANIECZYSZCZEŃ GLEB NA ŚRODOWISKO:

Rośliny uprawne w skażonym środow. kumulują zw. toksyczne. Jeśli są one paszą dla zwierząt lub pożywienie dla ludzi, to podobnie skażone będą te organizmy. Przyczyny, mechanizm oddziaływania i skutki skażeń gleby: 1. Kumulacja subst. toks. w glebie jest przyczyną skażenia łańcucha pokarmowego. 2. Prze- mieszczanie się środków chem. z gleby do wód → eutrofizacja wód. 3. Zakwaszenie gleby wywołane zanieczyszczającymi powietrze zw. S i N → do gleb i wód w postaci kw. deszczów lub suchego opadu powoduje hamowanie rozwoju mikroorg. i roślin. 4. Zatrucie gleby metalami ciężkimi (Ni,Hg,Cd) powoduje ich kumulację w roślinach 5. Zatrucie gleby nawozami min. przez nadmierne stosowanie, co prowadzi do ↓ jakości plonów

6. Przenawożenie gnojowicą powoduje zaburzenia wł. chem., fiz., biol. gleby i jej skażenie

7. Skażenie pestycydami w skutek nieumiejętnego stosowania - zatrucia ptactwa, zwierząt, ludzi.

SPOSOBY OCHRONY GLEB:

Ochrona gleb - zespół czynników prawnych, organizacyjnych i technicznych zmierzających do: 1. minimalizacji erozji, 2. przeciwdziałania chem. degradacji gleb 3. przeciwdziałania zakwaszeniu, przesuszeniu i zawodnieniu gleb, 4. ograniczania do minimum technicznych deformacji gruntów i mech. zanieczyszczenia gleb. 5. zachowania gruntu o walorach ekolog.-produkcyjnych.

ad. 1. Największą degrad. gleb w Polsce powoduje erozja wodna powierzchniowa. W działaniach chroniących g. przed erozją trzeba: zwiększyć zdolność wsiąkania wody w glebę; rozpruszyć strużki wody spływające po powierzchni - rozmywanie gleby; stosować płodozmiany i właściwe rozmieszczenie roślin. Ochrona gleb przed erozją to zabiegi uprawne, techniczno-melioracyjne i biolog.-tech. Mechaniczna uprawa i nawożenie poprawiają zdolności gromadzenia w g. i skł. pokarm. Ważną rolę pełni podnoszenie zawartości humusu. Na zboczach o różnym nachyleniu, stosuje się odpowiednie uprawy. Tereny o nachyleniu 3-6% są narażone na e. podczas topnienia śniegu lub gwałtownych deszczów. Powierzchnię stoków należy wzmacniać więc przez zadrzewianie. Tereny o spadku 6-20% to tereny erozyjne, gdzie wskazane jest terasowanie zboczy w razie wprowadzenia upraw. Tereny o spadku >20% nadają się tylko na użytki trwałe: pastwiska, lasy,sady. Zabiegi tech.-melior. sprowadzają się do regulowania v i kierunku spływu wód opadowych, ścieków za pomocą progów. Nadmiar wody powierzchniowej lub gruntowej odprowadza się umocnionym systemem sieci melior. Zabiegi biol.-gosp. polegają na zwiększaniu terenów zalesionych zwłaszcza na zboczach oraz stosowaniu płodozmianów. Drzewa hamują erozję wietrzną, ↓ parowanie wody, bo ↓ przepływ powietrza. Są barierą zatrzymującą szkodliwe emisje.

ad.2. Do sposobów chroniących g. przed degrad. ze strony przemysłu należy: = ograniczanie emisji pyłowo-gazowej, = budowa osłon biolog. w postaci pasów zieleni,

= właściwe składowanie odpadów przemysł.,

= wykorzystanie gleb najsłabszych na cel budownictwa, komunikacji,

= dostosowanie użytkowania terenów do panujących warunków w strefie zanieczyszczeń

Sposobami chroniącymi g. przed degrad. ze strony rolnictwa są :

+ racjonalne stosowanie pestycydów i nawozów min.; całkowite odstąpienie od nawoż. min., gdy gleby wykazują niedobory skł. no. Mg

+ stosowanie na szeroką skalę metod ekolog. prod. rolnej

+ stosowanie nawozów naturalnych; + stosowanie biol. i mech. metod ochrony roślin

ad.3. Zakwaszenie trzeba zneutralizować stosując wapnowanie za pomocą nawozów wapniowych. Prowadzi się je w celu likwidacji zakwaszenia w co najmniej 50cm warstwie gleby. MELIORACJE WODNE to ważny czynnik poprawy użytków rolnych. ↓ poziomu wody gruntowej poza zasięg, pogarsza warunki życia roślin. Największe odwadnianie g. powoduje górnictwo odkrywkowe i ujęcia wód podziemnych o dużej wydajności. Właściwą regulację stosunków wodnych dokonuje się takimi metodami jak: regulacja cieków, budowa kanałów i rowów nawadniających i odwadnia-jących, tworzenie zbiorników wodnych.

ZASADY REKULTYWACJI TERENÓW ZDEGRADOWA:

Zagospodarowanie zrekultywowanych terenów polega na odpowiednich zabiegach, umożliwiających wykorzystanie tych gruntów do celów komunalnych, leśnych, itp. W większości użytkownik otrzymując g. zrekultywow. nie dysponuje pełnowartościową glebą. Przyczyną są zachodzące nadal przemiany zw. z wietrzeniem, osiadaniem, itp. Rekultywacja g. jest b. trudna i kosztowna. Sposoby rekult. zależą od rodzaju degradacji. Powinny one polegać na: 1. Odtworzeniu wartości produkcyjnej gleby,

2. Poprawie warunków powietrzno-wodnych, 3. Popra-wie warunków estetyczno-krajobrazowych.

Zmiany w stosunkach wodno-powietrznych mogą następować na wielką skalę powodując nieodwracalne skutki. Na przekształcenia gleb typu hydrologicznego wpłynęły melioracje odwadniające - wprowadzane bez dokładnego rozpoznania powodują trwałe przesuszenie gruntu niszcząc ekosystem.

Gromadzone na powierzchni skały towarzyszące kopalinom, odpady z zakł. przeróbczych, żużle i popioły z zakł. energ. tworzą tzw. obszary bezglebowe. Odzyskanie ich wartości użytkowych wymaga zabiegów, które różnią się w zależności od tego, czy tereny powstałe na skutek degrad. związane są z górnictwem odkrywkowym czy podziemnym. Innego podejścia wymagają chem. formy degradacji g.

PODZIAŁ SUROWCÓW:

Ze względu na przeznaczenie, surowce dzieli się na:

♠ energetyczne ( węgiel kam., brunat., torf, ropa n., gaz ziemny) ♠ hutnicze (metale żelazowe -rudy Fe, Mn, Cr, metale uszlachetniające stal: Ni, Co, Mo, V, W,Ti; metale nieżelazne - rudy Sn,Pb,Cu,Zn; metale lekkie -Al.,Mn; metale specjalne i rzadkie - At,As,Hg, Bi,Cd,Tl,Cs; metale szlachetne - Au,Pt,Ag; metale promieniotw.- U,rad); ♠ niemetaliczne (sól kamienna, potasowa, azotany, borany, fosforany);

♠ budowlane (złoża skał magmowych, surowce węgla-nowe, iłowe, krzemion-kowe.

BILANS ZASOBÓW MINERALNYCH W POLSCE:

WPŁYW SUROWCÓW MIN. :

Eksploatowane i przerabiane surowce energrt. mają dużo szkodliwych składników(S,F). Duże skupiska terenów zdegradowanych są w woj. wrocławskim, krakowskim, poznańskim, opolskim, łódzkim. Związane jest to gł. z górnictwem odkrywkowym. Szczególnie uciążliwe są obszary zdegradowane w GOP. Nieużytki poprzemysłowe w aglomeracjach miejskich są szczególnie trudnym problemem ze wzgl. na wyłączenie z produkcji rolnej itd. Uciążliwość nieużytków ma też aspekt zdrowotny - zatruwają one okolice szkodliwymi pyłami, gazami. Biorąc pod uwagę opady pyłów z pierwi. śladowymi oraz stęż. gazów przem. w powietrzu nad tymi terenami, praktycznie cały obszar GOP ma gleby zdegradowane.

WYBÓR METOD REKULT. I ZAGOSPODAR. TERENÓW ZDEGRADOWANYCH - TWORZENIE GLEBY:

Na wybór metod skł. się wiele czynników: jakość gruntów, kształt zwału, jego budowa, pochodzenie, itp. Rozpatrując jakość gruntów zalegających na zwałach należy uwzględnić ich skład chem. i min. , wł. fiz., gdyż od nich zależy przydatność utworów grun-towych na wietrzenie prowadzące do przetworzenia surowego materiału w glebę.

Występowanie skał magmowych nie sprzyja przekształceniu gruntu w glebę. Podatne na wietrzenie są piaskowce. Ze wzgl. na ↑ zawartość krzemionki, powstające g. są słabe. Wapienie łatwo wietrzejące, szczególnie z ↑ domieszką utworów gliniastych to łatwy materiał do rekultywacji o ↑produktywności zrekultywowa-nych gleb. Opracowano podział nieużytków poprzemysłowych , uwzględniający 3 ich grupy:

• górnicze ( n. górnictwa podziemnego, odkrywkowego, surowców skalnych; np. zwały górnictwa węgla kam., rud Fe,Cu,Zn-Pb, torfu, zapadliska).

• przemysłu przeróbczego (n. zakładów wzbogacania, hutnicze, przem. chem., zakł. energet.; np. n. zakład. Zn-Pb, zwały hut Fe, Zn, Pb, zwały popiołu. • ?

BIOTECHNOLOG. ZABIEGI ZWIĄZANE Z REKULTYW.

Drzewa, krzewy, trawy spełniają jedną z najważniejszych funkcji rekultywacyjnych. Sprowadza się ona do: (1) stabilizacji luźnych utworów glebowych i zabezpieczenia ich przed e.w. i e. e. (2) ochrony terenów przed zanieczyszcz. przem. przez tworzenie filtrów z roślinności wysokiej i niskiej, (3) inicjowania procesów glebotwór. W przeszłości nie było technolog.-biolog. metod wprowadzania roślinności. Podstawą do stworzenia odpowiedniego siedliska dla roślin na terenach zdegrad. jest konieczność przygotowania warunków do powstania g. Przebieg naturalny hamowany jest przez: ♣ brak właściwych gat. roślin, ♣ złe warunki siedliskowe

( brak, nadmiar wody, ↑ stęż. soli i Me ciężkich, brak skład. pokarmowych, złe pH, erozja)

♣ złe warunki termiczne.

FAZY REKULTYWACJI:

1. Dokumentacyjna - obejmuje rozpoznanie i ustalenie kierunków zagospodarow. terenó

2. Podstawowa (fizyczna) - odpowiednie ukształtow. rzeźby terenu przez wypełnienie wyrobisk nadkładami, wyrównanie powierzchni zwałów i nadanie zboczom charakteru terasów, odtworzenie g. metodami tech., neutralizacja gruntów toks. i użyźnianie jałowych.

3. Szczegółowa (biologiczna) - zabezpieczanie stateczności zboczy obudową biolog., regulacja stosunków wodnych, przeciw-erozyjna obudowa roślinnością zboczy, zwałów, hałd. Zagospodarow. biolog. skł. się z 2 faz: z. Przedplonowe - obejmuje zadrzewienie, zalesienie, płodozmian rekultywacyjny; z. Do- celowe - to przejście do pełnej produkcji roślinnej

Po tych 3 fazach następuje rekul. połączona z zagospodar. Cel: przywrócenie użyteczności g. dla gosp. rolnej, leś., wodnej.

ZABIEGI ZWIĄZANE Z REKULTYWACJĄ:

Na zwałach, wyrobiskach i in. terenach zdegrad., rekult. prowadzi się w kierunkach: r. rolniczej pod grunty rolne, sady; r. leśnej; r. specjalnej pod zb. wodne, parki, boiska. Zależy to od stopnia degrad. Kształtow. warunków siedliskowych na ter. zdewast. wymaga powiązania m. tech. i biol. Wymagane jest ukształt. rzeźby terenu w układ jak najbardziej korzystny dla zamierzonych upraw. Wiąże się z tym ukszt. na nowo stosunków wodnych, a przez wprowadzenie roślin. ↓ skutków e.w. i e.e. Aby uzyskać np. stateczność hałdy należy ukszt. dobrze jej zbocza, a zależy to od spoistości gruntu. Wł. fiz. gruntów nasypowych na zwałach w pierwszych latach po ich nasypaniu nie są odpowiednie dla wzrostu roślin. Zawsze potrzeba też dobrej melioracji wodnej: regulacja cieków wodnych, budowa kanałów i rowów, tworzenie zbiorników wodnych, nawadnianie.

PRZYDATNOŚĆ REKULTYWOWANYCH UTWORÓW NA ZWAŁACH:

Biorąc pod uwagę p. r. u. na z. , można wyróżnić utwory:

1. przydatne (mady, czarne ziemie, czarnoziemy, lessy, gliny zwałowe); 2. potencjalno-produktywne 3. toksyczne (2,3 pochodzą gł. z IV-rzędu, przy dużej toksyczn. jedynym sposobem r. jest izolacja przez pokrycie 1m warstwą gleby) 4. jałowe.

KRYTERIA PODZIAŁU MATERIAŁÓWNA HAŁDACH:

Dla celów praktycznych można przyjąć podział materiałów na hałdach uwzgl. ich pochodzenie oraz cechy fiz.-chem. Za skały najbardziej przydatne do rekult. uważa się materiały IV-rzędowe oraz lessy, gliny brunatne, czarnoziemy, czarne ziemie, torfy Inne kryterium przydatności materiałów z nadkładów lub zwałów do r. to system punktowy. Obejmuje 5 wskaźników: 1. litologiczny W_L (0-60 pkt) wartość liczbowa W_L określa skład ziarnowy utworów toks. i nietoks. i dot. zawartości % frakcji iłów i pyłów. 2. wapniowy Wca (0-15 pkt) wart. liczb. określa się na podstawie zawart. CaCO₃ w utworach luźnych i skalistych metodą lab. 3. spoistości W_Sp (0-10 pkt) wyznacza się przy ocenie szczegółowej utworów luźnych na podst. wskaźnika plastyczności, 4. sorpcji W_so -(0-15 pkt) wyznacza się tylko przy wyznaczaniu oceny utw. luźnych na podstawie oznaczanej lab. poj. sorpc. 5. genezy W_g ustala się wg pochodzenia utworu: CZWARTORZĘD: mady 5-20; piaski i gliny 5; lessy 15-25; TRZECIORZĘD: iły poznań.10-15; krakowskie 5-10; wapienie5; KREOLE I STARSZE: margle

10-15. Przy ocenie szczegółowej utworów ustala się liczbę bonitacyjną jako sumę:

L_B =W_L + W_ca + W_SP + W_SO.

L_B jest podst. do zaliczania utworu do jednej z klas: A- utw. b.d., przydatne do rekul. rol.(75); B-utw. d. ,mniej przydatne do rekul. rol., ale d. do leśn.(70-75); C-utw.wadliwe(L_B=21-70); D -utw. złe, jałowe, nieproduktywne wymagają izolacji (<21).

FIZ. I CHEM. PROCESY ZACHODZĄCE PRZY TWORZENIU GLEBY:

W nat. warunkach gleba powstaje ze skał pod wpływem otaczającego środ. Surowy mat. geolog. czyli skały i min. z różnych głębokości skorupy ziemskiej może znaleźć się na powierzchni wyrobisk i będzie skałą macierzystą dla przyszłych gleb. Proces tworzenia gleb z surowego mat. skaln. zw. jest z wietrzeniem i proc. biol.-chem. Wyróżniamy 3 rodzaje wietrzenia: fiz., biol., chem. Przebiegają one jednocześnie z różnym nasileniem W wyniku wietrzenia obserwuje się zmiany w wyglądzie zewn. skł. min. skał. Skały mają różną odporność na wietrzenie. Skały grubokrystaliczne wietrzeją trudniej. Utwory z 1 minerału wietrzeją trudniej, niż te z wielu min. W pierwszej kolejności występ. wietrzenie fiz. Po rozdrobnieniu fiz. materiału skalnego następuje wietrzenie chem. z biol. Wietrzenie chemiczne powoduje całkowitą przebudowę struktury minerałów i wytworzenie nowych minerałów wtórnych. W klimacie wilg. w. chem. (i fiz.) ma duży wpływ na rozkład skał i min. Największe znaczenie w w. chem. mają H₂O,CO₂,O₂, kw. min. i org. powstające w wyniku procesów chem. W czasie w. chem. , na zwałowiskach, zachodzą : utl. (sięga tak głęboko, jak może dostać się tlen: 2FeO + ½ O₂=Fe₂O₃), red. (jest tam, gdzie nie ma wolnego O₂; może być wywołana przez kw. org. i min.: Fe₂O₃=2FeO+H₂O), hydratacja (występuje, gdy woda wchodzi w skład minerałów i zmienia ich wł. fiz. i chem.: 2Fe₂O₃+3H₂O = 2Fe₂O₃*3H₂O hematyt →limonit), hydroliza (z minerałów hydrolizuje trudno CaSO₄ i jeszcze trudniej CaCO₃; min. zasadowe są zdolne do ich wymiany z H wody: CaSiO₃+HOH=H₂SiO₃+Ca(OH)₂

karbonatyzacja (proces zw. z powstawaniem węglanów z dwuwęglanów, wpływa na rozkład min. w glebie; jest często zw. z hydrolizą jednych min. i przejściem ich w inne).

Oddychanie korzeni roślin uwalnia dużo CO₂, który łączy się z różnymi kationami. Im ↑ koncentracja CO₂, tym intensywniejsze wietrz. chem.

Produktami procesów wietrzenia chem. są b. aktywne minerały wtórne, zaliczane do min. ilastych. Z min. ilastych zbudowane są gliny i iły. Glina zbudowana jest z min. wtórnych wymieszanych z fragmentami kwarcu, uwodnionym tl. Fe, subst. org. W skład glin wchodzą takie grupy min.:

∝montmorylonitowa (OH)₄Al₄Si₈O₂₀*H₂O - tworzy się w środ. kwaśniejszym niż kaolin.; jest gł. skł. glin bentonitowych; występ. w glebach piaskowych we frakcjo <0,002mm; ma dobre wł. sorpc.) ∝ kaolinitowa (OH)₈Al₄Si₄O₁₀ (należy tu kaolinit; powstaje przy wietrzeniu skał glinokrzemianowych w środ. kw.; grupa jest powszechnie spotykana na zwałach węgla kamiennego i brunatnego),

∝ illitowa (należy tu illit - najbardziej rozpowszechniony produkt wietrzenia skał na lądzie; grupa ta występ. na zwałach odpadów z węgla kamien. oraz nadkładach) . Wietrzenie biologiczne: Skały osadowe oraz gleby rzadko zawierają tylko 1 rodzaj materii ilastych. Zadaniem zabiegów rekultywacyjnych jest przyspieszanie procesów glebo-twórczych. W nich ważną rolę odgrywa wietrz. biolog. Odbywa się ono dzięki oddziaływaniu org. żywych na skały bądź przez chem. przekształcenie min. produktami pochodzącymi z rozkł. subst. org.(CO₂, kw. huminowe). Wietrz. biolog. ma szczególne miejsce przy tworzeniu się gleby. Stąd też istotna staje się rola materii org. przy rekultywacji terenów bezglebo-wych. Humus może być wytwarzany tylko w glebie. H. to aż 90% z 5% subst. org. występującej w glebie. Powstające w wyniku humifikacji zw. org. można podzielić na 4 grupy: 1. fulwokwasy, 2. kwasy hymato-melanowe, 3. kwasy huminowe, 4. huminy (sole - stymulują lub hamują rozwój org. żywych).

KWASY HUMINOWE:

Skład elementarny: 50-60% - C, 30-39% - O₂; 1,5-5% - H₂,

1-5% N₂. Wzór strukturalny tych kwasów nie jest znany. Przypuszczalnie humiany to mieszanina blisko spokrewnionych spolimeryzowanych związków ułożonych gąbczasto, co zapewnia im ↑ wł. sorpcyjne i hydratacyjne. Połączenia chelatowe tych zw. stanowią trzon mechanizmu zwanego kompleksem sorp-cyjnym gleby i regulują całą dynamikę gleb. Chelaty zapewniają gruzełkowatą strukturę, nadają barwę więc wpływają na ciepłotę, gromadzą jony i cz-ki wody dając glebie żyzność. Regulują prawidłowy rozwój mikroorg.. Kw. huminowe tworzą koloidalne wielordzeniowe hydroksy-kompleksy Al.-Hu i kompleksy Hu-Al-minerał ilasty. Zapewniają one glebie odpowiednią troficzność i stosunki wodne, jakość i prędkość sorpcji oraz ochronę przed ich skażeniem.

Data utworzenia 2001-06-06 5:29

1

---