1. Zanieczyszczenia gleb

Gleby, podobnie jak całe środowisko przyrodnicze, mogą ulegać zanieczyszczeniu. Ze względu na swoje właściwości sorpcyjne gleby pochłaniają wiele substancji chemicznych, które przenikają do nich w postaci:

• stałej – popioły, tworzywa sztuczne;

• ciekłej – ścieki odprowadzane do zbiorników wodnych i przedostające się wraz z wodą do gleby;

• gazowej – szkodliwe gazy pochłaniane przez glebę lub najpierw rozpuszczane przez wodę, a potem wraz z nią przedostające się do gleby.

O zanieczyszczeniu gleby mówimy, gdy substancje chemiczne występują w niej w ilościach przekraczających ich typową zawartość i powodują zmiany właściwości gleby niepozwalające na normalne jej użytkowanie.

Główne źródła zanieczyszczeń gleby wywołanych działalnością człowieka:

• przemysłowe – przemysł wydobywczy, energetyczny, hutniczy, metalurgiczny, chemiczny, budownictwo;

• rolnicze – zbyt intensywne nawożenie, nadmierne stosowanie pestycydów;

• komunalne – ścieki i odpady stałe;

• komunikacyjne – substancje toksyczne i metale ciężkie zawarte w spalinach, sól, którą posypuje się zlodzonye nawierzchnie dróg.

Pestycydy

PestycydypestycydyPestycydy są związkami chemicznymi stosowanymi m.in. do:

• ochrony roślin przed szkodnikami (insektycydy) i grzybami (fungicydy),

• zwalczania chorób roślin (bakteriocydy),

• usuwania chwastów (herbicydyherbicydyherbicydy).

Pestycydy rozprzestrzeniają się w środowisku przez powietrze i wodę, lecz pozostają też w glebie. Ze względu na wyjątkową trwałość, toksyczność oraz dużą aktywność biologiczną pestycydy stwarzają poważne zagrożenie dla środowiska przyrodniczego.

Insektycydy stosuje się m.in. do zwalczania mszyc oraz stonki ziemniaczanej

R1G0D8hEyHsMD1

Oprysk przeciw mszycom

R1H5sGWhQb8Sg1

Zwalczanie stonki ziemniaczanej

Ropopochodne zanieczyszczenia gleby

Węglowodory, których źródłem są m.in. ropa naftowa i produkty jej przeróbki, tj. benzyna, olej napędowy, gdy dostaną się w znacznych ilościach do gleby, mogą spowodować jej wyłączenie z aktywności biologicznej na 10–15 lat. Przesycenie gleb tymi produktami niszczy drobnoustroje glebowe i roślinne oraz powoduje niedobór tlenu.

Ryx7v8rYh1KEZ1

brak

Sole nieorganiczne

Nadmiar azotanów(V) w glebie powoduje zmniejszenie odporności rośłin na choroby i działanie szkodników. Przenawożenie roślin może być przyczyną ich chorób fizjologicznych. Stosowanie nadmiernych ilości wysokoprocentowych nawozów mineralnych w wielu wypadkach może być bardziej szkodliwe niż niedobór składników pokarmowych w glebie. Uprawiane na glebie zanieczyszczonej azotanami(V) rośliny mogą być ponadto szkodliwe dla konsumentów. W określonych warunkach gromadzone w tkankach roślin azotany(V) mogą ulegać przemianie na azotany(III), które mają właściwości kancerogenne (sprzyjają powstawaniu nowotworów).

Potrzebny do rozwoju roślin azot pobierany jest przez rośliny formie azotanowej(V) $\text{N}{\text{O}}_{\text{3}}^{-}$ lub amonowej ${\text{NH}}_{\text{4}}^{\text{+}}$. Może jednak występować w glebie także w formie toksycznych dla wielu roślin azotanów(III). Nie wszystkie warzywa w jednakowym stopniu kumulują azotany(V) i azotany(III). W stopniu wysokim kumulują te związki np.: rzodkiewka, buraki, pietruszka, w mniejszym stopniu – marchew, seler, ziemniaki, cebula.
Na skutek tego zanieczyszczenia może nastąpić znaczne zmniejszenie odporności roślin na choroby i szkodniki. Rośliny uprawiane na glebach skażonych azotanami(V) i azotanami(III) zawierają nadmiar tych substancji i mają negatywny wpływ na zdrowie konsumentów. Występujące w nadmiarze azotany(V) mogą ulegać przemianie w azotany(III), które przyczyniają się do powstawania bardzo toksycznych związków o działaniu rakotwórczym. Procesy tego typu mogą zachodzić na przykład podczas przechowywania warzyw zawierających nadmierne ilości azotanów(V).

R1Fy8NrPqhZsc1

brak

Nadmierna koncentracja soli w roztworze glebowym utrudnia lub uniemożliwia pobieranie wody przez rośliny. Stopień zasolenia zależy od ilości wody w glebie. Negatywną reakcją roślin na nadmiar soli jest więdnięcie, a przy wyższych stężeniach – zamieranie (wyjątek stanowią słonorośla). Zasolenie wywołują: chlorki, siarczany(VI), węglany sodu i potasu.
Skutki nadmiernego zasolenia w Polsce mogą być widoczne na liściach drzew przydrożnych w czerwcu i lipcu.

R1EWkxvTNqavR1

Zdjęcie przedstawiające skutki zasolenia widoczne na drzewach w pasach przyulicznych, po lewej stronie widać nagie drzewo, pozbawione liści, obok zbliżenie na żółte liście.

Metale ciężkie

Metale ciężkie – ołów $\text{Pb}$, miedź $\text{Cu}$, rtęć $\text{Hg}$, kadm $\text{Cd}$ – są kolejną grupą zanieczyszczeń chemicznych gleby. Ponad 90% ogólnej zawartości kadmu, miedzi, cynku i ołowiu w glebach pochodzi ze źródeł antropogenicznych. Szczególnie dużą zawartość metali ciężkich w glebie stwierdzono w rejonach sąsiadujących z hutami, galwanizerniami i kopalniami.
Metale ciężkie zanieczyszczające glebę kumulują się w tkankach roślin i wywołują w ich organizmach nieodwracalne zmiany. Są także toksyczne dla konsumentów (mogą powodować wiele chorób, w tym nowotwory).

RDaJqbx4lFRkz1

brak

R6EO4pZ6V9J9n1

Zanieczyszczenie gleb w Polsce metalami ciężkimi

2. Skutki zanieczyszczenia gleb i sposoby przeciwdziałania niszczeniu gleb

Skutki zanieczyszczenia gleb

1. Zasolenie, niewłaściwy odczyn (alkalizacja lub zakwaszenie), którym towarzyszy wymywanie w głąb profilu składników pokarmowych, a zwłaszcza potasu.

2. Pogorszenie się struktury gleby – przesuszenie lub zamulenie.

3. Obniżenie urodzajności gleby w wyniku zmian jej właściwości fizycznych, chemicznych i mikrobiologicznych.

4. Ujemny wpływ zanieczyszczeń gleby na rozwój roślin oraz organizmów na wyższych poziomach łańcucha troficznego (na zwierzęta i ludzi).

Niszczenie gleb powodujące pogorszenie ich wartości użytkowej i obniżenie możliwości produkcyjnych jest nazywane degradacją glebdegradacja glebydegradacją gleb. Procesy, które zachodzą w glebie, pogarszają jej właściwości fizyczne (zniszczenie struktury), chemiczne (zakwaszenie, zasolenie lub zatrucie metalami ciężkimi) i biologiczne (zmniejszenie ilości i jakości próchnicy, ubytek żywych organizmów). W konsekwencji spada naturalna urodzajność gleby.
Za degradację gleby odpowiedzialny jest przede wszystkim człowiek, ale też czynniki naturalne, np. erozja gleby, zmiany klimatyczne (susza), klęski żywiołowe (wybuchy wulkanów, trzęsienie ziemi).

Erozja gleby – przemieszczanie, sortowanie i osadzanie w innym rejonie cząstek gruntu powodowane wymywaniem powierzchniowej warstwy gleby przez wodę opadową lub wody rzek (erozja wodna) bądź wywiewanie – erozja wietrzna.
Erozja może być także wywołana działalnością człowieka, na przykład przez niewłaściwie wykonywane melioracje, wycinanie i wypalanie lasów i łąk, zbyt intensywny wypas zwierząt.
W przypadku gdy gleba na danym terenie całkowicie utraci wartości użytkowe, mówi się o dewastacji glebydewastacja glebydewastacji gleby.
Dewastacja gleby jest bardzo często procesem nieodwracalnym, któremu towarzyszą silne przekształcenie i spustoszenie terenu, np. poprzez budowę domów, kładzenie asfaltu, chodników oraz kopalnie odkrywkowe, które są przykładem działalności ludzkiej doszczętnie niszczącej pewne elementy środowiska.

Gleby, na których nie jest możliwa jakakolwiek produkcja roślinna, określa się mianem gleb martwych. W warunkach naturalnych spotyka się je w bezpośredniej bliskości aktywnych wulkanów (A), na obszarach pustynnych (B) oraz w krajobrazie przemysłowym, np. na hałdach kopalnianych (C)

R1eCsIZT2ohN51

Obszary wulkaniczne na Islandii

R1bMbxOSe6AbC1

Pustynia Błędowska (nazywana Polską Saharą)

Rqb6zJ9uwK5pD1

Hałdy wałbrzyskie (Dolny Śląsk)

Sposoby przeciwdziałania niszczeniu gleb

Do głównych działań podejmowanych w celu ochrony gleb należą:

1. Prawidłowa gospodarka rolna z zastosowaniem głównie nawozów naturalnych, racjonalne stosowanie nawozów sztucznych oraz środków ochrony roślin.

2. Zapobieganie erozji – działania melioracyjne, zadrzewienia śródpolne, zalesianie nieużytków.

3. Zapobieganie zanieczyszczaniu gleby ze źródeł komunalnych – ograniczenie ilości odpadów i właściwa gospodarka (segregacja odpadów, kompostowanie, zbiórka odpadów niebezpiecznych) oraz oczyszczanie ścieków.

4. Ograniczanie przemysłowych źródeł zanieczyszczenia gleb – stosowanie nowoczesnych technologii przyjaznych środowisku oraz właściwą gospodarkę odpadami poprodukcyjnymi.

5. Oczyszczanie gleb z substancji toksycznych oraz odkwaszanie zakwaszonych gleb.

W celu odzyskania gleb skażonych podejmuje się złożone, wieloetapowe działania, aby przywrócić im wartość użytkową – rekultywację glebyrekultywacja glebyrekultywację gleby. Wiele lat potrzeba, żeby na takim terenie ponownie wykształciła się warstwa gleby. Niestety, niektóre zanieczyszczenia chemiczne mogą zalegać w glebach nawet przez wieki i żadne zabiegi nie są w stanie tego zmienić. Dlatego, aby przyspieszyć proces usuwania substancji toksycznych z gleby i ich rekultywację, stosuje się mieszanie gleby skażonej z glebą czystą.

RFcGfXKGuusxc1

Dwa zdjęcia, pierwsze przedstawia teren zniszczony działalnością gospodarczą, drugie przykład efektów rekultywacji terenu.

Ciekawostka

Bioremediacja jest metodą biologicznego usuwania ze środowiska naturalnego skażeń różnego typu substancjami chemicznymi, głównie przy udziale drobnoustrojów, metodą katalizowania, destrukcji lub przekształcenia różnego rodzaju zanieczyszczeń w formy mniej szkodliwe.
Proces ten polega na usuwaniu – głównie z gleby i wód gruntowych – związków zanieczyszczających (substancji ropopochodnych, metali ciężkich i innych). W przyszłości bioremediacja i inne procesy wykorzystujące naturalne technologie stanowić będą tzw. ekologicznie czyste technologie.

R1CpFaQ2j1Lub1

Grafika przedstawiająca mikroorganizmy żyjące wewnątrz kropli oleju. Czarny kolor w obrębie pierścienia to olej. Powierzchnie jasne w obrębie pierścienia to miejsca, gdzie mikroorganizmy skonsumowały już olej.

Ciekawostka

Obecnie coraz większą popularność zyskuje rolnictwo ekologiczne, wykluczające stosowanie syntetycznych nawozów i pestycydów. Rolnictwo ekologiczne traktowane jest często jako sposób życia w symbiozie z naturą niż system produkcji.

R6hLxW8efeJzt1

brak

Podsumowanie

• Do chemicznych źródeł zanieczyszczeń gleby zaliczane są między innymi węglowodory i ich pochodne, nawozy sztuczne, pestycydy, metale ciężkie.

• Skażona gleba nie nadaje się do uprawy, gdyż wraz z uprawianymi roślinami szkodliwe substancje dostają się do organizmów konsumentów.

• Degradacja gleby oznacza obniżenie jakości i żyzności gleby. Przyczyną degradacji gleby jest chemizacja, spowodowana przede wszystkim zanieczyszczeniami rolniczymi, przemysłowymi i komunalnymi oraz przez środki transportu (erozja gleby).

• Zapobieganie degradacji gleby polega na przeciwdziałaniu erozji gleby, ograniczeniu wydobycia kopalin oraz przejmowaniu gruntów pod zabudowę, zmniejszaniu degradacji i przywracaniu glebom ich wartości użytkowych. W tym celu prowadza się zabiegi wzbogacające glebę w próchnicę, przywracające właściwe pH (wapnowanie), ogranicza się wplyw źródeł zanieczyszczenia gleby (np. zabezpieczanie składowisk odpadów przed przedostaniem się substancji zanieczyszczających, racjonalne stosowanie nawozów sztucznych i pestycydów, tworzenie pasów zieleni oddzielających uprawy od dróg).

Słowniczek

Zadania