Zanieczyszczenia gleby i sposoby zapobiegania jej degradacji
Urodzajna, nadająca się do uprawy zbóż gleba jest bezcennym skarbem i podstawą egzystencji ludzi zamieszkujących Ziemię. Niestety, intensywna gospodarka człowieka może powodować ich niszczenie i zanieczyszczenie, co sprawia, że powierzchnia ziemi uprawnej na świecie zmniejsza się co roku o około . Przywrócenie gruntom wartości użytkowej jest procesem trudnym i długotrwałym. W naturalnych warunkach na wytworzenie gleby potrzeba 100–500 lat. Jak zatem dbać o ten skarb?
Aby zrozumieć poruszane w tym materiale zagadnienia, przypomnij sobie:
pojęcia: gleba, żyzność gleby;
rodzaje nawozów i ich role;
sposoby planowania i przeprowadzania badań wybranych właściwości gleby;
wpływ składników zawartych w glebie na rozwój roślin.
Nauczysz się
definiować pojęcie degradacji i dewastacji gleby;
wskazywać źródła zanieczyszczeń gleby oraz sposoby zapobiegania zanieczyszczeniom gleb;
omawiać na przykładach szkodliwe działanie wybranych zanieczyszczeń chemicznych gleby (metali ciężkich, węglowodorów, pestycydów, azotanów() i azotanów());
uzasadniać związki między rozwojem cywilizacji a występującymi zanieczyszczeniami gleb;
wskazywać sposoby oczyszczania gleby;
wymieniać metody ochrony gleb.
iiMkDw68ju_d5e185
1. Zanieczyszczenia gleb
Gleby, podobnie jak całe środowisko przyrodnicze, mogą ulegać zanieczyszczeniu. Ze względu na swoje właściwości sorpcyjne, pochłaniają one wiele substancji chemicznych, które mogą przenikać 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 na takie, które nie pozwalają na jej normalne 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 oblodzone nawierzchnie dróg.
Polecenie 1
Poszczególne obszary działalności człowieka odpowiadają za produkcję specyficznych rodzajów zanieczyszczeń chemicznych gleb. Czy potrafisz wymienić ich przykłady? Przeanalizuj poniższą tabelę, a następnie wykonaj zadanie umieszczone poniżej.
Rodzaje zanieczyszczeń chemicznych gleby
Źródło zanieczyszczania
Rodzaje zanieczyszczeń
przemysł
pyły i dymy (zawierające m.in. metale ciężkie – ołów, rtęć, kadm, trujące związki chemiczne), hałdy
gazy – tlenki węgla i tlenki azotu
ścieki i odpady poprodukcyjne
rolnictwo
pestycydy
nawozy i ich zanieczyszczenia
transport
spaliny samochodowe – tlenki azotu, tlenki węgla
węglowodory
sól drogowa (głównie )
gospodarstwa domowe
opakowania
ścieki (w tym detergenty)
R1B0hcjl7Zsec
iiMkDw68ju_d5e247
Pestycydy
PestycydypestycydyPestycydy są związkami chemicznymi stosowanymi m.in. do:
ochrony roślin przed szkodnikami (insektycydyinsektycydyinsektycydy) i grzybami (fungicydyfungicydyfungicydy);
zwalczania chorób roślin (bakteriocydybakteriocydybakteriocydy);
Pestycydy rozprzestrzeniają się w środowisku przez powietrze i wodę, lecz pozostają również w glebie. Ze względu na swoją wyjątkową trwałość, toksyczność oraz dużą aktywność biologiczną, stwarzają poważne zagrożenie dla środowiska przyrodniczego.
RkldplLOScIuo
iiMkDw68ju_d5e296
Ropopochodne zanieczyszczenia gleby
Węglowodory, których źródłem są m.in. ropa naftowa i produkty jej przeróbki (tj. benzyna, olej napędowy), jeśli dostaną się w znacznych ilościach do gleby, mogą spowodować jej wyłączenie z aktywności biologicznej na lat. Przesycenie gleb tymi produktami niszczy drobnoustroje glebowe i roślinne oraz powoduje niedobór tlenu.
RwUrD8qlV7Sjo
iiMkDw68ju_d5e335
Sole nieorganiczne
Nadmiar azotanów() w glebie powoduje zmniejszenie odporności roślin 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. Rośliny uprawiane na glebie zanieczyszczonej azotanami() mogą być także niebezpieczne dla konsumentów. W określonych warunkach, gromadzone w tkankach roślin azotany() mogą ulegać przemianie na azotany(), które mają właściwości kancerogenne (sprzyjają powstawaniu nowotworów).
Doświadczenie 1
Wykonaj doświadczenie w którym sprawdzisz, czy w wybranych warzywach korzeniowych są obecne azotany() i azotany(). Sformułuj odpowiednie wnioski i obserwacje.
R1Dj0Clpig6EG
Wykonano doświadczenie, w którym sprawdzono, czy w wybranych warzywach korzeniowych są obecne azotany() i azotany().
Problem badawczy:
Czy warzywa korzeniowe zawierają azotany() i azotany()?
Hipoteza:
Warzywa korzeniowe, w zależności od gatunku, mogą zawierać azotany() i azotany() w różnym stężeniu, a ilość tych substancji w roślinie zależy również od czynników zewnętrznych, np. dostępności tych związków w glebie uprawnej.
Co było potrzebne:
probówki;
szalki Petriego lub szkiełka zegarkowe;
wkraplacz;
warzywa korzeniowe, takie jak marchewka, pietruszka, burak, rzodkiewka i ziemniak; każde z badanych warzyw pochodziło z dwóch różnych upraw: jedna próbka pochodziła z domowego ogródka, a druga z supermarketu;
paski wskaźnikowe do wykrywania azotanów() i azotanów();
roztwór rivanolu (1 tabletkę rozpuszczono w wody destylowanej);
kwas solny (chlorowodorowy) o stężeniu ;
wiórki magnezu.
Przebieg doświadczenia:
Na szkiełkach zegarkowych przygotowano niewielkie kawałki obranych warzyw. Pierwszą część doświadczenia stanowiło wykonanie próby na obecność azotanów za pomocą roztworu rivanolu. W tym celu, na każdą próbkę naniesiono po trzy krople roztworu rivanolu, a następnie po trzy krople kwasu solnego (chlorowodorowego). W części z nich zaobserwowano zmianę zabarwienia. Te próbki, u których ta zmiana nie zaszła, zostały posypane wiórkami magnezowymi. W drugiej części doświadczenia wykorzystano paski testowe do zbadania stężenia jonów azotanowych() i azotanowych() w próbkach. Postępowano zgodnie z instrukcją załączoną do opakowania pasków testowych.
Obserwacje:
Pod wpływem podjętych czynności, badane warzywa korzeniowe zmieniały zabarwienie na różowoczerwone lub czerwone bądź jasnofioletowe.
Wnioski:
W próbkach badanych warzyw mogą być obecne azotany() i azotany(), a ich zawartość w próbkach jest zróżnicowana.
Podsumowanie:
Mleczan etakrydyny (Rivanol) jest organicznym związkiem chemicznym należącym do grupy barwników akrydynowych. W warunkach normalnych reaguje z silnie utleniającymi substancjami. W wyniku reakcji rivanolu z azotanami() powstaje barwny związek, który stanowi podstawę do oznaczania azotanów tą metodą. W przypadku braku wysokiego stężenia azotanów() w badanej próbce pomocne jest skorzystanie z wiórków magnezu, które redukują azotany() do azotanów(), tym samym umożliwiając zajście barwnej reakcji i informując o obecności obu typów jonów w badanym preparacie. Warzywa korzeniowe mogą zawierać azotany() i azotany (), a zawartość tych związków jest różna w zależności od gatunku warzywa. W przypadku tego samego warzywa zawartość azotanów może być inna w przypadku różnych rodzajów upraw.
1
Polecenie 2
RXpX5GTeTPRHb
Obserwacje: Czy wygląd badanej próbki warzyw pod wpływem podjętych czynności ulega zmianie? Jeżeli tak, to w jaki sposób?
Wnioski: O czym świadczą obserwowane zmiany? Czy to samo warzywo, ale pochodzące z różnych upraw, ulega takim samym zmianom?
Obserwacje: Pod wpływem podjętych czynności badane warzywa korzeniowe zmieniały zabarwienie na różowoczerwone lub czerwone bądź jasnofioletowe.
Wnioski: W próbkach badanych warzyw mogą być obecne azotany() i azotany(), a ich zawartość w próbkach jest zróżnicowana.
Podsumowanie: Mleczan etakrydyny (Rivanol) jest organicznym związkiem chemicznym należącym do grupy barwników akrydynowych. W warunkach normalnych reaguje z silnie utleniającymi substancjami. W wyniku reakcji rivanolu z azotanami() powstaje barwny związek, który stanowi podstawę do oznaczania azotanów tą metodą. W przypadku braku wysokiego stężenia azotanów() w badanej próbce pomocne jest skorzystanie z wiórków magnezu, które redukują azotany() do azotanów(), tym samym umożliwiając zajście barwnej reakcji i informując o obecności obu typów jonów w badanym preparacie.
Warzywa korzeniowe mogą zawierać azotany() i azotany(), a zawartość tych związków jest różna w zależności od gatunku warzywa. W przypadku tego samego warzywa zawartość azotanów może być inna w przypadku różnych rodzajów upraw.
Polecenie 2
R1LOgstcbVYd7
Potrzebny do rozwoju roślin azot, pobierany jest przez rośliny w formie anionów azotanowych() lub kationów amonu . Może jednak występować w glebie także w formie toksycznych dla wielu roślin azotanów(). Rośliny kumulują nadmiar azotanów() i azotanów(). Ma to miejsce głównie w liściach i organach spichrzowych, z kolei znacznie mniej azotanów znajdzie się w owocach i nasionach tych roślin. Nie wszystkie warzywa kumulują te związki w jednakowym stopniu – np. sałata, rzodkiewka i buraki ćwikłowe mają wysoką tendencję do ich gromadzenia, a tylko w nieznacznie mniejszym stopniu kumulują je marchew, seler, ziemniaki czy cebula. Zaś warzywa takie jak papryka, pomidory czy ogórki cechują się zdecydowanie niższą niż wymienione wcześniej rośliny tendencją do kumulacji azotanów.
Na skutek zanieczyszczenia gleby nadmiarem związków azotowych, może nastąpić znaczne zmniejszenie odporności uprawianych na niej roślin na choroby i szkodniki. Rośliny uprawiane na glebach skażonych azotanami() i azotanami() zawierają nadmiar tych substancji, przez co mają negatywny wpływ na zdrowie konsumentów, ponieważ występujące w nadmiarze azotany() mogą ulegać przemianie w azotany(), które z kolei przyczyniają się do powstawania bardzo toksycznych związków o działaniu rakotwórczym. Procesy tego typu mogą zachodzić chociażby podczas przechowywania warzyw zawierających nadmierne ilości azotanów().
RB6u4XuXBX0nZ
Ciekawostka
Obecnie coraz większą popularność zyskuje rolnictwo ekologiczne, wykluczające stosowanie syntetycznych nawozów i pestycydów. Jest ono już traktowane jako sposób życia w symbiozie z naturą niż jako system produkcji.
ReJIU8o0t7jS3
Doświadczenie 2
Czy zasolenie gleby wpływa na rozwój roślin?
Wykonaj poniższe doświadczenie. Sformułuj odpowiednie obserwacje i wnioski.
RA3fIg2U3YjhF
W celu poznania odpowiedzi na to pytanie, wykonano doświadczenie.
Problem badawczy:
Czy zasolenie gleby wpływa na rozwój roślin?
Hipoteza:
Nadmierne stężenie chlorku sodu w glebie ma negatywny wpływ na rozwój roślin.
Co było potrzebne:
cztery cylindry miarowe () lub cztery probówki;
marker;
roztwory soli kuchennej o stężeniach: , , ;
woda z kranu;
olej jadalny;
cztery dobrze ulistnione pędy bzu.
Przebieg doświadczenia:
Do trzech cylindrów miarowych nalano po roztworów soli kuchennej o różnych stężeniach, a do czwartego nalano wody. Cylindry zostały odpowiednio opisane. W każdym z nich umieszczono jeden ulistniony pęd bzu, po czym do wszystkich wlano tyle oleju jadalnego, aby otrzymać warstwę o grubości , która uniemożliwiała parowanie wody. Na każdym cylindrze zaznaczono początkowy poziom cieczy. Próbki pozostawiono na trzy dni.
Obserwacje:
Po zakończeniu eksperymentu stan pędów bzu był tym gorszy, im wyższe było stężenie soli w roztworze, w którym był on zanurzony.
Wnioski:
Nadmiar soli kuchennej w wodzie pobieranej przez rośliny powoduje ich uszkodzenie, co można było łatwo zaobserwować w przypadku pędu zanurzonego w roztworze soli kuchennej o stężeniu .
1
Polecenie 3
RXpX5GTeTPRHb
Obserwacje: Czy stan roślin uległ zmianie? Jeśli tak, to w jakim stopniu? Porównaj z pędem zanurzonym w czystej wodzie.
Wnioski: Czy stan badanych pędów roślin zależy od stężenia soli w roztworze? Jeżeli tak, to jaki jest wpływ na rośliny?
Obserwacje: Po zakończeniu eksperymentu stan pędów bzu był tym gorszy, im wyższe było stężenie soli w roztworze, w którym był on zanurzony.
Wnioski: Nadmiar soli kuchennej w wodzie pobieranej przez rośliny powoduje ich uszkodzenie, co można było łatwo zaobserwować w przypadku pędu zanurzonego w roztworze soli kuchennej o stężeniu .
Polecenie 3
RIX8ZFYCFgeNP
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(), węglany sodu i potasu. Skutki nadmiernego zasolenia w Polsce mogą być widoczne na liściach drzew przydrożnych w czerwcu i lipcu.
RYX3bdxjSAOoE
iiMkDw68ju_d5e503
Metale ciężkie
Związki chemiczne zawierające metale ciężkie, takie jak ołów , miedź , rtęć , kadm . Są kolejną grupą zanieczyszczeń chemicznych gleby. Ponad ogólnej zawartości związków kadmu, miedzi, cynku i ołowiu w glebach pochodzi ze źródeł antropogenicznychantropogenicznyantropogenicznych. Szczególnie dużą zawartość związków metali ciężkich w glebie stwierdzono w rejonach sąsiadujących z hutami, galwanizerniami i kopalniami.
R1GfVpppF5noh
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).
Doświadczenie 3
Wykonaj doświadczenie w którym sprawdzisz, czy w glebie są zawarte jony ołowiu(). Sformułuj odpowiednie obserwacje i wnioski.
REDcJqoeVhqPR
Wykonano doświadczenie, w którym sprawdzono, czy w glebie są zawarte jony ołowiu().
Problem badawczy:
Czy gleba może zawierać jonu ołowiu()?
Hipoteza:
Jony ołowiu() mogą występować w glebach i powodować ich skażenie.
Co było potrzebne:
próbki gleby (pobrane w różnych miejscach);
probówki;
sączki;
kolby stożkowe;
łyżka;
pipetka;
lejki;
roztwór kwasu octowego (etanowego);
siarczek sodu.
Przebieg doświadczenia:
Do kolby stożkowej nalano ok. wody destylowanej i dodano roztworu kwasu octowego. Następnie, do tak przygotowanego roztworu, dodano łyżkę badanej gleby, zamieszano i wytrząśnięto przez ok. . Po tym czasie zawartość kolby przesączono. Do otrzymanego roztworu dodano dwie krople roztworu siarczku sodu i obserwowano zachodzące zmiany. Badanie powtórzono dla innych próbek gleby.
Obserwacje:
W niektórych próbkach dodanie siarczku sodu do przesączu powodowało wytrącenie się czarnego osadu.
Wnioski:
Wytrącający się czarny osad to siarczek ołowiu, świadczący o obecności jonów ołowiu() w próbkach badanej gleby.
Podsumowanie:
Wytrącanie się siarczku ołowiu przebiega zgodnie z równaniem:
1
Polecenie 4
RXpX5GTeTPRHb
Obserwacje: Czy po dodaniu siarczku sodu do przesączu nastąpiły w nim jakieś zmiany? Jeśli tak, to jakie?
Wnioski: O czym mogą świadczyć obserwowane zmiany?
Obserwacje: W niektórych próbkach dodanie do przesączu powodowało wytrącenie się czarnego osadu.
Wnioski: Wytrącający się czarny osad to siarczek ołowiu świadczący o obecności jonów ołowiu() w próbkach badanej gleby.
Podsumowanie: Wytrącanie się siarczku ołowiu przebiega zgodnie z równaniem:
Polecenie 4
R10DWhgTXdsud
R1VsuYoP1DXgH
Polecenie 5
RydltVOh8a1Ki
R1b5YMdpDbL1M
iiMkDw68ju_d5e610
2. Skutki zanieczyszczenia gleb i sposoby przeciwdziałania niszczeniu gleb
Skutki zanieczyszczenia gleb
Zasolenie, niewłaściwy odczyn (alkalizacja lub zakwaszenie), którym towarzyszy wymywanie w głąb profilu składników pokarmowych, a zwłaszcza potasu.
Pogorszenie się struktury gleby – przesuszenie lub zamulenie.
Obniżenie urodzajności gleby w wyniku zmian jej właściwości fizycznych, chemicznych i mikrobiologicznych.
Ujemny wpływ zanieczyszczeń gleby na rozwój roślin oraz organizmów na wyższych poziomach łańcucha troficznego (na zwierzęta i ludzi).
Ciekawostka
W latach zaprzestano produkcji powszechnie stosowanego pestycydu DDT, należącego do grupy związków chloroorganicznych (w Polsce znanego pod nazwą „azotoks”), środka owadobójczego, który gromadził się w glebie i dostawał do kolejnych ogniw łańcucha pokarmowego. U zwierząt był kumulowany w tkance tłuszczowej. Okres połowicznego rozpadu DDT w glebie bardzo mocno zależy od warunków zewnętrznych i może wynosić od 22 dni do nawet 30 lat, a niektóre produkty jego rozkładu wykazują znacznie większą toksyczność dla zwierząt i ludzi niż wyjściowa substancja. Zanim poznano jego szkodliwe długofalowe oddziaływanie na środowisko przyrodnicze, DDT był uznawany za niemal idealny pestycyd. Odkrywca toksycznego działania DDT na owady Paul Herman Müller został w uhonorowany Nagrodą Nobla.
Niszczenie gleb, które powoduje pogorszenie ich wartości użytkowej i obniżenie możliwości produkcyjnych, jest nazywane degradacją glebdegradacja glebydegradacją gleb. Zachodzące procesy w ziemi 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 jej degradację odpowiedzialny jest przede wszystkim człowiek, ale też czynniki naturalne, np. erozja gleby, zmiany klimatyczne (susza) oraz klęski żywiołowe (wybuchy wulkanów, trzęsienia 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). Może być także wywołana działalnością człowieka przez niewłaściwie wykonywane melioracjemelioracjamelioracje, wycinanie i wypalanie lasów i łąk, a także przez zbyt intensywny wypas zwierząt. W przypadku, gdy gleba na danym terenie całkowicie utraci wartości użytkowe, mówi się o dewastacji glebydewastacja glebydewastacji gleby. Często jest to proces nieodwracalny, któremu towarzyszą silne przekształcenia i spustoszenia terenu, np. przez budowę domów, kładzenie asfaltu, chodników oraz kopalnie odkrywkowe.
Polecenie 6
Zapoznaj się z informacjami zawartymi w poniższej galerii interaktywnej, a następnie wskaż prawidłową odpowiedź na zadanie zamieszczone poniżej.
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), a także w zmienionym przez człowieka krajobrazie przemysłowym, np. na hałdach kopalnianych (C).
RAiwbXcYdbI0u
R1J1BH8tHfFku
R1XsyWZdvDMUp
R1bPxryfkLDVW
iiMkDw68ju_d5e684
Sposoby przeciwdziałania niszczeniu gleb
Do głównych działań podejmowanych w celu ochrony gleb należą:
. prawidłowa gospodarka rolna z zastosowaniem głównie nawozów naturalnych, racjonalne stosowanie nawozów sztucznych oraz środków ochrony roślin; . zapobieganie erozji – działania melioracyjne, zadrzewienia śródpolne, zalesianie nieużytków; . zapobieganie zanieczyszczaniu gleby ze źródeł komunalnych – ograniczenie ilości odpadów i właściwa gospodarka (segregacja odpadów, kompostowanie, zbiórka odpadów niebezpiecznych) oraz oczyszczanie ścieków; . ograniczanie przemysłowych źródeł zanieczyszczenia gleb – stosowanie nowoczesnych technologii przyjaznych środowisku oraz właściwą gospodarkę odpadami poprodukcyjnymi; . 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 nowa warstwa gleby. Niestety, niektóre zanieczyszczenia chemiczne mogą zalegać w ziemi 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.
R1Z1wzFF4CvxR
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.
R1S8LqJ3s01X6
iiMkDw68ju_d5e755
Podsumowanie
Do chemicznych źródeł zanieczyszczeń gleby zaliczane są m.in. węglowodory i ich pochodne, nawozy sztuczne, pestycydy, metale ciężkie.
Skażona gleba nie nadaje się do uprawy, ponieważ szkodliwe substancje, wraz ze spożywanymi roślinami, 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 przeprowadza się zabiegi wzbogacające glebę w próchnicę, przywracające właściwe pH (wapnowanie), a także ograniczające wpływ 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).
Praca domowa
1
Polecenie 7.1
Zaprojektuj i wykonaj doświadczenie, które ma na celu zbadanie wpływu skażenia gleby, wywołanego wybranym czynnikiem (nadmiar azotanów () lub fosforanów()) na kiełkowanie i wzrost nasion owsa lub rzeżuchy ogrodowej.
Uwaga! Rośliny wyhodowane w eksperymencie nie nadają się do spożycia.
R11hoDESHAnXs
Rp3MqoQAL7tYb
Wpływ azotanów() możesz zbadać korzystając z tzw. saletry spożywczej, czyli , którą znajdziesz w sklepie wśród przypraw. Badając wpływ fosforanów() możesz wykorzystać zawierający je detergent. Ze względu na to, że są one już niemal niedostępne na polskim rynku, możesz wykorzystać do doświadczenia lek Rectanal zawierający fosforany i sprzedawany w postaci roztworu. Lek ten ma działanie przeczyszczające i jest dostępny bez recepty.
Pamiętaj o zasadach BHP i nigdy nie próbuj (nie pij, nie smakuj) odczynników z których korzystasz do przeprowadzenia doświadczeń.
Przykładowa odpowiedź: wpływ azotanów() na rozwój rzeżuchy.
Co będzie potrzebne:
kilka spodków (co najmniej trzy);
wata lub lignina;
nasiona, np. rzeżuchy;
woda;
saletra spożywcza, .
Instrukcja:
. Wszystkie spodki wyłóż dokładnie watą lub ligniną, po czym na każdy z nich nanieś podobną ilość nasion, np. rzeżuchy. Przygotuj wodne roztwory w co najmniej dwóch różnych stężeniach (niskim, ok. 3%, i wysokim, ok. 30%). . Każdą z próbek podlej inaczej – jedną (próbę kontrolną) czystą wodą, a pozostałe (próba badawcza) roztworami saletry spożywczej o różnych stężeniach. . Spodki odpowiednio podpisz i ustaw w takim miejscu, aby wszystkie nasiona miały takie same warunki oświetlenia i temperatury. . Podlewaj rośliny zgodnie z ich zapotrzebowaniem odpowiednimi roztworami lub wodą. . Obserwuj zmiany zachodzące na spodkach przez co najmniej siedem dni i zapisuj je w arkuszu obserwacji. Nie zapominaj podlewać roślin. Uważaj, aby się nie pomylić i nie podlać próby kontrolnej roztworem soli.
Obserwacje: Na spodku podlewanym roztworem o dużym stężeniu roślina nie rozwijała się prawidłowo.
Wnioski: Azotany() są niezbędne w procesie wzrostu rośliny, ale ich nadmiar ma działanie toksyczne.
1
Polecenie 7.2
Przedstaw w formie notatki kilka argumentów uzasadniających znane stwierdzenie Hipokratesa: Prawidłowy rozwój człowieka, zwierzęcia i rośliny zależy od jakości gleby.
RL6rLWheMlqzF
R1dCncBsRxXzO
W jaki sposób substancje odżywcze krążą w przyrodzie? Przypomnij sobie, czym jest łańcuch pokarmowy i jakie jest miejsce człowieka w tym szeregu.
Substancje toksyczne zawarte w glebie mogą zostać wbudowane w tkanki roślin i dzięki temu zostać przeniesione w górę łańcucha pokarmowego poprzez dostarczenie ich do organizmów roślinożernych, a dalej mięsożernych. Człowiek może zjeść bezpośrednio skażoną roślinę lub mięso zwierzęcia, które zawiera zbyt duże stężenia substancji toksycznych. Im wyższa pozycja organizmu w łańcuchu pokarmowym, tym większa ilość obcych substancji dostaje się do niego wraz z pożywieniem oraz może się w nim gromadzić. W efekcie może dojść do zatrucia organizmu, powodując chorobę lub nawet śmierć. Dodatkowo skażenie gleby może dawać słabe plony lub ich brak, co z kolei skutkuje klęską głodu i zmniejsza dostępność zarówno do pożywienia pochodzenia roślinnego, jak i zwierzęcego – brak niektórych roślin będzie skutkować wymieraniem roślinożerców, a dalej drapieżników, którym również zacznie brakować pożywienia.
iiMkDw68ju_d5e814
Słownik
antropogeniczny
antropogeniczny
powstały lub zachodzący w wyniku działalności gospodarczej człowieka
bakteriocydy
bakteriocydy
substancje niszczące lub hamujące rozwój bakterii
degradacja gleby
degradacja gleby
niszczenie powodujące obniżenie żyzności gleby i jej biologicznej wartości
dewastacja gleby
dewastacja gleby
całkowite zniszczenie gleby na danym terenie
fungicydy
fungicydy
rodzaj pestycydów, mający zastosowanie w zwalczaniu grzybów atakujących rośliny
herbicydy
herbicydy
rodzaj pestycydów, które służą ochronie upraw przed chwastami
insektycydy
insektycydy
rodzaj pestycydów używany do zwalczania szkodników w uprawach rolnych, lasach, w magazynach z żywnością, a nawet w mieszkaniach; insektycydy mogą zabijać owady lub jedynie ograniczać ich rozród, co również wpłynie na ograniczenie ich liczebności
melioracja
melioracja
zespół zabiegów mających służyć trwałemu poprawieniu zdolności produkcyjnych gleb uprawnych; melioracje rolne obejmują: melioracje wodne (regulacje stosunków wodnych w glebie), agromelioracje (polepszenie stanu gleby poprzez długofalowe działania uprawowe), fitomelioracje (racjonale zalezienia zmieniające lokalny mikroklimat) oraz melioracje przeciwerozyjne (hamujące spływ powierzchniowy wód opadowych, co przeciwdziała wymywaniu żyznych warstw gruntu)
pestycydy
pestycydy
chemiczne środki ochrony roślin uprawnych przed organizmami szkodliwymi lub niepożądanymi, szczególnym ich rodzajem są używane do zwalczania owadów insektycydy
rekultywacja gleby
rekultywacja gleby
przywracanie glebie jej stanu użytkowego
iiMkDw68ju_d5e919
Ćwiczenia
Pokaż ćwiczenia:
1
Ćwiczenie 1
R1HFYyGrGAMvG
1
Ćwiczenie 2
Za pomocą kwasomierza Helliga zbadano pH gleby (wynik doświadczenia widoczny jest na załączonym zdjęciu). Wskaż, który z zabiegów wpłynie na przywrócenie glebie korzystnego dla rozwoju roślin pH.
R1ZJNFguZGXk4
RvwRdRPskBBfL
R1TO8M5b6bXHP
R1Y7C0nX0c9Ak1
Ćwiczenie 3
1
Ćwiczenie 4
Przyjrzyj się zdjęciu zamieszczonemu poniżej. Zaznacz, jaki rodzaj zanieczyszczenia gleby będzie skutkować takimi zmianami w wyglądzie roślin.
R1LlvEVsSW0Ly
Rrr70wCUewKVv
R1Ruin4Qd2wxQ
2
Ćwiczenie 5
R1Kg1tFpVVDzR
zadanie interaktywne
zadanie interaktywne
Wskaż związane z działalnością człowieka przyczyny powodujące następujące niekorzystne zmiany zachodzące w glebie:
niewłaściwe stosowanych nawozów sztucznych i środków ochrony roślin (pestycydów) w uprawach roslin
rozwój motoryzacji
odprowadzanie nieoczyszczonych ścieków komunalnych i przemysłowych
stosowanie w sezonie zimowym soli kamiennej do topnienia śniegu i lodu na drogach
Źródło: Anna Florek, licencja: CC BY 3.0.
R1KyZn9HWas0G2
Ćwiczenie 6
RNyFkzNahs0Rg3
Ćwiczenie 7
R9c19kHvT3llK3
Ćwiczenie 8
Bibliografia
Encyklopedia PWN
Mocek A., Gleboznawstwo, Warszawa 2015.
Mackenzie A., Ball A. S., Virdee S. R., Ekologia. Krótkie wykłady, Warszawa 2015.
Monitoring jakości gleby i ziemi, Główny Inspektorat Ochrony Środowiska, online: https://www.gios.gov.pl/pl/stan-srodowiska/monitoring-jakosci-gleby-i-ziemi, dostęp: 09.10.2021.
Ochrona środowiska 2020, Główny Urząd Statystyczny, online: https://stat.gov.pl/obszary-tematyczne/srodowisko-energia/srodowisko/ochrona-srodowiska-2020,1,21.html, dostęp: 09.10.2021.