V° − Gleby
advertisement
V. GLEBY Gleba stanowi podstawowy, nieodnawialny element środowiska przyrodniczego. Jej właściwości decydujące o przydatności rolniczej, muszą być dobrze poznane i monitorowane, a istniejące zasoby szczególnie chronione. Gleba powstaje w czasie oddziaływania organizmów, klimatu, rzeźby terenu i zwietrzeliny. To dynamiczny twór przyrody. Zachodzą w niej intensywne procesy. Cechy gleby mają charakter biologiczny, fizyczny, chemiczny i mieszane. Jest integralnym elementem wszystkich ekosystemów lądowych. Rozwój gleby uzależniony jest od szybkości wietrzenia. Ochrona zasobów glebowych oraz ich jakości dyktowana jest potrzebą zabezpieczania samowystarczalności produkcji odpowiedniej ilości surowców roślinnych o wysokich parametrach jakościowych. Właściwości gleb mogą być modyfikowane rolniczą oraz pozarolniczą działalnością człowieka. Zmiany te są bardzo trudne ze względu na ich ogromną i złożoną dynamikę zachodzącą w czasie, na którą wpływają oddziaływania antropogeniczne. Zgodnie z ustawą Prawo ochrony środowiska, ochrona powierzchni ziemi polega na zapewnieniu jak najlepszej jej jakości, w szczególności poprzez: − racjonalne gospodarowanie, − zachowanie wartości przyrodniczych, − zachowanie możliwości produkcyjnego wykorzystania, − ograniczenie zmian naturalnego ukształtowania, − utrzymanie jakości gleby i ziemi powyżej lub co najmniej na poziomie wymaganych standardów, − doprowadzenie jakości gleby i ziemi co najmniej do wymaganych standardów, gdy nie są one dotrzymane, − zachowanie wartości kulturowych, z uwzględnieniem archeologicznych dóbr kultury. Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 9 września 2002 r. w sprawie standardów jakości gleby oraz standardów jakości ziemi (D. U. Nr 165/2002, poz. 1359) określa wartości dopuszczalne stężeń w glebie lub ziemi, z uwzględnieniem ich funkcji aktualnej i planowanej, dla określonych grup rodzajów gruntów (A, B, C). Pełni ono ważną rolę w kształtowaniu świadomości, zarówno wśród organów administracji państwowej i samorządowej, jak i wśród władających powierzchnią terenu. W systemie ochrony środowiska szczególne miejsce przypada obszarom rolniczym, mają one bowiem największy udział w areale powierzchniowym kraju, otaczają i przenikają wszystkie inne ekosystemy odgrywając nadzwyczaj istotną rolę w kształtowaniu naturalnych procesów samooczyszczania się środowiska. Ochrona gruntów rolnych i leśnych w myśl ustawy „O ochronie gruntów rolnych i leśnych” (Dz.U. Nr 16/1995 roku z późn.zm.) polega na: − ograniczeniu przeznaczania ich na cele nierolnicze i nieleśne, − zapobieganiu procesom degradacji i dewastacji gruntów rolnych i leśnych oraz szkodom w produkcji rolniczej lub leśnej oraz w drzewostanach, powstających wskutek działalności nierolniczej lub nieleśnej, − rekultywacji i zagospodarowaniu gruntów na cele rolnicze, − zachowaniu torfowisk i oczek wodnych jako naturalnych zbiorników wodnych, 155 − przywracaniu i poprawianiu wartości użytkowej gruntom, które utraciły charakter gruntów leśnych wskutek działalności nieleśnej, a także na zapobieganiu obniżania produktywności gruntów leśnych. W wyniku współdziałania czynników glebotwórczych, takich jak: klimat, woda, organizmy żywe, ukształtowanie powierzchni, człowiek i czas, powstają gleby o różnych profilach. W znacznej części obszaru województwa małopolskiego (północna i centralna część) występują kompleksy bardzo dobrych gleb, tj.: czarnoziemy i gleby brunatne wytworzone z lessów oraz urodzajne mady. W południowej części przeważają gleby płytkie, silnie szkieletowe, narażone na procesy erozyjne, o niskiej wartości rolniczej. Polska IV 39,9% V-VI 34,1% III 22,7% II 2,9% I 0,4% Rys. 1. Klasy bonitacyjne gleb Polski (GUS „Ochrona środowiska 2006”) . 156 Województwo małopolskie IV 36,4% V-VI 30,5% III 26,5% I II 5,2% 1,4% Rys. 2. Klasy bonitacyjne gleb województwa małopolskiego (GUS „Ochrona środowiska 2006”) 1. UŻYTKOWANIE GRUNTÓW I ZAGROŻENIA W województwie małopolskim użytkuje się rolniczo 894 750 ha, co stanowi 58,9% jego obszaru. Użytki leśne oraz zadrzewione stanowią 456 916 ha (30%). W ogólnej powierzchni użytków rolnych, grunty orne stanowią 74,5%, sady 3,8%, a użytki zielone 21,7% (tabela 1). Tabela 1. Struktura użytków rolnych w województwie małopolskim (stan na dzień 01.01.2006r.) Wyszczególnienie Grunty orne Sady Łąki Pastwiska Razem Powierzchnia geodezyjna [ha] 666 901 33 636 100 179 94 034 894 750 Powierzchnia [%] 74,5 3,8 11,2 10,5 100 Na przestrzeni ostatnich lat obserwuje się spadek powierzchni użytków rolniczych, a w ich strukturze zmniejszanie powierzchni gruntów ornych na rzecz powierzchni łąk i pastwisk. Powierzchnia sadów pozostaje na tym samym, nie zmienionym poziomie. W roku 2005 nie zaobserwowano większych zmian w porównaniu z rokiem 2000. 157 W systemie ochrony środowiska szczególne miejsce przypada obszarom rolniczym. Mają one największy udział w areale powierzchniowym kraju, otaczają i przenikają wszystkie inne ekosystemy. Główne zagrożenia dla tych obszarów to: − niedobory wody, − zanieczyszczenie wód powierzchniowych i podziemnych, − zanieczyszczenie atmosfery, − degradacja fizyczna, chemiczna i biologiczna gleb, − urbanizacja i osadnictwo. Analizując zagrożenia rolniczej przestrzeni produkcyjnej, można wyróżnić zagrożenia o charakterze ilościowym i jakościowym. Zagrożenia ilościowe Zagrożenia o charakterze ilościowym wyrażają się w zmniejszeniu powierzchni użytkowanej rolniczo w następstwie przejmowania gruntów na cele nierolnicze i nieleśne oraz degradacji gruntów w wyniku erozji. W województwie małopolskim w latach 1999-2005 wyłączeniu z produkcji rolniczej i leśnej uległo odpowiednio: − 1999 − 233 ha z czego 98,7% stanowiły grunty rolne, − 2000 − 203 ha z czego 87% stanowiły grunty rolne, − 2005 −202 ha z czego 87% stanowiły grunty rolne. Zmiany klimatyczne oraz szaty roślinnej wywołują nasilenie erozji. Polska, chociaż znajduje się w strefie klimatu umiarkowanego nie stwarzającego silnego zagrożenia procesami erozyjnymi, to jednak na około 1/3 ogólnego obszaru jest zagrożona erozją wodną powierzchniową oraz erozją wietrzną, a na około 1/5 występuje erozja wąwozowa. Przeprowadzone badania wykazały, że około 29% obszaru kraju, w tym 24% użytków rolnych (głównie gruntów ornych) i około 5% powierzchni lasów jest zagrożone erozją wodną. W skali kraju najbardziej zagrożone erozją wodną powierzchniową jest województwo małopolskie – około 57% jego obszaru, w tym dominuje erozja silna (26% obszaru) nad erozją średnią (21% obszaru). Erozja wąwozowa występuje na 17,5% powierzchni Polski, a najbardziej rozwiniętą sieć wąwozów ma województwo małopolskie, gdzie wąwozy występują na około 53% obszaru. Wprawdzie największy obszar (24,5%) zajmuje erozja wąwozowa średnia, to jednak na 14% obszaru występuje erozja silna, a na powierzchni 1,5% obszaru erozja bardzo silna. Obszar województwa zaliczany jest do pierwszego stopnia pilności ochrony, a zagospodarowanie wąwozów uznano jako bardzo pilne. Biorąc pod uwagę omówioną strukturę zagrożenia erozją wodną i występowania sieci wąwozowej, najbardziej narażone na degradację erozją są tereny wyżyn lessowych oraz tereny pogórzy i górskie w granicach powiatów: bocheńskiego, gorlickiego, krakowskiego, limanowskiego, miechowskiego, myślenickiego, nowosądeckiego, proszowickiego, suskiego, tarnowskiego-ziemskiego, tatrzańskiego, wadowickiego. Ocenę potencjalnego zagrożenia erozją wietrzną dokonuje się z uwzględnieniem kilku podstawowych kryteriów determinujących występowanie i nasilenie erozji wietrznej, takich jak: typ rzeźby terenu, podatność gleb na deflację i stopień lesistości terenu. Z przeprowadzonych badań wynika, że około 28% ogółu użytków rolnych w kraju jest zagrożone erozją wietrzną, w tym około 10% erozją średnią i około 1% silną. Zagrożenie 158 erozją wietrzną na terenie województwa małopolskiego jest niewielkie a silny stopień nasilenia erozji szacuje się, że występuje tylko na 0,1% jego powierzchni. Każdy rodzaj erozji gleby jest czynnikiem degradującym środowisko przyrodnicze, a zwłaszcza rolniczą przestrzeń produkcyjną. Jej skutki przejawiają się w niekorzystnych, przeważnie trwałych zmianach: − warunków przyrodniczych (rzeźby, gleb, stosunków wodnych, naturalnej roślinności), − warunków gospodarczo-organizacyjnych (deformowanie granic pól, rozczłonkowanie gruntów, pogłębianie dróg, niszczenie urządzeń technicznych). Zmiany te prowadzą do obniżenia potencjału produkcyjnego ziemi i walorów ekologicznych krajobrazu. Zagrożenia jakościowe Mówiąc o zagrożeniach jakościowych, wskazać należy na uszkodzenia gruntów w wyniku działalności wydobywczej, emisji zanieczyszczeń przemysłowych i komunikacyjnych. Każda eksploatacja kopalin powoduje naruszenie dotychczasowego stanu środowiska. Do najczęstszych przekształceń górniczych należą: − deformacja terenu, − zmiana struktur geologicznych, − zmiany stosunków wodnych, − wycofywanie się roślin i zwierząt z eksploatowanego obszaru. Do najpoważniejszych zagrożeń powodowanych przez przemysł, komunikację i gospodarkę komunalną należą: − emisja do powietrza zanieczyszczeń technologicznych z przemysłu oraz spalania paliw płynnych i stałych, − zanieczyszczenie wód ściekami oraz odciekami ze składowisk, − zanieczyszczenie powierzchni ziemi odpadami oraz zajmowanie terenów pod składowiska. Nie bez znaczenia dla środowiska glebowego jest działalność rolnicza. Analizując zagrożenia rolnicze należy mieć na uwadze błędy popełnione w przeszłości, takie jak: nadmierne wylesienia, osuszanie bagien, eksploatacja torfowisk, wadliwie prowadzone melioracje, ale również stosowane w uprawie środki ochrony roślin i nawozy. Stopień uszkodzenia gruntów określa się stosując pojęcia degradacji i dewastacji: − grunty zdegradowane to grunty, których rolnicza lub leśna wartość użytkowa zmalała, w szczególności w wyniku pogorszenia się warunków przyrodniczych albo wskutek zmian środowiska oraz działalności przemysłowej, a także wadliwej działalności rolniczej, − grunty zdewastowane to grunty, które utraciły całkowicie wartość użytkową w wyniku przyczyn, o których mowa wyżej. Powierzchnię gruntów zdewastowanych i zdegradowanych w województwie małopolskim przedstawia tabela 2. 159 Tabela 2. Grunty zdewastowane i zdegradowane wymagające rekultywacji oraz zrekultywowane i zagospodarowane Rok Grunty wymagające rekultywacji [ha] ogółem zdewastowane zdegradowane Grunty w ciągu roku [ha] zrekultywowane w tym cele rolnicze leśne 401 28 370 533 22 449 160 71 89 ogółem 1999 2000 2005 3 625 3 181 2 856 3 522 3 079 2 827 103 102 29 ogółem 45 462 40 zagospodarowane w tym cele rolnicze leśne 21 16 7 431 27 - Z ogólnej powierzchni gruntów wymagających rekultywacji średnio 96% to grunty zdewastowane a więc takie, które utraciły całkowicie wartość użytkową. Ponad 56% powierzchni gruntów zdewastowanych i zdegradowanych, to grunty, które utraciły swoją wartość użytkową w wyniku działalności górniczej i kopalnictwa surowców w 2005 r. W ostatnich latach rekultywację prowadzono na następujących wielkościach powierzchni, które takich zabiegów wymagały: 1999 r. – 11%, 2000 r. – 17%, 2005 r. – 5,6%. W 2005 roku ponad 55% powierzchni rekultywowane jest na cele leśne. Monitoring chemizmu gleb ornych Polska dysponuje bardzo dobrym przestrzennym rozpoznaniem jakości gleb, ich zasobów i przydatności rolniczej, jak również zbiorem informacji dotyczących właściwości gleb, powierzchni klas bonitacyjnych i kompleksów przydatności rolniczej gleb oraz waloryzacji rolniczej przestrzeni produkcyjnej, która wskaźnikiem syntetycznym, uwzględniającym ocenę jakości gleby, rzeźbę terenu, warunki wodne i warunki klimatyczne, określa możliwości produkcyjne środowiska przyrodniczego kraju. Pomimo ogromnej ilości danych o glebach Polski i ich właściwościach chemicznych, fizycznych i fizyko-chemicznych, dokumentujących stan tych właściwości w określonym czasie, do 1995 roku nie dysponowano systemem monitorowania zmian właściwości gleb zachodzących wraz z upływem czasu pod wpływem czynników przyrodniczych i działalności gospodarczej człowieka. Monitoring właściwości gleb przeprowadzono w latach 1995, 2000 i 2005 w 216 punktach kontrolno–pomiarowych zlokalizowanych na terenie całego kraju. Gleby objęte badaniami to grunty orne charakteryzujące się dużym zróżnicowaniem typologicznym, składem granulometrycznym oraz wartością (klasa bonitacyjna) i przydatnością rolniczą (kompleksy glebowo- rolnicze). Punkty kontrolno–pomiarowe gleb przewidziane do badań ich właściwości chemizmu, zlokalizowano na gruntach ornych całego kraju. Reprezentują one typowo rolnicze obszary o różnym stopniu intensyfikacji rolnictwa oraz obszary znajdujące się w zasięgu oddziaływania różnego rodzaju zanieczyszczeń. Taki układ umożliwia śledzenie zmian zachodzących w glebie pod wpływem określonej rolniczej i pozarolniczej działalności człowieka. Badania przeprowadzane w ramach Państwowego Monitoringu Środowiska są wykonywane w Instytucie Uprawy, Nawożenia i Gleboznawstwa w Puławach. Pozwalają one na obserwację zmian chemizmu gleb pod wpływem czynników antropopresji. Ocena prezentowana poniżej powstała na podstawie badań przeprowadzonych w 1995, 2000 i 2005 roku. Pierwszy program badań i wyniki wstępne (1995 roku) zostały opublikowane przez Inspekcję Ochrony Środowiska w serii Biblioteki Monitoringu Środowiska pod tytułem „Monitoring chemizmu gleb ornych Polski”. 160 Charakterystyka sieci monitoringu na terenie województwa małopolskiego Na terenie województwa zlokalizowanych jest 17 punktów pomiarowych, których lokalizację oraz wykaz przedstawia rysunek 3 i tabela 3. Lokalizacja punktów uwzględnia zróżnicowanie pokrywy glebowej (typy, gatunki, rodzaje, kompleksy przydatności rolniczej, klasy bonitacyjne), a także inne czynniki środowiska mogące być pomocne w pozyskiwaniu informacji o stanie i zmianach właściwości zachodzących w glebach. Charakterystyka typów i podtypów gleb, na których zlokalizowano monitoring przedstawia się następująco: − − − − − − gleby płowe – 5 punktów, gleby brunatne właściwe – 2 punkty, gleby brunatne wyługowane – 4 punkty, gleby brunatne kwaśne – 1 punkt, czarnoziemy zdegradowane – 1 punkt, mady brunatne – 4 punkty. Według klas bonitacyjnych oraz kompleksów przydatności rolniczej lokalizacja przedstawia się następująco: − − − − − − klasa I − kompleks przydatności: pszenny bardzo dobry klasa II − kompleks przydatności: pszenny dobry klasa IIIa − kompleks przydatności: pszenny dobry klasa IIIb − kompleks przydatności: żytni bardzo dobry, pszenny górski klasa IVa − kompleks przydatności: żytni bardzo dobry, zbożowy górski klasa IVb,V − kompleks przydatności: owsiano-ziemniaczany górski MIECHÓW 365 OLKUSZ 349 PROSZOWICE BRZESKO KRAKÓW BOCHNIA 363 Biała 353 Kraków- Pleszów 347 Oświęcim OŚWIĘCIM DĄBROWA TARNOWSKA 355 CHRZANÓW Grojec Łęka Szczucińska Łyszkowice 351 Czajowice TARNÓW WIELICZKA WADOWICE 421 Brzyczyna 417 Wadowice-Chocznia 425 Łapczyca 433 Zakliczyn MYŚLENICE 423 Pcim 427 Tymbark SUCHA BESKIDZKA 435 NOWY SĄCZ Moszczenica LIMANOWA NOWY TARG 419 Jabłonka 431 Biegonice GORLICE 429 Sromowce Wyżne Objaśnienia: punkt pomiarowy ZAKOPANE Rys. 3. Lokalizacja punktów pomiarowych (źródło: IUNG 2007) 161 Tabela Numer punktu 3. Lokalizacja punktów zanieczyszczenia kontrolno-pomiarowych Emisje przemysłowe w Zanieczyszczenia komunikacyjne zależności od Emisje ze źródeł komunalnych źródeł Brak wyraźnego oddziaływania zanieczyszczeń Miejscowość Gmina Powiat Grojec Alwernia chrzanowski X Czajowice Wielka Wieś krakowski X Oświęcim Oświęcim oświęcimski X WadowiceChocznia Wadowice wadowicki KrakówPleszów Łyszkowice Nowa Huta m.Kraków X Koniusza proszowicki X Brzyczyna Mogilany krakowski Pcim Pcim myślenicki Jabłonka Jabłonka nowotarski X Tymbark Tymbark limanowski X Sromowce Wyżne Biegonice Czorsztyn nowotarski Nowy Sącz m.Nowy Sącz X Moszczenica Moszczenica gorlicki X Biała Tarnów tarnowski X Łęka Szczucińska Łapczyca Szczucin dąbrowski X Bochnia bocheński X Zakliczyn Zakliczyn tarnowski X 49 51 47 17 53 X 55 X 21 X 23 19 27 29 X 31 35 63 65 25 33 2. OCENA ZANIECZYSZCZENIA GLEB UŻYTKÓW ROLNYCH METALAMI CIĘŻKIMI, SIARKĄ I WIELOPIERŚCIENIOWYMI WĘGLOWODORAMI AROMATYCZNYMI Kryterium oceny zanieczyszczenia gleb metalami ciężkimi Skład chemiczny gleb uwarunkowany jest wieloma czynnikami naturalnymi i antropogenicznymi. Głównie zależy od budowy geologicznej i geomorfologii terenu oraz warunków klimatycznych, które decydują o przebiegu procesów wietrzenia skał oraz uruchamianiu, migracji i akumulacji pierwiastków w środowisku. Zakresy stężeń występujących w glebach pierwiastków śladowych są bardzo ważne, bowiem niektóre z nich są konieczne dla prawidłowego wzrostu i rozwoju roślin i zwierząt, z drugiej strony nadmiar tych pierwiastków w glebie może być szkodliwy dla organizmów żywych. Na obszarach nieuprzemysłowionych wysokie zawartości potencjalnie szkodliwych pierwiastków w glebach mogą być jedynie związane z wietrzeniem i erozją wychodni okruszcowanych skał lub płytko zalegających złóż mineralnych. Na terenach uprzemysłowionych podwyższone 162 koncentracje pierwiastków śladowych i trwałych zanieczyszczeń organicznych w glebach są przede wszystkim wynikiem różnorodnej działalności gospodarczej człowieka prowadzonej na terenie, efektem funkcjonowania miast oraz depozycją z atmosfery. W zanieczyszczonych glebach odnotowywane są najczęściej podwyższone stężenia metali lub metaloidów, które miały lub mają obecnie szerokie zastosowanie w gospodarce lub uruchamianych procesach podczas przetwarzania surowców m.in.: rtęci, kadmu, srebra, arsenu, chromu, miedzi, niklu, ołowiu, cynku, selenu i talu. We współczesnych glebach często obserwowana jest również podwyższona zawartość trwałych zanieczyszczeń organicznych m. in. wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych (WWA) oraz ksenobiotyków tj. pestycydów chloroorganicznych, które przez kilkadziesiąt lat stosowane były w wysokich dawkach na całym globie, a także polichlorowanych bifenyli (PCBs), szeroko wykorzystywanych w produkcji przemysłowej do lat siedemdziesiątych. Problem zanieczyszczenia gleb jest bardzo istotny ze względu na możliwość ich pośredniego lub bezpośredniego negatywnego oddziaływania na zdrowie człowieka. Zanieczyszczenia z gleb mogą przenikać do organizmu człowieka pośrednio przez: − spożywanie roślin, które pobierały szkodliwe składniki z zanieczyszczonych gleb lub zostały zanieczyszczone poprzez depozycję z atmosfery cząsteczek wyemitowanych przez zakłady przemysłowe lub uległy erozji wietrznej lub ablacji deszczowej, − spożywanie wody, która została skażona w wyniku migracji szkodliwych składników z zanieczyszczonej gleby do wód podziemnych lub powierzchniowych. Zanieczyszczone gleby mogą także bezpośrednio wpływać na zdrowie człowieka poprzez układ oddechowy na skutek wdychania składników ulatniających się z gleb (np. związki organiczne, rtęć), emanację pierwiastków promieniotwórczych jak również wdychania cząstek organicznych i nieorganicznych wywiewanych z gleb. Zanieczyszczenia mogą także przedostawać się do organizmów ludzi poprzez układ pokarmowy (dotyczy to zwłaszcza dzieci) oraz poprzez skórę. O mobilności metali ciężkich w glebie decyduje również skład granulometryczny czyli zawartość części spławialnych. Wymienione cechy gleby oraz zawartość metali ciężkich decydują o zaliczeniu gleby do określonego stopnia zanieczyszczenia wg klasyfikacji opracowanej przez Kabatę-Pendias. Klasyfikacja ta wyróżnia 5 stopni zanieczyszczenia gleb: • • • • • • 0 − zawartość naturalna (gleby nie zanieczyszczone), I − zawartość podwyższona, II − słabe zanieczyszczenie, III − średnie zanieczyszczenie, IV − silne zanieczyszczenie, V − bardzo silne zanieczyszczenie. Wykorzystanie gleb użytków rolnych zanieczyszczonych metalami ciężkimi zależy od stopnia ich zanieczyszczenia. W związku z brakiem odpowiednich uregulowań prawnych dotyczących tak oceny gleb, jak i ich wykorzystania, zastosowanie znalazły zalecenia rolniczego wykorzystania gleb, w różnym stopniu zanieczyszczonych metalami ciężkimi opracowane przez Kabatę-Pendias, stosowane do oceny przez IUNG: 163 • • • • • • 0° − Gleby nie zanieczyszczone. Gleby te mogą być wykorzystane pod uprawę wszystkich roślin ogrodniczych i rolniczych, szczególnie roślin przeznaczonych do konsumpcji dla dzieci i niemowląt. I° − Gleby o podwyższonej zawartości metali. Na glebach tych mogą być uprawiane wszystkie rośliny uprawy polowej z ograniczeniem warzyw przeznaczonych na przetwory i do bezpośredniej konsumpcji dla dzieci. II° − Gleby słabo zanieczyszczone. Rośliny uprawiane na tych glebach mogą być chemicznie zanieczyszczone. Z uprawy należy zatem wykluczyć niektóre warzywa, takie jak: kalafior, szpinak, sałatę itp. Dozwolona jest natomiast uprawa zbóż, roślin okopowych i pastewnych oraz użytkowanie kośne i pastwiskowe. III° − Gleby średnio zanieczyszczone. Rośliny uprawiane na tych glebach są narażone na skażenia metalami ciężkimi. Zaleca się tu uprawę roślin zbożowych, okopowych i pastewnych, kontrolując okresowo zawartość metali w konsumpcyjnych i paszowych częściach roślin. Na glebach tych zalecana jest również uprawa roślin przemysłowych oraz roślin do produkcji materiału nasiennego. IV° − Gleby silnie zanieczyszczone. Gleby te, a szczególnie gleby lekkie, powinny być wyłączone z produkcji rolniczej. Na lepszych odmianach gleb (cięższych) zaleca się uprawiać rośliny przemysłowe (konopie, len), wiklinę, zboża i trawy (materiał siewny), ziemniak i zboża z przeznaczeniem na produkcję spirytusu, rzepak na olej techniczny, sadzonki drzew i krzewów itp. Wykorzystanie na użytki zielone należy ograniczyć. V° − Gleby bardzo silnie zanieczyszczone. Gleby te powinny być całkowicie wyłączone z produkcji rolniczej i zalesione, ze względu na przenoszenie zanieczyszczeń z pyłami glebowymi. Jedynie najlepsze odmiany tych gleb można przeznaczyć pod uprawę roślin przemysłowych, podobnie jak gleb o IV stopniu zanieczyszczenia. Kryteria oceny zanieczyszczenia gleb siarką Siarka jest pierwiastkiem niezbędnym dla życia roślin. Jej nadmiar w środowisku glebowym, spowodowany imisją siarki z atmosfery zanieczyszczonej tym pierwiastkiem, może być szkodliwy dla wzrostu i rozwoju roślin. Negatywne skutki zanieczyszczenia gleb siarką w wyniku antropopresji, to degradacja chemiczna przez zakwaszenie oraz wzrost zawartości w glebie siarczanów. Ocenę zanieczyszczenia gleb siarką dokonuje się biorąc pod uwagę naturalną jej zawartość w zależności od gatunku gleb i wyróżnia się 4 stopnie zawartości tego pierwiastka: • I° − zawartość niska (naturalna), • II° − zawartość średnia (podwyższona), • II° − zawartość wysoka (zanieczyszczenie słabe), • IV° − zawartość bardzo wysoka (zanieczyszczenie bardzo silne). Wyróżnione stopnie zawartości siarki określają naturalne ilości (I°) form tego pierwiastka w różnych glebach oraz określają ich wzbogacenie (zanieczyszczenie) w siarkę wskutek antropopresji (II°-IV°). Stopnie te, określając poziom zawartości S-SO4 wskazują również nie tylko na były, ale i na aktualny stan zagrożenia środowiska glebowego kraju nadmierną emisją związków siarki. 164 Uregulowań prawnych w zakresie dopuszczalnych stężeń tego pierwiastka w glebach brak. Kryteria oceny zanieczyszczenia gleb wielopierścieniowymi węglowodorami aromatycznymi Wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne (WWA) stanowią grupę związków organicznych szeroko rozpowszechnionych w środowisku. Ich obecność stwierdzono we wszystkich elementach środowiska, a także w różnych produktach np. w smole, asfalcie. W warunkach naturalnych wielopierścieniowe węglowodory tworzone są podczas pożarów naturalnych zbiorowisk roślinnych. Związki te mogą być syntetyzowane przez rośliny, mogą być produktem przemian metabolicznych mikroorganizmów rozkładających szczątki roślinne i zwierzęce. Współcześnie wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne uruchamiane są do środowiska przede wszystkim podczas spalania kaustobiolitów (palna skała osadowa pochodzenia organicznego np. węgiel, torf itp.), przeróbki paliw kopalnych w zakładach przemysłu koksowniczego i rafineriach ropy naftowej, spalania paliw płynnych w silnikach samochodowych i samolotowych, wydobywania, transportowania i magazynowania paliw płynnych, jak również w trakcie procesów hutniczych. Zawartość WWA w glebach waha się w znacznym zakresie od 0,005 mg/kg na terenach położonych daleko od ośrodków przemysłowych i nieużytkowanych rolniczo, do kilku tysięcy mg/kg na terenie rafinerii. Gleby terenów miejskich mają wyższe zawartości WWA niż tereny rolnicze i na terenach dużych miast ich zawartość w glebach często przekracza kilkanaście mg/kg. Średnia zawartość WWA w uprawnych glebach Polski wynosi 327 ppb. W Polsce gleby o zawartości WWA poniżej 0,200 ppb stanowią 30%, a gleby silnie zanieczyszczone zawierające powyżej 8000 ppb stanowią zaledwie 1% (MaliszewskaKordybach 2000). WWA zatrzymywane są w glebie przede wszystkim w warstwie próchniczej; ze względu na ich sorpcję przez składniki glebowe i ich bardzo małą rozpuszczalność oraz podatność na wymywanie tylko w niewielkim stopniu przemieszczają się w głąb profilu glebowego. Stężenie WWA w glebach zależy od właściwości gleb, z których niewątpliwie najistotniejszą rolę odgrywa zawartość substancji organicznej. Gleby bogate w substancję organiczną charakteryzują się wyższą zawartością WWA (Jones et al. 1989). Zależność taka jest mniej istotna w pobliżu źródeł zanieczyszczeń. Znaczna ich zawartość w glebach wysoko próchnicznych może być związana albo z silniejszą akumulacją tych związków z atmosfery lub też wolniejszym ich usuwaniem ze środowiska glebowego, jak i z biosyntezą. Źródłem zanieczyszczenia gleb mogą być również awaryjne wycieki substancji ropopochodnych, jak również osady rzeczne przemieszczone na tarasy zalewowe podczas powodzi. Niektóre spośród związków WWA wykazują właściwości toksyczne (zatrucia ostre i chroniczne) oraz wpływają na odporność organizmów i rozmnażanie. Charakteryzują się one właściwościami rakotwórczymi i mutagennymi. Kryteria oceny stanu zanieczyszczenia gleb użytków rolnych przez WWA (Kabata – Pendias i inni, 1995) zostały oparte na wynikach badań i szacunku modelowym. Uregulowania formalno-prawne: rozporządzenie Ministra Środowiska z 09.09.2002r. (Dz. U. Nr 165, poz.1359) w sprawie standardów jakości gleby oraz standardów jakości ziemi. 165 Stopień zanieczyszczenia gleb WWA decyduje o sposobie ich użytkowania: • 0° − gleby nie zanieczyszczone − dopuszcza się uprawę wszystkich roślin, bez obawy zanieczyszczenia ziemiopłodów WWA, • 1° − gleby o zawartości podwyższonej − dopuszcza się uprawę wszystkich roślin, bez obawy zanieczyszczenia ziemiopłodów WWA, • 2°−- gleby mało zanieczyszczone − ograniczyć uprawę roślin do produkcji żywności dla dzieci, • 3° − gleby zanieczyszczone − nie przeznaczać nawet na użytki zielone (wypas zwierząt), • 4° − gleby silnie zanieczyszczone − nie przeznaczać nawet na użytki zielone (wypas zwierząt), • 5° − gleby bardzo silnie zanieczyszczone − wyłączenie z produkcji rolniczej. Ocena jakości gleb na podstawie badań realizowanych w sieci monitoringu krajowego w dwu seriach badawczych w latach 2000 i 2005 Wpływ rolniczej i pozarolniczej działalności człowieka na właściwości gleb może być w zależności od intensywności i kierunku, mniej lub bardziej wyraźny. Określenie tempa i wielkości zmian chemizmu gleb wymaga długiego okresu ze względu na właściwości buforowe gleb. Oceny jakości gleb dokonano na podstawie dwóch serii badań wykonanych w okresie 2000-2005 z częstotliwością poboru prób co 5 lat. Analiza badań przeprowadzonych w 17 punktach kontrolno-pomiarowych na terenie województwa małopolskiego pozwala na sformułowanie następujących wniosków: • Z 17 punktów zlokalizowanych na terenie województwa małopolskiego, 11 zlokalizowanych jest w strefie oddziaływania zanieczyszczeń przemysłowych, 1 punkt (Wadowice-Chocznia - gmina Wadowice) zlokalizowany jest w strefie oddziaływania zanieczyszczeń komunikacyjnych, 1 punkt (Brzyczyna - gmina Mogilany) w strefie oddziaływania zanieczyszczeń komunalnych oraz 4 punkty bez wyraźnego oddziaływania zanieczyszczeń. Monitorowane obszary reprezentowane są przez 5 typów i podtypów gleb, najliczniejszą grupę stanowią gleby płowe (5 punktów) oraz gleby brunatne wyługowane i mady brunatne (po 4 punkty). Wartość rolnicza gleb punktów kontrolno-pomiarowych jest również zróżnicowana i mieści się w przedziale od klasy I (gleby najlepsze) do klasy V (gleby słabe). Ponad 50% punktów kontrolnych zlokalizowane zostało na glebach zaliczonych do klasy III, IIIa, IIIb, co nie w pełni odzwierciedla stan bonitacji gleb ornych w województwie (klasa III – 26,5% powierzchni województwa) • Analiza wyników badań odczynu pH gleb, zawartości metali ciężkich, siarki oraz wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych wykazała, że: − obserwuje się stosunkowo wysokie zakwaszenie gleb. Gleby dwóch punktów kontrolno-pomiarowych (~10% zbioru) wykazują odczyn bardzo kwaśny, 10 punktów (~59% zbioru) odczyn kwaśny, 3 punktów (~18% zbioru) odczyn słabo kwaśny i tylko w dwóch punktach stwierdzono gleby obojętne o odczynie pH>6,5. Gleby silnie kwaśne stwierdzono w punktach kontrolno-pomiarowych zlokalizowanych w gminie Wadowice oraz w gminie Tarnów. 166 − wyniki badań dotyczące zawartości metali ciężkich pozwalają na wyciągnięcie wielu konstruktywnych wniosków odnośnie zanieczyszczenia gleb poszczególnymi pierwiastkami (rys. 4-11). Cd 351 Czajowice 365 Łęka Szczucińska 355 Łyszkowice 349 363 KRAKÓW Grojec 347 Oświęcim TARNÓW 421 Brzyczyna 417 Wadowice-Chocznia 423 Pcim V IV III II I 0 Biała 353 Kraków- Pleszów 419 Jabłonka Stopień zanieczyszczenia gleb 425 Łapczyca 433 Zakliczyn 427 435 Tymbark NOWY SĄCZ Moszczenica 431 Biegonice 429 Sromowce Wyżne 2000 2005 Rys. 4. Zanieczyszczenie gleb kadmem Gleby 10 punktów kontrolno-pomiarowych (~59% zbioru) charakteryzują się naturalną (0°) zawartością kadmu, a 7 (41% zbioru) zawartością podwyższoną ( I°) – rysunek 4. W porównaniu do 2000 roku spadek stężenia kadmu nastąpił w czterech punktach zlokalizowanych w gminie Oświęcim, Czorsztyn, Zakliczyn i Moszczenica, co spowodowało sklasyfikowanie gleby jako gleby o naturalnej zawartości tego pierwiastka, natomiast w gminie Alwernia spadek stężenia pierwiastka spowodował sklasyfikowanie gleby, jako gleby o podwyższonej zawartości kadmu. Gleby badanych punktów kontrolno-pomiarowych wykazują w zdecydowanej większości (94% zbioru, 16 profili) naturalną (0°) zawartość miedzi (rys. 5). W przypadku jednego profilu stężenie było nieco wyższe od zawartości naturalnej i gleby te zaliczono do klasy o podwyższonej ( I°) zawartości tego pierwiastka. W stosunku do 2000 roku nie nastąpił wzrost stężenia Cu w punktach kontrolnopomiarowych. Jedynie punkt zlokalizowany w Tymbarku utrzymał wartość klasy I°. Punkt ten został sklasyfikowany, jako narażony na emisje przemysłowe. 167 Cu 351 Czajowice 365 Łęka Szczucińska 355 Łyszkowice 349 363 KRAKÓW Grojec Biała 353 Kraków- Pleszów 347 Oświęcim TARNÓW 417 Wadowice-Chocznia 423 433 Zakliczyn 427 435 Pcim V IV III II I 0 425 Łapczyca 421 Brzyczyna Tymbark 419 NOWY SĄCZ Moszczenica 431 Biegonice 429 Sromowce Wyżne Jabłonka Stopień zanieczyszczenia gleb 2000 2005 Rys.5. Zanieczyszczenie gleb miedzią Ni 351 Czajowice 365 Łęka Szczucińska 355 Łyszkowice 349 363 KRAKÓW Grojec 347 Oświęcim TARNÓW 421 Brzyczyna 417 Wadowice-Chocznia 423 Pcim V IV III II I 0 Biała 353 Kraków- Pleszów 419 Jabłonka Stopień zanieczyszczenia gleb 425 Łapczyca 433 Zakliczyn 427 435 Tymbark NOWY SĄCZ Moszczenica 431 Biegonice 429 Sromowce Wyżne 2000 2005 Rys. 6. Zanieczyszczenie gleb niklem 168 Gleby 13 punktów (76% zbioru) charakteryzują się naturalną (0°) a 3 (~18% zbioru) podwyższoną (I°) zawartością niklu (rys. 6). Gleby jednego punktu wykazują średnie (III°) zanieczyszczenie niklem. Zanieczyszczenie to wynika z naturalnej wysokiej zawartości niklu w materiale glebowym (rys. 6). W stosunku do 2000 roku nastąpiło polepszenie jakości gleby w dwóch punktach pomiarowych zlokalizowanych w miejscowości Czorsztyn oraz miejscowości Zakliczyn. Pb 351 Czajowice 365 Łęka Szczucińska 355 Łyszkowice 349 363 KRAKÓW Grojec 347 Oświęcim TARNÓW 421 Brzyczyna 417 Wadowice-Chocznia 423 Pcim V IV III II I 0 Biała 353 Kraków- Pleszów 419 Jabłonka Stopień zanieczyszczenia gleb 425 Łapczyca 433 Zakliczyn 427 435 Tymbark NOWY SĄCZ Moszczenica 431 Biegonice 429 Sromowce Wyżne 2000 2005 Rys. 7. Zanieczyszczenie gleb ołowiem Gleby badanych punktów pomiarowo-kontrolnych w zdecydowanej większości charakteryzują się naturalną (0°) zawartością ołowiu (16 profili = 94% zbioru) - rysunek 7. Podwyższoną zawartość ołowiu (I°) stwierdzono tylko w jednym profilu glebowym zlokalizowanym w Czajowicach - gmina Wielka Wieś (powiat krakowski). Punkt ten został sklasyfikowany jako narażony na oddziaływanie zanieczyszczeń przemysłowych. W stosunku do 2000 roku nie obserwuje się zmian. Gleby 11 punktów kontrolno-pomiarowych (65% zbioru) wykazują naturalną (0°) zawartość cynku (Zn), a 6 punktów zawartość podwyższoną (I°) - rysunek 8. W stosunku do 2000 roku obserwuje się nieznaczny wzrost ilości gleb (1 profil glebowy), gdzie stwierdzono wzrost stężenia cynku tj.: Czajowice - gmina Wielka Wieś. Punkt ten został sklasyfikowany jako punkt narażony na oddziaływanie zanieczyszczeń przemysłowych. 169 Zn 351 Czajowice 365 Łęka Szczucińska 355 Łyszkowice 349 363 KRAKÓW Grojec 347 Oświęcim TARNÓW 421 Brzyczyna 417 Wadowice-Chocznia 423 Pcim V IV III II I 0 Biała 353 Kraków- Pleszów 419 Jabłonka Stopień zanieczyszczenia gleb 425 Łapczyca 433 Zakliczyn 427 435 Tymbark NOWY SĄCZ Moszczenica 431 Biegonice 429 Sromowce Wyżne 2000 2005 Rys.8. Zanieczyszczenie gleb cynkiem Gleby 11 punktów kontrolno-pomiarowych (65% zbioru) wykazują naturalną (0°) zawartość cynku (Zn), a 6 punktów zawartość podwyższoną (I°) - rysunek 8. W stosunku do 2000 roku obserwuje się nieznaczny wzrost ilości gleb (1 profil glebowy), gdzie stwierdzono wzrost stężenia cynku tj.: Czajowice - gmina Wielka Wieś. Punkt ten został sklasyfikowany jako punkt narażony na oddziaływanie zanieczyszczeń przemysłowych. Wyniki badań gleb w punktach kontrolno-pomiarowych wykazały, że ich zanieczyszczenie łączne wszystkimi metalami (Cd, Cu, Ni, Pb, Zn) jest niewielkie (rys. 9). W glebach 9 (53% zbioru) punktów stężenie analizowanych metali ciężkich nie przekracza wartości granicznych ustalonych dla 0° zanieczyszczenia, poziom zanieczyszczenia 7 profili (41% zbioru) nie przekracza wartości dopuszczalnych, ustalonych dla I° (zawartość podwyższona) zanieczyszczenia. Gleba jednego profilu wykazuje zanieczyszczenie charakterystyczne dla gleb średnio zanieczyszczonych (III°). 170 W.S. 351 Czajowice 365 Łęka Szczucińska 355 Łyszkowice 349 363 KRAKÓW Grojec Biała 353 Kraków- Pleszów 347 Oświęcim TARNÓW 421 Brzyczyna 417 Wadowice-Chocznia 423 433 Zakliczyn 427 Pcim V IV III II I 0 425 Łapczyca 419 435 Tymbark Moszczenica NOWY SĄCZ 431 Biegonice 429 Sromowce Wyżne Jabłonka Stopień zanieczyszczenia gleb 2000 2005 Rys. 9. Zanieczyszczenie gleb metalami ciężkimi – w.s. wskaźnik syntetyczny zanieczyszczenia gleb łącznie Cd+Cu+Ni+Pb+Zn S-SO4 351 Czajowice 365 Łęka Szczucińska 355 Łyszkowice 349 363 KRAKÓW Grojec 347 Oświęcim TARNÓW 421 Brzyczyna 417 Wadowice-Chocznia 423 Pcim V IV III II I 0 Biała 353 Kraków- Pleszów 419 Jabłonka Stopień zanieczyszczenia gleb 425 Łapczyca 433 Zakliczyn 427 435 Tymbark NOWY SĄCZ Moszczenica 431 Biegonice 429 Sromowce Wyżne 2000 2005 Rys. 10. Zanieczyszczenie gleb S-SO4 171 Zawartość siarki siarczanowej (S-SO4) w próbkach gleb punktów kontrolnopomiarowych waha się od 0,88-2,85 mg/100 g gleby, średnia zawartość wynosi 1,64 mg i jest wyższa od średniej krajowej wynoszącej 1,39 mg/100g gleby. Zdecydowana większość gleb (16 profili=94% zbioru) charakteryzuje się niską (naturalną) zawartością siarki siarczanowej I° zanieczyszczenia (rys. 10). Jeden profil glebowy wykazuje podwyższoną zawartość siarki siarczanowej II° zanieczyszczenia. W porównaniu do 2000 roku obserwuje się spadek stężenia siarki siarczanowej w glebach tylko w punkcie w gminie Moszczenica. WWA 351 Czajowice 365 Łęka Szczucińska 355 Łyszkowice 349 363 KRAKÓW Grojec 347 Oświęcim TARNÓW 421 Brzyczyna 417 Wadowice-Chocznia 423 Pcim V IV III II I 0 419 Jabłonka Stopień zanieczyszczenia gleb Rys. 11. Biała 353 Kraków- Pleszów 425 Łapczyca 433 Zakliczyn 427 435 Tymbark NOWY SĄCZ Moszczenica 431 Biegonice 429 Sromowce Wyżne 2000 Zanieczyszczenie gleb aromatycznymi (WWA) 2005 wielopierścieniowymi węglowodorami Niską zawartością wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych (WWA) (0°) charakteryzują się 3 profile (18% zbioru) – rysunek 11. Gleby o podwyższonej zawartości WWA (1°) stanowią 59% zbioru (10 profili). Gleby w niewielkim stopniu (2°) zanieczyszczone przez WWA stanowią 12% zbioru – 2 profile. Glebę średnio zanieczyszczoną (3°) WWA stwierdzono w dwóch punktach pomiarowych zlokalizowanych w miejscowości Pleszów-gmina Nowa Huta oraz w miejscowości Zakliczyn. Obecna analiza wykonana w oparciu o opracowanie pod tytułem „Monitoring chemizmu gleb ornych Polski w latach 2005-2007”. Podsumowanie Potrzeba ochrony powierzchni ziemi wynika z przesłanek przyrodniczych, gospodarczych i społecznych. Powierzchnia ziemi stanowi podłoże, na którym rozwinęła się cała biosfera i od jakości tego podłoża zależy trwanie i rozwój życia na ziemi. 172 Analiza zagrożeń powierzchni ziemi pozwala na sformułowanie następujących spostrzeżeń: − obszar województwa małopolskiego to obszar najbardziej w skali kraju narażony na erozję wodną oraz wąwozową co skutkuje trwałymi zmianami warunków przyrodniczych, − znacznie ponad 90% ewidencjonowanych gruntów wymagających rekultywacji to grunty zdewastowane a więc takie, które całkowicie utraciły wartość użytkową wskutek działalności przemysłowej, rolniczej lub zmian środowiska. W ciągu ostatnich trzech lat rekultywacji poddawano od 5,6-17% powierzchni, która takiej rekultywacji wymaga, − obserwuje się silne zakwaszenie gleb, które pozostaje na niezmienionym poziomie w obydwu okresach badawczych, co wskazuje na pilną potrzebę ich wapnowania. Zabieg ten poprawi nie tylko odczyn gleb, ale wpłynie również korzystnie na większość ich właściwości fizycznych, chemicznych i biologicznych, włącznie z ograniczeniem mobilności i fitotoksyczności pierwiastków śladowych (metale ciężkie) oraz glinu, żelaza, manganu itp., − zanieczyszczenie gleb metalami ciężkimi jest niewielkie, aczkolwiek nieznacznie wzrasta szczególnie w punktach sklasyfikowanych jako narażone na oddziaływanie zanieczyszczeń przemysłowych, − zdecydowana większość gleb punktów kontrolno-pomiarowych charakteryzuje się niską (naturalną) zawartością siarki siarczanowej, chociaż średnia zawartość jest wyższa od średniej krajowej, − tylko około 18% zbioru charakteryzuje się niską zawartością WWA, pozostałe 82% profili charakteryzuje się w różnym stopniu podwyższoną ich zawartością. Wzrost stężenia wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych obserwuje się w punktach kontrolno-pomiarowych scharakteryzowanych, jako narażone na oddziaływania emisji przemysłowych, komunikacyjnych i komunalnych. Do przeciwdziałania wszystkim wymienionym zagrożeniom obliguje „II Polityka ekologiczna państwa” przyjęta przez Radę Ministrów i Sejm. 173
