OCHRONA I REKULTYWACJA TERENÓW ZURBANIZOWANYCH ANDRZEJ GREINERT Wydawnictwo Politechniki Zielonogórskiej Zielona Góra 2000
Ochrona i Rekultywacja Terenów Zurbanizowanych 7 Autor: Recenzent: dr inż. Andrzej Greinert Politechnika Zielonogórska Instytut Inżynierii Środowiska Zakład Odnowy Środowiska prof. dr hab. inż. Leszek Szerszeń Akademia Rolnicza we Wrocławiu Instytut Gleboznawstwa i Ochrony Środowiska Rolniczego Wydano za zgodą Rektora Politechniki Zielonogórskiej ISBN 83-85911-12-X Skład komputerowy, redakcja i opracowanie graficzne: autor Copyright by Wydawnictwo Politechniki Zielonogórskiej, Zielona Góra 2000 Copyright by ANDRZEJ GREINERT, Zielona Góra 2000 Druk: POLIGMAR, Zielona Góra, ul. Sulechowska 37, tel. 452-25-10
8 Andrzej GREINERT Spis treści Wstęp 11 1. Powstawanie, rozwój i struktura miasta 13 1.1. Pojęcia ogólne 14 1.2. Rys historyczny 17 1.3. Współczesne miasto 33 1.3.1. Wybrane modele urbanistyczne 33 1.3.2. Struktura miasta 36 1.3.3. Rozmieszczenie terenów zielonych 37 1.3.4. Ciągi komunikacyjne 41 1.4. Miasta przyszłości 47 2. Ekosystemy miejskie 49 2.1. Rodzaje ekosystemów miejskich 49 2.2. Warunki przyrodnicze 51 2.2.1. Warunki klimatyczne 51 2.2.1.1. Rejony klimatyczne 52 2.2.1.2. Mikroklimat miejski 52 2.2.2. Ukształtowanie terenu 57 2.2.3. Gleby i grunty 60 2.2.4. Wody 62 2.3. Zabudowa miejska i uzbrojenie terenu 63 3. Zagrożenia antropogeniczne ekosystemów miejskich 66 3.1. Zanieczyszczenia powietrza 67 3.2. Zanieczyszczenia wód powierzchniowych 70 3.3. Zanieczyszczenia wód głębinowych 70 3.4. Zanieczyszczenia gleb i gruntów 71 3.5. Hałas jako element środowiska miejskiego 78 4. Miejskie tereny zielone 82 4.1. Rodzaje miejskich terenów zielonych 82 4.2. Cechy charakterystyczne miejskich terenów zielonych 85 4.3. Parki ich rodzaje i ewolucja 87 4.4. Rola miejskich terenów zielonych 95 5. Przekształcenia gleb i gruntów miejskich 98 5.1. Zmiany sposobu użytkowania 98 5.2. Antropogeniczne przekształcenia gleb 99 5.2.1. Przekształcenia mechaniczne 100 5.2.2. Przekształcenia chemiczne 103 5.2.3. Przekształcenia stosunków wodnych 106 5.3. Erozja gleb i gruntów miejskich 108 5.4. Perspektywy poprawy stanu gleb miejskich 111 6. Zmiany w chemizmie roślin w terenach miejskich 114
Ochrona i Rekultywacja Terenów Zurbanizowanych 7 7. Skład i właściwości gleb obszarów zurbanizowanych 118 7.1. Podstawowe właściwości gleb miejskich 118 7.2. Właściwości fizyczne gleb miejskich 119 7.3. Właściwości fizyko-chemiczne gleb miejskich 122 7.3.1. Sorpcja gleb 122 7.3.2. Zdolności buforowe gleb 123 7.3.3. Odczyn gleb 124 7.3.4. Skład chemiczny gleb 124 8. Rekultywacja gleb obszarów zurbanizowanych 126 8.1. Założenia rekultywacji gleb zurbanizowanych 126 8.1.1. Podstawy prawne rekultywacji gruntów 127 8.1.2. Wskaźniki wskazujące na konieczność podjęcia rekultywacji gruntów 130 8.2. Cel rekultywacji terenów miejskich 133 8.3. Kierunki rekultywacji terenów miejskich 133 8.4. Dobór metod rekultywacji 134 8.5. Podstawy detoksykacji gleb skażonych 134 8.6. Metody detoksykacji gleb i gruntów miejskich 136 8.6.1. Techniki in situ oczyszczania gleb 137 8.6.1.1. przemywanie 137 8.6.1.2. napowietrzanie 138 8.6.1.3. bioremediacja oczyszczanie mikrobiologiczne zanieczyszczeń gleb 140 8.6.1.4. fitoremediacja oczyszczanie gleb z wykorzystaniem roślin wyższych 141 8.6.2. Techniki ex situ oczyszczania gleb 142 8.6.2.1. pranie gleby 143 8.6.2.2. oczyszczanie termiczne 147 8.6.2.3. oczyszczanie destylacyjne, elektrolityczne i inne 150 8.6.2.4. biodegradacja zanieczyszczeń w warunkach izolowanych 152 8.7. Zdjęcie warstw zanieczyszczonych 155 8.8. Izolacja warstw zanieczyszczonych 155 8.9. Roślinność w rekultywacji obszarów miejskich 156 8.9.1. Dobór roślin do rekultywacji obszarów zurbanizowanych 156 8.9.2. Przygotowanie gruntu w ramach zagospodarowania terenu 161 8.9.3. Nasadzenia trwałe 163 8.9.4. Nasadzenia sezonowe 164 8.9.5. Trawniki i zadarnienia 165 8.9.6. Zieleń izolowana 167 8.10. Zakres prac rekultywacyjnych 170 8.11. Szczegółowy plan rekultywacji 171 8.11. Rekultywacja miejskich terenów wysoko obciążonych 173 8.11.1. Tereny przyległe do szlaków komunikacyjnych 173 8.11.2. Tereny hałd i wyrobisk 180
8 Andrzej GREINERT 8.11.3. Wysypiska odpadów komunalnych 190 8.11.4. Wylewiska ścieków i tereny długotrwale traktowane osadami ściekowymi i pola refulacyjne 193 8.11.5. Strefy ochronne zakładów przemysłowych 198 9. Konserwacja, pielęgnacja i remonty terenów zielonych 203 10. Spis literatury 205 11. Spis tabel i rysunków 209 Rysunki 209 Tabele 217
Ochrona i Rekultywacja Terenów Zurbanizowanych 7 Wstęp Obserwując prawa rządzące światem trudno nie dostrzec dynamicznego rozwoju miast. Zjawisko to nie jest domeną naszych czasów, aczkolwiek w ostatnim stuleciu przybrało na skali, w sposób wcześniej nie obserwowany. Nie bez podstaw można obecnie stwierdzić, że XXI i kolejne stulecia będą czasem miast, w którym przytłaczająca większość populacji ludzkiej będzie ich mieszkańcami. Miasta będą również, w ślad za wzrostem zaludnienia, rozwijać się przestrzennie, zajmując coraz większe obszary. Wiele regionów (zwłaszcza europejskich i daleko-wschodnich) nabędzie strukturę obszarów zurbanizowanych i krótkich dróg łączących poszczególne tereny zabudowane. Obszary pozamiejskie o tradycyjnym sposobie zagospodarowania (grunty orne, lasy produkcyjne, łąki itd.) praktycznie przestaną tam istnieć. Można spodziewać się, że środowiska miejskie jako elementy szeroko pojętej przyrody Ziemi staną się dominującym elementem dla większości populacji ludzkiej. Wynika stąd potrzeba dogłębnego rozpoznania prawidłowości rządzących tymi środowiskami, możliwości utrzymania poszczególnych ich składowych we właściwym stanie, nie tylko konstrukcyjnym ale i ekologicznym oraz dróg naprawy szkód wyrządzonych ekosystemom przez różnego rodzaju aktywność człowieka. Trzeba przy tym pamiętać, że dynamiczny rozwój miast poszerza obszar prac badawczych oraz komplikuje układy i zależności wewnętrzne. Dlatego koniecznym jest zajęcie się tymi problemami już teraz, aby właściwie przygotować się na czekające wyzwania. Stawiany często zarzut, doszukiwania się środowiska przyrodniczego w kompletnie sztucznym elemencie, jakim jest miasto, nie wytrzymuje krytyki. Czym bowiem innym jak sztucznie przekształconym przez człowieka są obszary pozamiejskie, wykorzystywane w produkcji rolno-leśnej. Setki lat przekształceń, dokonywanych rok w rok spowodowały, że nikt nie postrzega faktu dramatycznych zmian dokonanych w pierwotnych ekosystemach tych terenów, prowadzących do wytworzenia tzw. ekosystemów rolniczych i produkcyjnych leśnych. Tak samo dzieje się w miastach. Przekształcenia wywoływane w ich obrębie powodują nie tylko zniszczenie dotychczasowego środowiska lecz również powstawanie nowych form nowych ekosystemów antropogenicznych ekosystemów obszarów zurbanizowanych. Opracowanie niniejsze, jako zbiór informacji na temat ujęty w jego tytule, ma w założeniach służyć pomocą specjalistom, zajmującym się administrowaniem miastami, różnymi dziedzinami związanymi z terenami przekształconymi lub powstałymi w wyniku działalności człowieka, studentom kierunków Inżynieria Środowiska i Ochrona Środowiska, oraz wszystkim zainteresowanym problematyką miejską, w zrozumieniu złożoności problematyki miejskiej we współczesnej wiedzy ekologicznej, urbanistycznej, rekultywacyjnej i innych dziedzin, zajmujących się problematyką stanu i funkcjonowania obszarów zurbanizowanych. Ujmuje on zagadnienia związane z historią miast, ich konstrukcją, terenami zielonymi w miastach, przekształceniami poszczególnych elementów środowiska w wyniku urbanizacji oraz sposobami ochrony ekosystemów miejskich i przywrócenia do funkcjonalności terenów zdegradowanych (rekultywacją). Zielona Góra, grudzień 2000 Andrzej Greinert