Henryk Greinert OCHRONA GLEB WYDAWNICTWO POLITECHNIKI ZIELONOGÓRSKIEJ Zielona Góra, 1998
Recenzenci: Prof. dr hab. inż. JAN BENDER Akademia Rolnicza w Poznaniu Prof. dr hab. inż. EDWARD NIEDŹWIECKI Akademia Rolnicza w Szczecinie Printed in Poland Wydano za zgodą Rektora Politechniki Zielonogórskiej Redaktor Naczelny Wydawnictw Uczelnianych Mgr ADNRZEJ POLITOWICZ Skład komputerowy i redakcja techniczna JOLANTA KARSKA Druk pracy dofinansowany przez Wydział Geodezji Kartografii, Katastru i Gospodarki Nieruchomościami Urzędu Wojewódzkiego w Zielonej Górze ZIELONA GÓRA- 1998. Nakład: 300 egz. Format B-5. Objętość: ark. druk.: 11,625 Oddano do druku w październiku 1998, druk ukończono w listopadzie 1998, Papier offsetowy kl. III, 80 g; 70x100. Druk:zp pz zlec. nr169/98
SPIS TREŚCI CZĘŚĆ L ZARYS WIADOMOŚCI O GLEBIE... 9 1. Wstęp... 9 2. Czynniki glebotwórcze... 10 2.1. Ogólna charakterystyka skał macierzystych....... 10 2.2. Rzeźba terenu (relief)-...... 12 2.3. Klimat... 13 2.4. Biosfera... 14 2.5. Działalność człowieka... 14 2.6. Rola czasu........... 15 3. Procesy glebowe......... 15 4. Główne składniki gleby.............. 17 4.1. Skład stałej fazy gleby...... 18 4.1.1. Główne minerały glebotwórcze... 18 4.1.1.1. Minerały krzemianowe... 18 4.1.1.2. Minerały bezkrzemianowe... 19 4.1.1.3. Minerały ilaste........... 20 4.1.2. Skład mechaniczny gleby... :.......... 21 4.1.3. Materia organiczna w glebie... 22 4.1.3.1. Edafon glebowy... 22 4.1.3.2. Mikroorganizmy glebowe............23 4.1.3.3. Zwierzęta glebowe...,.......... 26 4.1.3.4. Rola roślin wyższych... 26 4.1.4. Substancja organiczna w glebie... ;,...... 26 4.2. Płynna faza gleby..... 30 4.3. Powietrze glebowe... 34 5. Ważniejsze podstawowe właściwości fizyczne gleb... 35
4 Spis treści 6. Ważniejsze chemiczne i fizykochemiczne właściwości gleb... 36 6.1. Skład chemiczny gleb... 36 6.2. Sorpcja glebowa... 43 6.3. Kwasowość gleb... 45 6.4. Buforowe właściwości gleb... 46 6.5. Pojemność sorpcyjna gleby... 47 6.6. Potencjał oksydacyjno-redukcyjny...,.,...... 48 7. Przegląd gleb Polski oraz zwięzła charakterystyka ich właściwości... 49 7.1. Zwięzła charakterystyka niektórych właściwości gleb Polski... 53 7.1.1. Klasa I. Gleby mineralne początkowego stadium rozwojowego, bezwęglanowe... 53 7.1.2. Klasa II. Gleby mineralne słabo wykształcone, bezwęglanowe... 54 7.1.3. Klasa III. Gleby wapniowcowe...... 54 7.1.4. Klasa IV. Gleby czamoziemne... 54 7.1.5. Klasa V. Gleby brunatnoziemne... 55 7.1.6. Klasa VI. Gleby bielicoziemne...... 55 7.1.7. Klasa VII. Gleby zabagnione... 56 7.1.8. Klasa VIII. Gleby bagienne... 57 7.1.9. Klasa IX. Gleby pobagienne... 57 7.1.10. Klasa X. Gleby napływowe... 58 7.1.11. Klasa XI. Gleby słone... 58 7.1.12. Klasa XII. Gleby kulturoziemne... 59 7.1.13. Klasa XIII. Gleby industnoziemne... 59 CZĘŚĆ H. DEGRADACJA I NISZCZENIE GLEB 60 8. Ogólna charakterystyka zagrożeń gleb...60 8.1. zmniejszenie się areału gleb...61 9. Erozja gleb...61 9.1. Czynniki decydujące o erozji gleb...61 9.2. Rodzaje erozji wodnej...66 9.2.1. Erozja wodna powierzchniowa... 66 9.2.2. Erozja liniowa...66 9.2.3. Erozja rzeczna... 66 9.2.4. Suffozja...66 9.2.5. Soliflukcja... '...66 9.3. Osuwiska.....67
Spis treści 5 9.4. Erozja eoliczna...67 9.5. Przyrodnicze skutki erozji gleb......... 67 9.6. Zabiegi przeciwerozyjne......68 10. Przekształcenia geomechaniczne...70 11. Przekształcenia hydrologiczne...72 12. Przekształcenia chemiczne... 74 12.1. Odporność gleb na degradację chemiczną... 74 12.2. Rodzaje przekształceń chemicznych gleby... 75 12.2.1. Obniżenie zawartości przyswajalnych dla roślin składników pokarmowych (wyjałowienie gleby)... 76 12.2.2. Naruszenie równowagi między składnikami pokarmowymi... 76 12.2.3. Zakwaszenie gleb... 77 12.2.4. Fitotoksyczne zanieczyszczenie gleby... 77 12.2.5. Szkodliwe oddziaływanie zanieczyszczeń gleby na wartość pokarmową roślin... 78 12.2.6. Zasolenie gleb...:...... 78 12.2.7. Alkalizacja gleb... 78 12.2.8. Metaboliczna intoksykacja gleby... 79 12.2.9. Spadek zawartości substancji organicznej... 79 13. Zmęczenie" gleby (degradacja biologiczna)... 79 14. Przykłady degradacji i zniszczeń gleb w wyniku gospodarczej działalności człowieka......... 81 14.1. Chemizacja rolnictwa... 81 14.1.1. Pestycydy, a ochrona gleb... 81 14.1.2. Nawozy mineralne... 84 14.1.3. Nawożenie gnojowicą... 85 14.1.4. Wykorzystywanie ścieków do nawadniania i nawożenia gleb... 87 14.1.4.1. Nawadnianie gleb ściekami...87 14.1.4.2. Wykorzystanie wartości nawozowej ścieków...88 14.1.4.3. Gleba jako oczyszczalnia biologiczna...89 14.1.4.4. Przydatność ścieków do nawadniania gleb...90 14.1.4.5. Technika nawadniania gleb ściekami...91 14.1.4.6. Dawki ścieków...93 14.1.4.7. Zabezpieczenie sanitarne przy nawadnianiu gleb ściekami.....93
(5 Spis treści 14. l.4.8. Charakterystyka gleb pod względem ich przydatności ; do nawadniania ściekami......94 14.1.4.9. Wpływ stosowania ścieków na właściwości gleb.. 94 14.1.5. Wpływ osadów ściekowych na gleby...... 102 14.1.5.1. Właściwości i skład osadów ściekowych... 102 14.1.5.2. Wpływ osadów ściekowych na rośliny...... 106 14.1.5.3. Zmiany właściwości gleb. wywołane stosowaniem osadów ściekowych...... 107 14. l.6. Zmiany w glebach wywołane przez odpady komunalne i przemysłowe.....108 14.1.6.1. Skład i właściwości odpadów b\towo-gospodarczych ;... 108 14.1.6.2. Skład i właściwości odpadów przemysłowych...113 14.1.6.2.1. Odpady przemysłowe przydatne do nawożenia gleb... 113 14.1.6.2.2. Odpady przemysłowe niebezpieczne lub szkodliwe dla środowiska glebowego...... 118 14.1.6.3. Wpływ odpadów na rośliny.... 119 14.1.6.4. Wpływ odpadów na gleby...... 120 15. Wpływ zanieczyszczenia atmosfery na środowisko glebowe... 122 15.1. Ilość i skład zanieczyszczeń atmosferycznych......:... 122 15.2. Wpływ zanieczyszczeń atmosferycznych na rośliny... 124 15.3. Wpływ zanieczyszczeń atmosferycznych na gleby...... 125 16. Zanieczyszczenie gleb terenów zurbanizowanych... 131 CZĘŚĆ III. REKULTYWACJA GLEB... 133 17. Uwagi ogólne... 133 17.1. Rekultywacja gleb zniszczonych w wyniku gospodarczej działalności człowieka...134 17.1.1. Wiadomości wstępne...134 17.1.2. Rekultywacja gleb terenów górnictwa odkrywkowego...134 17. l.2.1. Rekultywacja gruntów przekształconych przez górnictwo węgla brunatnego...135 17.1.2.2. Rekultywacja terenów po odkrywkowych kopalniach kruszyw budo widnych i piasków podsadzkowych...138 17.1.2.3. Rekultywacja terenów poeksploatacyjnych odkrywkowych i otworowych kopalń siarki...139 17.1.3. Rekultywacja terenów górnictwa podziemnego...140
Spis treści 7 17.1.4. Rekultywacja składowisk odpadów poflotacyjnych...141 17.1.5. Rekultywacja terenów składowisk popiołów i żużli paleniskowych...142 17.1.6. Zazielenienie hałd fosfogipsów...143 17.1.7. Rekultywacja wysypisk odpadów komunalnych...143 17.1.8. Rekultywacja gleb zdewastowanych w wyniku działalności budowlanej...144 17.2. Detoksykacja gleb...144 17.3. Ulepszanie gleb......147 17.4. Uwagi końcowe... 148 18. Wpływ użytkowania gleb na zanieczyszczenie i eutrofizację wód...,...149 18.1. Uwagi końcowe......... 149 18.2. Zanieczyszczenie wód podziemnych... 150 18.3. Zanieczyszczenie wód podziemnych......:... 152 19. Użytkowanie gleb a produkcja zdrowej żywności... 156 20. Literatura.....160
Przedmowa Jeszcze niedawno problem ochrony gleb w Polsce był traktowany jako zagadnienie drugorzędne, jako sprawa ich głównych użytkowników, przede wszystkim rolników. Przykładem tego może być stan wiedzy o naszych glebach. O ile użytki rolne doczekały się szczegółowych, jednolicie wykonanych map glebowych w skali 1:5000 dla terenów całego obszaru Państwa, to dla pozostałych gleb takich opracowań nie ma, a gleby terenów miejskich nie doczekały się nawet wstępnej inwentaryzacji. Problemy ochrony wody i powietrza, jako bardziej wpływające na tempo industrializacji i urbanizacji, zostały zauważone wcześniej, chociaż i w tych dziedzinach jest dużo do zrobienia. Gleba, jako element siedliska najbardziej odporny na szybkie zmiany, przez pewien czas broniła się sama dzięki zdolności buforowej. Obecnie stało się oczywiste, że bez zdrowej, czystej gleby nie może być zdrowego społeczeństwa. Z glebą związana jest zdrowa żywność, w dużej części zdrowa woda i powietrze, mikroklimat oraz stan zieleni wokoło naszych osiedli i miejsc pracy. Niniejsza publikacja zawiera systematyczny przegląd zagadnień z dziedziny ochrony gleby. Winna ona zapoznać studentów kierunków inżynieria środowiska" z podstawami tej dziedziny wiedzy. Może być pomocna także inżynierom i pracownikom naukowym, zajmującym się problemami ochrony środowiska. Dla łatwiejszego zrozumienia omawianych zagadnień ochrony gleb przedstawiono w skrócie wybrane problemy z gleboznawstwa. Głównym przedmiotem treści książki są zagrożenia środowiska glebowego i ochrona gleby przed nimi. Omówiono jednak dość szeroko zagadnienia utylizacji ścieków i odpadów, jako problemy ważne, które z pożytkiem dla środowiska można rozwiązywać, stosując te materiały do nawożenia i nawadniania gleb. Ochrona środowiska, a w ramach niej również ochrona gleby nie może być bowiem traktowana jako walka z wszelkimi przejawami działalności człowieka, lecz jako mądre i odpowiedzialne, zgodne z prawami natury, gospodarowanie.