Zagrozenia Ekologiczne Gleb

Regionalne zagrożenia ekologiczne gleb.
Gleba to cienka, biologicznie czynna, powierzchniowa warstwa skorupy ziemskiej. Jest ona
wytworem długotrwałych procesów odbywających się na powierzchni Ziemi. Wytworzenie 2-3 cm
warstwy gleby trwa około 200 – 1000 lat. Tworzenie się gleby następuje w wyniku wietrzenia skał pod
wpływem czynników klimatycznych oraz działalności organizmów żywych. Rozdrobniony materiał
skalny ma zdolność zatrzymywania wody i powietrza. Sprzyja to pojawieniu się roślin, które utrwalają
glebę.
Województwo katowickie zajmuje 2,1% powierzchni Polski. Na jego obszarze znajdują się
trzy spośród 27 rejonów w Polsce, na których ogłoszono stan klęski ekologicznej. Zajmują one 60%
powierzchni województwa. Największy jest Górnośląski, następnie Rybnicki i MyszkowskoZawierciański. Katowickie zamieszkuje ponad 4 mln ludności, co stanowi ponad 10% obywateli
Rzeczypospolitej. Gęstość zaludnienia wynosi ok. 598 os./km2 (w 1990 roku). W tym jednym z
mniejszych województw naszego kraju zlokalizowanych jest ponad 15% wszystkich krajowych
zakładów przemysłowych (wśród nich znajduje się ok. 290 szczególnie uciążliwych dla otoczenia) i
bez mała 9% przedsiębiorstw budowlano-montażowych. Wydobywa się tutaj 98% węgla kamiennego,
produkuje ponad połowę stali kraju, blisko 47% wyrobów walcowanych oraz 100% cynku i ołowiu.
Tu powstaje niemal czwarta część dochodu narodowego, piąta część eksportu i największa część
wszelkich możliwych zanieczyszczeń, tj. ponad 30% pyłów i gazów, ponad 20% ścieków (łącznie z
zasolonymi wodami kopalń) i aż 60% wszystkich wytwarzanych odpadów. Nikt nie jest w stanie
obliczyć ile w ciągu doby przejeżdża przez województwo katowickie dużych ciężarowych
samochodów, pozostawiając po sobie tony zaołowionych spalin.
W wielu rejonach Górnego Śląska spotkać można miejsca jak np. to rozciągające się za Hutą
Metali Nieżelaznych w kierunku Mysłowic, przypominające prawdziwe pustynie. Nic na nich nie chce
rosnąć. Gleba tych terenów jest niemal martwa.
Jednym z czynników takiej sytuacji jest bardzo dynamiczny wzrost ludności na terenie Śląska,
a więc i gwałtowny wzrost wytwarzanych odpadów i zanieczyszczeń. Obrazuje to poniższy wykres:
400000
Liczba ludności
350000
300000
Gliwice
250000
Bytom
Katowice
200000
Mysłowice
150000
100000
50000
0
1861
1885
1910
1933
1988
Rok
Rysunek 1. Dynamika wzrostu liczby ludności w wybranych miastach.
Obecnie liczby te są jeszcze większe, lecz wzrost zaczyna powoli zanikać, czego przyczyną
jest likwidacja zakładów pracy. Inną przyczyną jest również niższy przyrost naturalny o prawie ¼
względem całej Polski.
-1-
95
19
94
19
93
19
92
19
91
19
90
19
89
19
88
19
87
19
86
85
19
19
19
19
84
68000
66000
64000
62000
60000
58000
56000
83
Liczba mieszkańców
Rysunek 2 przedstawia z kolei liczbę mieszkańców dla Żor w latach 1983 – 1995, a rysunek 3
– przyrost naturalny i ruch migracyjny w latach 1990 – 1992 i w roku 1995.
Rok
5
69
7
30
8
29
0
64
64
2
7
75
6
96
10
92
7
84
0
01
25
3
600
33
1
800
400
0
1000
70
1200
84
0
1400
12
9
11 5
03
Rysunek 2. Liczba mieszkańców miasta w latach 1983 – 1995.
Zameldowania na
pobyt stały
Wymeldowania z
pobytu stałego
Urodzenia
Zgony
200
0
1990
1991
1992
1995
Rysunek 3. Ruch naturalny i migracyjny ludności miasta Żory na przestrzeni lat 1990 – 1992 i w roku 1995.
Na całym obszarze Górnośląskiego Okręgu Przemysłowego gleba jest tak samo niebezpiecznie
skażona, jak wody czy powietrze. Przyczyną tego jest wypłukiwanie przez deszcz z atmosfery
szkodliwych substancji. Innym źródłem jest opad pyłów. Głównym zanieczyszczeniem są metale
ciężkie. Istnieje tylko jeden metal toksyczny – glin – który nie wyrządza szkody roślinom, ani
bakteriom, które są niezbędne do rozkładu materii organicznej i produkcji składników odżywczych dla
roślin. Średnia zawartość ołowiu w warstwach ornych górnośląskiej aglomeracji sięga kilkuset
miligramów na kilogram gleby, przy normie 50 mg/kg. W przypadku kadmu norma ta jest
przekroczona pięciokrotnie. W skrajnych przypadkach stężenia te są jeszcze większe, np. w rejonie
Tarnowskich Gór. Żory, na szczęście, należą do terenów o mniej zanieczyszczonym środowisku
poprzez metale ciężkie. Choć opad metali ciężkich w woj. katowickim zaczyna być powoli
ograniczany, daleko jeszcze do opanowania sytuacji. Nadal bowiem na kilometr kwadratowy
powierzchni woj. katowickiego opada od dwudziestu kilku kilogramów ołowiu w rejonie CzechowicDziedzic do ponad 2000 kg tego metalu w okolicach Bukowna. Kadmu, na taką samą powierzchnię,
spada ok. 0,6 kg w pobliżu Gliwic do kilkudziesięciu kilogramów w Katowicach.
Tymczasem potrzeba ok. 300 może nawet 400 lat, by ziemia poradziła sobie z ołowiem,
kadmem i innymi, nie mniej groźnymi zanieczyszczeniami. Do nich zaliczane są również spadające w
dużych ilościach na powierzchni GOP rakotwórcze węglowodory aromatyczne oraz kwaśne deszcze.
Te ostatnie przysparzają glebom i roślinom szczególnie dużo związków siarki, głównie w rejonach
Huty „Katowice”, Bukowna, oraz północno-zachodniej części województwa.
Innym rodzajem skażenia gleby jest radiacja! W roku 1986 w skutek wypadku jaki miał
miejsce w elektrowni atomowej w Czarnobylu do atmosfery, a następnie do gleby, przedostały się
duże ilości substancji radioaktywnych. Skutek tego jest porównywalny do wybuchu 300 bomb
-2-
atomowych, identycznych z tą, zrzuconą na Hiroszimę. Jeszcze dziś prawie w całej Europie można
zmierzyć radioaktywność gleb, która utrzyma się jeszcze przez długi czas. Poprzez tą awarię wciąż
aktualny jest dylemat: czy budować elektrownie jądrowe, czy dalej wydobywać ogromne ilości węgla,
co wiąże się z zatruwaniem środowiska?
Ponad wszelką wątpliwość stwierdzono, że skażona gleba rodzi skażoną żywność. W rejonach
najbardziej zagrożonych nie powinno uprawiać się w ogóle marchwi, pietruszki, buraków czerwonych,
kapusty, selera, sałaty i zielonych natek oraz wielu roślin pastewnych przeznaczonych na paszę.
Tymczasem blisko połowę najbardziej uprzemysłowionego i zanieczyszczonego województwa
zajmują użytki rolne, plantacje warzyw, sady itp. W aglomeracji (centralna część województwa) 70%
ogrodów (przeważnie są to ogródki działkowe) i 50% gruntów rolnych określono jako strefę
ograniczonej uprawy warzyw, czyli zagrożoną. Z uprawy warzyw powinno się wyłączyć 10% zarówno
ogrodów jak i pól. W okolicach szczególnie narażonych, jak np. Bukowno, Jaworzno czy Olkusz,
należało by wyłączyć z uprawy 20% powierzchni. Tak więc spora część regionu, nawet jeśli nie
pokrywają jej beton, zabudowania czy zwały odpadów, ale zielona szata roślinna rodzi zatrute plony.
W związku z różnorodnością zanieczyszczenia gleb województwa katowickiego metalami
ciężkimi, został opracowany podział obszaru województwa na trzy strefy, pod względem ich skażenia:
A, B i C. Dokładna analiza istniejących wyników badań wykazała jednak, że w każdej z tych stref
występują gleby o różnym stopniu zanieczyszczenia i o różnej przydatności do dalszego ich
użytkowania. W związku z tym w roku 1988 Okręgowa Stacja Chemiczno-Rolnicza w Gliwicach przy
współpracy z Instytutem Uprawy Nawożenia i Gleboznawstwa w Puławach, została zobowiązana do
rozpoczęcia prac na temat: „Kontrola chemicznej degradacji rolniczej przestrzeni produkcyjnej na
terenie trzech województw tj. Bielsko-Biała, Częstochowa i Katowice”. Temat ten kontynuowany jest
nadal, ze szczególnym zagęszczeniem badań na terenach typowo rolniczych, wykazujących się wyższą
produkcją rolną. Takie założenia między innymi przyjęto w programie prac dotyczących rolnictwa w
obrębie miasta Żory, których wyniki przedstawione są dalej (str. 3).
Dla celów praktycznej oceny stopnia zanieczyszczenia gleb pierwiastkami śladowymi
opracowano w IUNG klasyfikację, której podstawę stanowi zawartość poszczególnych metali ciężkich
oraz podstawowe właściwości gleb. Wyróżniono następujące grupy gleb oraz stopnie:
• A-G
- Gleby bardzo lekkie o małej zawartości frakcji spławialnej (<10%), niezależne od pH,
- Gleby lekkie (10 – 20% frakcji spławialnej), bardzo kwaśne (pH<4,5) i kwaśne (pH 4,5 – 5,5);
• B-G
- Gleby lekkie (10 – 20% frakcji spław.) odczyn obojętny (pH>6,5),
- Gleby średnie (20 – 35% frakcji spław.) bardzo kwaśne (pH<4,5) i kwaśne (pH 4,5 – 5,5),
- Gleby ciężkie (>35% frakcji spław), bardzo kwaśne,
- Gleby mineralno-organiczne (substancji organicznej 6-10%);
• C-G
- Gleby średnio-ciężkie (20-30% frakcji spław.) i ciężkie, słabo kwaśne (pH 5,5 – 6,5) lub
obojętne (pH>6,5),
- Gleby organiczno-mineralne i organiczne (subs. org. >10%);
• X – dla tej podgrupy gleb (lekkie i kwaśne) poziom kadmu jako kryterium zaliczenia do stopnia 0
(tzn. gleb nie zanieczyszczonych) wynosi 0,5 ppm.
Dopuszczalna przydatność gleb pod względem rolniczym, w zależności od stopnia zanieczyszczenia,
A to:
Stopień 0 – zawartość naturalna – gleby nie zanieczyszczone o naturalnych zawartościach metali
śladowych. Gleby te mogą być przeznaczone pod wszystkie uprawy ogrodnicze i rolnicze.
Stopień I – zawartość podwyższona – obejmuje gleby o podwyższonej zawartości metali. Gleby te
mogą być przeznaczone pod wszystkie uprawy polowe, z ograniczeniem warzyw
przeznaczonych dla dzieci.
Stopień II – słabe zanieczyszczenie – gleby słabo zanieczyszczone. Na glebach takich zachodzi już
obawa chemicznego zanieczyszczenia roślin. Wykluczyć należy przede wszystkim uprawy
ogrodnicze, np. sałata, szpinak, kalafior.
-3-
Stopień III – średnie zanieczyszczenie – gleby średnio zanieczyszczone. Wszystkie uprawy na takich
glebach narażone są na skażenie. Dopuszczalna jest uprawa roślin zbożowych, okopowych i
pastewnych pod warunkiem okresowej kontroli poziomu metali w konsumpcyjnych częściach
roślin. Zalecane są uprawy roślin przemysłowych i traw nasiennych.
Stopień IV – silne zanieczyszczenie – gleby silnie zanieczyszczone. Gleby takie (szczególnie gleby
lekkie) powinny być wyłączone z produkcji rolniczej. Na glebach lepszych można uprawiać
rośliny przemysłowe (len, konopie, wiklina). Dopuszcza się produkcję materiału siewnego zbóż i
traw, a także ziemniaków dla przemysłu spirytusowego (na spirytus jako dodatek do paliwa) i
rzepaku na olej techniczny. Zaleca się zabiegi rekultywacyjne, a głównie wapnowanie i
wprowadzanie substancji organicznej.
Stopień V - bardzo silne zanieczyszczenie – gleby bardzo silnie zanieczyszczone. Gleby o takim
stopniu zanieczyszczenia należy wyłączyć z produkcji rolniczej i poddać zabiegom
rekultywacyjnym. Można uprawiać (na glebach przydatnych) len, konopie oraz rzepak (na olej
techniczny), a w dolinach rzek – wiklinę.
Powyższa klasyfikacja opracowana została głównie dla celów oceny obszarów o określonym
stopniu zanieczyszczenia i wynikającym stąd ryzykiem upraw poszczególnych gatunków roślin.
Wyceny dokonuje się w oparciu o graniczne zawartości metali śladowych w powierzchniowej
warstwie (0 – 20 cm) o różnym stopniu zanieczyszczenia według niżej podanej tabeli:
Tabela 1. Kryterium wyceny gleby. Wartości podane w mg/kg.
Metal
Ołów
Cynk
Miedź
Nikiel
Kadm
Grupa
gleby
a-g
b-g
c-g
a-g
b-g
c-g
a-g
b-g
c-g
a-g
b-g
c-g
a-g
b-g
c-g
0
30
50
70
50
70
100
15
25
40
10
25
50
0,3
0,5
1
Stopień zanieczyszczenia gleb
I
II
III
IV
70
100
500
2500
100
250
1000
5000
200
500
2000
7000
100
300
700
3000
200
500
1500
5000
300
1000
3000
8000
30
50
80
300
50
80
100
500
70
100
150
750
30
50
100
400
50
75
150
600
75
100
300
1000
1
2
3
5
1,5
3
5
10
3
5
10
20
V
>2500
>5000
>7000
>3000
>5000
>8000
>300
>500
>750
>400
>600
>1000
>5
>10
>20
Jednym ze źródeł zanieczyszczeń metalami ciężkimi a nawet radioaktywnymi są pokrywające
ziemię odpady przemysłowe. Poza tym śmieci te powodują zasolenie (szczególnie wszelkiego rodzaju
kopalnie) i zakwaszenie gleb. Za przykład może posłużyć największe, ponad 100-hektarowe
wysypisko popiołów elektrownianych, należące do Elektrowni „Łaziska”. Podczas marcowych
huraganów z roku 1990 toksyczne drobiny pokryły meble w mieszkaniach mieszkańców Gardawic.
Pył wdarł się również do lodówek i kredensów z żywnością. Okoliczne pola i przydomowe ogrody
pokryły się kilkucentymetrową warstwą odpadów.
To wysypisko odpadów przemysłowych nie jest jedynym. Podobne, choć mniejsze, znajduje
się w Dziećkowicach. Tysiące innych, gęsto znaczą przemysłowy pejzaż. Ilość zgromadzonych w woj.
katowickim odpadów sięga szacunkowo ok. 2 mld ton. Mogła by ona pokryć powierzchnię
województwa na wysokość przeciętnego człowieka. Lecz na tym nie koniec, bo co roku uciążliwych
odpadów przybywa. Tylko w 1988 roku śląski przemysł wyprodukował ich prawie 94 mln ton. Stare i
-4-
przybywające wciąż nowe odpady, tworzą jedyny w swoim rodzaju krajobraz piętrzących się hałd,
przemysłowych śmietnisk. Jednak nie zanieczyszczenie krajobrazu jest najgorsze dla środowiska i
ludzi. Odpady składowane na powierzchni ziemi stanowią ogromne zagrożenie dla wód
powierzchniowych i podziemnych, które stanowią 25% gleby, powodują wtórne zanieczyszczenie
powietrza. W ten sposób obieg się zamyka. Wysokie, pogórnicze hałdy hamują przepływ mas
powietrza i tworzą niekorzystny mikroklimat, zwłaszcza gdy są to hałdy termicznie czynne. Takich u
nas nie bark. Tak wielkie hałdy są spowodowane faktem, że na 1 tonę węgla przypada 400 kg
odpadów. Wydobycie węgla, zaś jest ogromne (rysunek 4).
30000000
Wydobycie [t]
25000000
20000000
15000000
10000000
5000000
0
1770
1790
1810
1830
1850
1870
1890
Rok
Rysunek 4. Wydobycie węgla kamiennego.
W XX wieku górnośląskie kopalnie wkraczały z niemal 30-milionowym wydobyciem
rocznym. Współcześnie oscylują w granicach 200 mln ton rocznie. Łatwo więc z tego obliczyć, że
same tylko kopalnie węgla kamiennego produkują rocznie ok. 80 mln ton odpadów. Kopalnie są
źródłem 80% odpadów przemysłowych na Śląsku. Poza nimi produkują je także huty (przy produkcji
1 tony stali wytwarza się 1,3 tony odpadów), elektrownie i zakłady metalurgiczne. Do powstania hałd
przyczyniają się także rozbudowy miast, osiedli, zakładów przemysłowych oraz tras
komunikacyjnych.
Glebom zagrażają nie tylko pokrywające ją zwały odpadów, ale także w dużym stopniu
substancje ją zatruwające, których źródło stanowią między innymi opadające pyły, korozja,
wymywane zwały przemysłowe. Najtrwalsze, a tym samym najbardziej kłopotliwe są
zanieczyszczenia metalami ciężkimi. Zanieczyszczenia organiczne bowiem wcześniej czy później
ulegną biodegradacji, metale natomiast, aczkolwiek mogą być wypłukiwane, praktycznie pozostają w
środowisku nawet setki lat, a ich stały „dopływ” zapewniają emisje przemysłowe, komunikacja i wiele
innych źródeł.
Stopień porażenia ziemi regionu przez ołów, kadm czy cynk oceniono dość dokładnie w
okolicach głównych emitorów: zakładów metalurgii kolorowej. Zawartość ołowiu i kadmu w glebie
przedstawia poniższa tabelka:
-5-
Tabela 2. Zawartość ołowiu i kadmu w glebie.
Miejscowość
Łaziska Górne
Stawków
Olkusz
Bukowno
Ołów [mg/kg]
Ogródki
Grunty rolne
działkowe
22 – 41,2
22 – 80
95
37 – 352
97,5 – 4958,6
12 – 820
339,8 – 492,8 22 – 2150
Kadm [mg/kg]
Ogródki
Grunty rolne
działkowe
0,99 – 1,7
0–3
6,2
2 – 16
3,8 – 49,1
0 – 17
11,4 – 16,9 Brak danych
Tabela 3 przedstawia inne zagrożenie: brak przyswajalnych form fosforu, potasu, magnezu,
wapnia, a także kwasowość gleby. Tabela ta dotyczy Żor i okolic, lecz podobne i nawet gorsze
przypadki występują na terenie całego woj. katowickiego. Badania zostały przeprowadzone w latach
1995/96 na powierzchni około 1082 ha. Należało by powiedzieć jaką powierzchnię zajmują
poszczególne obszary. Obrazuje to rysunek 5.
Tabela 3. Wskaźniki procentowe gleb kwaśnych, wymagających wapnowania oraz nawożenia mineralnego dla Żor i okolic
na rok 1995/96.
Rejon
Baranowice
Folwarki
Kleszczów
Osiny
Rogoźna
Rowień
Rój
Żory
Drogi i
linie
kolejowe
5,2%
Rolnictwo
54,6%
Potrzeby
% gleb
wapnowa
kwaśnych
nia [%]
66
55
78
69
71
43
51
38
66
44
81
61
71
56
63
53
% gleb o niskiej zasobności w
Fosfor
Potas
Magnez
85
77
67
74
70
81
74
56
51
74
64
30
33
80
57
45
32
52
31
17
35
58
34
40
Tereny
zielone
23,7%
Przemysł
1,0%
Zabud.
11,7%
Stawy,
rzeki,
nieużytki
3,9%
Rysunek 5. Powierzchni poszczególnych obszarów.
Na szczęście na podstawie analizy stanu zanieczyszczeń gleb, roślin i powietrza zostało
stwierdzone, że uprawy rolne w granicach administracyjnych miasta Żory mogą być prowadzone bez
ograniczeń. Jedyne zalecenie dotyczy przestrzegania wymogów wapnowania celem utrzymania
-6-
obojętnego odczynu gleby. Lokalizacja terenu zaklasyfikowana została do kategorii „A” –
dopuszczalnej.
Kolejna tabela przedstawia porównanie badań z roku 1987 i z 1996. W trzech przypadkach
odnotowuje się poprawa wskaźników, natomiast w przypadku zasobności fosforu i potasu
pogorszenie.
Tabela 4. Porównanie wyników badań całego miasta z roku 1987 i z 1995/96.
Potrzeba
% gleb
wapnowa
kwaśnych
nia [%]
1987
85
69
1995/96
67
50
% gleb o niskiej zasobności w:
Rok
Fosfor
Potas
Magnez
48
73
42
50
59
34
Z powyższej tabelki można stwierdzić, że zmniejszyło się nawożenie gleb fosforem i potasem,
zaś zwiększyła się zasobność w magnez. Uległ także poprawie odczyn pH gleby. Niemniej nadal
pozostaje potrzeba nawożenia gleb we wszystkie makroskładniki.
Dawid Najgiebauer
Bibliografia:
• J. Matiakowska – „Eko-alarm!”
• T. Przybylski – „Zagrożenie środowiska przyrodniczego w województwie katowickim”
• „Nowiny”
• „Zatrute środowisko i my”
• Okręgowa Stacja Chemiczno-Rolnicza w Gliwicach – „Badanie odczynu i zasobności gleb w przyswajalne formy
potasu, fosforu, magnezu oraz potrzeb wapnowania na terenie miasta Żory”
• Miejski Ośrodek Kultury – „Kalendarz Żorski 1996”
• Miejski Ośrodek Kultury – „Kalendarz Żorski 1997”
• W. Karpusiewicz, K. Krawczyk – „Żory – tradycja i młodość”
• K. Stępczak – „Ochrona i kształtowanie środowiska”
-7-