Procesy zniekształcania gleb w okręgach górniczych i przemysłowych

T. SKAW INA

PROCESY ZNIEKSZTAŁCANIA GLEB W OKRĘGACH GÓRNICZYCH I PRZEMYSŁOWYCH

(Z K ated ry G ru n to zn a w stw a A k a d em ii G órn iczo-H u tn iczej — K raków )

Stale postępujący wzrost powierzchni gleb niszczonych przez prze­ m ysł i górnictwo stwarza sytuację niezm niernie groźną dla dużych obszarów. Pow stałe zniszczenia i tempo zmian glebowych są nieporów­ nyw alne z działaniem niszczących czynników naturalnych. Również w żadnych rejonach zanik gleby nie w yw iera tak szkodliwego wpływ u na życie ludności jak w okręgach górniczych i przem ysłowych, w któ­ rych istnienie gleby staje się wartością wprost niewym ierną.

Górnośląski Okręg Przem ysłow y i tereny przyległe są najbardziej krytycznym przykładem wytworzonych zmian w naturalnym układzie warunków przyrodniczych. Stan ten stwarza konieczność natychm iasto­ w ego objęcia gleb szeroką ochroną oraz leczeniem . Liczne tereny bez- glebowe wym agają rekultyw acji. D otyczy to tylko w samej części cen­ tralnej Górnośląskiego Okręgu Przem ysłow ego powierzchni kilkunastu tysięcy hektarów różnorodnych m artwych utworów antropogenicznych pozbawionych w ogóle gleby i życia biologicznego.

Udział gleboznawstwa w rozwiązaniu powyższych problemów w y su ­ wa się na plan pierwszy. Postęp badań z tego zakresu warunkuje m iędzy innym i życie gleb, a tym samym wygląd i zdrowotność środowisk o naj­ w iększym skupieniu ludności.

Problem y gleboznawcze wynikające z niszczącej działalności prze­ m ysłu są bardzo różnorodne, lecz ich cechą wspólną jest odrębna tem a­ tyka zagadnień od tych, którym i zajmuje się gleboznawstwo rolnicze. Stąd też bardzo nieliczne prace naukowe dotyczą omawianych zagad­ nień, a szereg podstawowych problemów i zjawisk nie tylko nie zostało objętych badaniami naukowymi, lecz nie są one naw et rejestrowane.

132 T. S kaw in a

W pracy niniejszej przedstawiam w yniki badań własnych i zespołu współpracowników zgrupowanych w K om isji Gleboznawczo-Górniczej, powołanej przez Polską Akademię Nauk do prowadzenia badań z tego zakresu (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8).

Z uwagi na wstępny charakter badań i doświadczeń ograniczam się jedynie do omówienia w pływ u dwóch głównych czynników zniekształ­ cających gleby, to jest:

I. zadymienia i zapylenia atmosfery, II. eksploatacji górniczej.

W pływ innych czynników, a zwłaszcza zanieczyszczenia wód na zmia­ ny glebowe jest tak rozległy, że wymaga oddzielnego omówienia.

I. Z A P Y L E N IE I Z A D Y M IEN IE A TM O SFE R Y

Zasadniczą przyczyną katastrofalnego zanieczyszczenia atmosfery Górnośląskiego Okręgu Przem ysłow ego jest nadmierne zagęszczenie przemysłu i górnictwa, zabudowa i odpowiadający im rozwój kom uni­ kacji i transportu, przy całkowitym zaniedbaniu podstawowych środków przeciwdziałania. Wadliwa gospodarka powierzchnią, w wyniku której powstają ogromne obszary nie chronione biologicznie ani technicznie przed erozją powietrzną (hałdy różnego typu, piaskownie, kam ieniołom y i inne tereny poeksploatacyjne) są również bardzo poważnym, często wtórnym źródłem zanieczyszczeń atmosfery.

Prowadzone od roku 1953 przez K om itet dla spraw Górnośląskiego Okręgu Przem ysłow ego Polskiej Akademii Nauk i „Energopomiar” ba­ dania sedym entacyjne opadu cząstek stałych, wskazują na bardzo w y ­ soką wartość przeciętnego zapylenia. Opad pyłów w yższy od 1 g /m 2/dobę jest charakterystyczny dla dużych obszarów. Przeciętne wartości około 10 g/m 2/dobę w ystępują w w ielu rejonach (np. Bobrek, Szopienice i inne) osiągając np. w Chorzowie wielkość 41 g/m 2/dobę (wartość m a­ ksymalna opadu wynosiła tu 74 g /m 2/dobę) (9, 10, 11). Dla porów­ nania podaję, że w rejonach rolniczych opad pyłów waha się 0,07 — 0,27 g /m 2/dobę, a w nieprzem ysłow ych dzielnicach m iejskich 0,13 — 0,80 g /m 2/dobę.

Rejestrowane przeciętne stężenia SOo i pyłów w atm osferze przed­ stawia tablica I.

Jest rzeczą zrozumiałą, że tak wysokie stężenia zanieczyszczeń muszą działać bezpośrednio toksycznie na organizm roślinny lub też w sposób pośredni przez wywołaną zmianę warunków klim atycznych i glebowych (12, 13). Uważa się powszechnie, że najbardziej szkodliwa w swoim bezpośrednim działaniu na rośliny i gleby jest równoczesna obecność

Z n iekształcan ie gleb w okręgach górniczych 133

tlenków siarki i silnie zdyspergowanych części stałych. Wynika to z bar­ dzo dobrej adsorpcji SO 2, SC 3 i H 2SO 4 przez części stałe, a zwłaszcza sadzę, stwarzając ośrodki o znacznie zwiększonym stężeniu związków chemicznie aktywnych. T a b l i c a I Z aw artość S 02 i z a p y le n ie p o w ie tr z a w G.O.P. (10) R ejon P rzeciętn ie w p o w ietrzu w r. 1956

so2

Zmiany klim atyczne, których wyrazem jest między innym i poważne obniżenie nasłoniecznienia powierzchni (przeciętnie o 30 — 40%) i czę­ ściowa lub prawie całkowita eliminacja promieniowania ultrafioletow ego, w yw ołują poważne zaburzenia w życiu roślin i gleb (9). Specyficzny mikroklimat różnicuje poszczególne siedliska glebowe, zmieniając ich naturalną przydatność użytkową.

Najbardziej jednak groźna jest akumulacja w glebach zanieczyszczeń przem ysłowych atmosfery. Przebiega ona już od w ielu lat obejmując swoim zasięgiem również duże powierzchnie gleb oddalonych od głów ­ nych źródeł zanieczyszczeń.

Próbę bezpośredniego określenia w pływ u akumulacji zanieczyszczeń atm osfery na skład i właściwości gleb przeprowadzono w rejonie Cho­ rzowa, Św iętochłow ic i Katowic (rys. 1). Do badań wybrano duże kom ­ pleksy gleb przeważających na tym obszarze, w szystkie o pokroju gleb bielicowych, lecz leżące w różnych strefach zapylenia i zadymienia atmosfery. Porównawczo przebadano również gleby terenów pośrednich M ikulczyc i rolniczych Sarnowa oraz gleby leśne rejonu Kochłowic. Próbki do badań pobrano w dniach 16 i 17 listopada 1957 r.

W yniki pomiarów zapylenia, któremu w przybliżonym stopniu pod­ legają wybrane do badań kom pleksy glebowe, przedstawia tablica II. Opad pyłów jest ilościowo duży, przy czym nie są to tereny o najw yż­ szym przeciętnym zapyleniu z w yjątkiem gleb, które reprezentują profile nr 23 i 24. Widoczna jest zmienność opadu pyłów w poszczegól­ nych punktach, zależna, od ich położenia w stosunku do głównych źródeł zanieczyszczających i warunków pogodowych w okresie pomiarowym.

W yniki pomiarów zapylenia atm osfery w czasie od 1. X. 1955 — 30. IX. 1 Nr punktu )om iaro-w ego M iejscow ość Nr kom pleksu glebow ego IV k w a r t a ł 1 9 5 5 I k w a r t a ł 1 9 5 6 II к V pH w ody zbieranej w raz z pyłem

Średni opad p yłów

pH w ody zbieranej w raz z p y łem Średni opad p y łó w pH w ody zbieranej w raz z p y łem ( w 1 Ogółem w g/m 2/dobę Sum a części rozpuszczal­ n ych w H 20 • w % W częściach rozpuszczal­ n ych zaw artość SO" w g /m 2/dobę Ogółem w g /m 2/dobę Sum a części rozpuszczal­ n y ch ’ w H 20 w % W częściach rozpuszczal­ n ych zaw artość

so"

m in m ax śred. m in m ax śred. m in m ax śred.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

Z — 5 B ielszow ice 1,21 6,8 7,2 7,0 1,210 13,97 0,086 — — 6,4 1,250 9,84 0,085 6,2 6,8 6,5

Ch — 4 Św iętoch łow ice

(Huta „Zgoda“) 22 4,0 7,7 5,3 1,431 16,56 0,118 6,4 7,0 6,7 2,221 11,26 0,141 7,0 7,0 7,0

Ch. M.

34, 38, 39 M aciej k ow ice 23 7,0 7,8 7,2 2,751 13,56 0,142 5,8 7,0 6,8 2,833 10,70 0,150 6,8 7,2 7,0

Ch. M. 33 M aciejkow ice 24 7,2 7,8 7,5 17,237 2,90 0,260 7,2 7,4 7,3 28,990 2,21 0,187 7,8 8,0 7,9

K — 4 K atow ice — P niaki 26, 27,28 3,7 6,4 5,5 0,733 32,88 0,121 6,4 6,6 6,5 0,766 15,14 0,067 6,6 7,2 6,9

Ch — 27 B ytków 11 7,2 7,2 7,2 1,717 10,37 0,086 6,6 7,0 6,9 2,521 6,90 0,100 7,0 7,2 7,1

T a b i i c a II 956 (7) / а г t a ł , 1 9 5 6 III k w a r t a ł 1 9 5 6 Średni roczny opad p yłów Średni opad p yłów

pH w ody zbieranej w raz

z p y łem

Średni opad p yłów

)gółem g/m2/dobę Sum a części rozpuszczal­ n ych w H 20 w % W częściach rozpuszczal­ n y ch zaw artość

so"

so"

ROZMIESZCZENIE ODWRVWEH I UOMPLEUSÓH CiEBOWYOW О Т Ш И О Д DÛ iA DA Ń S Z C Z E 00i.Ó *¥Ć ił

Z n iekształcan ie gleb w okręgach górniczych 135

W yraźnym w pływ om zanieczyszczeń z hut cynku i innych zakładów m etalurgicznych podlegają profile nr 13, 22, 26, 27 i 28, a nr 23 i 24 elektrow ni i Zakładów Azotowych w Chorzowie.

W pływ akumulacji różnorodnych zanieczyszczeń na zmianę w łaści­ wości gleb jest trudny do ilościow ego określenia. Szereg nie zbadanych zjaw isk kształtujących siedlisko glebow e w tych regionach jest przy­ czyną uniemożliwiającą przeprowadzenie linii granicznej, rozdzielającej poszczególne w pływ y. Objawy chorobowe roślin są często w ogóle nie związane z zatruciem gleby lub innym i jej właściwościami. W ywołać je może np. specyficzny mikroklimat, chwilowe działanie toksyczne za­ nieczyszczeń atm osfery itp.

Bardzo ważny jest również fakt, że zw ykle długotrwała akumulacja cząstek stałych oraz oddziaływanie związków rozpuszczalnych wprowa­ dzanych do gleby wraz z opadami atm osferycznym i są m orfologicznie nie wykryw alne. Odgrywa tu dużą rolę granulacja pyłów, od której zależy także stopień i forma zmian glebowych (tabl. III).

T a b l i c a III W ielk ość czą stek p y łó w i m ik ro cia ł w y stęp u ją cy ch w a tm o sferze (14)

Rodzaj G raniczne w w ie lk o ś c i Iх P y ł w ę g lo w y _{300 —} 8 P op iół lotny _{800 —}2 0

P o p ió ł lotn y z p y łu w ęg lo w eg o _{60 —} 1

P y ły z od lew n i 10 0 0 — 1

P y ły z p iecó w c y n k o w y ch 0 , 8 — 0 , 0 1

P y ły z p iecó w cem en to w y ch _{150 —} 0 , 1 0

A lkalia w p y ła ch cem en to w y ch 6 — 0 , 1 0

P y ł z w a p ien n ik ó w 2 0 — 0,80

P y ły m etalu rgiczn e 1 0 0 — 0,60

Pary m etaliczn e 2 — 0 ?0 1

Pary fluoru _{80 — 0,80}

Pary H2S 04 i H3PO4 _{4 — 0,60}

Pary NH*C1 _{4 —} 0 , 1 0

Sadza _{0,3 —} 0 , 0 1

Daje się zauważyć w ybitnie indywidualna odporność poszczególnych gleb na działanie omawianych czynników. Odmienny skład chemiczny i właściwości fizyko-chem iczne zanieczyszczeń czynią zagadnienia te trudnym i do zbadania również na drodze analizy chemicznej czy biolo­ gicznej. Ilościowe określenie stopnia zatrucia lub zniekształcenia gleb będzie m ożliwe dopiero w oparciu o szczegółowe i wszechstronne ba­ dania naukowe z tego zakresu.

136 T. S kaw in a

Dążąc do określenia stopnia i kierunku zmian wyw ołanych akumu­ lacją zanieczyszczeń przem ysłowych, w pierw szym etapie badań główną uwagę zwrócono na zmiany właściwości chemicznych gleb.

A. Odczyn gleb

Za najbardziej typow y objaw niszczenia lub zniekształcania gleb w okręgach przem ysłowych uważa się system atyczne ich zakwaszanie, jako w ynik działania przede wszystkim H 2SO 3 i H 2SO 4 wprowadzanego do gleby wraz z opadami atmosferycznym i.

Zanieczyszczenia gazowe okręgów przem ysłowych składają się głów^- nie z SO2 oraz CO i CO2. Ponieważ w ęgle nasze zawierają przeciętnie 1% siarki, z czego około 80% spala się na SO2, stąd rocznie tylko w sa­ m ym Górnośląskim Okręgu Przem ysłow ym pow staje ze spalenia i prze­ róbki węgla około 360 tysięcy ton SO2 (530 tysięcy ton H2SO1). W rzeczywistości ilości te są znacznie większe z uwagi na spalanie gor­ szych gatunków w ęgla (zawierających do 6% S) oraz z szeregu innych dodatkowych źródeł wprowadzających S 0 2 do atm osfery (np. zakłady m etalurgiczne itp.) (15).

Ogromne ilości związków siarki spalanej rocznie i w ykryte jej stę­ żenia w atmosferze (tabl. I) sugerują w ystępow anie wysokiej lub bardzo wysokiej kwasowości gleb tego regionu. Tymczasem wyniki badań od­ czynu gleb wytworzonych z utworów karbońskich jak również i innych rodzajów gleb leżących w różnych strefach zapylenia są zgodne z ich cechami naturalnym i i sposobem użytkowania, tylko ich odczyn słabo kwaśny lub obojętny jest nie związany z obecnością jonów Ca” (tabl. IV i V).

Ogólnie można stwierdzić, że mimo stałego gromadzenia związków siarki w glebach, czego dowodzą ilości siarczanów w glebach i wodach opadowych (tabl. II i IV), dodatkowe zakwaszenie gleb w ykryw a się wyłącznie w wąskim zasięgu niektórych terenów przylegających bez-, pośrednio do specyficznego typu zakładów przem ysłowych (np. huty cynku, fabryki kwasu siarkowego itp.) jak też daleko poza rejonem Górnośląskiego Okręgu Przem ysłowego.

Stwierdzenie to podaję w oparciu o szczegółowe badania glebowe, przeprowadzone w latach 1954— 1958 na obszarze około 200 tysięcy ha (8). Jest rzeczą oczywistą, że na tym terenie występują gleby kwaśne, lecz ich odczyn jest związany przede w szystkim z naturalnymi proce­ sami glebotwórczym i albo z naturalnym i cechami skał m acierzystych (np. utwory karbońskie).

S k ła d chem iczny w y c ią g ó w w o d n y ch g le b G órnośląskiego O kręgu P rzem y sło w eg o (XI. 1957 r.) T a b l i c a IV Rodzaj gleby (użytku) P rofil N r

Głębo­ pH S tężen ie jonów w m g /100 g g le b y

Stęż.

soli U tlen

ial-Lp. M iejscow ość kość

w cm

w yciągu

w odnego _{K* Na* Ca" Mg" Mn" Fe* н с о ; Cl'} 1 s o 4 NO'* _{p o :} miner, w m g/100 g gleby ność w m g 0 2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 ----15 16 17 18 19 1 2 3 4 W irek

G lina lekka w ytw orzo­ na ze zw ietrzen ia łup­ ków karbońskich — grunty orne 1 5 — 15 30 — 50 80 — 100 120 7,05 6,70 5,20 5,30 13,778 11,565 14,849 15,206 19,78 14,95 29,21 6,67 15,000 11,800 9,200 8,420 7,788 3,891 6,810 4,500 0,000 0,000 0,000 0,000 0,060 0,000 0,000 0,020 58,66 29,28 65,88 12,20 9,37 7,95 11,08 9,94 ! « 56,035 14,027 18,030 36,022 7,50 15.00 17,50 15.00 0,086 0,021 0,045 0,032 188,057 138,484 202,375 108,010 38,08 24,32 30,56 28,00 5 6 7 8 W irek G lina średnia w y tw o ­ rzona ze zw ietrzenia łupków i piask ow ców karbońskich — grunty orne 2 5 — 20 30 — 50 50 — 70 80 — 90 7,60 6,95 5,35 5,30 11,279 11,851 12,707 10,351 132,71 29,44 118,22 35,88 19,000 6,000 9,018 11,800 6,810 1.946 1.946 4,378 0,000 0,000 0,000 0,000 0,044 0,094 0,076 0,000 61,00 58,56 46,36 95,16 8,95 21,87 9,94 9,23 , 1

2!

li

P iasek glin iasty w y tw o ­ rzony ze zw ietrzen ia piask ow ców karboń­ skich — gleba leśna

4 7 — 10 15 — 20 35 — 50 60 4,95 5,15 5,10 5,40 15,277 9,209 17,847 16,669 88,09 49,22 9,43 7,13 6,613 4.810 2.810 2,810 1,702 0,608 3,890 0,730 0,000 0,110 0,000 0,000 0,412 0,304 0,124 0,030 7,32 9,76 19,52 14,64 9.66 9,51 7,95 9.66 2' 1) 08,130 08,067 32,020 20,012 0,00 0,00 0,00 0,00 0,024 0,020 0,021 0,013 337,228 191,618 93,612 71,694 40,48 39.04 32,00 31.04 20 21 22 23 B ytków

P iasek słabo glin iasty w ytw orzon y ze z w ie ­ trzenia grubo-ziarni- stych p iaskow ców kar­ b oń sk ich — grunty orne

11 0 — 25 30 — 50 50 — 70 80 7,20 7,50 7,35 6,95 13,409 12,707 14,278 11,065 69,23 88,09 73,14 86,02 11,623 9,018 5,812 6,610 3,526 4,621 2,675 2,550 0,000 0,000 0,000 0,000 0,640 0,000 0,000 0,276 39,04 46,36 34,16 41,48 10,93 8,95 9,94 6,67 1 1 1 1 36,085 72,107 16,072 44,090 30.00 25.00 50.00 45.00 0,033 0,034 0,030 0,031 314,516 366,887 306,107 343,792 39,04 29,28 30,40 28,64 24 25 26 27 Piaśniki

P iasek glin ia sty w y ­ tw orzony z piaskow ców karbońskich — grunty orne 12 2 — 20 30 — 40 60 — 80 100 — 110 7,10 6,80 5,75 5,70 11,851 11,779 10,708 10,494 84,18 51,29 76,82 90,39 9,020 8,220 6,610 5,810 1,950 3,770 4.380 4.380 0,000 0,000 0,000 0,110 0,048 0,100 0,000 0,260 43,92 39,04 34,16 24,40 7,81 6,67 6,53 8,66 1 1 1 32,082 88,055 28,080 44,090 55.00 50.00 60.00 75,00 0,035 0,024 0,033 0,036 346,076 258,948 327,321 363,630 37,60 31,84 27,20 28,96 28 Piaśniki Próbka m ieszana z kom pleksu gleb — dużo odłogów 22 0 — 5 7,20 33,910 36,80 19,640 4,990 0,000 0,040 43,92 11,52 :1.00,062 45,00 0,021 295,930 39,04 29 30 31 32 33 34 35 L ipiny 1 _ _____

P iasek glin iasty w y tw o ­ rzony ze zw ietrzen ia p iaskow ców karboń­ skich — grunty orne

13 5 — 20 20 — 30 40 — 60 60 — 80 100 — 120 135 — 150 160 7,60 7.40 7,50 7,35 7.40 7,15 7,30 10,137 15,063 14,992 16,990 18,275 32,339 32,410 118,91 161,23 97,06 86,02 117,76 106,72 94,30 13.230 11,620 14,830 8,220 10,820 6,610 13.230 - — 5,590 6,080 3.770 3.770 5,720 3,400 2,550 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,044 0,104 0,204 0,100 0,072 0,200 0,000 61,00 53.68 61,00 53.68 51,24 34,16 37,82 6.67 7.67 6,25 6,82 6,82 7,24 7,81 : . < < 1.96,122 320,200 192,120 164,102 248,155 240,150 236,147 80,00 45.00 30.00 25.00 25.00 20.00 2,50 0,013 0,024 0,030 0,018 0,015 0,016 0,014 491,716 620,671 420,256 364,720 483,877 450,835 426,681 37,28 37,76 36,96 28,64 36.00 32.00 30,24

36 M aciejkow ice

Próbka m ieszan a z k om p lek su gleb w y tw o ­ rzonych z utw orów py­ ło w y c h pochodzenia w odno-lodow cow ego — grunty orne 23 0 — 5 7,70 31,839 17,25 I 19,640 i 5,720 0,000 0,020 41,48 10,08 60,038 50,00 0,024 236,091 35,52 37 M aciejkow ice Próbka m ieszan a z kom pleksu g le b — grun­ ty orne z przew agą od­ łogów 24 0 — 5 7,50 26,842 1 20,98 19,640 6,570 0,000 0,000 53,68 8,09 72,04 30,00 0,021 237,818 38,72 38 ♦ B ańgów Próbka m ieszana z kom pleksu gleb — grun­ ty orne 25 0 — 5 6,95 18,204 21,3$ ( 9,820 3,650 0,000 0,000 48,80 8,52 36,023 25,00 0,015 171,422 37,92 39 40 • 41 42 M ikulczyce Gleba b ielicow a w y tw o ­ rzona z piasków zw a­ łow ych — grunty orne

4086 5 — 15 30 — 35 60 — 70 100 5,90 7,05 6,65 7,80 24.25 43.25 18,75 ! 22,50 ! 4,208 2,806 2,806 12,625 3,526 1,094 1,459 3,648 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,208 0,018 0,000 34,16 45,14 25,62 61,00 10,51 8,09 10,58 10,15 26,016 46,029 14,009 26,016 4.50 2.50 0,00 0,00 0,032 0,026 0,020 0,021 107,202 149,143 73,262 135,960 — 43 44 45 S a m ó w

G leba b ielicow a śre­ dnia w ytw orzona ze zw ietrzen ia łupków karbońskich — grunty orne 726 0 — 20 40 90 7,25 6,05 5,65 13,75 j 22.50 31.50 1 ! j 8,418 4.208 4.208 3,770 2.310 2.310 0,000 0,000 0,000 0,012 0,010 0,000 41,48 31,72 29,28 8,80 7,81 9,23 14,009 26,016 44,027 3.50 1.50 0,00 0,032 0,024 0,018 93,771 96,098 150,573 —

T a b l i c a V W łaściwości chem iczne gleb z różnych stref zapylenia (XI. 1956 r.)

Lp. M iejcow ość P rofil Nr G łębo­ kość w cm pH gleby W w yciągach w o d n y ch Z aw ar­ tość N ogólnego w % Z aw artość С ogólnego С w H ,0 w KC1 Na* к - w % w p rzeli­ czen iu na próchnicę w % N Ca*‘-fM g” Na* 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 5 — 15 6,95 6,30 0,66 0,41 0,119 3,04 5,23 25,5 2 W irek 1 30 — 50 4,65 3,85 0,71 0,46 0,050 — — — 3 80 — 100 4,30 3,45 1,24 0,30 0,050 — — — 4 5 — 20 7,70 6,85 3,82 0,05 0,116 2,32 4,00 20,0 5 30 — 50 7,20 6,30 2,78 0,23 0,038 _ — — 6 W irek 2 50 — 70 4,45 3,60 8,43 0,06 0,028 — — — 7 _. 80 — 90 4,20 3,30 1,64 0,17 0,035 — — — 8 5 — 20 7,75 6,95 7,40 0,06 0,143 2,79 4,80 19,5 9 20 — 35 7,40 6,30 8,05 0,07 0,049 — — — 10 50 — 60 5,80 5,05 6,72 0,07 0,042 __ __ — 11 W irek 3 60 — 70 5,00 4,20 6,83 0,07 0,092 — — — 12 80 — 110 5,35 4,40 4,49 0,13 0,067 — — — 13 1 3 0 — 150 5,70 4,60 — — 0,052 — — — 14 W irek 21 0 — 5 7,70 7,10 0,82 0,87 0,092 5,33 9,17 57,9 15 7 — 10 4,40 3,60 8,15 0,10 0,048 1,64 2,82 34,2 16 15 — 20 4,60 4,00 7,38 0,11 0,036 _ — — 17 K ochłow ice 4 35 — 50 3,85 3,30 0,89 1,12 0,008 — — — 18 60 4,00 3,45 1,55 1,35 0,003 — — — 19 0 — 25 7,75 7,00 3,46 0,11 0,087 3,15 5,42 36,2 20 30 — 50 8,15 7,15 4,61 0 ,0 9 0,013 — — — 21 byIKOW 11 50 — 70 7,90 6,70 6,23 0,12 0,009 — — — 22 80 8,00 6,80 6,92 0,07 0,004 — — — 23 2 — 20 6,80 6,05 6,00 0,08 0,132 3,44 5,92 26,1 24 30 — 40 6,90 5,50 3,37 0,12 0,028 _ _ _ 25 P iaśn ik i 12 60 — 80 3,95 3,05 4,84 0,08 0,021 — — — 26 100 — 110 3,80 3,00 6,05 0,07 0,018 — — — 27 P iaśn ik i 22 0 — 5 7,30 6,90 1,15 0,54 0,067 9,07 15,60 135,4 28 5 — 20 7,65 6,90 4,62 0,05 0,132 3,86 6,64 29,2 29 20 — 30 8,05 7,00 6,49 0,06 0,074 — — — 30 40 — 60 8,10 7,15 4,02 0,09 0,025 — — — 31 _{L ipiny} 13 60 — 80 8,00 7,10 5,19 0,11 0,008 — — — 32 100 — 120 7,85 6,70 5,07 0,09 0,008 — — — 33 135 — 150 7,80 6,40 7,61 0,18 0,007 — — — 34 160 7,35 6,35 4,71 0,20 0,004 — — — 35 Maciej k ow ice 23 0 — 5 8,05 7,40 0,52 1,08 0,148 5,09 8,75 34,4 36 M aciej k ow ice 24 0 — 5 8,10 7,15 0,60 0,74 0,192 6,39 11,00 33,3 37 Bańgów 25 0 — 5 7,15 6,45 1,18 0,51 0,060 1,33 2,29 22,2 38 5 — 15 6,30 5,60 — — 0,092 1,30 2,24 14,4 39 3 0 — 35 6,40 5,20 _ _ 0,024 _ . _ 40 M ik u lczyce 4086 60 — 70 6,70 5,60 — — 0,008 — — — 41 100 8,10 7,50 — — 0,006 — — — 42 0 — 20 7,70 6,95 _ _ 0,090 1,03 1,77 11,4 43 Sarnów 726 _{40 5,65 4,60 — — 0,032 — — —} 44 90 5,40 4,25 — — 0,017 — — —

Z n iekształcan ie gleb w okręgach górniczych 137

Brak wyraźnych odznak zakwaszenia gleb Górnośląskiego Okręgu Przem ysłowego związany jest ściśle ze specyficznym składem chem icz­ nym zanieczyszczeń przem ysłowych. Niedostateczna ilość i sprawność urządzeń odpylających powoduje wyrzucanie do atm osfery tak dużych ilości tlenków m etali, że równoważą one lub przewyższają zawartość tlenków siarki. Wskazuje na to odczyn wód deszczowych zbieranych wraz z pyłem oraz ilość znajdowanych w glebach jonów Na* oraz mikro­ elem entów . W yniki pomiarów odczynu wód deszczowych zbieranych wraz z pyłem dla wybranego do badań szczegółowych obszaru gleb przed­ stawia tablica II.

Potwierdzają to również pomiary zapylenia prowadzone od roku 1953, obejmujące swoim zasięgiem obszar około 5000 km 2 (11). W yniki kilku tysięcy oznaczeń p H wody deszczowej zbieranej wraz z pyłem wykazują wprawdzie duże wahania odczynu dla tych samych punktów pomiaro­ wych, np. p H 2,6 — 7,2 (Zabrze w pobliżu Elektrowni) lub 7,2 — 10,3 (Chorzów-miasto) itp., lecz ogólnie najbardziej powtarzający się odczyn m ieścił się w granicach pH 5,8 — 7,2. K wasowości niższe od p H 5,8 w y ­ stępow ały rzadko, natomiast częściej w ykryw ano p H wyższe od 7,2.

B. Zasolenie gleb

Akumulacja związków zanieczyszczających atmosferę Górnośląskiego Okręgu Przem ysłow ego w yw ołuje zasolenie gleb.

Duże obszary gleb zawierają tak w ysokie stężenia soli m ineralnych łatwo rozpuszczalnych w wodzie, że ich naturalny charakter został cał­ kowicie zmieniony. Wykazują one już główne cechy gleb słonych, a skład jakościowy roztworów glebowych nadaje im nawet pokrój gleb zbli­ żonych do sołońców (tabl. IV).

Stężenia soli m ineralnych w wyciągach wodnych warstw próchni- cznych gleb wahają się od 93,77— 554,97 m g /l00 g gleby. Rozmieszcze,- nie soli w profilu i ich skład jakościowy ulega również bardzo dużym wahaniom. Szereg profilów wykazuje wysokie zasolenie wszystkich po­ ziomów, a nawet skały m acierzystej. Rozmieszczenie to ulega oczywiście dużym zmianom, lecz charakterystyczny jest w pływ sięgający aż do podłoża.

Stopień zasolenia gleb jest niejednolity. Duże zasolenie występuje we wszystkich glebach położonych w części centralnej Górnośląskiego Okręgu Przem ysłow ego zmniejszając się wyraźnie na jego obrzeżach (gleby Bańgowa, M ikulczyc). W glebach terenów rolniczych Sarnowa zasolenie jest już nie w y kry walne.

138 T. S kaw in a

W wyciągach wodnych badanych gleb wśród kationów dominują jony Na' przy bardzo małej jak na gleby uprawne zawartości jonów Ca” , a wśród anionów jony SO 4".

Na'

Stosunek ---w wyciągach wodnych jest bardzo w ysoki i do-Ca" + Mg"

chodzi w szeregu przypadkach naw et do 7 lub 8 (tabl. V). K*

Stosunek jest również zupełnie odwrócony i zniekształcony.

Zawartość Na' wym iennego w kom pleksie sorpcyjnym najlepszych gleb badanego obszaru zapylenia reprezentowanych przez profile nr 1 i 2 wahała się 0,21— 1,12 mg-równ./lOO g gleby. Stanowi to 9,20— 11,11% hydrolitycznej pojemności sorpcyjnej (tabl. VI).

W arstwy próchniczne pozostałych gleb zawierają w kompleksie sorp­ cyjnym Na* w ym iennego 1,47 — 11,61% hydrolitycznej pojemności sorp­ cyjnej.

W yraźnie zmniejsza się udział N a’ w składzie kationów w ym iennych gleb Bańgowa położonych już w znacznym oddaleniu od głównych źró­ deł zanieczyszczeń.

W ykryte stężenia Na* w ym iennego są na ogół m niejsze od znajdo­ wanych w glebach zieleńców m iejskich Warszawy (16), lecz gleby te różnią się sposobem wprowadzania Na* oraz położeniem, użytkow a­ niem itp.

N ależy podkreślić, że położenie gleb w określonej strefie zapylenia nie decyduje o w ielkości ich zasolenia (np. profile 23, 24), a tym bardziej 0 składzie jakościowym soli. Również nie można jak dotychczas określić stopnia zniekształcenia gleb tylko w oparciu o skład jakościowy i ilo­ ściow y w ykrytych soli m ineralnych, ponieważ gleby w sposób w ybitnie indyw idualny reagują na ten czynnik. Zmiana właściwości fizycznych 1 wodnych gleb wywołana obecnością jonów Na* przebiega często od­ m iennie w poszczególnych rodzajach, a naw et gatunkach gleb. Jest to przypuszczalnie związane z różną ilością i składem m inerałów ilastych. Zagadnienia te nie zostały dotychczas objęte badaniami.

U jem ny w p ływ zasolenia na plonowanie gleb jest zw ykle widoczny, lecz ilościowa ocena stopnia zniekształcenia w yw ołanego różnorodną formą zasolenia jest jeszcze przedwczesna. Gleb tych nie można klasy­ fikować ani bonitować w oparciu o cechy typologiczne profilu.

Zakres przeprowadzonych badań oraz złożony charakter zjawisk przy niejednolitej reakcji roślin i gleb na zasolenie i zmianę właściw ości fizycznych i wodnych nie pozwalają na szersze uogólnienie wniosków dotyczących badanych gleb.

S k ła d k a tio n ó w w y m ie n n y c h gleb z różn ych str e f za p y len ia (X I. 1957 r.)

T a b l i c a VI

Lp. M iejscow ość Profil N r

G łębokość w cm

K ationy w y m ien n e

w mg-równ./lOO g g le b y K w asow ość v hydrolityczna w m g-rów n./ЮО g gleby Hh H ydroli­ tyczna pojem ność sorpcyjna 2Л = ^ + НЛ Na % K* N a ’ Ca*' Mg** Sum a K + N a + C a + M g ” $ 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 1 1 1 2 1 W irek 5 — 15 0,91 1 , 1 2 9,19 0,25 11,47 0,70 12,17 9,20 2 _{» 1} 3 0 — 50 0,40 0 , 1 1 4,47 0,03 5,01 4,14 9,15 1 , 2 0 3 t t 80 — 1 0 0 0,34 0 , 1 2 3,76 0,79 5,01 7,22 12,23 0,98 4 УУ 1 2 0 0,36 0,08 2,96 0,59 3,99 33,50 37,49 0 , 2 1 5 W irek 5 — 20 0,36 0 , 2 1 0,53 0,49 1,59 0,30 1,89 1 1 , 1 1 6 t t _o 30 — 50 0,46 0 , 1 2 8,84 0,25 9,67 0,40 10,07 1,19 7 „ z 50 — 70 0,93 0,05 0,95 0,87 2,80 4,06 6 , 8 6 0,72 Я t t 80 — 90 0,44 0,37 3,37 0,76 4,94 4,70 9,64 3,83 9 W irek 2 1 0 — 5 0,47 0,33 1,52 2,55 4,87 0,24 5,11 6,46 1 0 P iaśn ik i 2 2 0 — 5 0 , 6 8 0,31 8,76 3,63 13,38 0,32 13,70 2,26 U M aciej k ow ice 23 0 — 5 0,40 0,30 0,49 2,57 3,76 0 , 1 2 3,88 7,73 1 2 Maciej k ow ice 24 0 — 5 0,39 0,31 0 , 0 0 2,91 2,61 0,06 2,67 11,61 13 B ańgów i 25 0 — 5 0,36 0,09 3,57 1,70 5,72 0,40 6 , 1 2 1,47 Z n ie k sz ta łc a n ie g le b w o k rę g a c h g ó rn ic zy c h 1 39

140 T. S kaw in a

С. Zawartość materii organicznej

W zanieczyszczeniach atm osfery okręgów przem ysłowych przeważają zwykle związki mineralne (60 — 85%) nad organicznymi. Zanieczyszcze­ nia organiczne składają się głównie z produktów niecałkow itego spalania węgla i różnych substancji startych (sadza, koksik, pył w ęglow y itp.).

W warstwach próchnicznych gleb położonych w strefach silnego za­ pylenia rzeczywistej próchnicy glebowej jest mało, natomiast przewa­ żają różnego pochodzenia i składu zwęglone substancje organiczne. Wskazuje na to zarówno zawartość węgla ogólnego w tych glebach, jak również stosunek C/N w poziomach akum ulacyjnych.

W glebach położonych w strefie zapylenia wyższej od 1 g/m 2/dobę zawartość С ogólnego waha się od 2,32% (Wirek) do 9,07% (Piaśniki). W strefach o m niejszym zapyleniu ilość С ogólnego wyraźnie spada osiągając np. w M ikulczycach i Bańgowie wartości 1,30 — 1,33%, a w gle­ bach terenów rolniczych Sarnowa 1,03%.

P yły organicznego pochodzenia są bardzo trudno mineralizowane, zwłaszcza gdy zwęglone substancje organiczne posiadają charakter ży ­ wiczny lub bitumiczny.

Zagadnienia te nie były dotychczas badane, natomiast pewne suge­ stie można wysnuć w oparciu o obserwacje i w yniki uzyskane na hał­ dach węglow ych. Również pewien pogląd daje stosunek C/N w ystępu­ jący w tych glebach. Maksymalna wartość C/N — 135,4 w ystępuje w kom pleksie glebowym Piaśnik (nr 22), minimalna — 19,5 w glebach kompleksu Wirek (nr 21). W glebach M aciejkowic (kompleks gleb nr 24), w którym notowano najwyższe zapylenie, stosunek ten w ynosi 33,3. Związane to jest z odm iennym składem chemicznym pyłu i dużą za­ wartością azotu w tych glebach, na co wpływ a ich położenie w pobliżu Zakładów Azotowych w Chorzowie. Również dużą rolę odgrywać może odmienna czynność biologiczna badanych gleb. Stosunek C/N w gle­ bach Mikulczyc i Sarnowa jest nie w iele w yższy od wartości granicz­ nych, typow ych dla naturalnych gleb uprawnych.

Dotychczasowe badania nie pozwalają na uogólnienie wniosków do­ tyczących w pływ u pyłów organicznych na wartość użytkową gleb. W y­ nika to ze szczególnych warunków, w jakich gleby te występują. W ywo­ łany wzrost pojemności sorpcyjnej wprawdzie buforuje i chroni gleby przed nagłymi zmianami właściwości chemicznych i w pewnym stopniu uodparnia je na działanie zanieczyszczeń, lecz równocześnie powoduje gromadzenie soli w glebach. Zróżnicowany skład chemiczny tych związ­ ków nie pozwala na ich łączne traktowanie, a wywołana przez nie zmiana właściwości fizycznych i fizyko-chem icznych wiąże się z indy­ widualnym i cechami poszczególnych gleb.

Z n iekształcan ie gleb w okręgach górniczych 141

Rozwiązanie tego problemu jest sprawą bardzo ważną dla opraco­ wania metod i sposobów leczenia gleb zniekształconych zasoleniem.

D. M ikroelem enty

Dla praktyki rolniczej i przemysłu sprawą bardzo ważną jest okreś­ lenie granicznych wartości, przy których występuje działanie toksyczne Pb i Zn oraz innych m ikroelem entów, jak też ustalenie stopnia zatrucia gleb i metod ich leczenia. Wydaje się, że jak w przypadku zasolenia nie będzie m ożliwe ogólne określenie liczb granicznych.

Ogromną rolę odgrywa forma występowania m ikroelem entów, mikro­ klim at gleby i inne czynniki. Na przykład na szeregu zwałów galma- now ych wykazujących zawartość Zn powyżej 1% i dużą zawartość Pb bardzo dobrze rośnie szereg gatunków roślin zielnych öraz drzew i krze­ wów, lecz tylko na obszarach o m ałym zapyleniu i zadymieniu atmo­ sfery (np. doświadczalnie zagospodarowany zwał kopalni „M atylda” w Chrzanowie).

W badanych glebach oznaczono zawartość niektórych m ikroelem en­ tów oraz sposób ich rozmieszczenia (tabl. VII).

Pb i Zn oznaczono polarograficznie, Cu i As spektralnie, Ni i Mo kolorym etrycznie.

Zawartość Pb w warstwach próchnicznych 11 badanych gleb waha się od 250 do 748 m g/kg s. m. gleby. W warstwach głębszych jego ilość zmniejsza się gwałtownie, z wyjątkiem gleby piaszczystej (profil nr 11), w której w całej miąższości w ystępują znaczne stężenia Pb.

Zawartość Zn waha się od 300 do 1500 mg/kg s.m. gleby przy zbli­ żonym jak dla Pb rozmieszczeniu w profilu glebowym .

Najwyższe łączne stężenie Pb + Zn w ykryto w glebach Dąbrówki Małej koło Szopienic. Te do niedawna doskonałe gleby klasy II i III, zajęte od szeregu lat pod uprawę warzyw, pow iększyły w roku 1957 liczbę nieużytków, a jako nie plonujące zostały wyłączone z uprawy przez ich użytkownika (Ośrodek Zaopatrzenia Robotniczego w Szopie­ nicach). Bezpośrednią przyczyną wysokich stężeń Pb i Zn jest położenie tych gleb w pobliżu Zakładów Cynkowych w Szopienicach. Nie są to jednak stężenia najwyższe tych pierw iastków w glebach Górnośląskiego Okręgu Przem ysłowego. Podane w tabeli VII ilości Pb i Zn stanowią wartości przeciętne, gdyż do badań wybrano najlepsze kom pleksy gleb uprawnych z różnych stref zapylenia (z w yjątkiem Dąbrówki Małej — profil nr 26, 27, 28).

Stężenia innych m ikroelem entów, z wyjątkiem wyraźnie widocznego wzrostu zawartości Cu w warstwach wierzchnich, nie odbiegają od war­ tości przeciętnych.

142 T. S kaw in a

T a b l i c a VII Z aw artość m ik ro elem en tó w w n iek tórych gleb ach G órn ośląsk iego O kręgu

P rzem y sło w eg o

G łęb o­ _{Z aw artość w m g /k g s.m . g leb y} Ś redni

Lp. M iejscow ość P ro fil k ość opad p yłu

w cm _Pb Zn Cu N i Mo A s w g /m 2/dobę

1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 11

1 W irek 5 — 15 4 0 0 4 0 0 1 0 2 0 2 ,0 ślady spektr. 1 — 2

2 >> i 3 0 — 5 0 1 5 0 1 0 0 1 3 1 0 1 ,0 j, — 3 i 8 0 — 1 0 0 4 0 9 0 1 0 2 0 1 ,0 i i — 4 >> 1 2 0 7 0 1 6 0 5 2 0 3 ,0 i i — 5 W irek 2 1 0 — 5 4 6 0 5 0 0 1 6 1 0 2 ,0 a 1 — 2 6 B ytków 0 — 2 5 2 5 0 1 0 4 0 1 2 2 0 1 ,0 >, 1 — 2 7 >> 11 3 0 — 5 0 1 0 0 1 5 0 6 1 0 1 ,0 a — 8 „ 5 0 — 7 0 8 0 1 5 0 4 10 1 ,0 a — 9 ,, 8 0 1 0 0 1 7 0 6 10 1 ,0 a — 1 0 P iaśn ik i 5 — 2 0 3 3 0 1 5 0 0 2 5 3 0 6 ,0 i i 1 — 2 11 H 2 0 — 3 0 4 0 0 4 0 0 1 2 2 0 2 ,0 i i — 1 2 i i 4 0 — 6 0 5 0 1 8 0 6 10 1 ,0 j, — 1 3 i i 13 6 0 — 8 0 9 0 16Ô 5 2 0 1 ,0 J, — 1 4 i i 1 0 0 — 1 2 0 4 0 1 7 0 5 2 0 śl. f i — 1 5 i i 1 3 5 — 1 5 0 5 0 1 5 0 8 10 1 ,0 i i — 16 i i 1 6 0 2 0 1 4 0 4 2 0 2 ,0 ,, — 17 P iaśn ik i 2 2 0 — 5 4 5 0 1 3 3 0 3 5 2 0 5 ,0 ,, 2 — 5 1 8 M aciej k ow ice 2 3 0 — 5 2 5 0 3 0 0 1 0 10 3 ,0 », 2 — 5 1 9 M aciej k o w ice 2 4 0 — 5 4 0 0 5 0 0 2 0 2 0 3 ,0 ,, 5 0 2 0 B ańgów 2 5 0 — 5 4 0 0 4 5 0 7 2 0 1 ,0 i i 1 — 2 2 1 D ąbrów ka M ała 2 6 0 — 2 0 4 4 0 1 3 3 0 — — — — 1 — 2 2 2 99 99 2 7 0 — 2 0 7 4 8 1 4 6 0 — — — -- 1 — 2 2 3 99 99 2 8 0 — 2 0 3 5 0 1 2 0 0 — — — -- 1 — 2

Ciekawe byłoby określenie zawartości i rozmieszczenia w glebach Górnośląskiego Okręgu Przem ysłow ego m etali rzadkich, jak np. Ge, Ga i innych jako wskaźników natężenia i rodzaju zapylenia, które ze w zglę­ du na duży udział w ęgla i jego popiołów mogą występować w znacznie zwiększonych stężeniach.

Przedstawiony obraz w pływ ów zapylenia i zadymienia atm osfery na zmiany glebowe i skala w yw ołanych zniszczeń wym aga podjęcia sze­ rokiej akcji ochrony gleb jeszcze nie zniszczonych oraz leczenia gleb * zniekształconych.

Z n iekształcan ie gleb w okręgach górniczych 143

Poprawa ogólnego stanu sanitarnego atm osfery naszych okręgów przem ysłowych zm ieni rozmiary i tempo zniszczeń, lecz całkowicie ich 'nigdy nie usunie. Z tym faktem trzeba się liczyć.

Ochrona gleb dotyczy nie tylko Górnośląskiego Okręgu Przem ysło­ wego, lecz bardzo licznych terenów, w których istniejący lub nowo zbudowany przem ysł nie w yw ołał jeszcze tak trw ałych i nieodwracal­ nych zmian. Znając dokładnie w szystkie elem enty w yw ołujące znisz­ czenia oraz sposób ich działania itp. można opracować środki chronią­ ce lub zmniejszające szkodliwość w pływ ów . Zawsze jest łatwiej zapo­ biegać niż usuwać zniszczenia. Przykład Górnośląskiego Okręgu Prze­ m ysłow ego jest aż nadto wyrazisty.

Ochrona gleb m usi być oparta na głębokich podstawach naukowych, które musi opracować gleboznawstwo.

II. E K SP L O A T A C JA GÓ RNICZA

Jest to drugi czynnik niszczący, który powoduje najbardziej dotkli­ we zmiany glebowe. Powstają one głów nie na skutek:

1) ruchów górotworu,

2) zmian stosunków hydro-geologicznych,

3) odkładania na powierzchnię produktów ubocznych (hałdy itp.), 4) całkowitego niszczenia gleb (kopalnictwo odkrywkowe, biedaszy- by, warpie itp.)

Liczne są przykłady na terenach leśnych Górnośląskiego Okręgu Przem ysłow ego, które wskazują, że bezpośredni w pływ ruchów górotwo­ ru na roślinność jest mało istotny (np. las w Grodźcu). Staje się on w tedy bardzo groźny, gdy nowe m ikro- i makroformy terenu w postaci różnorodnych zapadlisk lub niecek bezodpływow ych zmieniają stosunki wodne i m ikroklimatyczne. Zjawisko to ma zawsze bardzo dotkliw y przebieg, gdy w ystąpi na terenach leśnych, powodując schnięcie drzewo­ stanów nieodpornych na gwałtowne podniesienie się poziomu wód grun­ tow ych i wkraczanie procesów błotnych (np. gleby leśne rejonu Mako- szowy, W esołej, las m iejski w Bytom iu itp.).

Drugim zjawiskiem, które towarzyszy niem al w szystkim formom eksploatacji kopalin, są zmiany stosunków hydro-geologicznych. Pow sta­ ją one m iędzy innym i na skutek usuwania (odpompowywania) wód spły­ wających do wyrobisk górniczych. Bardzo często dotyczy to również płytkich wód gruntowych, a w tym glebow ych, które zanikają lub znacz­ nie obniżają swój poziom. W ystępuje również zanikanie wody w stu­ dniach.

144 T. S kaw in a

Daje się to obserwować zarówno na terenie Górnośląskiej Niecki W ęglowej, jak i na obszarach eksploatacji rud żelaza okręgu często­ chowskiego, rud cynku i ołowiu okręgu olkusko-chrzanowskiego, w re­ jonach eksploatacji odkrywkowej w ęgli brunatnych itp., a ostatnio na terenach eksploatacji siarki (Tarnobrzeg).

Największe zmiany w stosunkach wodnych gleb wprowadza kopal­ nictw o płytkie, a zwłaszcza odkrywkowe, które z tego względu w y ­ wiera znaczny w pływ na rozwój rolnictwa i leśnictwa. Powoduje ono poważne zmiany naturalnych gleb łąkowych i siedlisk leśnych, a schnię­ cie drzewostanów oraz nieodwracalny zanik gleby są tu częstym zja­ wiskiem . Zachodzi to wówczas, gdy w pływ em tym objęte zostały głę­ bokie gleby piaszczyste. W efekcie gleby dotknięte eksploatacją górni­ czą różnicują się powoli na dw ie grupy o krańcowo odmiennych cechach. Z jednej strony w wyniku osiadania terenu powstają liczne nowe gleby błotne, zabagniane lub podtapiane, przy równoczesnym przesu­ szeniu tych gleb, które dotychczas były ściśle związane z w ystępow a­ niem w ich profilu poziomu wód gruntowych.

Oprócz omówionych powyżej górnictwo niszczy zupełnie gleby ob­ jęte powierzchniową eksploatacją kopalin. Powstają nowe bezglebowe „nieużytki poprzem ysłowe”, które łącznie z gromadzonymi na powierz­ chni odpadami kopalnianym i i przeróbczymi w formie różnych hałd (zwałów) stanowią najtrudniejszy problem dla biologicznego zagospoda­ rowania. Tylko w samej części centralnej Górnośląskiego Okręgu Prze­ m ysłow ego w ystępuje przeszło 8000 ha różnego rodzaju nieużytków bezglebowych, których liczba, szczególnie w ostatnich latach, wykazuje zastraszające tempo wzrostu. Są to najczęściej:

1) różnego rodzaju zwały produktów ubocznych górnictwa i prze­ m ysłu,

2) tereny po eksploatacji piasku dla celów górnictwa (tzw. piaskow­ nie),

3) tereny po kopalnictwie odkrywkowym w ęgla, 4) tereny poszybikowe (tzw. biedaszyby, wanpie i inne),

5) zapadliska będące w ynikiem eksploatacji podziemnej, 6) kam ieniołomy,

7) glinianki.

Nowe obszary bezglebow e powstają głównie przez zniszczenie często naw et bardzo dobrych siedlisk leśnych. Planowany bilans zniszczeń gleb leśnych tylko przez samą eksploatację piasku dla celów górnictwa w ę­ glow ego przedstawiał się w roku 1951 w przybliżeniu następująco:

Z n iekształcan ie gleb w okręgach górniczych 145

a) tereny wyeksploatowane:

powyżej poziomu wód grutowych 201 ha

poniżej poziomu wód gruntowych 1 155 ha

b) tereny w eksploatacji:

powyżej poziomu wód grutowych 2 056 ha

poniżej poziomu wód gruntowych 1 134 ha

c) tereny przewidziane lub przygotowane do eksploatacji na najbliższy okres:

powyżej poziomu wód gruntowych 5 251 ha

poniżej poziomu wód gruntowych 2 197 ha

d) tereny przewidziane do eksploatacji w dal­ szym okresie czasu {30 — 100 lat):

powyżej poziomu wód gruntowych 11130 ha q^Üsz•

B łędów)

poniżej poziomu wód gruntowych 2 000 ha

Razem: 25 124 ha

w tym gleby leśne 23 533 ha

Takie były ówczesne założenia planowe przy uwzględnieniu pełnej m ożliwości eksploatacyjnej piasków P ustyni Błędowskiej. Rzeczywistość wskazuje jednak na konieczność gw ałtow nego poszukiwania przez gór­ nictwo n o w y ch . zasobów piasku i przeniesienie jego eksploatacji naw et na tereny województwa opolskiego czy Wielkopolski.

Sposób prowadzonej u nas eksploatacji piasku, a zwłaszcza jej głę­ bokość w stosunku do naturalnego zwierciadła wód gruntowych powo­ duje zaburzenia stosunków wodnych na bardzo dużych obszarach. Usta­ lanie się równowagi wodnej po zakończeniu eksploatacji ma zw ykle bardzo długi przebieg. Melioracje na terenach wyeksploatowanych po­ niżej poziomu wód gruntowych są bardzo kosztowne i uciążliwe, lecz konieczne, gdyż pozostawienie otwartego zbiornika wody na obszarach objętych podziemną eksploatacją górniczą grozi wdarciem się wód i za­ topieniem kopalń.

Duże powierzchnie takich terenów wym agają już zagospodarowania. Gleboznawstwo m usi dać odpowiedź na szereg zasadniczych pytań z te­ go zakresu i ustalić najbardziej ekonomiczne m etody i sposoby rekulty­ wacji gleb.

Wkraczanie z eksploatacją, a zwłaszcza odkrywkową, na nowe ob­ szary wym aga podjęcia badań naukowych nad w pływ em różnych form kopalnictwa (odkrywkowe, upadowe* szybowe itp.) na zmianę stosun­ ków wodnych gleb. Również należy zbadać stopień uszkadzania i od­ porność siedlisk leśnych na gwałtowne wahania poziomu wód

146 T. S kaw in a

w y ch. Ma to duże znaczenie przy ochronie gleb i drzewostanów, gdyż w w ielu przypadkach wartość ich przewyższa korzyści osiągane przy odkrywkowej eksploatacji węgla, prowadzonej np. ostatnio masowo na ginących terenach leśnych Górnośląskiego Okręgu Przem ysłowego.

Badania nad rekultyw acją gleb zniszczonych przez eksploatację od­ krywkową w ęgla są prowadzone od roku 1957. W yniki badań zostaną przedstawione w odrębnej publikacji.

Omówione powyżej na przykładzie Górnośląskiego Okręgu Przem y­ słowego główne przyczyny i formy niszczenia lub zniekształcania gleb w okręgach górniczych i przem ysłowych nie wyczerpują oczywiście całości zagadnienia.

W pływ wym ienionych zjawisk wprowadza gleby w odrębne stadium wykraczające poza ramy naturalnej chronologii rozwojowej. Typologicz­ ne klasyfikowanie gleb, występujących nie tylko w częściach central­ nych dużych okręgów przem ysłowych, lecz również wT szerokim zasięgu terenów przyległych, nie może być stosowane, bowiem gleby te ńie ujawniają swoich nabytych w przeszłości cech typologicznych.

W przyrodniczo-genetycznej klasyfikacji gleb Polski opracowanej przez Polskie Towarzystwo Gleboznawcze zostały one określone jako „gleby zniszczone przez eksploatację górniczą i przemysłową oraz zabu­ dow ę” i umieszczone w typie gleb „początkowego stadium rozwojowe­ go”. Należy podkreślić, że term inem „gleby zniszczone” musi się objąć nie tylko mechanicznie zrujnowaną lub wym ieszaną powierzchnię gle­ bową czy inne łatwo w ykryw alne zmiany tego typu, lecz również szeroki zasięg często zupełnie m orfologicznie nieuchw ytnych zmian właściwości chemicznych i biologicznych zaszłych w wyniku zapylenia i zadymienia atm osfery pod w pływ em eksploatacji górniczej itp.

G leby te są kształtowane pod w pływ em czynników działających w krańcowo odmienny sposób w porównaniu z glebotwórczą rolą czło­ wieka, stąd też stanowią one pewne stadium warunkowe, które w każ­ dej chw ili może ulec zmianie w kierunku zależnym od wypadkowych działania wym ienionych czynników. Utrw alenie się nowych cech glebo­ wych jak również stopień ich szkodliwości itp. są jeszcze zbyt mało po­ znane, ażeby można było proponować now e ich określenie lub bardziej szczegółową klasyfikację. Wydaje się, że najsłuszniej będzie niezaliczanie tych gleb do żadnego z naturalnych typów glebotwórczych. Są to bo­ wiem gleby o cechach nadanych im w tak w ybitnie sztuczny sposób, że porównanie nieskoordynowanej działalności takich czynników jak prze­ m ysł i górnictwo do procesów naturalnych jest równie sztuczne jak sam twór glebow y przez nie zmieniony. Są to typow e gleby antropo­ geniczne.

Z n iekształcan ie gleb w okręgach górniczych 147

Istnieje natomiast pełne uzasadnienie w zaliczeniu dużej liczby gleb w ystępujących w okręgach górniczych i przem ysłowych do „gleb po­ czątkowego stadium rozwojowego”. Są to gleby rzeczywiście w tym stadium. Ich skała macierzysta powstała wprawdzie w sposób sztuczny, lecz sam proces glebotwórczy ma już od początku sw ego istnienia bieg dostosowany do wytworzonych warunków. Gleby takie tworzą się na różnego typu hałdach, piaskowniach i innych sztucznych odsłonięciach terenu.

W yniki badań nad procesami kształtowania się gleb zostały przed­ stawione w pracy pt. „Przebieg rozwoju procesów glebotwórczych na zwałach kopalnictwa w ęglow ego”.

Wyrażam podziękowanie mgrowi S. Janiczkowi, mgr L. Zubikow- skiej i inż. R. K laji za współpracę w wykonaniu podstawowych analiz i oznaczeń chemicznych podanych w niniejszych pracach.

L IT E R A T U R A

1. S k a w i n a T., J a n i c z e k S., G r e s z t a J., B iu l. K om . B io l. Zag. N ieu ż. P oprzem . G.O.P., P .A .N ., 1, 162 (1956).

2. P a p r z y c k i E., J a r o m i n E.. B iu l. K om . B iol. Zag. N ieu ż. P oprzem . G .O .P., P .A .N ., 1, 7 (1956). 3. S k a w i n a T., B iu l. G.O .P., P .A .N ., 12, 7 (1957). 4. J a n i c z e k S., B iu l. G .O .P., P .A .N ., 12, 87 (1957). 5. P a p r z y c k i E., B iu l. G.O .P., P .A .N ., 12, 135 (1957). x 6. Z u b i k o w s k a L., B iu l. G.O.P., P .A .N ., 12, 171 (1957). 7. G r e s z t a J., B iu l. G.O .P., P .A .N ., 12, 195 (1957). 8. Ż u ł a w s k i C., B iu l. G.O.P., P .A .N ., 12, 261 (1957). 9. K l u g e M., B iu l. G.O.P., P .A .N ., 10, 5 (1957). 10. W o ł o s z y ń s k a A. , N o w a k o w s k i B ., B iu l. G.O.P., P .A .N ., 10, 27 (1957). 11. B a h r M. , Ś m i a ł k ó w s k i T., B iu l. G.O .P., P .A .N ., 10, 87 (1957). 12. P a p r z y c k i E., B iu l. K om . K lim . G .O .P., P .A .N , 1, I I I - l (1956).

13. M a r t e r H., D er ob ersch lesisch e W ald und sein e N utzung, B erlin (1936). 14. A n d r z e j e w s k i R., B iu l. G.O.P., P .A .N ., 6, 1 (1956).

15. H u с u l а к R., B iu l. K om . K lim . G .O .P., P .A .N ., 1, I I - l (1956).

16. M u s i e r o w i c z A. , S k o r u p s k a T., K r ó l H., R ocz. G leb., V I, 193 (1957). 17. K l e c z k o w s k i A ., B iu l. G.O.P., P .A .N ., 12, 311 (1957).

18. W h y t e R. О., S i s a m J. W. В., T he esta b lish m e n t of v e g e ta tio n on in d u stria l w a ste land. C om m on w ealth A g ricu ltu ra l B u rea u x . J o in t p u b lica tio n N r 14

(1949).