ZANIECZYSZCZENIA GLEB Chemiczne zanieczyszczenia gleb powodują niekorzystne zmiany aktywności biologicznej, zmiany właściwości fizycznych oraz zwiększenie podatności na erozję (L. Pawłowski, Z. Kozak, 1988). Jednym z przejawów zachwiania równowagi biologicznej jest zjawisko zmęczenia gleb, czyli obniżenie się urodzajności gleby spowodowane m.in. wadliwą uprawą (monokultury), nawozami mineralnymi, wyczerpaniem się składników pokarmowych, pogorszeniem się struktury gleby, nadmiernym rozwojem szkodliwych mikroorganizmów (bakteriofagów) i nagromadzeniem szkodliwych dla roślin ich metabolitów, a także pestycydami oraz pyłami i gazami emitowanymi przez zakłady przemysłowe. Na zmęczenie gleb mają ponadto wpływ zaburzenia biocenotycznych organizmów glebowych. Ten patologiczny stan można poprawić przez racjonalny płodozmian, nawożenie organiczne, ugorowanie oraz stosowanie szczepionek bakteryjnych i ograniczenie środków ochrony roślin. Długotrwała kumulacja niektórych substancji toksycznych (węglowodorów chlorowanych, herbicydów, związków rtęci i arsenu) może doprowadzić do przekształcenia gleb w biologiczne pustynie. Skutki zanieczyszczania gleb Zanieczyszczenia zmieniają gleby pod względem chemicznym, fizycznym i biologicznym. Szkodliwe substancje zmieniają w znaczny sposób odczyn gleb. Zwiększone zakwaszenie lub alkalizacja gleb negatywnie wpływa na stan mikrofauny i mikroflory glebowej. Na skutek tego zmniejsza się szybkość rozkładu organicznych szczątek roślinnych i zwierzęcych i tworzenia humusu. Ograniczony rozwój bakterii azotowych powoduje zmniejszenie tempa nitryfikacji (utlenianie NH3 do NO2-, głównie przez bakterie z grupy Nitrosomonas) i denitryfikacji (redukcja azotanów do NH3 lub azotu cząsteczkowego N2, najczęściej przez bakterie z grupy Pseudomonas lub Nitrocallus). Zmniejsza się ich wartość użytkowa. Gleby o zmienionym odczynie stają się mniej urodzajne, co ujawnia się w zmniejszonej ilości i jakości plonów. Na zmniejszenie odczynu pH gleby (zwiększenie kwasowości) mają wpływ również tzw. kwaśne deszcze, będące konsekwencją nadmiernego zanieczyszczania powietrza atmosferycznego. Opisałem je dokładniej w dziale Skutki zanieczyszczania powietrza. Na nadmierną alkalizację gleb wpływa niewłaściwe wapnowanie oraz zanieczyszczenia pyłowe. ZANIECZYSZCZENIA WÓD Są to substancje chemiczne, bakterie i inne mikroorganizmy, obecne w wodach naturalnych w zwiększonej ilości. Substancje chemiczne — organiczne i nieorganiczne (minerały) — występują w postaci roztworów, roztworów koloidalnych i zawiesin. Skład chemiczny zanieczyszczeń jest kształtowany czynnikami naturalnymi, np. wyługowywaniem substancji z gleb i skał, rozwojem i obumieraniem organizmów wodnych (zanieczyszczenia autochtoniczne) oraz czynnikami antropogenicznymi (zanieczyszczenia allochtoniczne). Do najczęściej występujących antropogenicznych zanieczyszczeń wód powierzchniowych należą pestycydy, substancje powierzchniowo czynne, węglowodory ropopochodne, fenole, chlorowe pochodne bifenylu oraz metale ciężkie, głównie ołów, mied, chrom, kadm, rtęć i cynk, a także wody podgrzane (zanieczyszczenie termiczne), które są szczególnie niebezpieczne dla wód powierzchniowych o małym przepływie lub wód stojących. Większość antropogenicznych zanieczyszczeń wód działa toksycznie na organizmy wodne. Zanieczyszczenia bardzo trwałe w środowisku wodnym i bardzo trudno ulegające chemicznym i biochemicznym procesom rozkładu nazywa się substancjami refrakcyjnymi. Najwięcej zanieczyszczeń trafia do wód razem ze ściekami. Innymi ródłami zanieczyszczeń wód są: transport wodny i lądowy, stosowanie pestycydów i nawozów sztucznych oraz odpady komunalne i przemysłowe. Rozróżnia się zanieczyszczenia punktowe — dostające się do wód w jednym punkcie (głównie ścieki), i zanieczyszczenia obszarowe, dostające się do wód powierzchniowych i podziemnych na terenie dużego obszaru, np. środki stosowane w rolnictwie. Wody ulegają zanieczyszczeniu także w wyniku eutrofizacji. Stopień zanieczyszczenia wód określa się za pomocą tzw. wskaników zanieczyszczenia. Są to stężenia zanieczyszczeń (wyrażone w miligramach substancji w 1 dm3 wody) oraz inne parametry, których wartość jest miarą stężenia określonych rodzajów zanieczyszczeń. Jednym z najważniejszych wskaników zanieczyszczenia wód powierzchniowych jest stężenie rozpuszczonego tlenu, które może przyjmować maksymalną wartość 8–9 mg/dm3 — mniejsze stężenie tlenu świadczy o zanieczyszczeniu wód związkami organicznymi, rozkładalnymi biochemicznie; spadek stężenia tlenu poniżej 4 mg/dm3 powoduje obumieranie wielu organizmów wodnych. Innymi wskanikami zanieczyszczenia wód naturalnych są: biochemicznie zapotrzebowanie tlenu (BZT), będące miarą zawartości rozkładalnych biochemicznie związków organicznych, ponadto chemiczne zapotrzebowanie tlenu (ChZT) — miara zawartości wszystkich związków organicznych, obecność zawiesin mineralnych i organicznych, a także nieorganicznych i organicznych związków azotu, fosforu. Wartości wskaników zanieczyszczenia rzek zależą w dużym stopniu od przepływu wody. Prócz sposobów oceny zanieczyszczenia wód opartych na wskanikach fizycznych i chemicznych (otrzymywanych w wyniku analizy fizycznej i chemicznej wód) stosuje się metody badania stanu biologicznego wody. Najczęściej jest stosowany tzw. system saprobowy, wykorzystujący wyniki analizy hydrobiologicznej wód. W zależności od składu organizmów wodnych, wody dzieli się na: oligosaprobowe — czyste, mezosaprobowe — średnio zanieczyszczone i polisaprobowe — silnie zanieczyszczone. Analiza bakteriologiczna dostarcza informacji o ilości i rodzaju bakterii obecnych w wodzie. Proces usuwania zanieczyszczeń z wody do poziomu umożliwiającego stosowanie jej do określonych celów nosi nazwę uzdatniania wody. Zasady klasyfikacji wód w Polsce w zależności od stopnia ich zanieczyszczenia określa tzw. prawo wodne, wg którego rozróżnia się 3 klasy ochrona wód). Warunkiem zakwalifikowania wody do jednej z nich jestczystości ( zachowanie fizykochemicznych i biologicznych wskaników w dopuszczalnych granicach. W 1993 z objętych kontrolą odcinków rzek — 6,2 tys. km — jedynie 2,7% spełniało wymogi stawiane wodom o największej czystości, tj. wodom I klasy czystości (wg kryterium fizykochemicznego), 15,2% należało do wód II klasy, 28,1% — III klasy czystości, 54% stanowiły wody pozaklasowe; wg kryterium biologicznego brak było wód I klasy, 1,8% należało do II, 9,7% do III klasy czystości, 88,5% to wody pozaklasowe. ZNIECZYSZCZENIA POWIETRZA Zanieczyszczenia powietrza stanowią gazy, ciecze i ciała stałe obecne w powietrzu, ale niebędące jego naturalnymi składnikami, lub też substancje występujące w ilościach wyraźnie zwiększonych w porównaniu z naturalnym składem powietrza.
