Rekultywacja terenów zdegradowanych przez górnictwo podziemne

Za tereny zdegradowane w powszechnym przekonaniu uznaje się te, które są nieprzydatne do określonego sposobu zagospodarowania bez wykonania działań rekultywacyjnych. Degradacja może być skutkiem wieloletniej i wielorakiej działalności człowieka dotyczącej eksploatacji kopalin, składowanie odpadów przemysłowych lub komunalnych, zmiany sposobów użytkowania terenu (np.. zmiana terenów przemysłowych na tereny budownictwa mieszkaniowego) lub zniszczenia terenu przez procesy geologiczne jak osuwiska, powodzie, wichury czy zwierzęta (np.. rozlewiska i zniszczenia robione przez bobry), zdegradowane są też przeważnie tereny kolejowe.

Od kilku lat prowadzone są w Polsce badania dotyczące ochrony środowiska i rekultywacji terenów pogórniczych i poprzemysłowych.

Podejmowane prace rekultywacyjne w Polsce objęły dotychczas tylko około połowy obszarów zdegradowanych przez przemysł wydobywczy, co wskazuje na duże potrzeby w zakresie rekultywacji terenów pogórniczych i poprzemysłowych. Szacunek ten nie uwzględnia dalszych potrzeb rekultywacji terenów: po zamykanych kopalniach, po likwidowanych hutach, a także terenów, na których występują gleby głęboko skażone metalami ciężkimi. Do rekultywacji terenów zdegradowanych konieczne są na ogół duże masy gruntów.

Z reguły możliwe jest też zastosowanie obojętnych odpadów, jak:

•Wapienie i margle,

•Wapno poflotacyjne,

•Dolomity,

•Surowce ilaste,

•Węgiel brunatny,

•Torf,

•Popioły energetyczne.

Materiały te służą do:

•Bezpośredniego neutralizowania i niszczenia szkodliwych substancji,

•Działań pośrednich, np. sorpcji pierwiastków ciężkich,

•Rekultywacji terenów poprzemysłowych i pogórniczych (wypełnianie pustek).

W pracach rekultywacyjnych używane są duże ilości mas ziemnych do niwelacji terenu i zasypywania wyrobisk górniczych. Szczególne znaczenie ma warstwa przypowierzchniowa, na której ma się wykształcić gleba. Do utworzenia warstwy przypowierzchniowej stosowane są różnego rodzaju surowce ilaste, takie jak: gliny, iły, a iły bentonitowe i łupki ilaste, przydatne zwłaszcza do ulepszenia gruntów piaszczystych i podłoża skalnego. Obecność tego rodzaju gruntów znacznie przyśpiesza także np. rekultywację hałd pogórniczych. Zastosowano je z bardzo dobrym skutkiem w wielu miejscach, podczas rekultywacji terenów po wyeksploatowaniu złóż węgla brunatnego.

Celem zabiegów rekultywacyjnych zdegradowanego podłoża (rekultywacja geotechniczna) jest przywrócenie zniszczonemu gruntowi w miarę możliwości „pierwotnej postaci” i właściwości fizycznych, mechanicznych i chemicznych umożliwiających wykorzystanie podłoża do celów budowlanych.

Wybór sposobu rekultywacji zależy od:

        Rodzaju gruntu i budowy geologicznej tj. grunty niespoiste, spoiste, organiczne; podłoże uwarstwione, nie uwarstwione; obecność i ruch wody w podłożu.

        Rodzaju zniszczenia gruntu jak zniszczenie mechaniczne struktury i spójności gruntu (w gruntach przemieszczanych); zniszczenie chemiczne (rozpuszczanie ziarn); zanieczyszczenie chemiczne fazą stałą ciekłą, gazową.

        Masy zniszczonego podłoża (powierzchnia, głębokość).

        Czas trwania zdegradowania i sposobu zagospodarowania terenu.

Rekultywacja ma na celu odtworzenie takich elementów terenu, jak:

        Walory krajobrazowe,

        Poprawa jakości wody gruntowej

• Umożliwienie wykorzystania i użytkowania terenu.

Górnictwo węgla kamiennego, rud miedzi czy węgla brunatnego zawsze stanowić będzie zagrożenie dla środowiska naturalnego i żyjącego w nim człowieka bez względu na to, jak nowoczesne technologie są stosowane.

Długotrwała eksploatacja górnicza powoduje w konsekwencji poważną degradację środowiska naturalnego, zaś tereny zdegradowane przez przemysł wydobywczy zajmują w kraju dużą powierzchnię, w małym tylko stopniu wykorzystywaną. Toteż niezmiernie ważnym dla ratowania naszego ekosystemu, zgodnie z zasadą zrównoważonego rozwoju jest rekultywacja i rewitalizacja tych obszarów.

Pierwszą przeszkodą, na jaką napotyka się przy rozpoczęciu długofalowej polityki w zakresie rekultywacji terenów zdegradowanych jest brak wiarygodnej i pełnej wiedzy o tych terenach. Jak wskazuje praktyka, lokalne władze posiadają tylko powierzchowne informacje, co między innymi znajduje swój wyraz w planach zagospodarowania przestrzennego, w których najczęściej tereny zdegradowane określa się mianem „tereny przemysłowe”, nie wnikając bliżej, jaki jest ich stan rzeczywisty i jakie są przyczyny ich degradacji. Nie jest to bez znaczenia przy szacowaniu danego obszaru, bo np. zupełnie inną wartość ma plac przemysłowy zlikwidowanej kopalni węgla kamiennego, a inną nieczynny osadnik szlamów po flotacji rud.Dla określenia możliwości i kierunków wykorzystywania terenów zdegradowanych, niezbędna jest ich szczegółowa inwentaryzacja oraz zebranie o nich wszelkich dostępnych danych. Jeżeli zachodzi taka potrzeba, zebrane informacje należy uzupełnić dodatkowymi badaniami. Powstanie wówczas dokumentacja terenów zdegradowanych, która może stanowić podstawę dla sporządzenia realnych planów wykorzystania takich terenów.

Problem pojawia się również w sytuacji, gdy wpływ eksploatacji jednej kopalni obejmuje kilka jednostek administracyjnych. Duże składowisko odpadów np. znajduje się na terenach dwóch jednostek administracyjnych i wówczas zdarzyć się może, że rekultywacja części składowiska dla jednej gminy ma znaczenie priorytetowe, a dla drugiej marginalne. W takiej sytuacji ograniczenie się z pracami rekultywacyjnymi tylko do części terenu zdegradowanego jest najczęściej nonsensem technicznym, a poza tym zwiększa koszty. Z drugiej strony, jeżeli teren zdegradowany znajduje się na granicy dwóch jednostek administracyjnych, z przyczyn partykularnych nie przystępuje się do jego rekultywacji, oczekując pierwszego ruchu ze strony sąsiada. W efekcie nie podejmuje się często rekultywacji nawet bardzo atrakcyjnych dla inwestorów terenów.

Decyzja o rozpoczęciu rekultywacji terenu zdegradowanego powinna uwzględniać zasadę zrównoważonego rozwoju, obejmującą:- aspekt ekologiczny, to jest stopień szkodliwości (uciążliwości dla środowiska), wynikający z występowania nie zrekultywowanego terenu (obiektu);- aspekt ekonomiczny, to jest koszty przedsięwzięcia i ewentualne korzyści z rekultywacji ( np. sprzedaż zrekultywowanego już terenu po znacznie wyższej cenie);- aspekt społeczny, to jest akceptację lokalnej społeczności dla danego przedsięwzięcia, gdyż ewentualne protesty mogą uniemożliwiać realizację zamierzeń;- aspekt polityczny, to jest możliwość wykorzystania decyzji o podjęciu rekultywacji danego terenu jako argumentu w walce politycznej.

Nie tylko biocenozy wpływają na cechy środowiska. W równie istotny, a we współczesnych czasach w bardzo skuteczny sposób, wpływa na zmiany w środowisku człowiek. Modyfikacje te mogą mieć charakter zamierzonego działania ukierunkowującego sukcesję w sposób umożliwiający gospodarcze wykorzystanie zasobów ekosystemów, mogą też mieć charakter efektu ubocznego działań gospodarczych. Skrajnym przykładem takich zmian może być odkrywkowa eksploatacja kopalin, w efekcie której powstaje obszar pozbawiony całkowicie składników biotycznych, natomiast siedliskiem jest utwór geologiczny o cechach skały macierzystej. Na takim obszarze konieczne jest ponowne zainicjowanie procesów sukcesyjnych, a następnie tworzenie warunków umożliwiających skrócenie lub nawet pominięcie niektórych stadiów przejściowych. Działania takie określa się mianem rekultywacji, a celem ich jest jak najszybsze osiągnięcie takiego etapu sukcesji, po którym nastąpić może etap produkcyjny z punktu widzenia człowieka - czyli np. las lub uprawy rolne.

Podstawą formalną działań rekultywacyjnych jest Ustawa o ochronie gruntów rolnych i leśnych z 3 lutego 1995r. (Dz.U. nr 16, poz.78), znowelizowana 22 maja 1997r. (Dz.U. nr 60, poz.370), a w szczególności Art.4, mówiący: „Ilekroć w ustawie jest mowa o: . . . 18) rekultywacji gruntów - rozumie się przez to nadanie lub przywrócenie gruntom zdegradowanym albo zdewastowanym wartości użytkowych lub przyrodniczych przez właściwe ukształtowanie rzeźby terenu, poprawienie właściwości fizycznych i chemicznych, uregulowanie stosunków wodnych, odtworzenie gleb, umocnienie skarp oraz odbudowanie lub zbudowanie niezbędnych dróg, 19) zagospodarowaniu gruntów - rozumie się przez to rolnicze, leśne lub inne użytkowanie gruntów zrekultywowanych,”

Grunty poddawane rekultywacji po eksploatacji kruszyw można podzielić na trzy główne grupy, różniące się potencjalnymi możliwościami produkcyjnymi oraz głównymi czynnikami utrudniającymi uproduktywnienie tych gruntów : - usypiska (zwałowiska), powstałe po rozprowadzeniu odpadów poeksploatacyjnych, - dna wyrobisk, - skarpy i stoki

Usypiska (zwałowiska) Powstają z odpadów poeksploatacyjnych, najczęściej z piasków o różnej granulacji i z różnym dodatkiem części spławialnych. Technologia odprowadzania odpadów na usypisko polega na zmieszaniu ich z wodą i przepompowaniu powstałej tak pulpy na miejsce zrzutu. W miejscu zrzutu tworzy się stożek, na którego stokach spływająca pulpa rozwarstwia się. Frakcje grubsze osadzają się w górnych partiach, części spławialne spływają do podnóża usypiska wraz z wodą. Po zakończeniu odprowadzania odpadów powstały stożek jest niwelowany, co powoduje rozprowadzenie frakcji gruboziarnistych na większej powierzchni i przykrycie nimi warstwy zawierającej części spławialne. Efektem takiej technologii jest powstanie dużej powierzchni gruntu, którego wierzchnia warstwa charakteryzuje się dużą przepuszczalnością, a tym samym małą pojemnością wodną, brakiem podsiąkania, zerową lub skrajnie niską zasobnością i dużą podatnością na erozję.

Dna wyrobisk Powstają po intensywnym wyeksploatowaniu złoża, bez zwracania odpadów poprodukcyjnych do wyrobiska. Głębokość wyrobisk waha się od kilku do kilkunastu metrów. Podłożem są różne utwory geologiczne, najczęściej gliny i iły lub żwiry o małej miąższości na glinie lub ile, a więc utwory o dużej zasobności, słabo napowietrzone. Często dna wyrobisk są nadmiernie uwilgocone - bądź z powodu małej przepuszczalności gruntu, bądź z powodu wysokiego poziomu wód gruntowych. Jak wszystkie zagłębienia terenowe, cechują się specyficznym mikroklimatem, z przymrozkami i słabą cyrkulacją powietrza.

Skarpy i stoki Skarpy pomiędzy wierzchowiną a dnem wyrobiska mają na ogół duże pochylenie - 50-100%, często bardzo zróżnicowaną rzeźbę i najczęściej uformowane są z gruntu macierzystego, odspojonego podczas niwelacji - a więc o zmniejszonej spoistości, czyli podatnego na erozję. Stoki usypisk utworzone z odpadu poeksploatacyjnego charakteryzują się małym nachyleniem, lecz również bardzo małą spoistością sprzyjającą erozji, oraz niewielką zasobnością, zróżnicowaną zależnie od położenia - rosnącą w dół stoku. W obu przypadkach istotnym czynnikiem jest ukierunkowanie skarpy czy stoku, różnicujące warunki świetlne i termiczne zależnie od nasłonecznienia.

Z powyższej charakterystyki można stworzyć wykaz czynników, którym należy przeciwdziałać w procesie rekultywacji: Czynniki dotyczące stosunków wodnych - duża przepuszczalność gruntu - mała pojemność wodna - brak podsiąkania - nadmierne uwilgocenie i podtapianie - nadmierny spływ powierzchniowy Czynniki dotyczące warunków termicznych i świetlnych - niekorzystne cechy południowej wystawy powierzchni gruntu - niekorzystne cechy północnej wystawy powierzchni gruntu - mała bezwładność termiczna (duże wahania temperatur) Czynniki dotyczące środowiska glebowego - mała zasobność podłoża w składniki pokarmowe - brak mikroflory i mikrofauny glebowej - mała spoistość podłoża jako determinanta dużej podatności na erozję - mała spoistość podłoża jako determinanta niekorzystnego mikroklimatu glebowego

  Fazy rekultywacji

Faza przygotowawcza

Faza podstawowa (techniczna)

Faza biologiczna (szczegółowa)

Rekultywacja przygotowawcza - dotyczy opracowania dokumentacji technicznej i kosztorysowej, szczegółowe zapoznanie nieużytku, ustalenie kierunku rekultywacji i zagospodarowania .

Rekultywacja techniczna - (podstawowa) dotyczy najczęściej terenów po eksploatacji odkrywkowej, składowaniu odpadów przemysłowych i komunalnych. Która obejmuje następujące prace:

a) odbudowę sieci niezbędnych dróg dojazdowych,b) właściwe ukształtowanie rzeźby terenu - polega na niwelowaniu powierzchni wierzchowin zwałów, łagodzeniu stromych skarp, zboczy, uporządkowaniu rzeźby spągu wyrobisk. Ma ono na celu polepszenie stosunków wodnych, zmniejszenie erozji wodnej.c) właściwe uregulowanie stosunków wodnych - Dokonuje się tego przez regulację cieków wodnych, budowę kanałów, rowów odwadniających oraz budowę zbiorników wodnych. W niektórych przypadkach stosuje się nawodnienie.d) odtworzenie gleb metodami technicznymi.e) niwelacja terenu - wymaga przemieszczeń olbrzymich mas ziemnych; do czego potrzebne są duże środki transportowe, ciężki sprzęt mechaniczny.f) kształtowanie stromych urwistych zboczy i skarp - ma na celu zapewnienie im należytej stateczności. Przy wysokich zwałach przekraczających 8 - 1o m unika się jednolitego nachylenia.g) całkowite lub częściowe odkwaszenie gleb , oraz tam gdzie zachodzi konieczność - izolacja gruntów toksycznych lub jałowych.Izolacja polega na przykryciu gruntu warstwą materiału użyźniającego, której grubość zależy od zamierzonego kierunku zagospodarowanego obszaru. Do tak przygotowanego podłoża wprowadza się rośliny przez siew lub zasadzanie.

Rekultywacja biologiczna , która obejmuje:

a) obudowę biologiczną zboczy zwałów i skarp wyrobiskw celu zabezpieczenia ich stateczności oraz zapobiegania procesom erozji,b) regulację lokalnych stosunków wodnych przez budowę niezbędnych urządzeń melioracyjnych i Ochronę wód przed zanieczyszczeniem,c) odtworzenie gleb metodami agrotechnicznymi.

Rekultywacja biologiczna obejmuje również zabiegi agrotechniczne jak: uprawa mechaniczna gruntu, nawożenie mineralne, wprowadzenie mieszanek próchnicznych, głównie motylkowych i traw.

Czas trwania rekultywacji biologicznej trwa bardzo różniew zależności od typu nieużytku, właściwości fizykochemicznychpodłoża, typu zagospodarowania.

Decyzja o kierunku rekultywacji należy do właściciela gruntu. Powinna onauwzględniając założenia planu zagospodarowania przestrzennego miejscowości,potrzeby lokalne oraz zasady ochrony środowiska. Istotny jest te koszt działań

podejmowanych w ramach danego kierunku rekultywacji.W rekultywacji gruntów zdegradowanych bądź zdewastowanych wyszczególniane są

cztery zasadnicze kierunki:produkcyjne:• rolniczy,• leśny,nieprodukcyjne:• wodny,• specjalny.

DOBÓR KIERUNKU REKULTYWACJI

Rodzaje rekultywacji kierunek

Kierunek rolny

Kierunek komunalny

Kierunek leśny Kierunek wodny

Kierunek specjalny