Czy możliwe jest życie biologiczne na terenach zdegradowanych przez przemysł siarkowy? Cykl: “Nauki Rolnicze XXI Wieku”

Tereny zdegradowane, ogromne zniszczenia i całkowita utrata wartości użytkowych gleb słabej jakości idealnie obrazuje była Kopalnia Siarki w Jeziórku w woj. podkarpackim. Teren górniczy Kopalni położony jest w powiecie tarnobrzeskim na terenie Gminy Grębów. Obejmuje grunty o łącznej powierzchni 55,4 km². Pokrywę glebową na omawianym terenie stanowią głównie niskiej jakości utwory piaszczyste.

Fot. Teren Kopalni siarki w Jeziórku.

Wydobywanie siarki metodą otworową na tych terenach spowodowało bardzo duże zniszczenia i straty. Sposób wydobycia, polegający na stopieniu siarki w głębi ziemi i wydobyciu jej na powierzchnię systemem rurociągów zamkniętych (metoda Frasha), wydawał się być bezpieczny dla środowiska. Rzeczywistość była zupełnie inna, a przykładem jest zniszczony teren Kopalni Siarki w Jeziórku.

Fot. Otwór górniczy w eksploatacji (Archiwum KS „Jeziórko”).

Realizowany proces wydobycia siarki na powierzchni ponad 3800 ha wymagał wykonania odpowiedniej infrastruktury logistycznej (budynki, budowle, drogi dojazdowe itp.) oraz wydobywczej (otwory górnicze i odwadniające, systemy przesyłowe, magazyny, place składowe itp.), co przyczyniło się do naruszenia budowy gleb, bardzo często o skali dewastacji.

Budowa otworów górniczych oraz odwadniających przyczyniła się do poważnej mechanicznej destrukcji gleby, a także naruszenie stosunków wodnych, w postaci przesuszeń i zawodnień. Ekstremalne warunki wytapiania siarki (temperatura, ciśnienie) były powodem znaczącej awaryjności (około 10 – 15% otworów wydobywczych) procesu, co przyczyniało się do rozpraszania siarki w środowisku. Emitowana siarka rodzima, siarczki i tlenki siarki, były potencjalnym źródłem kwasu siarkowego w glebach, co prowadziło do spadku ich pH oraz stwarzało toksyczne warunki dla roślin, między innymi poprzez ogromny niedobór składników pokarmowych oraz zwiększenie mobilności fitotoksycznych pierwiastków. Emitowane zanieczyszczenia trafiały na słabe gleby rodzime, o lekkim składzie granulometrycznym, ubogie w próchnicę i składniki mineralne, co było przyczyną szybkiej ich degradacji i dewastacji.

Fot. Zniekształcenia mechaniczne gruntu w obszarze wpływu Kopalni Siarki w Jeziórku

Zniszczenia środowiska nakreśliły konieczność przeprowadzenia rekultywacji gleb i ich odbudowy na gruntach zdegradowanych i zdewastowanych oraz rewitalizacji środowiska. Wieloczynnikowa degradacja i dewastacja gleb, duży obszar zniszczeń, a także słabej jakości grunt rodzimy, stanowiły o dużej skali trudności rekultywacji gleb i odbudowy zniszczonego środowiska na tym terenie.

Likwidacja infrastruktury technicznej, regulacja stosunków wodnych, a nade wszystko likwidacja zakwaszenia, nie zawsze spełniały oczekiwania m.in. poprzez obecność warstw siarki przykrytej ziemią. Wymagało to realizacji tego procesu w wielu etapach, w tym z wykorzystaniem odpowiednich organizmów roślinnych czy odpadów. Niezwykle istotnym w procesie rekultywacji gleb i ich odbudowy na słabej jakości utworach piaszczystych było kształtowanie ich właściwości pod potrzeby wymagań roślin. Całkowita dewastacja terenu i zanik życia biologicznego było inspiracją do poszukiwania sposobu odbudowy i poprawy właściwości zdegradowanej gleby.

Fot. Intensywne zanieczyszczenie gleb siarką. Zanik życia biologicznego

Dokonano rekultywacji m.in. poprzez odkwaszenie gruntu przy udziale wapna poflotacyjnego oraz dodatku odpadów takich jak m.in. komunalne osady ściekowe oraz poużytkowa wełna mineralna. Badania wykazały poprawę wielu właściwości m.in. fizycznych, wodnych, chemicznych i biologicznych gleb, czego potwierdzeniem jest chociażby bardzo duży plon roślin.

Fot. Zagospodarowanie rolnicze gruntu zdewastowanego z wykorzystaniem traw.

Wykazano również, że życie biologiczne po wielu latach od przeprowadzonej rekultywacji uległo gwałtownemu rozwojowi i zdecydowanej poprawie. Życie biologiczne na zrekultywowanych terenach otworowej kopalni siarki obecnie jest bardzo bogate. Badania obrazują obecność licznej flory i fauny na tych terenach. Pojawiły się nowe gatunki roślin, co jest odzwierciedleniem korzystnie przeprowadzonej rekultywacji. Poniższe zdjęcia obrazują pojawienie się różnorodnych gatunków, zarówno roślin, jak i zwierząt.Spacerując „jeziórkowskimi ścieżkami” i spoglądając na zrekultywowane gleby w Jeziórku po kilkunastu latach od przeprowadzonej rekultywacji, aż trudno uwierzyć, że jednak możliwe jest życie biologiczne na terenach zdegradowanych przez przemysł siarkowy?!

Dr hab. Marta Bik-Małodzińska, prof. uczelni
Instytut Gleboznawstwa, Inżynierii i Kształtowania Środowiska
Wydział Agrobioinżynierii

Bibliografia

Baran S., Żukowska G., Bik-Małodzińska M., Wójcikowska-Kapusta A., Myszura-Dymek M., Wesołowska S., Rekultywacja terenów kopalni otworowej „Jeziórko” jako działanie ekologiczne. Rekultywacja terenów kopalni otworowej „Jeziórko” jako działanie ekologiczne. Tarnobrzeskie Zagłębie Siarkowe: od odkrycia złóż siarki do cudu ekologii: 70. rocznica odkrycia złóż siarki: konferencja historyczno-ekologiczna, 28-29 września 2023 r. / [redakcja: Beata Kotasiak-Wójcik] s. 199-224, il., bibliogr. Tarnobrzeg 2023.
Bik-Małodzińska M., Myszura M., Żukowska G., Wójcikowska-Kapusta A., Wesołowska S.: Zmiany zawartości substancji organicznej i azotu mineralnego w glebie rekultywowanej osadem ściekowym i wełną mineralną (Changes in the content of organic matter and mineral nitrogen in soil reclaimed by sewage sludge and mineral wool), Przemysł Chemiczny 2021.
Wójcikowska-Kapusta A, Urban D., Baran S.,Bik-Małodzińska M., Żukowska G., Pawłowski A., Czechowska-Kosacka A.: Evaluation of the influence of composts made of sewage sludge, ash from power plant, and sawdust on floristic composition of plant communities in the plot experiment, Environ. Prot. Eng. 2017.
Baran S., Bielińska E.J., Smal H., Wójcikowska-Kapusta A., Paluszek J., Pranagal J., Żukowska G., Chmielewski Sz., Futa B.: Innowacyjne metody ochrony i rekultywacji gleb Lublin 2014.
Baran S., Żukowska, G. Wójcikowska-Kapusta A., Wesołowska-Dobruk S., Bik-Małodzińska M., Sompor-Kulik M..: The usefulness of sewage sludge and mineral wool for soil reclamation on areas devastated due to sulfur extraction by means of frash method. Ukraina 2014.