Ochrona Środowiska, PODSTAWY OCHRONY SRODOWISKA, PODSTAWY OCHRONY SRODOWISKA


PODSTAWY OCHRONY SRODOWISKA

Środowisko naturalne- ogół elem przyrod powierzchni Zemi z glebą, wody powierzch i podziemne, krajobraz nat i przekształcony przez człowieka.

Czynniki ekologiczne- wszelkie elementy przyrody ożywionej i nie ożywionej charakterystycznej dla danego srod. Oddziałujące zespołowo na życie i rozwój poszczególnych osobników, populacji i

otoczenia.

Biocenoza-zespół organizmów na danym terenie połączone więzami troficznymi.

Ekologia- bada organizmy w ich środowisku, populacje zwierzęce i roślinne oraz różnego rodzaju typy zespołów organizmów, ich strukturę, funkcjonowanie, zmienność i wzajemne zależności na tle środowiska abiotycznego

Sosjologia- nauka o przyczynach doraźnych skutkach i przyczynach zachodzących w ś®od. Na wskutek działalności człowieka oraz o sposobach zapobiegania jeje następstwom lum możliwościach złagodzenia.

Ekosystem-układ funkcjonalny łączący cały zespół istot żywych i ich środowiskach. Układ o obiegu zamkniętym.

Kryzys środowiska

Raport UTHANTA(1968),,Tylko jedna Ziemia”-zagrożenia wynikające z degradacji środowiska, gwałtowny wzrost zagrożeń, Brak etycznej postawy człowieka w stosunku do środowiska.

Specjalistyczne organizacje:PHAO,WKO,GMS,UNEP(ONZ)

I-raport klubu Rzymeiczego-„Granice wzrostu”(1968)- istotny raport prognozy dla ludzkości, cel : selekcja najważniejszych problemów globalnych środ zalecenie specjalistom opracowywanie raportów, perspektywa rozwoju, raporty podstawą podejmowania decyzji

II Światowa konf w Rio de Janerio: Karta zieleni- ekorozwój, prawa i obowiązki obywateli wobec środwowiska naturalnego

Agenda 21- międzynarodowa propaganda działań ochrony środowiska poza rok 2030

Ogólne zasady współczesnej nauki :

-jedność materii

-powszechność praw przyrody

wszystkie ciała materii ozyw i nieżyw zbudowane są z tych samych składników

-oddziaływanie między elementami skład materii, własniości prawa rządzące naturą są takie same

Wszystkie struktury srod, procesy wynikiem wewnętrznych poraw przyrody

Atmosfera, hyrdosfera, litosfera tworzą BIOSFERĘ

Struktura Ekosystemu-logiczny przebieg procesów w charakterze przycz-skkutkowym. Ekosystem świat w stanie równowagi wkształtowanej w procesie ewolucji i określonej składem jakościowym i ilościowym poszczególnych elementó ekosyst. ( Skład atmosfery, wód oceanów,morskich, sródlądowych,podziemnych, powierzchniowych, warstwy skorupy ziemi)Odstępstwa od stanu równowagi na terenach gdzie jest człowiek.

Ochrona nat, środ, człowieka-świadome działanie człowieka, cel:wykorzystywanie środowiska, w którym żyje dla swych celów bytowych w sposób racjonalny(ograniczający do minimów zakłócenia równowagi bilogicznej, stwarzający warunki do odbudowy środ.)Oś sprowadza się do ochrony przyrody oraz człowieka przed bezpośrednim wpływem czynników szkodliwych( chałas, wibracje, toksyny, prom jonizujące)

Rozpatrując elementy środ:

Atmosfera : troposfere( 7-18 km) ozonosfere(10-80 km) stratosfere(do 80 km) jonosfere( 55-1000km)

Skłąd troposfery : 78% N, 21% O 1% Ar, 0,03 % Co2 reszta gazy szlachetne.

Zródła Azotu-gazy wulkaniczne, materia organiczna, procesy spalania, slapnia rolę filtra, przepuszcza prom słoneczne, cieplne, chroni przez UV, utrata ciepła.

Hydrosfera: woda we wszystkich stanach skupienia, morza oceany, rzeki, jeziora, podziemne wody, chmury lodowce, para wodna

Litosfera: różnice gęstości, ciała sprężyste

-skorupa( do35 km), płaszcz ( do 3000 km)- jądro( strafa ciągle płynna) skład:Fe, O,Mg,Si

Zasoby ekosystemu(:kryteria: E, materia, info

-Z systemem otwartym( pobór energii ze słońca, przetwarzanie w nowe formy Energii., promieniowanie słoneczne jest podstawowym źródłem E w procesie fotosyntezy)siła napędowa obiegu wody w przyrodzie

-Zjawisko samoorganizowania się środowiska polega na ...( nie mogę się rozczytac )...do ciągłego przechodzenia materii do struktury ukorządkowanej i złożonych. Straty na poziomie strukturalnym. Zjawisko homeostazy-stan równowagi dynamicznej środowiska, w którym zachodzą procesy biologiczne. Zasadniczo sprowadza się to do równowagi płynów wewnątrz- i zewnątrzkomórkowych. Homeostaza jest podstawowym pojęciem w fizjologii. Pojęcie to jest także stosowane w psychologii zdrowia dla określenia mechanizmu adaptacyjnego. Organem służącym do utrzymania homeostazy jest homeostat.

*z punktu widzenia materii

-Tramsformacja materii-przenoszenie w cyklach biochemicznych bywa utylizowane w procesach naturalnych lub porzucona z lądów do mórz-szybsze migracje pierwiosatków C2 powoduje zużywanie ( niszczenie szaty roślinnej, intensyfikazję erozjii gleby, ubożenie składnikó odżywczych)

W nie wszystkich rodzajach ekosystemów mamy do czynienia z wytwarzaniem, obiegiem, gromadzeniam i przetworzeniem materii przez organizmy żywe i metabolizmem.

Pierwiastki chem-krążenie- przenosza się ze środ abiotycznego do organiz żywych.Dzięki metabolizmowi, śmierći ,rozkładowi wracają do środ w najprostszej postaci.

Składniki biotyczne: rośliny zielone ( producenci)

Zwierzęta ( konsum)

Grzyby, bakterie ( destruenci)

Składniki przeniesione przesiąkają do tkanek.Cykle obiegu pierwisatków mają momenty stagnacjii. Cykle : C, N, P, H2O, CO2.

Tylko CO2 jest w stanie gazowym lub rozpuszczone w wodzie jest żródłem C wykaz do tworzenia materiii organicznej przez zycie.Organ żywe składają się prawie z wody, węgla wodoru i tlenu oraz azotu( 99,4% masy organizmów żywych stanowią te wymienione pierwiastki)

Główne zasoby C w skałach -węglany( wapienia) rozproszony C, organiczny w skałach osad ¾ C zmagazynowane w związki nieorganiczne.C w pozostałych zbiornikach stanowi mniej niż 1 % C na kuli ziemskiej.

Najwięcej Co2nad obszarami fabryj, spalania odpadów. Najmniej nad cieczami.

O2-naj nad obszarami zielonymi, morzami z fitoplanktonem.

OBIEGI

Obieg CO2 w 5 układach

-atmosf roślzwierzęta szczatki

pochodzi z fotosynt zwiazki chemrozkład do atmosfery

-atmosfocean

równowaga ( CO2 rozpuszcozne w wodzie do wystąpienia stanu równowagi)tworzy hydratoniczne cząsteczkimieszanina

-ocean skorupiaki

CO2 złoża wapienii, dolomitu.

Obieg N2

-powietrze atmopsf ( 78,09%)

mikroorganizmy( rozkład mat organ)

-wybuchy wulkanów

-wyładowania elektr

fotosynteza, wydzielanie N

N2->NK2-> NO3->amonokwasy-> białka->C-> mioneralizacja-> czysty N

Organizmy przyjmują N w postaci zw azotowych itp.

Rozkład materii organicznej:

Białka0> proteozy->peptony->aminokwasy lub aminy -> NH3-> Azotyny->azotany

Obieg P:

-cykl otwarty

-minerały organiczne-rozkład

-w osadach dennych

fosforany-> nawóz sztuczny

Obieg Wody:

-źródłem jest Energ słon, wspomagają ją wiatr, fale, pary

-woda pokrywa ok. 70 % pow ziemi, określa warunki klimatu

-powstanie procesów życiowych

-60% wody w organizmach ludzkich, rosliny ok. 80-90%

-środek transportujący

-zasoby na ziemi ograniczone

-97% ogólnie w hydrosferze-wody słone , 2,5 % słodkie w tym 75 % to lodowce

tereny suche to tam gdzie liczba opadów < ilości parowania, ciepło parójącej wody morskiej o ok. 3 % <od parowania wody słodkiej => wpływ oceanu na wilgotność gleby jest duży gdyż stanowią 2/3 powierzchni ziemi.

Obieg wody- O=S+E (O-opad, S- spływ powierzchniowy i podziemny, E-parowanie)

Dzięki temu zachodzi proces samooczyszczania wody, niewystarczające wielkie ruchy wody.

1)parowanie wody z otwartych powierzchni pod wpływem energii słonecznej- warunkiem odnawialności zasobów wód słodkich i wilgotności powietrza, w atmosferze para wodna znajduje się przez 11 dni a w oceanach 4 tys lat.

86% wody wyparowuje z powierzchni oceanów z czego 78% powraca.

2)Kondensacja wody w chmurach unoszonych przez wiatr- razem z parą przenoszą się też zanieczyszczenia - ochłodzenie to opad deszczu i śniegu.

3)Wchłanianie przez glebę lub wpływ wody po powierzchni ziemi zasalający zbiorniki wodne strumienie i rzeki.

4)powrót do zbiorników wodnych

funkcję osłony pełni roślinność ( 25% powierzchniowych opadów w naszym klimacie )

woda wytranspirowana przez roślinność + przez glebę = 3 tys lat - 7 tys lat za 1 h.

Rośliny ze sfery suchej zużywają 2x więcej wody na wyprodukowanie tej samej biomasy co w rośliny w klimacie wilgotnym

Woda jest zatrzymywana przez glebę , a część przesiąka przez kolejne warstwy do zbiorników wodnych.

Opad wody > pojemności gleby- woda wtedy przesiąka do warstwy wodonośnej

Masy wody nie są stałe- ulegają natężeniu przez energię słoneczną odbieraną przez ziemię, ochładzanie klimatu - powiększa się lodowiec - ubytek wody

Ocieplanie- zanik lądów, między wodami oceanicznymi.

Wszystkie organizmy żywe wymagają mikro i makroelementów rośliny 16 pierwiastków człowiek 23.- większośc z nich w glebie ale ich stężenie jest bardzo małe 1 mlg/kg gleby.

Powierzchnie biologicznie czynne (PBC)

-warstwy graniczne makrosfer atmosfery z litosferą i hydrosfery z litosferą( strefy wody przybrzeżnej) , hydrosfera z atmosferą (powierzchniowe warstwy wód)

-przebiegają procesy biochemiczne i biofizyczne

-proces biologiczny- różnokierunkowe procesy przemiany materii-> metabolizm, ciągła cykliczna

przemaina materii

procesy składowe

*anaboliczne (tworzenie materii) np.: fotosynteza

*kataboliczne( procesy rozkładu na składniki proste i końcowe zwiąki nieorganiczne).

FUNKCJE PCB-

-Produkcja i rozkład biomasy 12 mld ton biomasy rocznie

-zapobieganie erozjii gleb

-produkcja tlenu

-wpływa na parametry klimatu- łagodzą ekstremalne temperatury, wilgotość powierzchniowa , wpływ na wiatr

-wpływa na parametry klimatu

-wpływ na stan sanitarny powietrza

Organizmy w ekosystemie = biomasa

Szybkość produkcji biomasy= produktywność

Produktywnośc pierwotna= produkcja całej masy pomniejszony o oddychanie

Produktywność wtórna= biomasa wytwarzana przez konsumentów, producentów i destruentów

Produktywność- zasoby żywieniowe na ziemi(decydujące o nich)

Wartość produktywności zależy od:

Ekstensywna gospodarka- małe nakłady na dany tere

Intensyfikacja rolnictwa-> degradacja środowiska (kryzys współczesnej cywilizacji)

Kryzys współczesnej cywilizacji:

Polska 2x więcej więcej zasobów niż kraje bardziej rozwinięte

Narost autogonizmów religijnych, narodowych- grozi zakłócenie środowiska

Wojna:

-zniszczenie zakładów przemysłowych z chemikaliami -> zanieczyszczenia rzek żywności

mała efektywność wykorzystywania zasobow

wzrost patologii i bezrobocia- brak dostępu do edukacji, brak oświaty.

Duży przyrost naturalny:- głód nędza, degradacja środowiska

2000- 6mld

2025 8.2 mld 7.5 mld-11mld dla tylu ludzi jest wyżywienie

1968- raport klubu ziemskiegoniedola i głód jeśli się nie dostosujemy do metod ograniczenia przyrostu naturalnego.

Najczęściej stosowane kryteria czynników negatywnie wpływających na środowisko:

-źródło powstania zagrożeń

-czynniki zagrażające środowisku

klasyfikacja zasięg geograficzny (umowy międzynarodowe)

  1. lokalny charakter(osiedla, okolice zakładów przemysłowych)

  2. regionalny charakter

  3. kontynentaklny charakter

  4. globalny charakter

Zasoby niewyczerpalne: nie wymagają ochrony

-E wiatru

-E słoneczna

- E prądów morskich

wymagają ochrony :

Zasoby wyczerpalne

Mogą być zachowane :

nie mogą być zachowane

WYCZERPALNE:

MOGĄ BYĆ ZACHOWANE

NIE MOGĄ BYĆ ZACHOWANE

  • Lasy,

  • Kompleksy glebowe,

  • Wody powierzchniowe,

  • Siła spadku wód

  • Ropa naftowa

  • Węgiel kamienny

  • Węgiel brunatny

  • Złoża mineralne

Zasoby odnawialne: lasy są zagrożone działalnością człowieka lub przyrody (np. burza, szkodniki)

LASY AMAZONI - PŁUCA ŚWIATA

Podstawowe komponenty środowiska naturalnego: powietrze, woda, gleba przenikają się wzajemnie a szczególnie integrującą rolę odbywa obieg wody, dlatego rozprowadzanie zanieczyszczeń obejmuje całą biosferę.

W środowisku rozprzestrzenianie się zanieczyszczeń i ich gromadzenie, tylko w I fazie będzie związane z elementem, do którego nastąpiło wrzucenie zanieczyszczenia, później obejmuje pozostałe elementy środowiska.

Wszystkie zanieczyszczenia są rozprowadzane w atmosferze.

Z punktu widzenia zagrożenia dla organizmu ludzkiego, zagrożenie dzielimy na:

Powstała ta klasyfikacja dla uzmysłowienia prom. w środowisku.

Najczęściej stosowane kryterium to kryterium samych składników środowiska i wiąże się z tym zanieczyszczenie (składniki obce w jakimś elemencie ekosystemu, które do niego nie należą i zniekształcają jego cechy oraz właściwości obciążające środowisko)

Lt = MKj/SN

Lt - obciążenie środowiska funkcji czasu (Wastera)

M - liczba mieszkańców

Kj - jednostkowa konsumpcja

S - środowisko nadające się do życia, rozważane w konkretnym przypadku

N - wskaźnik uświadomienia społeczeństwa

Odpady: stałe, ciekłe i gazowe

Usuwanie: gazowe -> ciekłe -> stałe (deformacja w troposferze)

Ciekłe (hydrosfera tysiące lat)

Odpady powstające przy produkcji (pierwotne=Irzędu) są zwracane do produkcji

Wtórne odpady są coraz częściej wykorzystywane -> rozwój recyklingu

Najlepiej poznany jest skład i rodzaj ścieków komunalnych (bytowo-gospod.), spaliny elektrociepłowni (zasilane: paliwa konwencjonalne), spływy z pól (nawożone nawozami). Natomiast mało poznane są emisje przemysłowe, bo rozwijają się, co raz nowsze.

1/3 wydobytych zasobów -> półprodukty

2/3 wydobytych zasobów -> odpady pierwotne

Intensywny rozwój toksykologii:

70 tys. substancji chemicznych jest używanych. 2tys żywność, 3tys żywność (wydłużające terminy przydatności)

SPEKOL urządzenie do pomiaru absorpcji (mętności, substancji organicznych, pH)

Najniebezpieczniejsze substancje -> nie ulegają rozkładowi -> magazynują się w organizmach żywych.

Dla znanych i analizowanych substancji każdy prawodawca ustala maksymalną granicę dopuszczalnych stężeń MDS w powietrzu, w wodzie, glebie i żywności zwłaszcza, gdy są to substancje szkodliwe, czyli te, które:

  1. kumulują się w organizmach żywych

uchodzą do łańcucha pokarmowego i krążą w nim w wielokrotnych cyklach

  1. nie ulegają rozkładowi w procesach biochemicznego rozkładu, tzw. substancje refrakcyjne

  2. wykazują działanie synergistyczne z innymi substancjami (schorzenia i zejścia śmiertelne)

Z punktu widzenia praktyki przemysłowej istotne znaczenie ma znajomość łącznego działania szeregu substancji toksycznych na ustrój. Działanie to może być:

TOKSYKOLOGIA - bada szkodliwy wpływ leków, związków chemicznych i ich mieszaniny, na organizmy żywe. Zapobieganie chorobom i ochrona zdrowia ludzkiego. Najszerzej zajmuje się ochroną zdrowia przed działaniem szkodliwych substancji chem.

EKOTOSKYKOLOGIA - bada toksyczny wpływ zanieczyszczeń fizycznych i chemicznych na populację występujących ekosystemów. Zajmuje się badaniem dróg przenoszenia tych zanieczyszczeń, wzajemne oddziaływanie zanieczyszczeń między sobą, a środowiskiem, przemiany zachodzące na skutek tych oddziaływań …

TOKSYCZNOŚĆ - działanie niepożądane, biologicznie szkodliwe (odwracalne jak i nieodwracalne), wywołane reakcjami chemicznymi lub fizykochemicznymi pomiędzy związkiem, który wniknął do organizmu a układem biologicznym w tym organizmie napotkanym.

Działanie szkodliwe wyraża się objawami ze strony organizmu - natychmiastowe objawy organizmu to - zatrucia ostre i inne, w czasie - nowotwory.

Reakcja organizmu - skutek ekspozycji organizmu na toksyny, tzn. ilość substancji wnikającej do organizmu z różnych źródeł.

SZKODLIWOŚĆ - zdolność związków chem. do uszkodzenia prawidłowych czynności organizmu na skutek interakcji z białkami ustrojowymi, DNA lub enzymami.

Oddziaływania na organizm wynikają z wrodzonej odporności, dróg i szybkość wchłaniania oraz od organizmu.

Kilka dróg wchłaniania substancji niebezpiecznych:

BEZPIECZEŃSTWO - pewnik, że uszkodzenie organizmu nie nastąpi, gdy substancja toksyczna zostanie użyta w ilościach oraz w sposób zgodny z jej przeznaczeniem. Substancje chemiczne wprowadzone do organizmu różnymi drogami i w różnych dawkach -> zmiany biologiczne zw. Efekty lub reakcji lub odpowiednio.

Efekt zmiana patologiczna - nieżyt oskrzeli, martwica komórek wątroby.

Rażoną ekspozycję?? na wysokie stężenie parbenzenu i jego pochodne, dochodzi do działania narkotycznego - objawy: duże zatrucie.

Długotrwała ekspozycja na niskie stężenie tych związków - uszkodzenie szpiku kostnego i narządów limfoidalnych (zatrucie przewlekłe)

Odpowiedź - odsetek populacji, w której wystąpią określone efekty, czyli reakcje

Dla określenia szkodliwych dla organizmu człowieka toksyn:

Dawka -> efekt (zmiana)

Dawka -> odpowiedź

Zależności te pozwalają ustalić próg działania substancji toksycznych -> taka dawka lub stężenie w środowisku pracy poniżej, której nie istnieje efekt działania substancji toksycznych.

LD 50 letalna dawka (śmiertelna) 50% badanych organizmów umiera

EC 50 dawka efekt

Brak ogólnej systematyki toksyn.

TOKSYNY:

  1. kryterium szkodliwości

  1. kryterium toksyczności (brak jednolitej klasyfikacji szkodliwości substancji). Najczęściej stosuje się klasyfikację opartą o wartość stężeń progowych dla związków szkodliwych

STĘŻENIE PROGOWE [mg/dm3 ]

< 1

1 - 9

10 - 99

100 - 500

> 500

OCENA TOKSYCZNOŚCI

WYSOKA TOKSYCZNY

MOCNO TOKSYCZNY

ŚREDNIO TOKSYCZNY

SŁABO TOKSYCZNY

ZALEDIWE TOKSYCZNY

LD50 i EC50 służy do porównania toksycznych związków chemicznych między sobą, dokonuje się przez porównanie ...

Pogrupowanie chemikaliów, wiele wykazów subst. szkodliwych

Najbardziej niebezpieczne:

Są w tkankach ludzkich, mleku matek karmiących.

Prof. Z.Rudolf twórca inżynierii sanitarnej

G.H. Brunohland twórca współczesnej ochrony środowiska (powst. 1987r)

Raport Brunohland po raz pierwszy „zrównoważony rozwój”

Zrównoważony rozwój:

1992 roku w Rio - szczyt Ziemi - rozwinięcie „rozwój rozwoju” - człowiek chroniąc przyrodę myśli egoistycznie.

I człowiek jako podmiot - Leutrunn ma prawo do twórczego życia zgodnie z rozwojem przyrody

Agenda 21 - globalny program działań na XXI w. - podstawa nowego spojrzenia na środowisko:

  1. problem społeczno-ekonomiczny [związane z OŚ istnieje pewna bariera środowiska niepozwalająca na dalszy rozwój przemysłu, w różnych państwach jest inny poziom tego rozwoju, różne etapy spojrzenia na środowisko]

  2. ochrona i zarządzanie zasobami

  3. rola główna grup i organizacji

  4. uwarunkowania organizacyjne

Rozwój przemysłu, a rozwój zrównoważony - nie ma sprzeczności między tymi zależnościami

Modele realizacji polityki OŚ

Czynniki determinujące wybór modeli:

- …. Skutki wyprzedzają świadomość i technikę (oraz ekonom.) Możliwość wskazania negatywnych skutków.

- przeczucie odpowiedzialności za skutki działalności produkcyjnej - przyroda i jej zasoby były i są często traktowane jako niewyczerpalne. Zasoby przyrody w ekonomii - element + zw. kosztów wewnętrznych, brak rozwiniętego mechanizmu wprowadzania całkowitych kosztów przyrody do rachunku ekonomicznego.

- poziom rozwiązań technicznych - rozwój nowych technologii często ma charakter jednostronny - w kierunku bardziej efektywnych procesów bez (lub w małym stopniu) uwzględniania ich skutków dla środowiska. Przyszłość musi należeć do zamkniętych cykli produkcyjnych (bez odpadów)

- ograniczona zasobność materialna producentów, słaby nacisk grup społecznych [przeważnie uczestników lub beneficjentów cyklu produkcyjnego] powoduje chęć przełożenia kosztów ekologii na system ekonomiczny państwa lub następne pokolenia.

MODELE:

  1. zrzutów niekontrolowanych - niekontrolowane odprowadzanie odpadów stałych, ciekłych i gazowych do środowiska bez zamierzonych działań ograniczających, np. wysypiska w pobliżu siedlisk ludzi, otwarte obiegi wodne - ścieki do rzek, odpady do lasu, spalanie odpadów w nocy, model prawnie zakazany (w krajach rozwiniętych), ale nadal stosowany świadomie bądź nieświadomie w tych krajach oraz w krajach o niższym poziomie rozwoju.

  2. zrzutów kontrolowanych - rozcieńczanie szkodliwych substancji np. budowa wysokich kominów, wyprowadzanie kolektorów ściekowych głęboko do odbiorników wodnych. Model imisyjny - model funkcjonujący powszechnie w latach 70, a czasem również obecnie

  3. usuwanie skutków - model statyczny OŚ - model końca rury polega na redukcji wytwarzanych już zanieczyszczeń. Pierwszy raz świadoma ingerencja w kierunku likwidacji skutków działalności przemysłowej i ponoszenie przez producentów kosztów środowiskowych (części) (model emisyjny)

Zasada - zanieczyszczający płaci - jako początek wprowadzania instrumentów ekonomicznych do realizacji polityki OŚ. Jest to cząstkowa internalizacja kosztów, - czyli włączenie ich do kosztów produkcji.

Wprowadzenie czynnika ekonomicznego spowodowały:

Równocześnie powstają nowe przemysły redukcji, przeróbki, rozładowania odpadów, - które regenerują nowe koszty ekologiczne i energetyczne.

Niedogodność modeli oraz włączenie rachunku ekonomicznego stymulują nowe działania:

od usunięcia odpadów -> do zapobiegania ich powstawaniu

model imisyjny Sso2= 100 μg/m3

Sso2 = 200 μg/m3

  1. model zapobiegania zanieczyszczeniom - model dynamiczny OŚ - model działania u źródła. Model OŚ wbudowany w funkcję czasu - czynnik ciągłej poprawy (ISO 14000)

czystszej produkcji - jako strategia nowoczesnej polityki OŚ. Wprowadzenie dynamicznego modelu OŚ wskazuje szereg cech:

  1. Model produkcji bezodpadowej - jako następny (czasowo) model OŚ

Powietrze bezpośrednio lub pośrednio oddziaływuje na wszystkich.

Wzorcowy skład czystego, suchego powietrza:

N2 780900 vppm

O2 290500 vppm

Ar 9300 vppm

1000000 = 100%

Pozostałe składniki:

0x08 graphic
Ne 28,0 ppm

He 5,2 ppm

0x08 graphic
CH 2,2 ppm

Kr 1,0 ppm

N2O 1,0 ppm

H2 0,5

Xe 0,08

Zanieczyszczenia powietrza:

- wszystkie substancje stałe, ciekłe lub gazowe, których udział w powietrzu przekraczają średnią wartość tych substancji w czystym powietrzu atmosferycznym

- substancja, która należy co najmniej do jednej z trzech kategorii

  1. substancje chemiczne powstałe z działalności ludzkiej (związki syntetyczne, nie występują naturalnie)

  2. substancje naturalne występujące w środowisku, których naturalny obieg w przyrodzie uległ zakłóceniu przez działalność człowieka lub, których emisje mogą mieć skutki długofalowe, np. CO2

  3. związki trujące lub szkodliwe dla ludzi i roślin, jeżeli ich …

Dwutlenek siarki - umiarkowane zanieczyszczenie Dso2= 350 μg/m3

Da = 30 μg/m3

Stężenie gazów:

a) stężenie masowe Sm=mz/V [g/m3] [μg/m3 ]

gdzie mz - masa zanieczyszczenia

V - ośrodek dyspersyjny (najczęściej powietrze)

b) stężenie objętościowe Sv= Vz/Vg [cm3/m3]

gdzie Vz - objętość zanieczyszczenia

Vg - objętość gazu (ośrodka dyspersyjnego)

1vppm -> 10-6

1 pp mm -> 10-9

1 ppm -> 1cm3/m3

Stężenie odnosimy do jakiś ustaleń.

Wartości umowne i normalne:

- warunki umowne -> T=273,15K (t=0*C)

Atmosfera techniczna p = 1bar -> 105 Pa

- warunki normalne -> T=273,15K

Atmosfera fizyczna p=760mmHg -> 1At=1013,25Pa [ 1,01325bara]

Se so2 = 100mg/nm3 (n-trzeba przeliczyć na stałą wartość) T=150* p=150Pa

Gdzie Se jest to dopuszczalne stężenie emisyjne

Przeliczanie:

- SH -> SV

Seso2 w spalinach opuszczających komin kotłowni węglowej równa się 0,08%

Jaka musi być krotność rozcieńczenia spalin na odcinku między wylotem, aby wartość stężenia imisyjnego nie przekraczała wartości dopuszczalnej 60min=350 μg/m3

S=0,8-1,2% - zawartość siarki w węglach spalinowych w kotłowniach

SE = 0,08% -> 800vppm

Sy ≤ 350 μg/m3

SV = Sm * 1/ρ

cm3/m3 = μg/m3 * cm3 / μg

ρ=M/V gdzie M - wartość molowa [kg/kmol]

V - objętość molowa

PRAWO AVOGADRO - liczba drobin dowolnego gazu w takiej samej objętości i w takich samych warunkach termicznych jest taka sama [1kmol -> N=(6.02252)*1026 ] objętość 1mola gazu doskonałego w warunkach normalnych T=0*C p=1013,25Pa VA = 22,415

ρ = 64,07/22,415 = 2,86 [kg/nm3]

ρp = 1,2 kg/m3 (powietrza)

SVy = 0,350/2,86 = 0,122 [cm3/m3] = 0,122 ppm

x = 800/0,122 = 6557 razy (x - krotność rozcieńczenia)

Spaliny muszą być rozcieńczone 6557 razy, aby przy budynkach była bezpieczna ilość.

Emitor wysoki zapewnia wysokie wymieszanie spalin (niski nie)

Źródła emisji zanieczyszczeń:

SO4, CO2- emisja antropogeniczna porównywalna lub wyższa od naturalnej

CO2- naturalna ok. 80% antropogeniczna ok. 20%

Obecnie CO2- 400 ppm , miasta 450-500 ppm, wzrost t= 150 lat zmalała ilość lasów

Zwiększa się ilość CO2--> bo zmniejsza się ilość lasów

antropogeniczna 5% naturalna 95%

ANTROPOGENICZNA:

-procesy spalania paliw (w przemyśle, produkcja energii elektrycznej, komunikacja), emitowane są:

C+ O2 = CO2

12 + 32 = 44g

1kg CH4: 0x01 graphic
[kg CO2] = 0x01 graphic

duża elektr. 80-100 Mw

-paliwa ciekłe ropopochodne- cele motoryzacyjne, energetyczne, awaryjne kotły w ciepłowniach

-rzadko stosowane- za drogie!

Najbliższa przyszłość- nowe technologie, spalanie węgla kamiennego w sposób czysty, wzrost udziału energetyki naturalnej.

Zmiana emisji SO4 i NO2: Zmniejszenie o (10 lat)-->

SO2 z energetyki zawodowej 50%

SO2 inne Źródła stacjonarne 30%

czynnik- powód

-bodźce ekonomiczne

-w latach 80tych niska cena paliw- brak podstaw do oszczędzania

-wzrost ceny- oszczędzanie, inwestycja w instalacje budynku

-wyższa cena węgla- odsiarczanie węgla przez kopalnie

-ciepłownie- własne laboratoria

-prawodawstwo- wprowadzenie norm emisyjnych zgodnie z UE

np. max stężenie Smax=0x01 graphic

duże elektrownie odsiarczają spaliny małe elektr. MAX 4000x08 graphic

większe 100

duże 50

Zanieczyszczenia pyłowe -większe stężenia

-łatwiej ograniczyć

Emisja głównych gazów cieplarnianych w Polsce w 200 r.

CO2

CH4

CO2EQ

N2O

CO2EQ

Razem

Emisja spalania paliw

302

47,4

995

7,2

2232

305509

Emisja lotna

184

772,3

16218

0

0

16402

Procesy przemyslowe

12347

8,3

174

14

4340

16861

Rolnictwo

0

469,4

9857

53,3

16523

26380

Odpady

0

885,8

18602

26

806

19408

Razem

314812

2183,4

45851

77,1

23901

384561

Wskaźnik dla CH4: 21:23

1g CH4 taki sam efekt cieplarniany jak 21g CO2

1g NO2 taki sam efekt cieplarniany jak 31g

Jedyne paliwo ekologiczne- wodór--> wodne

reszta- emisja toksycznych substancji, nawet elektrownia wiatrowa

Emisja metanu:

-I polowa XIX wieku

-główne Źródła:

-procesy beztlenowe (tereny podmokłe, mokra technologia hodowli ryżu

-oceany

-przeżuwacze (bydło- procesy trawienne)

-składowanie odpadów

-energetyka

-spalanie

-hydranty

-termity

-utylizowanie odpadów

Bardzo szybki wzrost CH4 w powietrzu.

CO2 antropogeniczny świata ok. 20 mld ton + naturalne = Eco2

Eco2= Eco2 A +Eco2N

600 mln ton CH4 --> 12,6 mln CO2

Roślinność zielona emituje metan ok. 15-20% całości

Efekt cieplarniany:

-gaz mniej CO2 wydala

Emisja metali ciężkich:

-arsen Procesy spalania- główne źródło emisji. Więcej w

-chrom przemyśle niż w sektorze komunalnym czy mieszkalnym.

-cynk

-kadm

-miedź

-nikiel

-ołów

-rtęć

Źródła:

-spalanie w sektorze produkcji, transformacji energii

-spalanie w sektorze komunalnym i mieszkaniowym

-procesy spalania w przemyśle

-procesy spalania w produkcji

-transport drogowy

-inne rodzaje transportu

-zagospodarowanie odpadów

Emisja trwałych zanieczyszczeń org. tzn. których czas życia kilkanaście lat 15-20

-źródła a,b,c,d,e,f,g zastosowanie rozpuszczalników, inne pojazdy i urządzenia, główne źródło b- spalanie drewna, worków itp. itd. (odpadów)

0x08 graphic
SO2 --> SO3 -->H2SO4 + AOH--> powstają siarczany, np. magnezu, wapnia

0x08 graphic
0x08 graphic

wytrącenie wchłonięte przez środowisko

tlenek siarki- czas życia 5-6 dni

-wwa- wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne

wwa + dioksyny i fluory

0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
benzen- emisja motoryzacyjna dibenzodioksyna

0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
Gdy 1,2,3 Cl polichloroanedioksyny (?)- bardzo toksyczne ok. 300 różnych dioksyn

Najbardziej toksyczna dioksyna czterochlorodibenzodioksyna- SEVESO

Pierwsze dioksyny zmutowane DDT- zabijanie insektów, związek szkodliwy również dla ludzi, zaprzestano stosowania.

Gdzie powstają dioksyny i furany, gdzie może nastąpić kontakt zw. Cl z C? np. :

-fabryki papieru

-produkcja kabli (powlekanie ich)

-tworzywa oparte na PCV (polichlorek winylu, utylizacja, produkcja)

WWA:

-bireny

-benzopireny t spalanie paliw ---> CO2 + O2 jak nie ma dobrych warunków - zw węglowodorowe- wysoko toksyczne

Przyczyny toksyczności:

budowa przestrzenna molekuł

-rozpuszczalność

-dawka

-sorpcja i desorpcja

-przemiany metaboliczne

-czas ekspozycji (uderzeniowa, chroniczna)

-własności osobnicze organizmu (nadwrażliwość osobnicza)

-jakość środowiska

a) często ma wpływ na toksyczność związku

bardzo toksyczny dwuchloryn fenylu

0x08 graphic
słabo toksyczny

0x08 graphic
b) podział na:

-hydrofilowe + podział na substancje polarne i niepolarne

-hydrofobowe

Najbardziej toksyczne; hydrofobowe niepolarne rozpuszczają się w lipidach

-przenikanie przez kom. (błony komórkowe) substancje rozpuszczalne w lipidach silne toksyny, łatwiej przechodzą przez błony niż substancje rozpuszczalne w wodzie

-łatwiej są wydalane przez komórki substancje hydrofilowe polarne, a niepolarne z trudnością.

c) ilość toksyny wprowadzona do organizmu (waga organizmu)

-ilość pochłonięta przez 1kg masy ciała- najlepiej określa dawka

d) sorpcja- wchłanianie

desorpcja- wydalanie

Ciągle wchłanianie przez organizm toksyn- badanie sorpcji i desorpcji (każdy org ma swój mechanizm ochronny) po przekroczeniu max dawki zatrucie lub uszkodzenie organizmu.

Subst. toksyczne są poddawane różnym reakcjom -->krew--> cały org. (tkanki, organy)

Trucizna:

-wiążąca się z bialkiem krwi

-trucizna niezwiązana ---> przenikanie przez błony komórkowe

e) wszystkie substancje przenikają do org 3 drogami:

1. najbardziej niebezpieczna i najszybsza- przez drogi oddechowe

-przedostają się do krwiobiegu bez przejścia do wątroby

-szybkość zatrucia- intensywność pracy ogr (praca serca, szybkość oddychania)

-stężenie toksyny w powietrzu i rozpuszczalności toksyny we krwi

2. przewód pokarmowy

-wszystkie substancje resorbują się wolniej niż w płucach lecz lipofilowe dużo szybciej niż hydrofilowe

-wchłanianie zależy od stopnia rozdziału danej substancji (im dokładniej rozłożona tym szybciej wchłaniana), na szybkość rozkładu wpływają enzymy trawienne i kwasy żołądkowe

3. przez skórę

-resorbowane substancje lipofilowe- działają żrąco i niszcząco na tkankę skórną --> chlorofenole i pochodne, węglowodory aromatyczne.

Na skutek przemian metabolicznych mało toksycznych powstają bardzo toksyczne związki. Prowadzą do rozkładu, dezaktywacji i wydalenia toksyn z organizmu, ale prowadzą też do powstania bardzo toksycznych metabolitów np. Dialbrim powstaje z z aldrinu i tlenek chloroetylenu powstaje z chlorku winylu.

Przykład przemian metabolicznych:

-toksyczność alkoholu metylowego i etylowego--> dehydrogenaza --> w oku nie ma--> zatrzymanie rozkładu alkoholu--> zniszczenie tkanki oka. Dla alkoholu etylowego: LD50= 50g/kg, dla etanolu LD50= 20-25g/kg.

Najbardziej toksyczne gromadzące się w organizmach:

-metale ciężkie

-pestycydy

-dwubenzofurony

-....?

Efekt działania substancji toksycznych a=na organizm:

-nowotwory, czynniki genetyczne, środowiskowe i nieokreślone

Cechy organizmu- wpływ na rezultat toksyczności, najbardziej podatne bardzo młode i starsze.

TESTY toksyczności:

1) ostrej- najwcześniejsza reakcja org po podaniu pojedynczej lub malej liczby dawek w określonym

czasie LD50= .

Liczbowo toksyczne wyraża się:

-LD50 dawka letalna śmiertelna, 50- w efekcie testu po określonej dawki toksyny nastąpiła śmierć 50% testowanych org.

-EC50 efekt koncentracji 50, stężenie toksyny, przy którym nastąpiło 50% obniżenie analizowanej funkcji lub wskaźnika w badanym zespole org. np. zanik funkcji

2) Subostrej- codzienne podawanie testowanej toksyny w dawce:

amax tolerowanej- MTD (MTD<LD10)

bnie zaobserwowano efektu szkodliwego (margines bezpieczeństwa 1/100-1/1000 NOAEL

najniższego efektu szkodliwego LOAEL

prowadzone głównie na zwierzętach.

3) chronicznej- stwierdzenie nabrania rakotwórczości, teratogennego i mutagennego (na gryzoniach)

4) epidemiologicznego- ogromne znaczenie dla ustalenia zależności między zachorowalnością i śmiertelnością a poziomem badanych związków w tkankach i płynach ustrojowych w organizmach żywych. Wymagają dużych zespołów badawczych i równoczesnych badań monitoringowych- badanie związków i metaboli w wodzie , żywności i glebie. --> powiązanie wyników z badaniem ludzi, zwierząt i roślin

-bardzo ważne i bardzo kosztowne

Różnice między testami:

-okres obserwacji

-wielkość i liczba dawek

-sposób i częstość podawania substancji

-zakres badań szczegółowych (badania wszystkich tkanek i płynów ustrojowych, badanie biochemiczne, histopatologiczne, hematologiczne, zdolności rozrodczej, rakotwórczości

-ostra- kryterium- śmierć

-pozostałe- min dawka wywołująca niepożądany efekt oraz max dawki niepowodującej żadnych zmian

Rezultaty badań pozwalają określić :

-dawkę śmiertelną

-wielkość dawki leczniczej jednorazowej lub dawkowanej

-wielkość dawki dopuszczalnej żywności(?) w życiu

-max stężenie w pracy 8 lub 1h

-max dopuszczalną dawkę toksyny w przedmiotach do bezpośredniego kontaktu z żywnością i człowiekiem

W inżynierii środowiska pozwalają:

-prognozować procesy samo czyszczenia się wody w obecności składników ścieków przemysłowych

-projektować procesy technologicznego oczyszczania ścieków

-oceniać efektywność sposobów czyszczenia wody, ścieków i rekultywacji gleby

-ocenić skuteczność zastosowanych metod detoksykacji terenów skażonych.

Analiza chemiczna jest niewystarczająca do analizy toksyczności- musi być test toksyczności.

WOSA (Niemcy, Francja) przed zrzutem oczyszczonych ścieków test toksyczności

Toksyczne substancje przemysłowe:

- skutki awarii przewożenia:

-zależą od terenu awarii

-pory dnia

-pogody, nasłonecznienie, wilgotność, wiatr

-lokalnych warunków geofizycznych i geograficznych

-rodzaj substancji i ilość

-systemy ostrzegawcze, uświadomienia ludności mieszkającej w pobliżu zakładów chemicznych

-kształt zanieczyszczenia, rodzaj


Z toksycznego obłoku wychodzimy pod wiatr!

W Polsce ponad 1000 działalności np. Płock, Tarnów.

Najważniejsze substancje przechowywane w przemyśle:

-amoniak 60 tys ton

-Cl 8 tys ton

-siarkowodór 1500 ton- 12 zakładów

-dwusiarczek węgla

-akrylonikiel

-tlenek etylenu

-cyjanowodór, siarkowodór, kwasy, związki fosorogenu- ochrona roślin

Stężenie śmiertelne- 0,001 do kilku gram w powietrzu.

Rozprzestrzenianie par:

-H2S 10 km

-Cl 80 km

Powierzchnia zagrożona skażeniem 20-200 km2

Trwałość: charakter awarii, rodzaj zbiornika, rodzaj toksycznego środka- 1h- 5 dni.

TSP- przechowywane w Polsce, zagrożenie dla 43 terytoriów.

Coraz większe zagrożenie- transport rurociągowy (przejście przez rzeki: Narew, Warta, Bug, Odra, Wisła).

W obrębie strefy rozprzestrzeniania substancji 3 rodzaje porażeń:

-śmiertelne od miejsca awarii 30-40% zasięgu

-ciężkie, średnie 10-20%

-lekkie 50%(?)

W ostatnich latach w Polsce Nh3, Cl, H2S transport lądowy wielu awarii.

Od 2001 roku konwencja 35 krajów europejskich- substancje ... i transport najbardziej niebezpiecznych np. Nh3, azotan amonowy- określono max liczbę jaką można przechowywać w zakładzie przemysłowym i ustalono zasady współpracy przy awariach między państwami.

Woda słodka występuje w postaci:

-wód opadowych

-powierzchniowych (rzeki, jeziora)

-podziemnych lub głębinowych

Wody powierzchniowe:

-naturalne bagna, morza, oceany, rzeki i potoki

-sztuczne- stawy, zbiorniki zaporowe

Wody słodkie, słonawe i słone (stopień mineralizacji >1kg)

Wody kwaśne, zasadowe, twarde i miękkie, dobrze natlenione i bez tlenu, bogato i skąpożyznych.

Opady i osady atmosferyczne dostarczają wilgoci bezpośrednio do odbiorcy (przemysł, rolictwo, leśnictwo)

Wody podziemne:

-wody zaskórne (przypowierzchniowe) zalegają od kilkudziesięciu cm do kilku m poniżej powierzchni terenu. Wody te wykazują dobowe wahania temperatur, bardzo często zanieczyszczone związkami organicznymi i mineralnymi, mogą być też zarażone organizmami chorobotwórczymi.

-wody gruntowe- od kilkunastu do kilkudziesięciu m, oddzielone od powierzchni cienkimi przepuszczalnymi warstwami gruntu- zabezpieczają wodę przed bezpośrednim kontaktem z glebą. Nawet przy najwyższych stanach wody temperatura i skład chemiczny wody gruntowej wykazują niewielkie zmiany i zależą od zmian ...

-wody wgłębne kilkadziesiąt m, stala temperatura i skład chemiczny, wody artezyjskie i subartezyjskie

-wody głębinowe, nie mają żadnego związku z wodą z atmosfery, powierzchniowymi, powstają z pochodzącej z głębi ziemi pary wodnej wydzielanej z magmy stygnącej, głęboko pod ziemią, w znacznym stopniu zmineralizowane.

-wody infiltracyjne- podziemne, wzbogacone wody powierzchniowe

-wody podziemne głębokie- przeznaczone w zasadzie zgodnie z planem do zaopatrywania ludności do celów konsumpcyjnych, pobór tych wód nie może naruszać równowagi hydrogenicznej, nie może stale obniżać poziomu wodonośnego.

1

Takie stężenia nie uznaje się za zanieczyszczenia





Wyszukiwarka