PROPEDEUTYKA – WYKŁAD NR 1 (12.10.2009)

EGZAMIN:

•

Bieżące wydarzenia OŚ będą włączone do egzaminu

•

Materiał wykładu

•

Ważne – zrozumienie mechanizmów, zależności, istoty omawianych procesów (nie tylko
odtworzenie reguł i definicji

Literatura:

1. Z. Karaczun, L. Indeka: Ochrona środowiska, wyd. Aries
2. Zagrożenia, ochrona i kształtowanie środowiska przyrodniczo-rolniczego. Praca zbiorowa

pod red. S. Bieszczada i J. Soboty, wyd. AR Wrocław

3. T. Umiński: Ekologia, środowisko, przyroda. Wyd. Szkolne i Pedagogiczne
4. Zarzycki: Wprowadzenie do inżynierii i ochrony środowiska, WNT

Zagadnienia wstępne

Środowisko przyrodnicze – zespół warunków abiotycznych (nieożywionych) i biotycznych
(ożywionych), w których żyje dany organizm (lub zespół organizmów)

Elementy środowiska przyrodniczego:

•

Litosfera: lithos (gr.) – kamień, skorupa ziemska łącznie z pedosferą

•

Hydrosfera: hydor – woda

•

Atmosfera: atmos – powietrze

•

Biosfera: bios – życie

„Biosfera”:

●

Żywe organizmy na Ziemi

●

Obszary na kuli ziemskiej, gdzie występują żywe organizmy

Środowisko przyrodnicze (poprawnie) ≠ środowisko naturalne
(ang. Natural environment nature= przyroda)

Ekologia a ochrona środowiska:

●

nauka o domu, otoczeniu (gr. oikos – dom, logos – słowo, nauka)

●

dziedzina biologii badająca wzajemne stosunki między organizmami (lub ich zespołami) i
otaczającym je środowisku

●

obecnie: nauka o środowisku przyrodniczym człowieka (w tym znaczeniu: „ekologiczny” –
sprzyjający środowisku)

Sozologia – nauka o zasadach, metodach ochrony środowiska (gr. sodzo – ratować, chronić,
logos – słowo, nauka)
Twórca: Walery Goetel 1889-73, geolog, ekolog i paleontolog, prof. AGH w Krakowie

Ochrona przyrody – ochrona najcenniejszych obszarów, gatunków (roślin, zwierząt i grzybów) oraz
pojedynczych obiektów

Ochrona środowiska – całokształt działań, które mają służyć zachowaniu w jak najlepszej kondycji:
powierzchni ziemi wraz z glebą, kopalniami, wodą, powietrza atmosferycznego, światem roślin i
zwierząt oraz krajobrazem

Ochrona środowiska nie jest możliwa bez poznania zasad funkcjonowania poszczególnych
elementów środowiska przyrodniczego oraz powiązań między nimi

PROPEDEUTYKA – WYKŁAD NR 2 (19.10.2009)

Aspekty historyczne ochrony środowiska.

Początki ochrony środowiska: człowiek od zarania dziejów podejmował działania w celu ochrony
swojego otoczenia, a zwłaszcza jego najcenniejszych składników.

Motywy:

●

praktyczne

•

ochrona własnego stanu posiadania (własności)

•

obrona przed stanem zagrożenia

●

„wyższe” (etyczne, moralne, religijne, filozoficzne)

•

poczucie odpowiedzialności człowieka za losy świata

•

ochrona wyższej wartości - zależnie od systemu filozoficznego

Historia:

●

Starożytne Cesarstwo Chińskie XII w. p.n.e (najstarszy przykład dokumentu dotyczącego
ochrony środowiska) – ochrona lasów, obowiązek odnawiania wykarczowanych drzewostanów
(motywy praktyczne?)

●

Indie III w. p.n.e – orędzie hinduskiego króla Asioki: ochrona gatunkowa różnych zwierząt,
zakaz palenia lasów (motywy religijne – buddyzm: reinkarnacja i wędrówka dusz, hinduizm)

●

W Polsce:

•

XI w, Bolesław Chrobry: zakaz polowania, rybołówstwa i bartnictwa (zastrzeżone dla
króla) oraz ochrona bobra

•

XV w, Władysław Jagiełło: ochrona niektórych gatunków (cis) lub cennych osobników
(np. starych drzew m.in. dębów); (motywy praktyczne – ochrona zagrożonego gatunku,
motywy religijne – wiara w duchy przodków mieszkających w starych drzewach)

•

XVI w, Statut Litewski 1529r.: ochrona gatunkowa niektórych zwierząt: tur, żubr, łoś, dziki
koń, bóbr (i otoczenie żeremi), sokół, łabędź

●

XIX/XX w.: romantyczne idee kompleksowej ochrony przyrody, filozofia i kult romantyzmu
była inspiracją dla rozwoju filozofii ochrony przyrody – intensywny rozwój nauk
przyrodniczych

•

Europa i Stany Zjednoczone:

٭

pierwszy rezerwat przyrody w Europie: Fontainbleau pod Paryżem 1852r.

٭

pierwszy park narodowy Yellowstone, USA 1872r.

•

Polska:

٭

fascynacja intelektualistów i artystów Tatrami (T. Chałbiński, S.J. Witkiewicz, J.
Kasprowicz, K. Przerwa - Tetmajer, M. Karłowicz...)

٭

Sejm Galicyjski - 1868r. ustawa o ochronie środowiska kozicy

Ochrona środowiska jako przedmiot polityki globalnej

Początek: Raport Sekretarza Generalnego ONZ U’Thanta – „Człowiek i jego środowisko”,
26 maja 1969r.
Główne tezy:

●

wzrost zaludnienia, migracja ludności ze wsi do miast – urbanizacja, problemy społeczne

●

zanieczyszczenia atmosferyczne i wody, niszczenie gleb

●

kurczenie się zasobów (surowców, lasów)

●

zubożenie przyrody

●

zagrożenie hałasem

Raport U’Thanta powstał dzięki Klubowi Rzymskiemu – nieformalna organizacja
międzynarodowa, która powstała w kwietniu 1968r. Klub na początku skupiał 80 uczonych,
praktyków i polityków z całego świata – ludzi, których troską był stan zagrożenia środowiska życia
człowieka

Raporty Klubu Rzymskiego:

●

Granice wzrostu (1972r.)

●

Ludzkość w punkcie zwrotnym

●

Przyszłość jest w naszych rękach

●

Rewolucja bosych

...

„Granice wzrostu” – I raport Klubu Rzymskiego; mówi o tym, że liczba ludzi na kuli ziemskiej
wzrasta wykładniczo - co 50 lat liczba ludzi na ziemi podwaja się
(1900r - 1,5 mld; 1950r - ok. 3mld; 2000r - ponad 6 mld; 2050r - 12mld??)
Główne tezy:

●

wzrost liczby ludności

●

świat ma ograniczone rozmiary (i ograniczoną pojemność)

●

rośnie zapotrzebowania na żywność (która się wyczerpuje)

●

rośnie ilość zanieczyszczeń i odpadów wprowadzanych do środowiska

Problem ograniczonej ilości zasobów naturalnych

●

zasoby odnawialne (lasy, …)

●

zasoby nieodnawialne, w tym surowce: nośniki energii (węgiel, ropa naftowa), rudy metali,
surowce mineralne i skalne, surowce chemiczne

Obecnie: dynamiczna teoria zasobów
“Współcześnie nie ma problemu ograniczoności zasobów, jest problem kosztu po jaki one będą
dostępne” – dzięki postępowi technicznemu posiadamy nowe surowce, jednak są one droższe

Dalsze działania międzynarodowe po ogłoszeniu Raportu U’Thanta:

●

powołanie Komitetu Narodowego ds. Ochrony Środowiska przy ONZ (1971r.) – Scientific
Committee of Protection of Environment (SCOPE)
SCOPE - seria opracowań naukowych dotyczących różnych problemów ochrony środowiska

●

opracowanie Międzynarodowego Programu Ochrony Środowiska przy ONZ (UNEP, 1972r.)

●

zobowiązanie do organizowania konferencji „na szczycie” poświęconych międzynarodowej
współpracy w zakresie ochrony środowiska – co 20 lat

•

1972r. – Konferencja Sztokholmska - „Tylko jedna Ziemia”

•

1992r. – „Szczyt Ziemi” w Rio de Janeiro

•

2002r. (po 10 latach) – szczyt w Johannesburgu

1987r. – główny problem ochrony środowiska w świetle WCED (Komisji Brundtland) – The World
Commission on Environment and Development (Światowa Komisja Środowiska i Rozwoju ONZ)
pod przewodnictwem Gro Harlem Brundtland

Raport „Nasza wspólna przyszłość”

●

lokalne zanieczyszczenia powietrza

●

efekt cieplarniany

●

niszczenie warstwy ozonowej

●

toksyczne substancje wprowadzone do łańcucha pokarmowego przez rolnictwo i przemysł

●

problemy społeczne (nędza i głód, intensywny rozwój ekonomiczny – produkcja i nadmierna
konsumpcja)

●

pojęcie „zrównoważonego rozwoju”:

„Na obecny poziomie cywilizacyjnym możliwy jest rozwój zrównoważony, czyli taki, w
którym potrzeby obecnego pokolenia mogą być zaspokajane bez zmniejszania szans
przyszłych pokoleń na ich zaspokojenie...”

Inaczej: ekorozwój – doktryna ekonomii politycznej zakładająca odpowiednio ukształtowane
relacje pomiędzy wzrostem gospodarczym, dbałością o środowisko przyrodnicze (choć nie tylko)
oraz zdrowiem człowieka.
Czyli: nie dostaliśmy Ziemi w spadku od naszych przodków, ale pożyczyliśmy ją od naszych
dzieci; powinniśmy zostawić Ziemię przynajmniej w takim stanie, w jakim ją zastaliśmy.

„Szczyt Ziemi” w Rio de Janeiro, 1992r. Główne dokumenty:

●

Deklaracja w Rio – manifest ideowy

●

Agenda 21 - główny dokument konferencji:

•

program działań w zakresie ochrony środowiska w perspektywie XXIw.

•

Punkt odniesienia do podejmowania działań w skali lokalnej (kraj, województwo, powiat,
gmina...) zgodnie z zasadą: „Myśl globalnie, ale działaj lokalnie”

•

900 stron

•

„agenda”(ang.) – plan pracy, rozkład dnia

●

Ramowa konwencja o zmianach klimatu

●

Konwencja o biologicznej różnorodności

●

Deklaracja o międzynarodowej współpracy dla ochrony lasów

Główne problemy ochrony środowiska:

●

Zmiany klimatyczne:

•

efekt cieplarniany

•

zanik warstwy ozonowej

•

deficyt wody

•

(El’Ninjo)

●

Pustynnienie

●

Niszczenie lasów

●

Zanik bioróżnorodności

•

zagrożone gatunki

•

zagrożone cenne ekosystemy

•

GMO (organizmy modyfikowane genetycznie)

●

Zanieczyszczenie powietrza, w tym: kwaśne deszcze

●

Substancje chemiczne w środowisku (wprowadzone w sposób niekontrolowany):

•

substancje toksyczne

•

związki niepodatne na biodegradację

•

eutrofizacja

●

(Skażenie promieniotwórcze)

PROPEDEUTYKA – WYKŁAD NR 3 (26.10.2009)

Przebieg energii przez ekosystem Ziemi. Obieg materii. Produktywność ekosystemu Ziemi,
zasoby naturalne kuli ziemskiej.

Słońce

●

główne źródło energii na Ziemi

●

kult boga Słońca (prekolumbijskie tradycje)

●

życie na Ziemi jest możliwe dzięki energii słonecznej – dzięki niej możliwy jest obieg
materii na Ziemi.

Makroskładniki budują materię organiczną.
Związki organiczne zawierają: węgiel C, tlen O, wodór H, azot N, siarkę S, fosfor P oraz wapń Ca,
potas K, magnez Mg, chlor Cl (stanowią magazyn energii chemicznej).

Związki organiczne produkowane są ze związków mineralnych z wykorzystywaniem energii
(słonecznej) głównie z fotosyntezy.

Mineralizacja (rozkład)
związków organicznych:

●

oddychanie

●

spalanie

●

fermentacja

Obieg węgla w przyrodzie:

Łańcuch troficzny (pokarmowy) – układ organizmów w ekosystemie, w którym każdy następny
żywi się poprzednim. Elementy łańcucha pokarmowego:

●

producenci (rośliny zielone) - produkują związki organiczne

●

konsumenci I rzędu (zwierzęta roślinożerne)

przekształcają gotowe

●

konsumenci II rzędu (zwierzęta mięsożerne)

związki organiczne

●

konsumenci n-rzędu

●

reducenci – rozkładają obumarłe szczątki organiczne

Przykłady:
Ekosystem jeziora:

Ekosystem lądowy (użytek rolny):

- glony

- pszenica

- rozwielitki

- szarańcza

- płotka

- …

- szczupak
- …
- destruenci

Piramida energii – ilustruje ubytek energii zgromadzonej (w formie związków organicznych) na
poszczególnych poziomach łańcucha troficznego.
Wnioski z piramidy dotyczą produkcji rolniczej na określonej powierzchni.

Najwyższa efektywność wykorzystywania powierzchni (najmniejsze starty energii) są przy
wytwarzaniu produktów żywnościowych roślinnych.
Przy wytwarzaniu produktów zwierzęcych (mięso, mleko, jajka) występują znacznie większe straty.
W naszych warunkach klimatycznych:

●

Na powierzchni 1 ha można wyprodukować ok. 15 ton produktów roślinnych
(np. ziarno + słoma zbóż)

●

Na tej samej powierzchni można nakarmić 2,5 sztuki dużej bydła
(masa wyprodukowanego żywca wołowego: 2 · 500kg = 1 tona mięsa)

Produktywność pierwotna ekosystemu – maksymalna wielkość produkcji pierwotnej (całkowitej =
brutto lub czystej = netto) danego ekosystemu możliwa do wytworzenia na jednostkowej
powierzchni w określonym czasie (zwykle 1 rok).

Zależy od warunku wzrostu i rozwoju roślin, zwłaszcza:

●

warunków nasłonecznienia i temperatury

●

wilgotności i dostępności wody

●

zasobności siedliska w składniki pokarmowe (makro- i mikroskładniki), a zwłaszcza w
N, P i K

Produkcja pierwotna wybranych ekosystemów:

●

tropikalny las równikowy: 2000 – 5000 g/m

2

/rok

●

las liściasty strefy umiarkowanej: ok. 1000 – 1500 g/m

2

/rok

●

step strefy umiarkowanej: 600 g/m

2

/rok

●

pustynia: 3 g/m

2

/rok

●

rafa koralowa: 2500 g/m

2

/rok

●

szelfy kontynentalne: 360 g/m

2

/rok

PROPEDEUTYKA – WYKŁAD NR 4 (9.11.2009)

Zanieczyszczenia w środowisku

Zanieczyszczenie – wprowadzenie do środowiska substancji obcej lub zwiększenie stężenia w
środowisku jakiejś substancji naturalnie w nim występującej, wpływające na zmiany w
funkcjonowaniu ekosystemu.

Podział zanieczyszczeń ze względu na pochodzenie:

●

naturalne

●

antropogeniczne

ze względu na przemiany w środowisku:

●

pierwotne

●

wtórne (powstałe w wyniku przekształcenia zanieczyszczeń pierwotnych)

Zanieczyszczenia nieorganiczne – których działanie toksyczne związane jest zazwyczaj z
toksykodynamicznymi właściwościami jakiegoś pierwiastka (np. metali ciężkich, fluoru, arsenu).

Zanieczyszczenia organiczne – których działanie związane jest ze strukturą chemiczną cząstek
związków organicznych – w skutek przemian rozkładu) tych związków mogą powstawać produkty
obojętne dla środowiska (np. H

2

O, CO

2

...), mogą też powstawać wtórne produkty szkodliwe.

Biodegradacja – rozkład substancji organicznych pod wpływem działalności organizmów żywych
(głównie drobnoustrojów), co przyczynia się do usuwania ze środowiska odpadów i zanieczyszczeń
organicznych.
Trwałość zanieczyszczeń w środowisku zależy w głównej mierze od ich podatności na
biodegradację (biodegradowalność).

Akumulacja – gromadzenie się w określonym miejscu (lub elemencie środowiska) jakiejś substancji
(związku chemicznego lub materiału) wynoszonego z innego miejsca lub dużej przestrzeni.
Może zachodzić na drodze:

●

mechanicznego osadzania

●

chemicznego strącania

●

biologicznego przyswajania przez żywe organizmy

Przykłady zanieczyszczeń chemicznych:

Rtęć (Hg)

●

choroba Minamata (1953r i później – zatoka Minamata w Japonii)

•

zatrucie przewlekłe rtęcią

•

objawy u dzieci: niedorozwój fizyczny i umysłowy

•

objawy u dorosłych: drżenie rąk, zaburzenia słuchu, wzroku i równowagi

•

kilka tysięcy chorych, głównie rodziny rybaków (zmarło ok 100-200 osób)

•

przyczyny zatrucia: zakłady tworzyw sztucznych (Hg jako katalizator), ścieki i
zanieczyszczenia wody, bioakumulacja w łańcuchu troficznym

●

lata 60-te i 17-te XX w.: Irak, Ghana

•

powszechnie stosowane grzybobójcze zaprawy nasienne

•

spożycie mąki z zaprawionego ziarna

•

ponad 1000 ofiar śmiertelnych

Ołów (Pb)

●

choroba zawodowa związana z zatruciem ołowiem - „choroba zecerów” (ołowica)

●

skutki przwlekłego zatrucia ołowiem:

•

uszkodzenie mózgu

•

zaburzenia emocjonalne (od otępienia do szału)

●

czy ołów był przyczyną upadku imperium w Starożytnym Rzymie? (naczynia z cyny i ołowiu,
ołowiane wodociągi)

●

główne źródło współczesnego zanieczyszczenia środowiska ołowiem – benzyna etylizowana
(z dodatkiem czteroetylku ołowiu)

Kadm (Cd)

●

choroba „itai-itai” spowodowana przewlekłym zatruciem Cd

●

działanie Cd na organizm człowieka

•

kumulacja Cd w nerkach – uszkodzenie nerek

•

zaburzenie gospodarki Ca i Mg – łamliwość kości

●

pierwszy opisany przypadek: Japonia, rejon nawadniany wodami z rejonu górnictwa Zn i Pb

•

w wodzie obeccny kadm

•

akumulacja kadmu w glebie

•

osuszanie pól ryżowych – uruchomienie kadmu

•

CdS (nierozpuszczalny) > CdSO

4

(rozpuszczalny)

Arsen (As)

●

klasyczna trucizna Imperium Rzymskiego i Średniowiecza

●

masowe (środowiskowe) zatrucie arsenem – Bangladesz, Chile, Argentyna

●

przewlekłe zatrucie arsenem – choroba „czarnej stopy”

Przykłady zanieczyszczeń organicznych

●

Pestycydy (pest – ang. Zaraza)

•

środki ochrony roślin (insektycydy, herbicydy, fugicydy)

●

DDT – jeden z pierwszych pestycydów, środek owadobójczy

•

wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne (WWA) – benzopiren

•

dioksyny

•

polichlorowe bifenyle (PCB)

•

substancje powierzchniowo czynne (detergenty)

Związki z grupy WWA (benzopiren), dioksyny i ich źródła w środowisku
PCB - co to jest, ich źródło

PROPEDEUTYKA – WYKŁAD NR 5 (16.10.2009)

Najważniejsze globalne zagrożenia środowiska.

Lista najważniejszych zagrożeń:

●

Zmiany klimatyczne

•

efekt cieplarniany

•

dziura ozonowa (ubytek warstwy ozonowej)

•

problemy zaopatrzenia w wodę

•

El’Ninjo

●

Deforestacja

●

Desertyfikacja

●

Zagrożenia bioróżnorodności

•

zagrożenie zanikiem i wymieraniem gatunków

•

zanik cennych ekosystemów

•

GMO

●

Chemiczne zanieczyszczenia środowiska

•

związki toksyczne

•

substancje trudno podatne na biodegradację

•

eutrofizacja wód

●

(Zagrożenia promieniotwórcze)

Atmosfera - warstwa gazów otaczająca kulę ziemską, im wyżej tym mniejsza gęstość.
Pionowy przekrój przez atmosferę Ziemi:

●

JONOSFERA (najwyżej)

●

TERMOSFERA

●

MEZOSFERA

●

STRATOSFERA

●

TROPOSFERA (od 8 do 13km)

Skład Troposfery:
- azot 78%
- tlen 21%
- argon 0,9%
- dwutlenek węgla 0,04%
- para wodna - zawartość zmienna
---------------------------------
- domieszki, zanieczyszczenia

Efekt cieplarniany (szklarniowy) – polega na wzroście średnich temperatur atmosfery ziemskiej w
wyniku wzrostu stężenia gazów szklarniowych (cieplarnianych) absorbujących promieniowanie
podczerwone emitowane przez powierzchnię Ziemi.
Im krótsza fala tym większa energia.

Gazy cieplarniane: CO

2

, para wodna – pochłaniają ciepło i nie wypuszczają promieniowania

podczerwonego, utrzymują temperaturę na ziemi.

Stężenie CO

2

w powietrzu w ciągu dziejów geologicznych:

●

od karbonu do późnego kenozoiku zawartość CO

2

w atmosferze wyższe od obecnych (np.

karbon, perm, jura, kreda - ok. 2000ppm - część milionowa) - temperatura o ok. 10°C wyższa
niż obecna

●

plejstocen (1,7 mln do 10 tys. lat) - 190 - 280ppm (najwyższa w dziejach) – zlodowacenia,
wzrost stężenia w okresach między zlodowaceniami

Przyczyny wzrostu zawartości CO

2

:

●

niezrównoważona, rosnąca emisja:

•

głównie procesy spalania

•

też źródła naturalne, m.in. oddychanie

●

spadek absorpcji

•

zmniejszona ilość jego pochłaniania wskutek wycinania lasów

Inne gazy szklarniowe:

Rodzaj gazu

Udział w efekcie szklarniowym

Potencjał szklarniowy

(zdolność

pochłaniania światła

podczerwonego)

Dwutlenek węgla

55 – 65%

1

Metan

15 – 20%

58

Freony

10 – 22%

3970 - 5750

Podtlenek azotu N

2

O

5 – 6%

206

Metan w powietrzu – główne źródła:

●

wydobycie paliw kopalnianych ( w tym gazu ziemnego i węgla)

●

proces fermentacji substancji organicznej 5 - 10%

•

bagna, torfowiska

•

pola ryżowe

•

żwacze zwierząt przeżuwających

•

ścieki

Freony – substancje całkowicie pochodzenia sztucznego
CFC – chlorofluorocarbon (chloro-fluoro pochodne węglowodorów)

•

CFC-11: CClF

•

CFC-12: CCl

2

F

2

Zastosowanie:

●

pojemniki ciśnieniowe (aerozole) (freony są niepalne)

●

systemy chłodnicze

●

produkcja pianek np. poliuretanowych

PROPEDEUTYKA – WYKŁAD NR 6 (23.10.2009)

Efekt cieplarniany Cd.

Porównuje się do szklarni – funkcję szyby pełnią gazy szklarniowe.
Zmiany temperatury zachodzaą w wyniku wzrostu stężenia w atmosferze gazów szklarniowych.
Wzrost temperatury w ciągu XX w – od 0,3 do 0,5°C
Czy zmiany temperatury są normalne?

W holocenie:

●

8300 p.n.e. – koniec zlodowaceń

●

5000 - 3000 p.n.e. – wielkie optimum polodowcowe (+2°C)

●

900 - 300 p.n.e. – ochłodzenie epoki żelaza

●

1000 - 1200 n.e. – II optimum klimatyczne (winnice w Anglii, kolonizacji Grenlandii)

●

1450 - 1850r. – mała epoka lodowcowa

●

od 1850r. – wzrost średniej temperatury – przyczyny naturalne czy antropogeniczne??

Skutki efektu cieplarnianego:

●

wzrost temperatury powietrza:

•

prognozy od +1,7 do 5,3°C (śr. + 2,3°C) w XXI w.??

●

topnienie lodowców i lodów:

•

95% lodowców Alp zniknie do 2100 r. (?)

•

Antarktyda, Arktyka - różne teorie

●

podniesienie poziomu oceanów i mórz

•

1°C



0,5 - 0,7m

•

obecne tempo +2 - 10cm/10 lat

•

prognozy 1 - 10cm/rok

•

pierwotna prognoza +70m (pomyłka)

●

zmiany parowania i zachmurzenia

•

zmiany struktury przestrzennej i wysokości opadów ???

•

strefy biegunowe i okołobiegunowe

•

strefy umiarkowane - const. (bez zmian)

●

wzrost częstości zjawisk ekstremalnych

•

nawalne deszcze, huragany (liczba powodzi rośnie!)

Międzynarodowa współpraca w zakresie ochrony klimatu:

●

Ramowa Konwencja ONZ w sprawie zmian klimatycznych – 19 maja 1992r. (Rio de Janeiro) –
ratyfikacja w 1994r.

●

Protokół z Kioto – 2 grudnia 1997r. (3 Konferencja stron Ramowej Konwencji)

•

plan redukcji emisji gazów szklarniowych w stosunku do roku bazowego:

٭

kraje rozwinięte 1990r.

٭

kraje okresu przejściowego (m.in. Polska) 1988, 1989r.

•

ograniczenie zużycia paliw konwencjonalnych

•

możliwość handlu nadwyżkami zredukowanych emisji

Dziura ozonowa

Zjawisko „dziury ozonowej” (ubytku ozonu stratosferycznego) polega na niszczeniu ozonu się w
stratosferze i pełniącego funkcję ochronną przed szkodliwym promieniowaniem UV.

Ozon O

3

– gaz silnie utleniający, o intensywnym zapachu („świeżym” przy minimalnym stężeniu w

powietrzu)
Ozon w stratosferze (stężenie różne w zależności od wysokości)
Zawartość mierzy się w jednostkach Dobsona (Du) (badacz atmosfery–odkrył promieniowanie UV)

Naturalna zawartość ozonu w stratosferze: 300 – 4000 Du

●

zależy od szerokości geograficznej (najniższe na biegunach)

●

zmienia się w ciągu roku

●

Nad Antarktydą: 93 – 150 Du

Wzrost intensywności promieniowania UV przyczynia się do wzrostu zachorowań na raka skóry

Przyczyny ubytku ozonu w stratosferze – reakcje (łańcuchowe) ozonu z rodnikami chloru Cl

-

,

uwalnianymi w stratosferze z lotnych związków organicznych zawierających chlor, zwłaszcza
freony.

Międzynarodowa współpraca w zakresie ochrony warstwy ozonowej:

●

Konwencja wiedeńska o ochronie warstwy ozonowej z 22 marca 1985r. (Polska od 1990r.)

●

Protokół montrealski w sprawie substancji zubożających w ozon

Proces usuwania składników niszczących ozon potrwa jeszcze wiele lat.

Zanieczyszczenia powietrza.

Najważniejsze zanieczyszczenia powietrza:

●

naturalne i antropogeniczne

●

gazowe, pyłowe, mgły (i smog)

●

pierwotne (trafiły bezpośrednio ze źródeł energii) i wtórne (po przekształceniu pierwotnych)

np. pyły kosmiczne, gazy wulkaniczne

Przykłady popiołów wulkanicznych:

●

Tunbors (Tambora) 1815r. – ok. 150 mld ton

●

Kratakau 1883r. – 18 mld ton

•

popioły dotarły na odległość 2500 km i wysokość 50 km

•

przez kilka lat zjawiska optyczne

Pyły pochodzenia organicznego:

●

pyłki i zarodniki roślin

●

mikroorganizmy

Czynniki wpływające na zanieczyszczenie powietrza w skali lokalnej:

●

obecność źródeł emisji oraz rodzaj i ilość emitowanych zanieczyszczeń.
Główne antropogeniczne źródła emisji zanieczyszczeń w Polsce:

•

energetyka zawodowa i przemysłowa

•

technologie przemysłowe

•

spalanie paliw w kotłowniach lokalnych i paleniskach domowych

•

transport drogowy i inny

•

unieszkodliwianie ścieków i odpadów stałych

•

rolnictwo i leśnictwo

●

czynniki topograficzne:

•

emisja wysoka – usuwanie zanieczyszczeń

•

emisja niska – zagęszczenie zanieczyszczeń w strefie cienia

●

czynniki meteorologiczne:

•

pionowy gradient temperatur (zjawisko inwersji)

•

prędkość i kierunek wiatru

•

opady atmosferyczne
pionowy gradient (zmienność) temperatury = zmiany temperatury wraz z wysokością (im
wyżej tym zimniej, chłodniejsze to znaczy gęściejsze)

●

przemiany zanieczyszczeń w atmosferze

Odwrócony układ temperatur polegający na tym, ze temperatura wraz z wysokością wzrasta –
inwersja.

Kierunek wiatru (róża wiatrów)
Najczęstszy kierunek wiatru w warunkach Polski: południowo-zachodni i zachodni.

Jak lokalizować obiekty uciążliwe, np. obwodnicę autostradową?

PROPEDEUTYKA – WYKŁAD NR 7 (7.12.2009)

Zanieczyszczenia powietrza cd.

Najbardziej uciążliwe zanieczyszczenia powietrza:

●

Zanieczyszczenia pyłowe:

•

popioły lotne

•

sadza + WWA (m.in. BaP - benzopiren) można je mechanicznie odseparować od powietrza

•

pyły metalurgiczne

•

cząstki mineralne

●

Zanieczyszczenia gazowe:

•

CO (tlenek węgla - czad) (+ hemoglobina = karboksyhemoglobina)

•

SO

2

•

NO

2

(oraz inne tlenki azotu NO

x

)

٭

SO

2

i NO

2

- w połączeniu z parą wodną tworzą tzw. kwasy deszczowe

•

inne

•

gazy szklarniowe

Filtry działają tylko na cząstki pyłowe.

2007 Stopień redukcji zanieczyszczeń pyłowych 99,5%
SO

2

61%

CO

2

51%

NO

2

20%

SO

2

jako uciążliwy składnik zanieczyszczeń powietrza:

●

naturalna zawartość SO

2

w powietrzu: 1µg/m

3

●

główne źródła antropogeniczne – spalanie zasiarczonych paliw konwencjonalnych

●

zawartość S w paliwach węgla

•

węgiel kamienny 0,5 - 3,2% S

•

węgiel brunatny 0,45 - 0,6% S

●

reakcje SO

2

w powietrzu:

•

SO

2

+ ½O

2



(kat., np. pyły V

2

O

5

)



SO

3

•

SO

3

+ H

2

O



H

2

SO

4

(kwaśne opady)

Klasy szkód związane z zanieczyszczeniem atmosfery SO

2

I 0-10 µg/m

3

– brak szkód

II 10-20 µg/m

3

– zagrożone wrażliwe gatunki drzew iglastych (zwłaszcza w górach)

III 20-50 μg/m

3

– zagrożone ekosystemy leśne, wzrost zachorowalności ludzi

IV 50-100 μg/m

3

– silnie zagrożone ekosystemy leśne,przekroczenie stężeń dopuszczalnych

dla człowieka

V >100µg/m

3

– strefy bezleśne, degradacja upraw, zagrożenie zdrowia i życia ludzi

5-6 pH deszczu

Klęska lasów

●

Najbardziej dotknięte: lasy iglaste w górach

•

Europa: Schwarzwald, inne

•

Polska: Góry Izerskie, Karkonosze, Masyw Śnieżka

●

Przyczyna – kwaśne deszcze?

●

Model „choroby spiralnej” (Muniona)

•

czynniki predysponujące

٭

sztucznie wprowadzone świerczyny

٭

ostry klimat

٭

kwaśne skały

•

czynniki inicjujące

٭

wskaźnica modrzewianeczka

•

czynniki współuczestniczące

٭

kwaśne deszcze

٭

ozon??

٭

kornik drukarz

To wszystko spowodowało, że drzewa są osłabione.

Główne źródła substancji zakwaszających emitowanych do atmosfery (w Europie, 1995):

Emisja w mln. ton

Źródło

Udział %

SO

2

18,5

energetyka
przemysł
gospodarstwa domowe
transport
inne

61
22

9
5
3

NO

x

15,5

energetyka
przemysł
gospodarstwa domowe
transport
inne

21
14

4

60

1

NH

3

4,5

energetyka i przemysł
gospodarstwa domowe
transport
inne (rolnictwo)

6

>1

1

93

Przyczyny emisji SO

2

i NO

x

●

SO

2

- jakość paliw (S w paliwie) – remedium: poprawić jakość paliw (albo leczenia skutków =

odsiarczanie spalin co jest kosztowne)

●

NO

2

- warunki spalania (reakcja składników powietrza N

2

i O

2

w wysokiej temperaturze i

wysokim ciśnieniu) – remedium:poprawić warunki spalania (katalizatory w autach, piece
fluidalne w elektrowniach)

Zjawisko smogu

Smog = dym (smoke) + mgła (fog)

Smog jest to zjawisko polegające na połączeniu gazowych, pyłowych i mgielnych składników
zanieczyszczeń powietrza które oddziaływają na organizm człowieka synergicznie.

Rodzaje smogu:

●

typ londyński (chemiczny, kwaśny)

●

typ Los Angeles (fotochemiczny, motoryzacyjny, utleniający)

Smog typu „Londyn”:

Postać

Czarna mgła

Skład

Mgła, mgła kwasu siarkowego, CO,

SO

2

, sadza

Główne źródło zanieczyszczeń

Spalanie węgla i drewna

Działanie na organizm człowieka

Podrażnienie układu oddechowego,

niewydolność krążenia

Warunki powstawania:

Inwersja, mgła, niska temperatura

- w klimacie:

umiarkowanym i chłodnym, wilgotnym

- przy temperaturze:

od -3 do +5ºC

- miesiące:

od listopada do stycznia

- pora dnia:

rano i wieczorem

- wilgotność powietrza:

wysoka (>80%)

Smog typu „Los Angeles”:

Postać

Biała, powłóczysta mgiełka

Skład

Mgła (opary) węglowodorów, CO,

NO

x

, ozon O

3

, PAN i inne organiczne

utleniacze

Główne źródło zanieczyszczeń

Spaliny motoryzacyjne, pod wpływem

intensywnego światła słonecznego

Działanie na organizm człowieka

Podrażnienie oczu i skóry

Warunki powstawania:

Nagromadzenie emisji

motoryzacyjnych, silne nasłonecznienie

- w klimacie:

tropikalnym, gorącym

- przy temperaturze:

od 25 do 35 °C

- miesiące:

od lipca do października

- pora dnia:

w południe

- wilgotność powietrza:

niska (< 70%)

Smog typu „Londyn” – pierwsze doniesienia:

●

1934 – dolina rzeki Mozy

●

1952 – Londyn

•

długotrwała inwersja w pierwszych dniach grudnia 1952r.

•

utrzymujące się mgły

•

liczne ofiary śmiertelne (kilka tys. zgonów)

Główne źródło: spaliny samochodowe

●

w wyniku reakcji fotochemicznych powstaje ozon O

3

i aktywne rodniki tlenowe O

-

●

reakcje z węglowodorami – tworzą się rodniki organiczne

●

rodniki te reagują z NO i NO

2

– powstają azotany nadtlenkowe, organiczne

np. PAN = peroxy - acetyl - nitra te (azotan nadtlenku acetylu)

PROPEDEUTYKA – WYKŁAD NR 8 (07.12.2009)

Hydrosfera. Znaczenia wód.

Znaczenie wody w przyrodzie:

●

główny czynnik i środowisko powstania życia na Ziemi

●

środowisko bytowania organizmów

●

czynnik geologiczny i klimatologiczny (jest akumulatorem ciepła)

•

rozpuszczalnik

•

ośrodek sedymentacji osadów

•

nośnik ciepła

●

czynnik niszczący

●

bardzo ważny składnik organizmów

Znaczenie wody w życiu i gospodarce człowieka:

●

cele bytowo - gospodarcze

●

rolnictwo, nawadnianie upraw

●

przemysł - przykłady:

•

rozpuszczalnik i środowisko reakcji

•

surowiec chemiczny

•

środek myjący

•

środek pomocniczy (np. flotacja)

•

nośnik ciepła (cele chłodnicze)

•

podsadzki w górnictwie

●

także: komunikacja i transport

●

cele rekreacyjne

Zasoby wody w przyrodzie:

●

woda w atmosferze

●

wody powierzchniowe – powierzchnia wód: 353 mln km

2

= ¾ powierzchni kuli ziemskiej

•

morza i oceany (1370000 tys. km

3

– najwięcej)

•

wody śródlądowe

•

stojące, płynące

•

słone, słodkie

●

lody, lodowce

●

wody podziemne – różnych poziomów wodonośnych i różnego wieku

●

inne postaci wody – np. woda w glebie, skałach, biomasie

oceany i morza > wody podziemne oraz lody i lodowce > rzeki (1,7 tys. km

3

)

Obieg wody w przyrodzie - w obiegu jest ok. 0,025% (1/40 %) globalnych zasobów wody

Rodzaje wód naturalnych (ze względu na właściwości oraz sposób pozyskiwania dla celów
gospodarczych):

●

wody powierzchniowe

•

słodkie, słone

•

płynące, stojące

●

wody podziemne

Polska jest krajem ubogim w wodę - dotyczy to zarówno wód powierzchniowych jak i
podziemnych.
Deficyt wody na świecie pogłębia się - do 2025r. ponad połowa populacji świata żyć będzie w
warunkach silnego deficytu wody.
Roczny pobór wody w Polsce (mln m

3

) - na cele gospodarcze (głównie przemysł) - maleje.

W Polsce główne źródło zbiorowego zaopatrzenia w wodę stanowią wody powierzchniowe.
1500m

3

/ 1 mieszkaniec / rok

Struktura poboru i zużycia wody w Polsce i innych krajach:
Pobór wody w Polsce 11,3 mld m

3

●

powierzchniowe 82,7 %

●

podziemne 17,3 %

(zużywa się głównie na energetykę 60%, zaopatrzenie ludności 20%, przemysł, rolnictwo 10%)

Kryteria oceny jakości wód (i wskaźniki zanieczyszczenia):

●

cechy fizyczne

●

skład chemiczny

●

cechy biologiczne

●

cechy fizyczne (wszystkie mają skalę)

•

temperatura

•

barwa

•

mętność

•

przeźroczystość

•

smak

•

zapach

●

właściwości chemiczne

•

substancje nieorganiczne:

٭

podstawowe: np. rozpuszczone sole Ca

2+

, Na

+,

Fe (węglany, chlorki,

siarczany)(normalnie występują w wodzie)

٭

eutroficzne (biogenne) - N, P, K

٭

niebezpieczne (toksyczne) - np. metale ciężkie, cyjanki

•

substancje organiczne:

٭

ogółem

٭

toksyczne: np. pestycydy, ropopochodne, PCB, …

Dlaczego ważna jest zawartość związków organicznych ogółem?
Związki organiczne, zwłaszcza łatwo podatne na biodegradację ulegają w wodzie rozkładowi.
Towarzyszące efekty:

●

początkowo procesy rozkładu tlenowego

●

intensywne zużywanie tlenu

●

pogłębianie warunków beztlenowych (anaerobiozy)

●

procesy rozkładu beztlenowego (gnicie i fermentacja)

●

wydzielanie cuchnących produktów rozkładu, m.in. H

2

S, NH

3

, kwasów organicznych

PROPEDEUTYKA – WYKŁAD NR 9 (14.12.2009)

Znaczenie wód cd.

Wskaźniki zawartości związków organicznych w wodzie:

●

OWO – ogólny węgiel organiczny [mgC/dm

3

]

•

wszystkie związki organiczne lub związki węgla

•

węgiel stanowi w nich zwykle ponad 50% masy (obrazuje zawartość w organizmach)

●

BZT – biochemiczne zapotrzebowanie na tlen [mgO

2

/dm

3

]

•

wszystkie związki organiczne tworzą związki podatne na utlenianie

●

ChZT – Chemiczne zapotrzebowanie na tlen [mgO

2

/dm

3

]

BZT wody – wskaźnik zanieczyszczenia wody (a także ścieków) związkami organicznymi:

●

biochemiczne zapotrzebowanie na tlen

●

ilość tlenu potrzebna do utlenienia związków organicznych potrzebnych w wodzie (lub
ściekach) na drodze biochemicznej (mikrobiologicznej)

●

sposób oznaczania: określenie zużycia tlenu wykorzystanego do rozkładu związków
organicznych w szczelnie zamkniętym naczyniu wypełnionym badaną wodą

Składniki eutroficzne w wodzie (biogenne, nawozowe – K, P, N)

●

trofia = żywność, pokarm – stan zasobności w składniki pokarmowe

●

eutrofizacja wód – zjawisko nadmiernego użyźnienia wód, związane z wprowadzeniem do nich
dużych ilości składników biogennych (głównie N i P)

●

wynikiem eutrofizacji jest intensywny rozwój roślin w wodach (zwłaszcza stojących i wolno
płynących), co prowadzi do masowego rozwoju glonów zielonych i sinic, a w efekcie –
wtórnego zanieczyszczenia zbiornika obumarłą materią organiczną i substancjami
toksycznymi oraz starzenia się i zarastania jezior

Przyczyny eutrofizacji wód (a także mórz i niektórych cennych ekosystemów np. torfowisk
wysokich):

●

spływy obszarowe z pól, nieracjonalne nawożenie (zwłaszcza N)

●

odprowadzanie ścieków (polifosforany w proszkach i płynach do prania)

●

zanieczyszczenia atmosfery NO

2

i NH

3

Kryteria oceny jakości wód (i wskaźniki zanieczyszczenia):
Cechy biologiczne:

●

bakterie chorobotwórcze

●

miano coli (lub wskaźnik coli)

●

przeżywalność wskaźnikowych organizmów ryb (tzw. „testy sadystyczne”)

●

saprobowość

●

obecność chlorofilu (wskaźnik zakwitu i eutrofizacji wód)

Bakterie pałeczki okrężnicy (Escherichia coli)

●

bakterie E-coli (typu kałowego) – saprofityczne organizmy bytujące w okrężnicy (część jelita
grubego) człowieka i zwierząt hodowlanych; zwykle nieszkodliwe dla człowieka

●

występują w warunkach typowo beztlenowych

●

obecność E-coli świadczy o zanieczyszczeniu wody fekaliami (odchodami)

●

bardzo ważny wskaźnik sanitarny wody – informuje o potencjalnym zagrożeniu chorobami
przenoszonymi drogą pokarmową

Stan czystości wód w Polsce:

●

do 2003r wyróżniano 3 klasy czystości:

•

I klasa – wody najczystsze, przeznaczone między innymi do zaopatrzenia w wodę pitną (po
uzdatnieniu) oraz hodowli ryb łososiowatych

●

w 2007r wprowadzono 5 klas jakości: uzdatniane mogą być już trzy pierwsze klasy

•

I – wody o bardzo dobrej jakości

•

V – wody o złej jakości (kiedyś: pozaklasowe)

Przyczyny zanieczyszczenia wód – ścieki (zużyte wody)
Rodzaje ścieków – zależnie od pochodzenia:

●

bytowo-gospodarcze (związane z bytowaniem i gospodarowaniem domowym ludzi)

●

przemysłowe

●

wody opadowe (ścieki deszczowe)

●

komunalne (ścieki z miast i osiedli)

●

spływy obszarowe z pól

PROPEDEUTYKA – WYKŁAD NR 10 (21.12.2009)

Samooczyszczanie wód

Mechanizmy samooczyszczania:

●

procesy mechaniczne: sedymentacja zawiesin na dnie rzeki lub zbiornika wodnego –
powstanie osadów dennych

●

procesy biologicznego rozkładu zanieczyszczeń organicznych; w pierwszej kolejności:
procesy tlenowe, a wobec braku tlenu – procesy beztlenowe

●

ulatnianie do atmosfery gazowych zanieczyszczeń i produktów rozkładu

●

wykorzystywanie mineralnych produktów rozkładu przez rośliny (glony i rośliny wyższe)

●

rozcieńczanie wodą dopływową

Oczyszczanie ścieków bytowo-gospodarczych opiera się na tych samych procesach, które zachodzą
w warunkach naturalnych. W oczyszczalniach ścieków procesy te przebiegają bardziej intensywnie,
w kontrolowanych warunkach.

Stopnie oczyszczania ścieków – kolejne etapy, których głównym zadaniem jest usuwanie ze
ścieków innych składników (stopnie oczyszczania to nie to samo co metody!):

1. oczyszczanie mechaniczne – wykorzystanie procesów sedymentacji i flotacji (wypływanie na

powierzchnię) do usuwania cząstek stałych ze ścieków (głównie: usuwanie zawiesin i części
stałych)

2. oczyszczanie biologiczne – usuwanie ze ścieków rozpuszczonych substancji organicznych,

które wykorzystywane są przez mikroorganizmy jako źródło węgla i energii, podlegają
rozkładowi do związków mineralnych, są też częściowo wbudowane w biomasę
mikroorganizmów

3. podwyższone usuwanie składników biogennych – usuwanie mineralnych form składników

biogennych (zwłaszcza N i P) ze ścieków pozostałych po biologicznym oczyszczaniu

4. (odnowa wody) – wykorzystanie procesów sorpcji, wymiany jonowej, odwrócenie osmozy itp.

(w Polsce praktycznie się nie stosuje)

Procesy i urządzenia:

●

cedzenie

•

kraty – usuwanie dużych przedmiotów (powstają skratki)

●

sedymentacja

•

piaskowniki – usuwanie zawiesin mineralnych

•

osadniki – usuwanie wolno opadających zawiesin organicznych

●

flotacja

•

wypienianie – usuwanie składników lżejszych od wody

Biologiczne oczyszczanie ścieków

●

cel: usuwanie związków organicznych rozpuszczonych w ściekach

●

wykorzystuje się mikroorganizmy wodne, a zwłaszcza bakteria i pierwotniaki

●

wykorzystanie związków organicznych jako substancji pokarmowych w:

•

przyrastającą biomasę mikroorganizmów

•

CO

2

, H

2

O i inne mineralne produkty procesów życiowych mikroorganizmów

●

możliwe są procesy tlenowe i beztlenowe, ale skuteczność oczyszczania tlenowego jest wyższa

●

metody biologicznego oczyszczania ścieków:

•

osadu czynnego – najpowszechniejsza metoda w dużych oczyszczalniach ścieków; osad
czynny to skupisko kłaczków, które rozwijają się intensywnie w warunkach zwiększonej
podaży substratów (ze ścieków) oraz tlenu – namnożone organizmy usuwane są w osadniku
wtórnym dzięki tworzeniu się skupisk

•

złoża biologicznego – kolumny przepływowe wypełnione materiałem porowatym, na
którym wskutek zraszania ściekami rozwijają się mikroorganizmy, tworzące śluzowatą
otoczkę zwaną błoną biologiczną

•

oczyszczanie gruntowe – usuwanie NPK ze ścieków poprzez wykorzystanie jako składnik
nawozowy dla roślin (wykorzystanie rolnicze, oczyszczanie roślinno-glebowe, stawy
biologiczne z hodowlą glonów lub ryb) oraz ze stratą N i P – chemiczne wytrącanie
fosforanów, procesy nitryfikacji i denitryfikacji (tlenowo-beztlenowe oczyszczanie
ścieków)

•

oczyszczanie w warunkach beztlenowych –

PROPEDEUTYKA – WYKŁAD NR 11 (04.01.2010)

Osady ściekowe

Osady ściekowe – półpłynne produkty uboczne powstające w oczyszczalni ścieków, stanowią
odpady

Przeróbka osadów ściekowych – procesy poprawiające stan fizyczny i skład chemiczny osadów:

●

zagęszczanie i odwadnianie (poletka, laguny, prasy filtracyjne)

●

biochemiczna stabilizacja:

•

fermentacja metanowa (efekt uboczny: produkcja biogazu CH

4

+ CO

2

, 1 dm

3

z 1 g osadu)

•

stabilizacja tlenowa

•

kompostowanie

●

dezynfekcja (higienizacja) – usuwanie patogenów, żeby osady mogły trafić do środowiska

●

unieszkodliwianie osadów ściekowych – procesy ostatecznej likwidacji osadów i usuwania z
oczyszczalni ścieków:

•

rolnicze wykorzystanie

•

wykorzystanie do rekultywacji lub produkcji kompostu

•

spalanie i piroliza

•

składowanie

Odpady

Odpady – wszystkie przedmioty i substancje stałe (a także nie będące ściekami substancje ciekłe)
powstałe w wyniku prowadzenia działalności gospodarczych lub bytowania człowieka i
nieprzydatne w miejscu i czasie, w którym powstały (także osady ściekowe).

Ilość wytwarzanych odpadów w Polsce w 2007 r.

●

przemysłowe: 124 mln ton (w tym niebezpieczne: 1,8 mln ton (1,6 %))

●

komunalne: 10,7 mln ton

Klasyfikacja odpadów wg ustawy o odpadach i katalogu odpadów wg rozporządzenia MŚ z 2002r
wyróżnia 20 grup odpadów.
Wyróżnia się także tzw. odpady niebezpieczne, które stanowią szczególne zagrożenie dla zdrowia
lub życia ludzi oraz środowiska.

Odpady górnicze:

●

skały płonne (hałdy) – górnictwo podziemne

●

nadkład – górnictwo odkrywkowe

Zasady racjonalnej gospodarki odpadami:

●

TEMBO – technologie mało- i bezodpadowe (dotyczy odpadów przemysłowych)

●

odzysk surowców wtórnych z odpadów (recykling)

●

odzysk materii organicznej i/lub energii z odpadów

•

kompostowanie

•

spalanie

•

pozyskiwanie biologiczne

●

składowanie – odpady nie wykorzystane w inny sposób powinny być składowane tak, by do
minimum ograniczyć zagrożenie dla środowiska przyrodniczego

●

racjonalne gospodarowanie odpadami powinno być poprzedzone sortowaniem odpadów

Jakie warunki powinny spełniać składowiska odpadów?

PROPEDEUTYKA – WYKŁAD NR 12 (11.01.2010)

Ochrona gleb.

Problemy związane z ochroną środowiska rolniczego:

●

ochrona zasobów gleb

●

ochrona gleb przed degradacją, w tym przed zniszczeniem

●

konieczność odtwarzania (rekultywacji) gleb zdegradowanych

Ochrona zasobów gleb polega m.in. na ograniczeniu przeznaczenia gleb o wysokiej przydatności
rolniczej na cele inne niż rolnicze – w przypadku gleb najlepszych konieczna jest zgoda ministra

Użytki rolne w Polsce wg klas bonitacyjnych:

●

I 0,4 %

●

II 2,8 %

●

III (a,b) 21,5 %

●

IV 39,4 %

●

V, VI, VII...

Wniosek: należy chronić gleby najlepsze, gdyż mamy ich w Polsce mało.

Degradacja gleb – pogorszenie ich właściwości chemicznych, fizycznych i biologicznych oraz
spadek ich aktywności biologicznej, co powoduje zmniejszenie ilości oraz jakości pozyskiwanej
biomasy roślin.
Całkowitą utratę wartości użytkowych gleb nazywamy dewastacją.

Rodzaje degradacji gleb:

●

procesy naturalne, intensyfikowane przez działalność człowieka:

•

erozja wodna

•

erozja wietrzna

•

pustynnienie i stepowienie

●

degradacja antropogeniczna:

•

geomechaniczna

•

hydrologiczna

•

chemiczna

•

inne formy degradacji, m.in. degradacje biologiczna, zanieczyszczenia mechaniczne

Erozja gleb (żłobienie) – niszczenie powierzchniowej, najbardziej urodzajnej warstwy gleby.

Degradacja geomechaniczna – częściowe lub całkowite mechaniczne zniszczenie profilu
glebowego, związana jest ze zmianą dotychczasowych warunków geomorfologicznych.
Zachodzi głównie pod wpływem robót górniczych, budowlanych, tworzenia wysypisk, zwałowisk,
zbiorników retencyjnych i odwałowań oraz wydobycia torfów.

Degradacja hydrologiczna (wodna) – niekorzystna zmiana warunków wodnych gleb, co wiąże się
ze zmianą położenia zwierciadła wód glebowo-gruntowych.
Zmiany te mogą powstawać w kierunku przesuszenia lub nadmiernego zawodnienia gleb.

Degradacja chemiczna – niekorzystne zmiany w składzie gleb powstałych w wyniku
wprowadzenia obcych substancji (np. zasolenie gleb, wprowadzenie metali ciężkich)

Rekultywacja gleb – nadanie lub przywrócenie gruntom zdegradowanym albo zdewastowanym
wartości użytkowych lub przyrodniczych.

Formy rekultywacji:

●

przygotowawcza (dokumentacja)

●

rekultywacji technicznej

●

szczegółowa (rekultywacja biologiczna), tzw. „ożywianie gleby”

Po rekultywacji: zagospodarowanie terenu

●

przedplonowe (niekonieczne)

●

docelowe

Kierunki zagospodarowania:

●

rolniczy

●

leśny

●

inne (rekreacyjny, specjalny – np. składowisko odpadów)

Rolnictwo a ochrona środowiska.

Rolnictwo – produkcja roślinna i zwierzęca.

Rodzaje użytków rolnych:

●

grunty orne (GO)

●

trwałe użytki zielone (TUZ) – łąki, pastwiska

●

inne

Założenia dla nowoczesnego rolnictwa:

●

wytwarzanie produktów rolniczych (roślinnych i zwierzęcych) w ilości wystarczającej dla
pokrycia potrzeb i w dobrej jakości

●

ekonomiczna opłacalność

●

brak negatywnego oddziaływania na środowisko

Chemizacja rolnictwa = nawozy + środki ochrony roślin (pestycydy)

●

cel: maksymalizacja plonu – lepszy efekt ekonomiczny

●

skutki nieporządane: wpływ na jakość plonów, negatywne oddziaływanie na środowisko

Przykłady negatywnego oddziaływania rolnictwa na środowisko:

●

powietrze:

•

emisja metanu i amoniaku z produkcji zwierzęcej

•

emisja podtlenku azotu z pól intensywnie nawożonych

●

woda:

•

eutrofizacja wód powierzchniowych

●

migracja azotanów do wód podziemnych i ich redukcja do szkodliwych azotynów
(nitrozoaminy!)

●

zanieczyszczenie wód powierzchniowych i podziemnych pestycydami (przykład DDT)

Wpływ chemizacji rolnictwa na jakość żywności i pasz:

●

azotany w produktach roślinnych – nitrozoaminy (działanie rakotwórcze i methemoglobinemia,
zwłaszcza u małych dzieci)

●

niezrównoważone nawożenie K oraz Mg i Ca (zachwianie równowagi jonowej w produktach
żywnościowych – tężyczka pastwiskowa)

●

pozostałości pestycydów (przykład DDT)

●

GMO (genetycznie modyfikowane organizmy)

Rodzaje produkcji rolnej (w zależności od przyjmowanych założeń i priorytetów):

●

intensywne (duże nakłady kapitału i siły roboczej, czego wynikiem jest zwiększenie plonów i
efektów hodowli na stosunkowo niewielkim obszarze)

●

ekstensywne (obszar rolniczy jest większy, nakłady pracy są wysokie, a koszty niskie)

●

ekologiczne (poprzez stosowanie środków naturalnych, nieprzetworzonych technologicznie
zapewnia trwałą żyzność gleby, zdrowotność zwierząt, nie zatruwa środowiska a przy tym
pozwala produkować wysokiej jakości, zdrowe produkty rolnicze )

●

biodynamiczne (rodzaj rolnictwa ekologicznego, polegający na wykorzystywaniu energii
kosmosu, stosowaniu specjalnych kompostów i preparatów biodynamicznych)

●

zintegrowane (stawiane jest pomiędzy rolnictwem tradycyjnym, a biologicznym – mniejsze
użycie nawozów mineralnych oraz pestycydów pochodzenia chemicznego)

Gospodarka ekologiczna – gospodarstwa, w których zgodnie z przyjętymi zasadami agrotechniki
nie stosuje się chemicznych środków ochrony roślin ani nawozów mineralnych, co ma
gwarantować wysoką jakość plonu i produkcję zdrowej żywności.

Obecnie w gospodarce ekologicznej gospodarstwa tworzą zrzeszenia, a swoje produkty

opatrują certyfikatami.

Rolnictwo biodynamiczne – fanatycznie propagowany przez niektórych zwolenników
kontrowersyjny zespół zaleceń uprawowych. Zakłada ścisłą zależność rozwoju roślin uprawnych od
mistycznych sił kosmicznych (np. konstelacji planet, faz księżyca) oraz mistycznych
(nieracjonalnych) więzi między poszczególnymi elementami żywej i martwej przyrody.

Rolnictwo zintegrowane – koncepcja ulepszająca rolnictwo konwencjonalne, ma na celu
złagodzenie ujemnych skutków agrotechniki – zakłada ograniczenie stosowania nawozów
mineralnych i pestycydów przy jednoczesnych obserwacjach przyrodniczych.

Uwzględnia szeroką gamę działów produkcji roślin i zwierząt (w przeciwieństwie do

rolnictwa specjalistycznego) i dąży do wszechstronnej samowystarczalności.

Czy rolnictwo ekologiczne jest drogą dla całego rolnictwa?
Wniosek: nie (zużycie nawozów w Polsce jest mniejsze)

PROPEDEUTYKA – WYKŁAD NR 13 (18.01.2010)

Ochrona przyrody. Ustawa o ochronie przyrody.

Ochrona przyrody – zachowanie, właściwe wykorzystanie i odnawianie zasobów przyrody
ożywionej i nieożywionej (zwłaszcza najcenniejszych) oraz krajobrazu.

Kierunki rozwoju ochrony przyrody:

●

konserwatorski (najdawniejszy) – ochrona pojedynczych tworów przyrody oraz rzadkich i
ginących (lub z innego powodu ważnych) gatunków zwierząt i roślin

●

biocenotyczny (późniejszy) – ochrona całych zbiorowisk roślin i zwierząt, całych cennych
terenów wraz ze znajdującymi się na nich zbiorowiskami roślin i zwierząt oraz obiektami
przyrody nieożywionej (Parki Narodowe...)

●

planistyczny (nowoczesny) – głosi konieczność planowania rozwoju gospodarki aby rozsądnie
gospodarować zasobami, zminimalizować szkody przyrodnicze i chronić najcenniejsze
elementy przyrodnicze; łączy działania konserwatorskie i biocenotyczne działaniami
technicznymi (eliminacja przyczyn niszczenia przyrody); powstają nowe formy ochrony
przyrody:

•

parki krajobrazowe

•

obszary chronionego krajobrazu

Formy ochrony przyrody w Polsce:

●

ochrona obszarowa (system obszarów chronionych)

•

Parki Narodowe

•

rezerwaty przyrody

•

parki krajobrazowe

•

obszary chronionego krajobrazu

•

obszary sieci Natura 2000

●

ochrona gatunkowa roślin

●

ochrona indywidualna (poszczególne obiekty)

●

obszary chronione na podstawie prawa międzynarodowego:

•

obszary wodno-błotne (konferencja Ramsarska)

•

Rezerwaty Biosfery (MaB)

•

Natura 2000 (dyrektywy UE: „siedliskowa”, „ptasia”)

Park Narodowy

●

najwyższa forma ochrony przyrody

●

tworzone są w celu ochrony obszarów wyróżniających się pod względem przyrodniczy,
naukowym, kulturalnym

●

powierzchnia: min. 1000ha

●

obecnie 23 PN (zajmują 1% powierzchni kraju) – 2 nadmorskie, 8 górskich, pozostałe:
nizinne, wyżynne i podgórskie

●

obejmuje wiele ekosystemów, ochronie podlega całość przyrody i krajobrazu

●

tworzy je Rada Ministrów, a dyrektor PN podlega Ministrowi Środowiska

●

Przykłady:

•

Karkonoski PN – Śnieżka

•

Tatrzański PN

•

Pieniński PN

Rezerwat Przyrody

●

chronią pojedyncze ekosystemy

●

łącznie ponad 1300 (0,5% powierzchni kraju)

●

Rodzaje rezerwatów:

•

florystyczne (184, 2002r.)

•

faunistyczne (134)

•

leśne (654)

•

torfowiskowe (135)

•

przyrody nieożywionej (63) – jaskinia Raj

•

stepowe (34)

•

słonoroślowe (halofilne) (2)

•

wodne (28)

Park Krajobrazowy

●

tworzone przez wojewodę

●

łącznie ponad 120 (ok. 8% powierzchni kraju)

●

częściowe ograniczenia działalności gospodarczej

●

Przykłady:

•

PK Chełmy

•

Ślężański PK

•

PK Doliny Bystrzycy

•

Śnieżnicki PK

•

PK Doliny Bobru

Międzynarodowe formy obszarów chronionych (22,8% powierzchni kraju):

●

sieć rezerwatów związanych z Konferencją Ramiarską (1971r) – ochrona wodno-błotnych
terenów: jezioro Łuknajno, Stawy Milickie, jezioro Oświn, PN Biebrzański i Słowiński, ujście
Warty

●

rezerwaty biosfery

(MaB) – chronione przez UNESCO w programie „Człowiek i środowisko”,

obecnie w Polsce 7 (6 PN, w tym KPN oraz jezioro Łuknajno w Karkonoszach)

●

sieć Natura 2000

– ochrona gatunkowa zagrożonych albo rzadkich gatunków roślin i zwierząt

w naturalnym środowisku (przykłady!)

Ochrona indywidualna!

Wszystkich form ochrony przybywa – najwięcej parków krajobrazowych i obszarów chronionego
krajobrazu (pojawiły się dopiero w latach '80)

PROPEDEUTYKA – WYKŁAD NR 14 (21.01.2010)

Bioróżnorodność.

Różnorodność biologiczna (ang biodiversity) – zróżnicowanie form życia na wszelkich poziomach
jego organizacji

Zróżnicowanie żywych organizmów występujących na ziemi w ekosystemach lądowych,

morskich, słodkowodnych oraz w zespołach ekologicznych, których są częścią.

Konwencja o różnorodności biologicznej – Szczyt Ziemi w Rio de Janeiro, 1992r.

Wskaźniki bioróżnorodności:

●

bogactwo gatunkowe (liczba gatunków)

●

bogactwo rzadkich gatunków

●

specyficzne wskaźniki

Różnorodność biologiczna żywych organizmów:

●

w obrębie jednego gatunku

●

między gatunkami

●

między różnymi ekosystemami

Najbogatsze ekosystemy:

●

lasy tropikalne (powierzchnia 10% lądów na Ziemi, liczba gatunków: 90%)

●

rafy koralowe

Do 2000r. Opisano 1,75 mln gatunków – szacuje się, że na Ziemi żyje ok. 14 mln gatunków

Zanik bioróżnorodności – wymieranie gatunków, zanik cennych siedlisk; szacunkowe tempo
wymierania gatunków (według różnych autorów):

●

0,2 – 0,3% wszystkich gatunków

●

5 – 15% gatunków leśnych do 2020r.

●

2 – 8% gatunków w latach 1990-2015 (25 lat)

●

2 – 3% gatunków lasów deszczowych

●

50 – 100 gatunków rocznie

Zasoby roślin i zwierząt – w Polsce stwierdzono blisko 47 tys. gatunków organizmów żywych, w
tym najliczniejsze:

•

5000 gatunków grzybów

•

2300 gatunków roślin naczyniowych

•

1600 gatunków protistów

•

blisko 30 tys. gatunków zwierząt:

٭

owady: 23 tys.

٭

ptaki: 3600 tys.

٭

ryby: 110 tys.

Obszary o dużej bioróżnorodności:

●

obszary leśne

●

obszary łąkowe

●

obszary podmokłe (bagna, torfowiska)

●

delty rzek

●

tarasy zalewowe

Inne problemy ochrony środowiska.

1) Zagrożenia fizyczne środowiska:

●

oddziaływanie fal mechanicznych (hałas, wibracje)

●

oddziaływania promieniowania elektromagnetycznego

●

promieniotwórczość

Skutki oddziaływania hałasu oraz wibracji na człowieka i środowisko naturalne:

●

społeczne i zdrowotne

●

pogorszenie jakości środowiska przyrodniczego

●

skutki gospodarcze

Obrona przed hałasem

●

czynna:

•

stosowanie cichobieżnych maszyn i środków transportu

•

zmiany konstrukcyjne wyciszające pracę urządzeń

•

osłony dźwiękoszczelne

•

zabezpieczenia przeciwdrganiowe

•

tłumiki i inne

●

bierna (obrona przed hałasem już istniejącym):

•

zabezpieczenia („ekrany dźwiękoszczelne”)

•

odpowiednie lokowanie źródeł hałasu (żeby jak najmniej zawadzało) – np. arterie
komunikacyjne sytuowane w wykopach

Promieniowanie jonizujące (najbardziej energetyczne: Gamma i Rentgena) – są to rodzaje
promieniowania, które przechodząc przez materię wywołują w obojętnych elektrolitycznie atomach
i cząsteczkach zmiany ich ładunków elektrycznych (jonizują).
Może posiadać promieniowanie:

●

korpuskularne

●

elektromagnetyczne

Rodzaje promieniowania jonizującego:

●

naturalne – pochodzą z przestrzeni kosmicznej (emitowane przez naturalne izotopy
promieniotwórcze, znajdujące się w skorupie ziemskiej, materiałach budowlanych, wodzie,
powietrzu, żywności, a także w żywych organizmach)

●

sztuczne – pochodzące z urządzeń radiacyjnych (aparaty rentgenowskie, bomby bazaltowe,
reaktory jądrowe, inne urządzenia stosowane w gospodarstwach, medycynie, przemyśle i
nauce)

●

oraz substancje promieniotwórcze uwolnione do środowiska w sposób niekontrolowany
(próby jądrowe, awarie, jądrowe)

¾ promieniowania, na które narażony jest człowiek pochodzi ze źródeł naturalnych (głównie
oddziaływanie radonu – gazu uchodzącego ze skorupy ziemskiej)
¼ pochodzi ze źródeł sztucznych (głównie diagnostyka medyczna)

2) Energetyka konwencjonalna – oparta na spalaniu paliw konwencjonalnych (węgla kamiennego,
brunatnego, ropy naftowej, gazu ziemnego)

W Polsce energetyka bazuje głównie na spalaniu węgla:

•

kamiennego (15,7 tys. MW)

•

brunatnego (8,8 tys. MW)

Największe elektrownie:

●

Bełchatów (4,4 tys. MW)

●

Kozienice (2,8 tys. MW)

●

Turów (2,1 tys. MW)

●

Połaniec (1,8 tys. MW)

●

Rybnik (1,7 tys MW)

Wady:

●

uzależnienie od dostawy paliw konwencjonalnych

●

emisja dużych ilości zanieczyszczeń:

•

pyłowych (np. popioły lotne, WWA)

•

gazowych (SO

2

, NO

x

, CO

2

)

●

produkcja CO

2

•

efekt cieplarniany

Alternatywne źródła energii:

●

wiatru

●

słońca

●

wód

●

geotermalna

●

biomasy i biogazu

●

jądrowa i termojądrowa

Ze względu na dużą emisję CO

2

do atmosfery Unia Europejska kazała krajom członkowskim

zwiększyć udział energetyki niekonwencjonalnej.
Polska:

●

7,5% do 2010r.

●

14% do 2020r.

Wykorzystanie energii słonecznej:

●

przemiana w energię elektryczną (ogniwa fotowoltaiczne – fotoogniwo)

●

przemiana w energię cieplną (kolektory słoneczne)

Energia biomasy – spalanie biopaliw:

●

słoma

●

rośliny energetyczne (wierzba, trzcina)

●

drewno (kawałkowe, zrębki)

Nie jest to do końca przyjazne dla środowiska, ze względu na wydzielanie CO

2

podczas spalania.

Organizacja ochrony środowiska w Polsce.

Aspekty prawne:

●

ustawa zasadnicza – Konstytucja RP

●

ustawy: najwyższej rangi akty prawne:

•

ustawa „Prawo ochrony środowiska” z 21 marca 2001r.

•

inne ustawy (np. o odpadach, o ochronie przyrody, prawo wodne)

●

rozporządzenia (akty wykonawcze do ustaw)

●

dostosowanie prawa Polskiego do Unii Europejskiej:

•

w UE obowiązują różnej rangi akty prawne

•

wśród nich Dyrektywy UE są obowiązujące dla krajów członkowskich (np. dyrektywa
„odpadowa”, „wodna”, „siedliskowa”, „ptasia”)

Polityka ochrony środowiska w Polsce

●

podstawowe kierunki działań i priorytety ochrony środowiska – określone w „Polityce
Ekologicznej Państwa”

●

obecnie obowiązuje „Polityka Ekologiczna Państwa na lata 2009-12 z perspektywą do 2016r.”

●

następne: co 4 lata

Organizacja ochrony środowiska w Polsce:

●

Minister Środowiska

●

Inspekcja Ochrony Środowiska (Główny Inspektor Ochrony Środowiska, Wojewódzkie
Inspektoraty Ochrony Środowiska)

•

kontrola stanu środowiska

•

państwowy monitoring środowiska

●

Generalna Dyrekcja Ochrony Środowiska (Główny Dyrektor Ochrony Środowiska, Regionalne
Dyrekcje Ochrony Środowiska)

•

ochrona przyrody

•

oceny oddziaływania na środowisko

Do egzaminu: ważniejsze wydarzenia związane z ochroną środowiska
od 1 października 2009r. do 30 stycznia 2010r.