OCHRONA SRODOWISKA

Koło 1 - 17.11.2006

Koło 2 - 05.01.2007

Wykład 01

Elementy układu przyrodniczego:

- czynniki biotyczne - wszystkie organizmy żywe

- czynniki abiotyczne - woda, powietrza, gleba i czynniki klimatyczne

Ekologia bada prawa przyrody i prawidłowość funkcjonowania systemów przyrodniczych.

Ekologia - nauka o związkach między organizmami lub grupami organizmów a środowiskiem.

Ekologia jako nauka daje przyrodnicze podstawy do ochrony i kształtowania środowiska.

Ochrona środowiska - działania zmierzające do zachowania bądź przywrócenia równowagi, przeciwdziałania szkodliwym wpływom człowieka na środowisko tj. jego dewastacji i degradacji.

Jednostki ekologiczne (zakres badań ekologii):

Organizm -> Populacja -> Biocenoza -> Ekosystem -> Biom -> Biosfera

Populacja - grupa osobników jednego gatunku, zamieszkująca wspólny obszar, mogąca się swobodnie i skutecznie krzyżować, tzn wydawać płodne potomstwo

Biocenoza - zespół populacji różnych gatunków żyjących w określonej przestrzeni środowiska lądowego lub wodnego, połączonym głównie zależnościami pokarmowymi - troficznymi.

Biotop - obszar o określonych warunkach ekologicznych będący siedliskiem dla biocenozy lub osobnika.

Ekosystem - układ ekologiczny utworzony przez biocenozę łącznie ze swym abiotycznym środowiskiem - biotopem.

Biomy - zespoły ekosystemów, tworzące duże i łatwe do rozróżnienia regiony biologiczne na ziemi występujące w tych samych strefach klimatycznych np. tundra, tajga, pustynia, step.

Biosfera / ekosystem - strefa, w której może istnieć życie; zespół wszystkich występujących na ziemi ekosystemów; największy i najbliższy samowystarczalności układ biologiczny zamieszkany przez organizmy żywe.

- troposfera - dolna część atmosfery do wysokości 10-15 km

- hydrosfera - wszystkie wody

- litosfera - powierzchniowa warstwa skorupy ziemskiej (do 1km), w tym gleba (do 3m)

Celem ochrony środowiska jest przeciwdziałanie antropopresji - szkodliwym oddziaływaniom człowieka na środowisko.

Antropopresja przejawia się dewastowaniem i degradowaniem środowiska.

Degradacja środowiska - obniżenie wartości, pogorszenie jakości środowiska; ma miejsce wówczas gdy degradującemu działniu uległy wszysktie elementy środowiska lub chociażby jeden element został zdegradowany.

Dewastacja środowiska - całkowita utrata wartości użytkowych środowiska

Elementy degradujące środowisko:

- zanieczyszczenie

- skażenia

- przekształcenia

- zakłócenia

Zanieczyszczenia :

- składniki obce w systemie, które do niego nie należą i zniekształcają jego cechy i własności

- substancje występujące w danym ekosystemie, lecz w stężeniach większych niż w warunkach naturalnych

Skażenia - zanieczyszczenia środowiska lub jego elementu substancjami toksycznymi lub promieniotwórczymi.

Przekształcenia dotyczą litosfery zwanej również skorupą ziemską i oznaczają nadawanie nowego kształtu, wyglądu i charakteru powierzchni ziemi.

Zakłócenia środowiska to wszelkiego rodzaju hałasu, wibracje i wyziewy o przykrych zapachach.

Atmosfera jest niejednorodna, wraz z oddalaniem się od powierzchni ziemi zmienia się pod względem składu chemicznego, a także własności fizycznych - gęstość, ciśnienie, temperatura.

Podział atmosfery ze względu na skład chemiczny:

- homosfera

- heterosfera

Homosfera sięga do 90km od powierzchni ziemi i ma jednorodny skład gazów o średniej masie cząsteczkowej 28,96 - określana mianem aerosfery lub powietrzem atmosferycznym.

Heterosfera - zachodzi dysocjacja tlenu i występują w większych ilościach składniki lżejsze, dlatego średnia masa cząsteczkowa gazów w tej warstwie maleje; na wysokości 640km masa cząsteczkowa wynosi 16,8.

Podział atmosfery ze względu na znak gradientu temperatury ze zmianą wysokości:

- troposfera

- stratosfera (w górnej części jest warstwa ozonowa)

- mezosfera

- termosfera

- egzosfera

- magnetosfera

Funkcje atmosfery:

- warstwa pośrednia między Ziemią i kosmosem, odbiera i reaguje na oddziaływania z obu stron.

- chroni życie na ziemi przed promieniowaniem z kosmosu - niektóre promienie zatrzymuje całkowicie np. rentgenowskie, inne zaś silnie osłabia, przepuszcza ok. 1% promieniowanie UV słońca.

- magazynuje ciepło

- kształtuje pogodę i klimat

- jest zbiornikiem wolnego tlenu niezbędnego do oddychania i przebiegu różnych procesów biologicznych i przemysłowych.

- jest ośrodkiem do którego odprowadza się wiele poodpadowych substancji z procesów produkcyjnych i bytowych, zwanych zanieczyszczeniami powietrza.

Znaczenie powietrza dla człowieka:

Człowiek wdycha 7-9 kg powietrza w ciągu doby a więc kilkakrotnie więcej niż wypija wody i spożywa żywności.

Zanieczyszczenia atmosfery a organizm:

Zanieczyszczenia zawarte w powietrzu dostają się do organizmu drogą oddechową i pokarmową.

Zanieczyszczenia z powietrza dostają się do wód, gleb i roślin:

- w czasie wymywania ich z powietrza, przez deszcz, śnieg mgłe (mokra depozycja)

- przez bezpośrednie osadzanie (sucha depozycja)

Z gleby zanieczyszczenia dostają się do roślin, które zjada człowiek lub pośrednie organizmy łancucha pokarmowego.

Skład atmosfery:

Składniki		Stężenie objętościowe
Azot			78,09
Tlen			20,95
Woda / para wodna			0,02:0,04
Dwutlenek węgla			0,03

Źródła zanieczyszczeń atmosfery - naturalne i antropogeniczne

Źródła naturalnych zanieczyszczeń atmosfery:

- wybuchy wulkanów

- pożary lasów i stepów

- procesy rozkładu materii organicznej (np. na bagnach)

- unoszenie pyłu pustynnego i cząstek gleby w tym pyły organiczne - pyłki roślin i rozpylone cząstki obumarłych organizmów

- zasalanie atmosfery solą morską podczas unoszenia pyłu wodnego przez wiatr i turbulencję atmosfery.

Źródła antropogenicznych zanieczyszczeń atmosfery:

- zakłady produkujące energię elektryczną i cieplną - elektrownie i elektrociepłownie

- zakłady przemysłowe - różne procesy technologiczne

- pojazdy mechaniczne

- rozproszone źródła sektora komunalno-bytowego

- gospodarstwa rolne - paleniska indywidualne, domowe

Klasyfikacja zanieczyszczeń atmosfery:

Zanieczyszczenia naturalne i antropogeniczne mogą być:

- pyłowe

- gazowe

Rozróżnia się ponadto zanieczyszczenia:

- pierwotne - emitowane bezpośrednio do atmosfery

- wtórne - powstają w wyniku reakcji chemicznych (interakcja), zachodzących w atmosferze z udziałem zanieczyszczeń.

Zanieczyszczenia pyłowe powstają:

- we wszystkich procesach technologicznych z udziałem fazy stałej

- wskutek erozji gleb pozbawionych szaty roślinnej

- wszędzie tam gdzie występuje tarcie, np. przy ścieraniu opon na jezdniach

Podział pyłów:

- grube - łatwo sedymentujące 10-100µm ; opadają blisko źródła energii, opad pyłu

- drobne - o średnicy cząstek poniżej 10 µm

0,1 µm > nie opadają na ziemię

2 µm > zatrzymywane w płucach, przechodzą przez urządzenia odpylające

Podział pyłów ze względu na oddziaływanie na organizm ludzki:

- toksyczne

- szkodliwe

- neutralne

Pyły toksyczne powodują szybkie zatrucie organizmu:

- zawierają metale ciężkie np. Hg, Cd, As, Pb

- pyły radioaktywne, pochodzące z naziemnych eksplozji nuklearnych - stront-90; cez-137

- pyły azbestowe

- niektóre rodzaje nawozów mineralnych

Pyły szkodliwe działają pylicotwórczo, bądź uczulająco to:

- pyły zawierające krzemionkę (np. kwarc, chalcedon, opal)

- pyły drewna, bawełny

- pyły glinokrzemianowe

Pyły neutalne działają drażniąco - pyły żaleza, wapienia, gipsu, węgla, substancje nierozpuszczalne, blokują powierzchnie ochronne płuc, następuje zmniejszenie powierzchni oddechowej i niedotlenienie organizmu.

Główne zanieczyszczenia gazowe:

- dwutlenek węgla (S0₂)

- tlenek azotu (NO_X)

- tlenek węgla (CO)

- węglowodany WWA - wielocykliczne węglowodany aromatyczne

Głównym źródłem emisji S0₂ jest energetyka :

- zawodowa i przemysłowa

- kotłownie lokalne

- paleniska domowe

- warsztaty rzemieślnicze

- rolnictwo

Dwutlenek siarki S0₂:

- wywołuje schorzenie dróg oddechowych i układu krążenia

- ogranicza fotosyntezę roślin i zmniejsza ich plonowanie

- powoduje korozję, osłabiając wytrzymałość wielu materiałów, w tym budowlanych

Tlenki azotu NO_X

W wysokich temperaturach występujących w procesach spalania, azot zawarty w powietrzu utlenia się do NO a po ochłodzeniu spalin przechodzi do NO_2.

Ilość NO_X w powietrzu nie zależy bezpośrednio od rodzaju paliwa, ale od temperatury i ilości powietrza biorącego udział w spalaniu. Im wyższa temperatura i więcej powietrza bierze udział w procesie spalania tym więcej tworzy się NO_X

Źródła emisji NO_X

- paleniska - energetyka, źródła stacjonarne

- silniki spalinowe - transport, źródła ruchome (mobilne)

Sposród tlenków azotu NO_X najbardziej toksyczny jest NO₂. Wnika on do głębszych partii dróg oddechowych powodując utlenianie hemoglobiny do methemoglobiny, przez co zostaje zablokowane przenoszenie tlenu.

Tlenek węgla CO powstaje w wyniku procesów niepełnego spalania węgla i jego związków. Globalnie jest emitowany w ilościach większych niż SO₂

Pomimo dużej emisji jego ilość w powietrzu jest na stałym poziomie ponieważ:

- następuje samooczyszczenie atmosfery na drodze utlenienia do CO₂

- niektóre grzyby glebowe asymilują CO

Toksyczność CO, w dużych dawkach silnie toksyczny dla człowieka i zwierząt, wiążą się z hemoglobiną krwi, powodując spadek ilości transportowanego tlenu w organizmie czyli niedotlenienie.

Źródła emisji węglowodorów:

- transport

- energetyka - zwłaszcza kotłownie

- przemysł rafineryjno-petrochemiczny

- produkcja i stosowanie rozpuszczalników, farb, lakierów

Oddziaływanie węglowodorów na organizm:

Wiele z nich a zwłaszcza węglowodry policykliczne, ma działania kancerogenne np. benzo(a)piren. Łatwo reagują z zanieczyszczeniami w powietrzu dając początek dziesiątkom nowych związków.

Czynniki klimatyczne (wiatr, temperatura, światła, wilgotność)

Litosfera

Atmosfera

Hydrosfera

Zwierzęta

Człowiek

Prokarionty (wirusy, bakterie, sinice)

Rośliny

---