Środowisko naturalne i jego elementy.

Środowisko naturalne dzielimy na:

a)czynniki ożywione- biotyczne- wszystkie organizmy żywe (rośliny, zwierzęta, mikroorganizmy, grzyby)

b)czynniki nieożywione- abiotyczne (skały, piasek, woda, gleba).

Populacja-liczba osobników jednego gatunku.

Biocenoza- wszystkie ożywione organizmy na danym obszarze.

Ekosystem- wszystkie organizmy żywe i nieożywione środowiska.

Biotop- elementy nieożywione środowiska.

Biosfera- sfera życia (powietrze- atmosfera, woda- hydrosfera, gleba- litosfera).

Źródła i rodzaje zanieczyszczeń powietrza.

Źródła zanieczyszczeń atmosfery:

-naturalne- wybuchy wulkanów, pożary lasów, trąby powietrzne, procesy gnilne na bagnach

* pyły szkodliwe i toksyczne gazy: SO_2,NH₃,CH₄,HF,HCl,H₂S

-sztuczne przemysłowe:

*energetyka ciepłownictwo- pyły szkodliwe gazy: SO_x, CO, HCl, NO_x,NH₃, WWa

*przemysł hutniczy- pyły szkodliwe i toksyczne metale ciężkie- Pb, Cu, Zn, Al, Cr, WWA, SO_x, CO_x, NO_x, związki fluoru

*przemysł wydobywczy- pyły szkodliwe

*przemysł materiałów budowlanych- pyły cementowe i wapienne

*przemysł spożywczy- NO_x, SO_x, związki organiczne, aldehydy, ketony, fenole, alkohole

*przemysł chemiczny- pyły i gazy toksyczne- SO_x, CS₂, HCl, H₂S, NH₃, HF

*przemysł jądrowy- pyły i gazy radioaktywne

-sztuczne komunikacja- CO, węglowodory, NO_x, SO₂, Pb, sadza.

Charakterystyka wybranych zanieczyszczeń powietrza:

- zanieczyszczenia gazowe:

*związki siarki- zanieczyszczenie atmosfery powodują gazowe związki siarki- SO₂, SO₃, H₂S, kwas siarkowy H₂SO₄ i siarczany różnych metali.

*dwutlenek siarki (SO₂)- jest bezbarwnym, silnie toksycznym gazem o dopuszczanym zapachu. Powstaje między innymi w wyniku spalania zanieczyszczonych siarką paliw stałych i płynnych (np. węgla, ropy naftowej) w silnikach spalinowych, w elektrociepłowniach, elektrowniach cieplnych.

*trójtlenku siarki (SO₃)- łatwo reaguje z wodą (z parą wodną zawartą w powietrzu) tworząc kwas siarkowy (H₂SO₄) jeden ze składników kwaśnych deszczy.

*związki azotu- głównie tlenki azotu to naturalne składniki atmosfery tworzące się w efekcie np. wybuchów wulkanów.

*tlenek węgla- powstaje w wyniku niezupełnego spalania węgla lub jego związków. Głównym źródłem tego gazu są:

a) spaliny z silników pojazdów mechanicznych, w szczególności benzynowych

b) przemysł metalurgiczny, elektromaszynowy i materiałów budowlanych

c) elektrociepłownie, elektrownie cieplne

d) koksowanie, gazownie

e) paleniska domowe.

*dwutlenek węgla- powstaje podczas wszelkich procesów spalania paliw stałych, ciekłych i gazowych, a także w procesie oddychania organizmów żywych.

*wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne (WWA)- to związki chemiczne zbudowane z węgla i wodoru, zawierające w cząsteczce kilka pierścieni atmosferycznych. Węglowodory pojawiają się w powietrzu w wyniku parowania lub spalania paliw, głównie węgla, ropy naftowej i ropopochodnych.

-zanieczyszczenia pyłowe- pyły stanowią odrębną, zróżnicowaną pod względem działania na otoczenie, grupę zanieczyszczeń. Ze względu na rodzaj stwarzanego zagrożenia pyły dzielą się na:

*pyły o działaniu toksycznym- powodują szybkie zatrucie organizmu, do których zaliczamy: pyły zawierające metale ciężki, pyły radioaktywne, pyły azbestowe oraz fluorki i niektóre rodzaje nawozów mineralnych

*pyły szkodliwe- o działaniu pylicotwórczym bądź uczulającym, a mianowicie: pyły zawierające krzemionkę, pyły drewna, bawełny, pyły glinokrzemianowe

*pyły naturalne- o działaniu drażniącym, obejmują głównie pyły żelaza, wapnia, gipsu i węgla.

Skutki zanieczyszczeń powietrza. Sposoby ochrony.

Skutki zanieczyszczeń powietrza na zdrowie człowieka:

- choroby układu krążenia

-choroby serca

-choroby układu oddechowego (płuc, błona śluzowa, układu oddechowego)

-choroby oczu (spojówka)

-reakcje alergiczne.

Zjawiska niekorzystne związane z zanieczyszczeniem atmosfery:

-efekt cieplarniany- zwany też szklarniowym, to zjawisko ocieplenia się klimatu Ziemi, polegające na zatrzymaniu pewnej ilości ciepła emitowanego do atmosfery. Jest to spowodowane wzrostem zawartości gazów cieplarnianych głównie dwutlenku węgla, freonów, metanu, podtlenku azotu. Na efekt cieplarniany pośrednio wpływają i inne gazy powstałe podczas spalania np. tlenek węgla, węglowodory, tlenki azotu. Skutkiem jest podwyższenie temperatury o ok. 3^oC może doprowadzić do topnienia lodowców na biegunach. Źródłem gazów powodujących efekt cieplarniany są przede wszystkim procesy spalania paliw (węgla, ropy naftowej), wycinanie lasów i rolnictwo.

-smog- to szczególnie niebezpieczny rodzaj zanieczyszczenia powietrza, powstaje w wyniku połączenia się dymu i mgły lub pary wodnej. Powstają dwa rodzaje smogu:

*smog fotochemiczny- tworzy się głównie ze spalin samochodowych zawierających węglowodory, tlenki wodoru oraz czad. Atakuje on drogi oddechowe zmniejszając odporność na choroby.

*smog siarkowy- powstaje głównie w wyniku spalania węgla. Działa na organizmy parząco, poraża drogi oddechowe, szkodliwie oddziaływuje na układ krążenia, powoduje liczne zachorowania i zgony. Występuje w Krakowie, Górnym Śląsku, Zakopanym, Kotlinie Jeleniogórskiej itp.

-kwaśne deszcze- to opady atmosferyczne np. śnieg, deszcz. O powstawaniu kwaśnych opadów w 90% decydują tlenki siarki, a w 30% tlenki azotu. Kwaśne opady przyczyniają się do zakwaszania gleby i wód powierzchniowych, wywierają szkodliwy wpływ na szatę roślinną w tym również na lasy. U człowieka kwaśne opady mogą wywołać poparzenia oczu, powiek i dróg oddechowych.

-dziura ozonowa- jest to zjawisko ubytku ozonu w ozonosferze, związane z zanieczyszczeniem atmosfery związkami reagującymi z ozonem. Związki te to: chloro-fluoropochodne węglowodorów tak zwane freony , chlorek metylu, IV chlorek węgla, bronek metylu i tlenki azotu. Tworzenie się dziury ozonowej następuje się w sposób spadku stężenia ozonu. Konsekwencją zmniejszania powłoki ozonowej jest zwiększenie natężenia promieniowania ultrafioletowego, które jest zabójcze dla organizmów żywych. Zmniejszenie się ozonosfery mogą powodować skutki takie jak:

*wzrost zachorowań na raka skóry

*choroby oczu- zaćma, ślepota

*mutacje genetyczne.

Sposoby zapobiegania zanieczyszczeniom powietrza:

* odpylaniu, unieszkodliwianiu gazów odlotowych i eliminowaniu wyziewów przemysłowych przez:
- wprowadzanie urządzeń odpylających i oczyszczających (filtrów, odpylaczy) o wysokiej skuteczności, np. cyklonów1, multicyklonów, filtrów tkaninowych, filtrów mokrych, elektrofiltrów,
- hermetyzację procesów produkcji i transportu,
- odsiarczanie paliwa,
- zmiany w technologii spalania (kotły fluidalne, palniki niskoemisyjne);
*b) zmniejszaniu uciążliwości pojazdów przez wprowadzenie:
- benzyny bezołowiowej (wraz z niezbędnymi katalizatorami lub dodatkami do paliw),
- paliwa gazowego (propan-butan), silników elektrycznych,
- standardów europejskich w zakresie jakości wykonania i parametrów eksploatacyjnych w odniesieniu do 40-50% pojazdów krajowych.

Źródła i rodzaje zanieczyszczeń wód.

Woda to najbardziej rozpowszechniony związek chemiczny na Ziemi decydujący o życiu organizmów żywych w tym człowieka. Wchodzi w skład organizmów, pełni funkcje środowiska życia, jest składnikiem pożywienia i umożliwia przemianę materii.

Obieg wody w przyrodzie.

Zanieczyszczenie wód – niekorzystne zmiany właściwości fizycznych, chemicznych i bakteriologicznych wody spowodowane wprowadzaniem w nadmiarze substancji nieorganicznych (stałych, płynnych, gazowych), organicznych, radioaktywnych czy wreszcie ciepła, które ograniczają lub uniemożliwiają wykorzystywanie wody do picia i celów gospodarczych.

Rodzaje zanieczyszczeń:

-naturalne- zasolenie, humus, związkami żelaza

-sztuczne:

*antropogeniczne- pochodzenia człowieka, ścieki, odpady przemysłowe, rolnicze, wysypiska śmieci

*biologiczne- obecność drobnoustrojów patogennych, np. bakterie, wirusy, glony, grzyby, pierwotniaki

*chemiczne- powodują zmianę składu chemicznego, odczynu wody, zaliczamy do nich: oleje, benzynę, smary, ropę i jej składniki, detergenty, pestycydy (środki ochrony roślin), węglowodory aromatyczne, nawozy sztuczne (rolnictwo, azot, fosfor, potas), metale ciężki (ołów, rtęć).

Ścieki jest to mieszanina zużytej wody oraz różnego rodzaju substancji płynnych, stałych, gazowych, radioaktywnych, ciepła, usuwane z terenu miast i zakładów przemysłowych.

Podział ścieków:

-bytowo gospodarcze- indywidualnie produkuje człowiek lub grupowo

-przemysłowe- produkowane w zakładzie przemysłowym

-opadowe- naturalne, np. kwaśne deszcze, opady które z pukają się z drzew itp.

Sposoby zapobiegania zanieczyszczeniom wód.

-fizyko-chemiczne zanieczyszczenia wód- temperatura, smak, zapach, odczyn wody, twardość wody, mętność wody, utlenialność, biochemiczne zapotrzebowanie na tlen, chemiczne zapotrzebowanie na tlen.

-biologiczne- miano Coli, indeks sabropowości- mówi o zanieczyszczeniu wody martwą materią organiczną.

Klasy czystości wód:

-I klasa- wody czyste, nadające się do picia, wykorzystywane przez przemysł spożywczy i farmaceutyczny, do hodowli ryb łososiowatych.

-II klasa- do hodowli zwierząt gospodarczych oraz potrzeb rekreacyjnych.

-III klasa- zaopatrzenia przemysłu z wyjątkiem I i II klasy oraz nawadnianie terenów rolnych i ogrodniczych.

Sposoby ochrony wód przed zanieczyszczeniami:

-stosowanie bezściekowych technologii w produkcji przemysłowej

-zapowietrzanie wód stojących

-zamykanie obiegów wodnych w cyklach produkcyjnych i odzysk wody ze ścieków

-utylizacja wód kopalnianych oraz powtórnie włączenie tych wód do górotworu

-zabezpieczenie hałd i wysypisk

-oczyszczenie ścieków i unieszkodliwienie osadów ściekowych.

Sposoby oczyszczania ścieków:

-mechaniczne- polega na rozdrabnianiu, cedzeniu, filtrowaniu-oddzielaniu większych elementów od mniejszych.

-chemiczne- za pomocą środków chemicznych, procesów chemicznych, destylacja.

-biologiczne- używanie mikroorganizmów.

-eutrofizacja- to wzrost żyzności wód, jest to proces stopniowego wzbogacania zbiornika wodnego w substancje pokarmowe w skutek wzmożonego ich dopływu. Źródłem tych składników są ścieki i nawozy. Nadmierna eutrofizacja przyczynia się do szkodliwych następstw ekologicznych. Prowadzi do zachowania do zachowania równowagi ekologicznej, możliwego rozwoju roślinności wodnej, zbyt intensywnej aktywności drobnoustrojów. Skutkiem czego następuje deficyt tlenowy tzw. przyducha. Zachowanie składu obniżenia produkcji biologicznej. W końcowej fazie całkowity zanik formy.

Przyczyny użytku i degradacji gleb.

Gleba-to biologiczna czynna powierzchnia ziemi powstała z utworu geologicznego zwanego skałą macierzystą, w wyniku wietrzenia fizycznego, chemicznego i biologicznego. Gleba jest głównym elementem środowiska przyrodniczego, na lądzie gleba i przyziemna część atmosfery tworzą naturalne siedlisko roślin, zwierząt i człowieka. Jest więc ośrodkiem życia i spełnia następujące funkcje:

-retencyjną- (zatrzymanie wody, utrzymywanie zasobów wodnych)

-produkcyjna

-sanitarna- (rozkład martwych resztek organicznych) obieg pierwiastków w przyrodzie.

Jakość gleby (urodzajność):

-skład mineralny skały macierzystej i stopnia jej przeobrażenia jej w proces glebotwórczy

-od zawartości i jakości materii organicznej tej martwej

-zawartości wody, zdolność do gromadzenia wody i oddawania jej rośliną

-wymiana powietrza po między glebą, a atmosfera zapewniającą tlenowe warunki rośliną.

Formy degradacji ( niszczenie)

Degradacja- to pomniejszenie lub zniszczenie ekologicznej i produkcyjnej wartości gleby. Najważniejsze formy degradacji to:

-zakwaszenie gleby i zniekształcenie ich wartości chemicznych (kwaśny deszcz)- nawożenie mineralne, a ograniczenie nawożeń organicznych, niedostateczne wapniowanie, wymywanie wapnia z gleby (jałowienie gleby)

-mechaniczne zniekształcenie oraz zniszczenie gleby i szaty roślinnej (przekopywanie, wykopywanie surowców, górnictwo, zapadliska, składowanie odpadów, techniczna zabudowa powierzchni)

-zniekształcenie rzeźby terenu i pokrywy glebowej (techniczna zabudowa, powódź, erozja wodna, osuwiska, budownictwo mieszkaniowe, składowanie odpadów)

-wylesienie i rolnicze użytkowanie suchych i jałowych gruntów (erozja wodna, wiatrowa, wymywanie składników pokarmowych(wyjałowienie) rozpad próchnicy, pustynnienie i stepowienie)

-przesuszenie zawodnienie (obniżenie poziomu wód gruntowych, likwidowanie roślinności, melioracje odnawiające)

-chemiczne zanieczyszczenia gleb (nawozy, przemysły, metale ciężkie, węglowodory, ścieki, zanieczyszczenie atmosfery, składowiska odpadów chemicznych i górniczych)

-biologiczne zanieczyszczenie gleb (nadmierne obornikowanie, wprowadzenie fekali i składowanie odpadów komunalnych).

Sposoby ochrony gleby.

Pod pojęciem ochrona gleb rozumiemy zespół czynników prawnych, organizacyjnych i technicznych, zmierzających do:

-minimalizacji erozji wodnej i wiatrowej

-przeciw działaniach chemicznej degradacji gleb pod wpływem zanieczyszczeń przemysłowych, motoryzacyjnych, nawożenia mineralnego

-przeciwdziałanie przesuszeniu i zawodnieniu gleb

-ograniczenie do niezbędnego minimum technicznych deformacji gruntu i mechanicznego zanieczyszczenia gleby

-zachowanie gruntów o walorach ekonomiczno-produkcyjnym

-ograniczenie przyjmowania gruntów pod zabudowę techniczną i eksploatacyjną kopalni.

Sposoby przeciwdziałania erozji gleb.

Zapobieganie erozji gleb wymaga stosowania zabiegów przeciwerozyjnych- rolniczych i melioracyjnych- mających na celu zachowanie spływu wód i przeciwdziałanie niszczycielskiej sile wiatru na terenach szczególnie narażonych, i nie tylko. Zabiegi chroniące glebę przed erozją, to:

-tarasowanie starych stoków

-wprowadzenie dróg małymi spadami

-prawidłowy kierunek upraw ( prostopadle do spływu wód)

-unikanie monokultur i stosowanie wodo zmian

-zaprzestanie orki i wypasu zwierząt na stromych zboczach

-zaprzestanie nadmiernego wyrębu drzew

-zwiększanie zalesień i za grzebień w szczególności na zboczach

-zakładanie pasów zieleni

-budowanie progów na potokach, w celu zmniejszenia prędkości spływu wody

-wyeliminowanie ciężkiego sprzętu i maszyn rolniczych (na stokach).

Sposoby przeciwdziałania chemicznej degradacji gleb.

Do sposobów chroniących glebę przed chemiczną degradacją ze strony przemysłu należą:

-ograniczenie emisji pyłowo gazowych (w szczególności FO₂ MOX oraz matali ciężkich)

-budowa osłon biologicznych (fitosanitarnych w postaci pasów zieleni. Zawarte i wysokie osłony w znacznym stopniu redukują zanieczyszczenie chemiczne gleby i roślin)

-właściwe składowanie odpadów przemysłowych (hutniczych, górniczych) i komunalnych

-wykorzystywanie gleb najsłabszych na cele budownictwa, przemysłu, komunikacji.

Sposobami chroniącymi glebę przed chemiczną degradacją ze strony rolnictwa są:

-racjonalne i umiarkowanie stosowanie środków ochrony roślin oraz nawozów mineralnych, dostosowanie do rodzaju upraw i gleby

-wprowadzanie i stosowanie na szerszą skalę metod ekologicznej produkcji rolnej (ekologiczne rolnictwo)

-stosowanie nawozów naturalnych (kompostu, obornika, biochumusu) w nawożeniu gleby

-stosowanie biologicznych i mechanicznych metod ochrony roślin.

Rekultywacja gruntów i gleb zdewastowanych.

Rekultywacja jest to zespół działań naukowych, organizacyjnych i technicznych mających na celu przywracanie wartości użytkowej terenu i gruntom już zdewastowanym. Rekultywacji najczęściej wymagają:

-składowiska odpadów górniczych, energetycznych, komunalnych

-wyrobiska po odkrywkowej eksploatacji skał, gliny, piasku, żwiru, trofu, wapnia, węgla brunatnego

-nieużyteczne drogi oraz powierzchnie zabudowane technicznie

-gleby zniszczone przez erozje wodną

-grunty zawodnione

-gleby zdegradowane technicznie, będące nieużytkami rolnymi

-gleby silnie zdegradowane przez przemysłowe zniszczenia chemiczne wydzielane do atmosfery.

Rekultywacja rzadko odtwarza wyjściowy stan gruntów, zapewnia jednak przywracanie funkcji ekologicznych i gospodarczych terenu. Zagospodarowanie gruntów zrekultywowanych polega na rolniczym, leśnym lub innym ich użytkowaniu oraz na wybudowaniu niezbędnych obiektów i urządzeń.

Wpływ zanieczyszczeń na zdrowie i życie człowieka.

U człowieka nadmiar metali ciężkich może powodować miażdżycę i nowotwory. Nadmiar azotu powoduje u ludzi rozliczne, niekiedy ciężkie schorzenia (m.in. methemoglobinemię- wielostronne niedotlenienie organizmu). Przenawożenie gnojowicą u człowieka może spowodować brucelozę, różycę, pryszczycę, gruźlicę. Skażenie pestycydami może spowodować osłabienie ochronnego działania skóry, alergie, nowotwory, patologiczne zmiany w układzie nerwowym i układzie krążenia, zaburzają procesy biochemiczne, przemiany węglowodorowe, białkowe, inaktywują wiele enzymów.