1. ZRÓWNOWAŻONY ROZWÓJ ZIEMI

Rozwój zrównoważony to rozwój społeczno-gospodarczy, który nie narusza równowagi w przyrodzie i sprzyja przetrwaniu jej zasobów. Zasady zrównoważonego rozwoju opracowano podczas „Szczytu Ziemi” w 1992 r. w Rio de Janeiro. 

Najważniejsze z nich to:
- zasada 1 – istoty ludzkie są w centrum zainteresowania w procesie zrównoważonego rozwoju. Mają prawo do zdrowego i twórczego życia w harmonii z przyrodą;
- zasada 3 – prawo do rozwoju musi być wypełniane tak, aby sprawiedliwie połączyć rozwojowe i środowiskowe potrzeby obecnych i przyszłych generacji;
- zasada 4 – osiągnięcie zrównoważonego rozwoju wymaga, aby ochrona środowiska stanowiła nierozłączną część procesu rozwoju;
- zasada 5 – wszystkie państwa i wszyscy ludzie powinni współpracować w zasadniczym wykorzenieniu ubóstwa, w zmniejszeniu różnic w poziomie życia i dążyć do zaspokojenia potrzeb większości ludzi na świecie;
- zasada 9 – państwa powinny wpływać na zrównoważony rozwój przez usprawnienie procesów technologicznych, a także transfer nowych, korzystnych dla środowiska technologii.

2. TOLERANCJA ORGANIZMÓW NA CZYNNIKI ŚRODOWISKOWE.

Opisz krzywą tolerancji organizmów na czynniki środowiskowe.

Prawo tolerancji Liebig’a.

Bioindykatory i ich rola w monitorowaniu jakości środowiska przyrodniczego.

Tolerancja ekologiczna to zdolność organizmu do przystosowania się do zmian danego czynnika.
Zakres tolerancji to rozpiętość zmian danego czynnika, w obrębie którego organizm bytuje i jest zdolny utrzymać swoje funkcje życiowe.
Prawo minimum Liebiga mówi, że każdy czynnik, którego jest najmniej, działa ograniczająco na dany organizm.

Zakresy tolerancji organizmów względem czynnika ekologicznego:

1.Gatunki eurytopowe (eurybionty) szeroki zakres tolerancji na czynniki środowiska

2.Gatunki stenotopowe (stenobionty) mała tolerancja na czynniki środowiska

KRZYWA TOLERANCJI

Prawo tolerancji Shelforda stanowi rozszerzenie prawa minimum. Mówi, że zarówno niedobór, jak i nadmiar czynnika wpływają ograniczająco na wzrost i rozwój organizmów. Wynika stąd, że organizm może rozwijać się tylko w określonym zakresie wartości danego czynnika.

TOLERANCJA ORGANIZMU NA DANY CZYNNIK

EKOLOGICZNY

Czynniki abiotyczne Czynniki biotyczne

• Temperatura interakcja między populacjami

• Woda 0oddziaływanie i współzawodnictwo

• Światło

• Ciśnienie wiatr

• Gleba i jej struktura

• Dostępność składników pokarmowych

Bioindykatory, biowskaźniki, wskaźniki biologiczne, organizmy wskaźnikowe, gatunki roślin i zwierząt wykazujące zróżnicowaną wrażliwość i charakterystyczną reakcję na działanie czynników środowiska. Są to z reguły gatunki o wąskim zakresie tolerancji lub w specyficzny sposób reagujące na działanie danej substancji. Zestawy gatunków bioindykacyjnych pozwalają określić np. stan czystości wód. Specyficzna wrażliwość niektórych gatunków roślin lądowych, np. sosnyczy świerka na obecność dwutlenku węgla w atmosferze, mietlicy na obecność metali ciężkich w glebie, umożliwia określenie stopnia, zasięgu i struktury zmian degradacyjnych środowiska. Właściwości bioindykacyjne wykazują też niektóre gatunki bezkręgowców i ptaków, np. pająki, komary, ślimaki, dżdżownice, dzięcioły. Bioindykatorami mogą być również wskaźniki ekologiczne, populacyjne i biocenotyczne, takie jak skład gatunkowy, liczebność, zagęszczenie, produkcja biomasy, struktura troficzna. Klasycznym przykładem bioindykatorów zanieczyszczeń atmosfery są porosty. Ich obecność, skład gatunkowy, wygląd plechy i jej rozmiary stanowią informację o stanie środowiska.

3. CECHY EKOSYSTEMU

Ekosystem – podstawowa jednostka ekologiczna – żywe organizmy (biocenoza) i ich nieożywione środowisko (biotop) , które są nierozerwalne powiązane ze sobą i wzajemnie na siebie oddziałują.

Charakterystycznymi cechami ekosystemu są:
– struktura przestrzenna, - Każdy ekosystem zajmuje określony obszar i jest wydzielony przestrzennie. Wielkość tego obszaru uwarunkowana jest jednolitością i rozkładem warunków biotopowych w przestrzeni, stąd ekosystemem jest zarówno las lub morze, jaki źródło czy zagajnik
– struktura troficzna, - Struktura troficzna dotyczy powiązań pokarmowych w obrębie ekosystemu. Ze względu na podobną rolę w procesach energetycznych zachodzących w obrębie ekosystemu wyróżnia się dwie grupy organizmów: producentów i konsumentów, przy czym spośród konsumentów wyodrębnia się grupę destruentów.
– przepływ energii i obieg materii, - Funkcjonowanie ekosystemu wymaga ciągłego dopływu energii z zewnątrz. Pierwotnym źródłem energii jest promieniowanie słoneczne
– rozwój ekosystemu,
– zdolność do samoregulacji i względna stabilność.

Producenci (I poziom troficzny) – np. trawa, związki organiczne
Konsumenci I rzędu (II poziom troficzny) – roślinożercy – np. sarna
Konsumenci II rzędu (III poziom troficzny) – drapieżniki I rzędu  – np. wilk
Destruenci (IV poziom troficzny) – np. bakterie, grzyby

Rośliny są producentami materii organicznej. Organizmy, których pokarmem są inne organizmy, to konsumenci. Grupa konsumentów żywiących się szczątkami innych organizmów i przekształcających te szczątki na proste związki mineralne to destruenci. Ciąg organizmów, rozpoczynający się od producenta i obejmujący kolejnych zjadających się konsumentów, jest nazywany łańcuchem pokarmowym. Łańcuchy pokarmowe rozgałęziają się w sieci pokarmowe. Jedynie rosliny są w stanie wykorzystać energię słoneczną i przekształcać ją w wiązania chemiczne związków organicznych. Organizmy cudzożywne są uzależnone od tego, ile zdołają wyprodukować rośliny podczas fotosyntezy. Jednak większą część produktów fotosyntezy rośliny zużywają na własne potrzeby.

4.Objaśnij podstawy systemu zarządzania środowiskowego ISO 14001 oraz porównaj z systemem zarządzania EMAS. Podaj przykłady aspektów środowiskowych.

ISO 14001:2005 – najważniejsza norma

System zarządzania środowiskowego – wymagania i wytyczne stosowania:

Cechy normy ISO 14001:2005:

• jest normą ogólnego przeznaczenia

• jest normą dobrowolną

• jest oparta na podstawowych funkcjach zarządzania- patrz obieg Deminga

• system zarządzania środowiskowego został wprowadzony w 250 organizacjach

i 158 krajach

Zakres zastosowania normy ISO 14001:2005

• każda organizacja, profit, non profit, produkcja, handlowa i usługowa.

• Aspekty środowiskowe zalecane przez normę ISO 14001:2005

• - emisja zanieczyszczeń do powietrza

• - uwolnienie do wody zanieczyszczeń

• - uwolnienie zanieczyszczeń do gleby

• - zużycie surowców naturalnych i zasobów

• - zużycie energii

• - emisja energii np. ciepło, promieniowanie elektromagnetyczne

• - opady i produkty uboczne

• - cechy fizyczne produktów np. wielkość, kształt, wygląd

Różnice formalne pomiędzy systemem Zarządzania Środowiskowego ISO 14001 a EMAS

EMAS - akt prawny obowiązujący w Krajach Członkowskich UE - dobrowolne stosowanie przez organizacje, brak certyfikacji i Certyfikatu Zarządzania Środowiskowego, obowiązkowy wstępny przegląd środowiskowy, szczegółowo opisany zakres audytowania, szersze zaangażowanie pracowników w proces ciągłego doskonalenia efektów działalności środowiskowej.

ISO 14001 – Norma Międzynarodowa – dobrowolne stosowanie, możliwość uzyskania certyfikatu, zalecany a nie obowiązkowy przegląd środowiskowy, audytowanie opisane w sposób ogólny.

7. EFEKT CIEPLARNIANY

PRZYCZYNY:

- nadmierne gromadzenie się gazów cieplarnianych w atmosferze Ziemi spowodowane:

- wycinaniem lasów deszczowych- co powoduje zmniejszenie pochłanianego dwutlenku wegla, przez co zalega w atmosferze i powstrzymuje promieniowanie podczerwone przed ujsciem w przestrzen kosmiczna

- spalanie paliw kopalnych w elektrociepłowniach, elektrowniach, fabrykach, zwiekszanie CO2 przez co rośliny nie nadążają go pochłaniać

- zwiększenie się liczby pojadów, większy transport- ziwekszenie emisji metanu, CO2, ołowiu

- masy odpadow organicznych, na wysypiskach śmieci, emitacja metanu podczas gnicia

- sztuczne nawozy uwalniaja tlenek azotu

- spaliny przemysłowe

Skutki:

Efekt cieplarniany to oczywiście podniesienie temperatury na Ziemi, co wywoła trudne do przewidzenia lawinowe reakcje: 

-podniesienie poziomów wód

-  topnienie lodowców

- globalne ocieplenie klimatu

- zaburzenie w ekosystemach i ginięcie wili gatunków o małych zdolnościach adaptacyjnych

- zwiększenie występowania ekstremalnych zjawisk pogodowych i katastrof klimatycznych jak fale upałów, powodzie, huragany, które w bezpośredni sposób zagrażają zdrowiu i życiu. 

- przyspieszenie parowana wody i opadanie jej w nowych rejonach, zmniejszenie zasobów wody pitnej

Metody zapobiegania

Najprostszym sposobem ograniczania efektu cieplarnianego jest zmniejszenie emisji dwutlenku węgla przez redukcję spalania paliw.

W pierwszej kolejności musimy zmniejszyć (nawet o 35%) spalanie węgla, następnie:

-sprawdzić sprawność urządzeń elektrycznych i silników spalinowych,

- poprawić izolację cieplną budynków,

- używać gazu ziemnego zamiast ropy naftowej,

- zastąpić centralnym ogrzewaniem instalacje indywidualne,

- wprowadzać nowe technologie do przemysłu.

- stosowanie filtrów

- elektrownie wodne, wiatrowe, baterie słoneczne, - stosowanie alternatywnych źródeł energii

8. GLEBA

Funkcje gleby:

- produkcja biomasy;

-element filtracji, transformacji składnikow pokarmowych

- pomost pomiędzy wodą gruntową, , pokrywą roślinną a atmosferą;

-środowisko biologiczne oraz rezerwa genów;

-podstawowa baza dla techniki i przemysłu

-akumulator energii słonecznej-

- zdolnośc magazynowania wody opadowej i dostarczanie jej roślinie wraz ze składnikami pokarmowymi.

Formy degradacji gleby

-zakwaszenie

-zanieczyszczenie chemiczne gleb

-biologiczne zanieczyszczenie gleb

-wyjałowienie ze składników pokarmowych i naruszenie równowagi jonowej

-denudacja – zniszczenie profilu glebowego

- erozja wodna i wietrzna

Definicja skażenia gleby – Zanieczyszczeniem środowiska glebowego nazywamy stan wynikający z wprowadzenia do gruntu albo nagromadzenia na powierzchni ziemi substancji stałych, ciekłych lub gazowych albo energii w takich ilościach lub w takim składzie, że może to ujemnie wpływać na zdrowie człowieka, przyrodę ożywioną, klimat, glebę, wodę lub powodować inne niekorzystne zmiany (np. korozję materiałów)

Metody detoksykacji gleby

Metoda izolacji – fizyczne oddziaływanie zanieczyszczonej gleby i odpadów od podłoża

• Wymagana wartość współczynnika filtracji wody przez odpady (wodoprzepuszczalność) < 1x10 -7 m/s

• Przegrody – warstwa minerałów ilastych, warstwa bentonitu

Immobilizacja stabilizacja/solidyfikacja – S/S, Metoda GEODUR, JAROFIX, Chemfix

• mieszanie z czynnikiem stabilizującym i umacniającym (cement, bentonit, woda piasek, żużel, wapno, polimery) tworzy się stabilna matryca unieruchamiająca odpad.

Wydajność instalacji przemysłowych 500 – 1000t/d

Produkcja toksyczności → mechaniczne oddziaływanie cząstek toksycznych, np. siarczków metali ciężkich(<50 um) w hydrocyklonach, stosowanie flotacji , separacji magnetycznej.

Fizyczna produkcja → procesy elektrokinetyczne, prąd o niskim natężeniu, przeprowadzenie elektrolizy w glebie, kationy metali zbierane na elektrodach.

Płukanie gleby

• Dodatki kwasy organiczne (kwas octowy, kwas cytrynowy) i nieorganiczne – HCl, H2SO4 , ług NaOH (posiada zdolności wymywania niektórych zw organicznych) metanol, chelatowanie za pomocą EDTA kwasu wersenowego biosurfaktanty (biologicznie wytwarzane surfaktanty) przemysłowa dekontaminacja gleby w ciągu 4 lat (naturalna w ciągu 400 lat)

urządzenia reaktor pryzm.

Witryfikacja – zestalenie i zeszklenie krzemianów – proces wymagający energii termicznej (zastosowanie do stabilizacji zanieczyszczeń Cr, As, Hg)

Prometalurgiczna separacja – odparowanie zanieczyszczeń związków metali i czystych metali 200 – 700 °C - Hg, Pb, Cr, As, Cd, Au, Pt

• np. zawartość rtęci w glebie zanieczyszczonej 1300 do 34000 mg/kg

po dekontaminacji (oczyszczaniu) 1-228 mg/kg

• Urządzenia

piece obrotowe retorty wysoko – próżniowe, termiczna desorpcja spalarki pirolityczne

Minerały ilaste – koloidy glebowe Znaczenie koloidów glebowych:

• niezwykle duża powierzchnia wewnętrzna i zewnętrzna

• zdolność zatrzymania wody i rozmaitych składników, które się doprowadza do gleby – zjawisko sorpcji.

5. Opisz założenia programu zarządzania środowiskowego „Czystsza Produkcja”. Rola BAT.

Program ,,Czystsza Produkcja'' wprowadzony w USA (1985 r.) - to proces zarządzania i sterowania produkcją i usługami zmierzającymi do zapobiegania i ograniczania powstawaniu marnotrawstwa zasobów pracy ludzkiej, surowców, materiałów i energii.

CP jest dobrowolne, dynamiczne.

- jest stosowana w firmach produkcyjnych, usługowych, organizacjach profit, non –profit

Jest ukierunkowana na:

-zapobieganie zanieczyszczeniom

- racjonalne gospodarowanie zasobami środowiska

- minimalizację zrzutów do środowiska

- Dążenie do osiągnięcia poziomu zrzutów zanieczyszczeń zaplanowanych niższych niż dopuszczalne w wyniku ciągłego ulepszania systemu produkcyjnego

CP przynosi efekty dla ludzi, organizacji, środowiska przyrodniczego.

BAT – oznacza technikę najmniej szkodliwą dla środowiska. Standard służący określaniu wielkości emisji zanieczyszczeń dla większych zakładów przemysłowych w UE. Nie jest natomiast konieczne, aby określony był rodzaj urządzenia lub też konkretna technologia.

Nadrzędny cel BAT to zaproponowanie takich limitów emisyjnych, które będą odzwierciedlać właściwe proporcje pomiędzy korzyściami i kosztami. Wielkości limitów emisyjnych muszą dotyczyć tych zanieczyszczeń, które zakład będzie wytwarzał w większych ilościach.

6. ZAGROŻENIA W ATMOSFERZE

ROZPAD OZONU W STRATOSFERZE:

Synteza ozonu: O + O₂ O₃

Rozpad ozonu O₃ + hv O +O₂ (220- 330 nm)

Przyczyna dziury ozonowej- wzrost stężenia w atmosferze związków gazów halogenowych- freonów- CF₂Cl lub CFCl₃

FREONY- stosowane w lodówkach jako czynniki chłodzące , powodują rozkład około 60-80 % ozonu na wysokości 45- 50 km.

DZIURA OZONOWA- KONSEKWENCJE

- zmiany rakotwórcze, mutagenne

- wzrost zanieczyszczeń atmosfery

- niszczenie polimerów

Przeciwdziałanie:

- unikanie używania produktów z zawartością freonów;

- odpowiednia utylizacja

- zmniejszenie emitacji toksyn z fabryk i elektrowni

KWAŚNE DESZCZE –

-Kwaśne deszcze powstają na skutek zanieczyszczenia atmosfery.

- Tlenki siarki, tlenki azotu i chlorowodór rozpuszczają się w kropelkach pary wodnej, która znajduje się w atmosferze. Ich źródłem jest jednak człowiek- szkodliwe substancje emitowane są przez elektrownie cieplne, zakłady przemysłowe. Nadmierne ilości spalin samochodowych i błędy w rolnictwie także przyczyniają się do wzrostu zagrożenia . - Woda zawarta w kwasach nasyca się szkodliwymi substancjami chemicznymi, które występują w powietrzu.

- Kolejne procesy doprowadzają do niebezpiecznych reakcji: z dwutlenku siarki powstaje kwas siarkowy, z tlenków azotu- kwas azotowy. Te niebezpieczne substancje zaczynają swoją wędrówkę wraz z wiatrem. Mają one postać zawiesiny, która opadając na ziemię prowadzi do uszkodzenia wielu ekosystemów.

- Kwaśne opady powodują niszczenie warstwy znajdującej się na liściach. To przyczynia się do nadmiernego parowania roślin. W rezultacie rośliny zielone po prostu zostają wysuszone.

- Nadmiar kwasu osadzający się na drzewach wypłukuje z nich wapń i magnez. Liście drzew przedwcześnie zaczynają żółknąc i opadają.

-Zaatakowane zostają także gleby. Jeśli są one pozbawione wapnia z przyczyn naturalnych, to stają się w ogóle niezdatne do uprawy. Kwaśne opady przedostają się do soków roślin. W ten sposób uszkadzają korzeń i łodygę. To prowadzi do wyjaławiania gleb i umierania lasów. W rezultacie takie gleby są niezdatne do uprawy. W wyjałowionych jeziorach giną tysiące ryb ( między innymi łososi i pstrągów).

ZAPOBIEGANIE:

- budowa instalacji wyłapujących tlenki siarki i azot ze spalin- odsiarczanie gazów emitowanych do atmosfery

- budowa wyższych kominów – opary są wyniesione wyżej w atmosferę, co zmniejsza stężenie ich w emisji.

- izolacje cieplne – oszczędzanie energii , alternatywne źródła energii

- stosowanie w autach specjalnych dopalaczy

- do wód można stosować wapno, jako środek niszczący kwas

SMOG FOTOCHEMICZNY

typ smogu powstający w słoneczne dni przy dużym ruchu ulicznym. Brunatna mgła, która zwykle pojawia się nad miastami podczas gorącej, słonecznej pogody, kiedy to mieszanka czynników zanieczyszczających powietrze, zwłaszcza spalin wchodzi w reakcję ze światłem słonecznym, w wyniku czego powstaje trujący gaz, czyli ozon. Gaz ten może być przyczyną trudności w oddychaniu.

Główne zanieczyszczenia - smog fotochemiczny Atmosfera miejska

• tlenek węgla

• tlenki azotu

• węglowodory

• ozon troposferyczny

• pyły przemysłowe

Skutki:

• powstawanie toksycznych gazów: nadmierne stężenie tlenków azotów i węglowodorów oraz ozonu troposferycznego

• podrażnienie górnych dróg ukł oddechowego, utrudnienie wiązania tlenu przez

Aby zmniejszyć ryzyko powstania smogu należy:
- zakładać filtry na kominy przemysłowe,
- ograniczać ruch samochodowy,
- ograniczyć spalanie:
a)węgla,
b)gazu ziemnego,
c)ropy naftowej.

14.Rodzaje recyklingu i zalety recyklingu.

Rodzaje recyklingu:

1. produktowy

2. Materiałowy

3. Surowcowy

Oszacowano zalety recyklingu:

• Wyczerpywanie zasobów naturalnych spowalnia się 30 x

• Efekt cieplarniany (emisja gazów) zmniejsza się 2 x

• Potencjalne ryzyko zachorowania na raka spada 10 x

• Eutrofizacja wód ulega zmniejszeniu 3 x

• Zmniejszenie gigantycznego marnotrawstwa surowców i energii

• W e-złożu jest 17 x więcej złoża niż w rudzie (recykling jest mniej energochłonny niż wydobycie złota z rudy)

12. Podaj podział odpadów, ilości, zasady klasyfikowania i zasady kodowania. Odpady niebezpieczne-przykłady. Hierarchia metod postępowania z odpadami.

Odpady :

1.przemysłowe

2. komunalne

Całkowita ilość w 2008r. - 125 milionów Mg

• odpady przemysłowe głównie z przemysłu wydobywczego 112 780 0000 Mg

• odpady komunalne – 12 194000Mg

Gospodarowanie odpadami przemysłowymi

• 20.289 700 Mg składowiska

• 335 400 Mg przeróbka termiczna

• 225 900 Mg recykling organiczny (kompost)

• 86 124 800 Mg powtórne użycie

• 39 22 600 Mg czasowo magazynowanie

Gospodarowanie odpadami komunalnymi

• 8693 200 Mg składowiska

• 62 700 Mg termiczne uprzydatnianie

• 292 400 Mg mechaniczno – biologiczne przetwarzanie

• 682 000 Mg separacja i rozdział

Statystycznie na jednego polaka przypada ok 3 ton odpadów

Hierarchia metod gospodarowania odpadami od najważniejszych do mniej ważnych

zapobieganie unikanie wytwarzania

minimalizacja

recykling

odzysk energii

unieszkodliwienie

Kodowanie odpadów Rozporządzenie Ministra Środowiska dnia 27 września

Odpady klasyfikujemy poprzez

1. Źródło ich powstania

2. Właściwości odpadami niebezpiecznymi

3. Składników odpadami

- jest 20 głównych grup

-kod składa się z 6 cyfr identyfikujących dany odpad

-19grupa odpady przemysłowe a 20 grupa odpady komunalne

-10 01 02 – popioły lotne z węgla

- 10 - odpady z procesów termicznych

-10 01 – odpady z elektrowni i innych zakładów elektrycznego spalania paliw

* oznacza odpad niebezpieczny

Odpady niebezpieczne – oznaczają odpady wykazujące co najmniej jedną spośród właściwość niebezpieczną np.

H1 wybuchowe

H2 utleniające

H3 wysoce łatwopalne

H4 drażniące mutagenne

Zużyte baterie

świetlówki

farby, lakiery , rozpuszczalnik

9. Geogeniczne i antropogeniczne zanieczyszczenie środowiska wodnego - Eutrofizacja wód - przyczyny i skutki.

Zanieczyszczenia: mineralne pochodzące z gleby np. gliko krzemiany, zw organiczne, drobiny zw próchnicy)

• geogeniczne i antropogeniczne ( ścieki przemysłowe i komunalne, nadmierne nawożenie powierzchniowe, skażenie metalami ciężkimi, opady atmosferyczne, wody kopalniane)

• wtórne (procesy w datnienia i dezynfekcji za pomocą Cl

Eutrofizacje – zjawisko nadmiernego przeżyźnienia wód w składniki pokarmowe w zw azotowe i fosforowe

Przyczyny:

• wzrost dopływu pierwiastków biogennych głównie azotu i fosforu wraz z nawozami do jezior i rzek

• nadmierne obciążenie odbiorników ściekami które zawierają ogromne ilości detergentów zawierających fosforany

• nadmierne emisje tlenków azotu

Skutki:

• początkowo wzrost produkcji biologicznej w wodzie → zakwity glonów

• zmniejszenie przezroczystości wody wydzielanie toksyn, zły smak i zapach

• ograniczenie O2 → zjawisko przyduchy → masowe śnięcie ryb

• w strefie litoralu złe warunki świetlne powodują obumieranie roślin

• osady obecne i organizmy żyjące na dnie → warunki beztlenowe

• warunki beztlenowe sprzyjają procesom gnilnym i powstaniu CH4 i H2S

• życie biologiczne w głębokim zbiorniku zanika. Woda ze zbiornika eutroficznego nie nadaje się do spożycia i rekreacji

Płytki zbiornik zarasta