Efekt cieplarniany - zjawisko podwyższenia temperatury planety powodowane obecnością gazów cieplarnianych w atmosferze. Zmiany powodujące wzrost roli efektu cieplarnianego mogą być jedną z przyczyn globalnego ocieplenia.
Kwaśne deszcze - opady atmosferyczne, o odczynie pH mniejszym niż 5,6 czyli kwaśnym; zawierają kwasy wytworzone w reakcji wody z pochłoniętymi z powietrza gazami, takimi jak: dwutlenek siarki, tlenki azotu, siarkowodór, chlorowodór, wyemitowanymi do atmosfery w procesach spalania paliw, produkcji przemysłowej, wybuchów wulkanów, wyładowań atmosferycznych i innych czynników naturalnych
Dziura ozonowa jest to zjawisko polegające na zmniejszaniu się ilości ozonu w ozonosferze (część stratosfery o podwyższonej ilości ozonu). Jest to zjawisko niebezpieczne, ponieważ ozon jest odpowiedzialny za pochłanianie promieniowania ultrafioletowego docierającego do Ziemi ze Słońca. Promieniowanie to jest szkodliwe dla organizmów żywych.
Smog - nienaturalne zjawisko atmosferyczne polegające na współwystępowaniu zanieczyszczeń powietrza spowodowanych działalnością człowieka oraz niekorzystnych naturalnych zjawisk atmosferycznych: znacznej wilgotności powietrza (mgła) i braku wiatru. Wchodzące w skład smogu szkodliwe związki chemiczne, pyły i znaczna wilgotność są zagrożeniem dla zdrowia, są bowiem czynnikami alergizującymi i mogą wywołać astmę oraz jej napady, a także powodować zaostrzenie przewlekłego zapalenia oskrzeli, niewydolność oddechową lub paraliż układu krwionośnego.
Ze względu na miejsce i warunki powstawania oraz skład chemiczny możemy wyróżnić dwa rodzaje smogu:
Smog londyński - w skład którego wchodzą: tlenek siarki(IV), tlenki azotu, tlenki węgla, sadza oraz trudno opadające pyły. Występuje głównie w miesiącach od listopada do stycznia podczas inwersji temperatur w umiarkowanej strefie klimatycznej.
Smog Los Angeles (smog fotochemiczny, ozon troposferyczny) - powstaje przede wszystkim w miesiącach letnich, w strefach subtropikalnych. Skład: tlenki węgla, tlenki azotu, węglowodory. Związki te ulegają późniejszym reakcjom fotochemicznym, w wyniku których powstają: PAN (azotan nadtlenoacetylu), aldehydy oraz ozon.
Skutki zanieczyszczania wód
Substancje zanieczyszczające wody powierzchniowe powodują zmianę jej barwy i smaku oraz zmętnienie. Wpływa to ujemnie na jakość wody i przydatność do spożycia. Zawarte w wodzie mikroorganizmy chorobotwórcze mogą powodować ciężkie zatrucia pokarmowe.
Prawie wszystkie zanieczyszczenia wód wytworzone przez człowieka są toksyczne dla większości organizmów wodnych. W miarę wzrostu stężeń substancji zanieczyszczających wody, zmniejszy się ilość ryb w zbiornikach wodnych.
Z zanieczyszczeniem wód powierzchniowych związane jest zjawisko eutrofizacji. Jest to proces wzbogacania wód w zbiornikach wodnych pierwiastkami biogennymi (azot (N), fosfor (P) i inne) najczęściej w wyniku odprowadzania do nich nie oczyszczonych ścieków. Skutkiem zwiększenia ilości składników pokarmowych w środowisku jest przyspieszone rozmnażanie mikroorganizmów (głównie glonów, sinic, bakterii). Widocznym efektem jest tzw. zakwit wody. Wzrost liczebności drobnoustrojów powoduje zwiększenie biologicznego zapotrzebowania na tlen. Rozpuszczony w wodzie tlen zużywany jest również do rozkładu martwych szczątków organizmów. Wody zmieniają swoją barwę i zapach. Stają się bardziej mętne. W górnych warstwach wody charakterystyczne są wahania stężenia tlenu oraz odczynu. Zaczynają powstawać obszary wody, w której zapasy tlenu zostały wyczerpane. Są one określane, jako pustynie tlenowe. W zbiorniku wszystkie organizmy tlenowe wymierają, natomiast dominują mikroorganizmy beztlenowe. Na dnie zbiornika zaczynają gromadzić się muły, co prowadzi do zmniejszania się jego głębokości. Na skutek eutrofizacji jezioro może ulec przekształceniu w bagno lub torfowisko.
Źródła zanieczyszczeń wód
Zanieczyszczenia wód możemy podzielić ze względu na pochodzenie na naturalne (autochtoniczne) oraz antropogeniczne (allochtoniczne).
Jeszcze mniej więcej do średniowiecza dominowały zanieczyszczenia wód pochodzenia naturalnego. Związane są głównie z rozwojem i obumieraniem wodnych organizmów roślinnych i zwierzęcych. Powodowane są także wypłukiwaniem pewnych substancji ze skał i gleb.
Wraz z rozwojem miast, a następnie ośrodków przemysłowych do wód zaczęto odprowadzać coraz więcej szkodliwych substancji. Obecnie głównymi źródłami zanieczyszczeń wód są ścieki komunalne (zawierające m.in. detergenty, mikroorganizmy chorobotwórcze) i przemysłowe (zawierające m.in. sole metali ciężkich, związki siarki i azotu). W wyniku działalności rolniczej do wód powierzchniowych dostają się użyte w nadmiarze nawozy sztuczne i organiczne oraz niewłaściwie stosowane środki ochrony roślin. Przemysł wydobywczy odprowadza do wód gruntowych duże ilości bardzo silnie zasolonych wód kopalnianych.
Poważny problem stanowi również rolnictwo, a dokładnie sposób stosowania nawozów organicznych. W licznych gospodarstwach rolnych nawóz jest wywożony po zbiorze zbóż pod rośliny okopowe, a następnie przyorany. Gleba pozostaje więc do wiosny bez okrywy ścierniskowej, a rozpuszczalne związki azotowe i fosforowe przedostają się w głąb gleby, stanowiąc źródło zanieczyszczeń wód podziemnych.
Znaczne ilości zanieczyszczeń wód pochodzą również z transportu wodnego i lądowego. Wody będące szlakami komunikacyjnymi oraz wody występujące w pobliżu dróg i autostrad zawierają zwiększone ilości związków ołowiu, tlenków azotu, węglowodorów.
Do wód szkodliwe substancje przedostają się również na skutek depozycji zanieczyszczeń pochodzących z powietrza.
W zanieczyszczaniu wód znaczny udział ma również eutrofizacja. Można powiedzieć, że jest ona zarówno przyczyną, jak i skutkiem zanieczyszczenia wód.
Oczyszczanie wód
Wody powierzchniowe są obecnie zanieczyszczane najczęściej na skutek odprowadzania do rzek ścieków komunalnych i przemysłowych. Zatem najefektywniejszą formą ochrony wód jest oczyszczanie ścieków. Wymaga to jednak budowy kosztownych oczyszczalni ścieków. W oczyszczalniach ścieków neutralizacja szkodliwych substancji zachodzi najczęściej w trzech etapach. W etapie pierwszym - mechanicznym, dzięki kratom, sitom, urządzeniom rozdrabniającym usuwane są części stałe. Zawiesiny usuwane są w osadnikach i piaskownikach. Etap drugi oczyszczania ścieków polega na usunięciu substancji organicznych przez zespół mikroorganizmów (bakterie, grzyby jednokomórkowe, pierwotniaki) tworzących tzw. osad czynny. Po rozkładzie wszystkich zanieczyszczeń organicznych na dwutlenek węgla i wodę bakterie i grzyby są usuwane ze ścieków przez pierwotniaki. W trzecim etapie następuje usuwanie fosforanów i azotanów ze ścieków. Używa się do tego celu bakterii denitryfikacyjnych lub glonów, które zamieniają azotany (NO3) na azot atmosferyczny (N2). Fosforany mogą być usuwane ze ścieków metodami chemicznym, poprzez działanie solami metali, w wyniku czego wytrącają się trudno rozpuszczalne w wodzie sole fosforanowe. W niektórych oczyszczalniach przeprowadzany jest również czwarty etap oczyszczania ścieków, po którym ścieki mogą być używane, jako wody przemysłowe. W procesie tym do oczyszczania ścieków wykorzystywane są liczne procesy fizykochemiczne:
- koagulacja - łączenie cząstek koloidowych większe zespoły, w wyniku czego powstaje osad zwany koagulatem
- flokulacja (kłaczkowanie) - przekształcanie trudno opadających drobin zawiesin w większe
- filtracja - oddzielanie cieczy od zawieszonych w niej cząstek stałych
- adsorpcja - proces zachodzący na granicy dwu faz, w wyniku którego stężenie substancji jest większe lub mniejsze od stężenia substancji w głębi fazy.
Nieco inaczej oczyszczane są ścieki przemysłowe, które zawierają głównie zanieczyszczenia nieorganiczne. Stosowane są tu m.in. takie metody fizykochemiczne, jak sedymentacja, filtracja, koagulacja, strącanie chemiczne.
Ścieki - to zużyte ciecze, roztwory, koloidy lub zawiesiny, a także odpadowe ciała stałe odprowadzane za pomocą rurociągów do odbiorników naturalnych jakimi mogą być zbiorniki lub cieki wodne, doły gnilne itp. ścieki sa pochodzące z miast i przemysłu oraz spływy powierzchniowe z terenów rolniczych i nieskanalizowanych. Ścieki są odprowadzanedo wód powierzchniowych za pośrednictwem kanalizacji lub zrzucane bezpośrednio do nich.W postaci ścieków odprowadza się odpadowe substancje przemysłowe oraz odpady żywnościowe i fekalia z miejskich i osiedlowych gospodarstw domowych. Ze względu na dużą szkodliwość biologiczną ścieków, zarówno komunalnych jak i przemysłowych, przed odprowadzeniem do odbiornika powinno się poddawać je oczyszczeniu w oczyszczalniach. Do najczęściej występujących organicznych składników ścieków zalicza się: białka, węglowodany, tłuszcze, oleje, żywice, barwniki, fenole, produkty naftowe, detergenty, pestycydy itp. Składnikami nieorganicznymi są zasady, kwasy nieorganiczne, metale ciężkie (ołów, miedź, rtęć, cynk, kadm, chrom) a także arsen, chlor, siarkowodór, jony siarczanowe, chlorkowe, azotanowe, fosforanowe, węglanowe, amonowe itd.
Eutrofizacja, proces gromadzenia się materii organicznej (spływającej w ściekach komunalnych i przemysłowych) w jeziorach (lub ogólnie w środowisku) w tempie przekraczającym jej zasymilowanie. Eutrofizacja może być pochodzenia naturalnego lub antropogenicznego (antropopresja).
Wskaźniki czystości wód - wskaźniki określające stan jakościowy wód, tj. ilość i rodzaje zawartych w wodzie zanieczyszczeń oraz kondycję biocenoz wodnych.
Wyróżnia się wskaźniki fizyczne, chemiczne i biologiczne.
Wskaźniki fizyczne to temperatura, zapach, smak, mętność, przezroczystość, barwa wody.
Wskaźniki chemiczne to m.in. odczyn wody, utlenialność, twardość wody, zasadowość, kwasowość, poziom substancji biogennych (zwłaszcza związków azotu i fosforu), chlorków, siarczanów, żelaza, rozpuszczonego tlenu, ChZT, dwutlenku węgla, metali ciężkich. Wskaźniki biologiczne stosowane w monitoringu wód dawniej stosowane były przede wszystkim do określania warunków sanitarnych - np. miano Coli, wskaźnik saprobowości, indeks saprobów, BZT. Dla celów naukowych (np. paleoekologicznych) naukowcy opracowali liczne wskaźniki trofii, odczynu, zasolenia i in., np. współczynniki fitoplanktonowe, polski indeks biotyczny.
Wody naturalne to wody biorące udział w kołowym obiegu wody w przyrodzie: wody opadowe; wody powierzchniowe, wody podziemne
Glebą nazywamy warstwę powierzchniową, pokrywającą skorupę ziemską. Powstała ona w wyniku długotrwałych procesów, które przebiegały na powierzchni Ziemi
Erozja - proces niszczenia powierzchni terenu przez wodę, wiatr, siłę grawitacji i działalność człowieka.
Erozja lodowcowa (glacjalna) to żłobienie terenu przez płynący lodowiec.
Erozja eoliczna (wiatrowa) to przenoszenie cząstek gleby i rozkruszonych skał przez wiatr (deflacja), szlifowanie skał przez niesione przez wiatr ziarna piasku (korazja) oraz deponowanie cząstek na powierzchni gleby (akumulacja) (wydmy).
Erozja wodna :erozja deszczowa (ablacja deszczowa) - spłukiwanie luźnej, wierzchniej warstwy terenu (zwłaszcza cząstek gleby) przez wody deszczowe
erozja rzeczna - przenoszenie cząstek przez prąd rzeki bądź falowanie wody
Zanieczyszczeniami gleb i gruntów są wszelkie związki chemiczne i pierwiastki promieniotwórcze, a także mikroorganizmy, które występują w glebach w zwiększonych ilościach. Pochodzą m.in. ze stałych i ciekłych odpadów przemysłowych i komunalnych, gazów i pyłów emitowanych z zakładów przemysłowych (chemicznych, petrochemicznych, cementowni, hut, elektrowni itp.), gazów wydechowych silników spalinowych oraz z substancji stosowanych w rolnictwie (nawozy sztuczne, środki ochrony roślin).
Zanieczyszczenia zmieniają gleby pod względem chemicznym, fizycznym i biologicznym. Obniżają jej urodzajność, czyli powodują zmniejszenie plonów i obniżenie ich jakości, zakłócają przebieg wegetacji roślin, niszczą walory ekologiczne i estetyczne szaty roślinnej, a także mogą powodować korozję fundamentów budynków i konstrukcji inżynierskich, np. rurociągów.
Zanieczyszczenia gleb mogą ulegać depozycji do środowiska wodnego na skutek wymywania szkodliwych substancji. Powodują tym samym zanieczyszczenie wód.
Ekologia (gr. oíkos (οἶκος) + -logia (-λογία) = dom + nauka) - nauka o strukturze i funkcjonowaniu przyrody, zajmująca się badaniem oddziaływań pomiędzy organizmami a ich środowiskiem oraz wzajemnie między tymi organizmami.
Sozologia (gr. sódzo=ochraniam, sódzein=ochraniać + lógos=nauka) - nauka o czynnej ochronie środowiska naturalnego, nauka zajmująca się problemami ochrony środowiska, przyczynami i następstwami niekorzystnych zmian w strukturze i funkcjonowaniu układów przyrodniczych (ekologicznych), zmian wynikających z rozwoju cywilizacji oraz sposobami zapobiegania im i łagodzenia ich skutków.
Antropopresja - ogół działań człowieka (zarówno planowych i przypadkowych) mających wpływ na środowisko przyrodnicze.
Biosfera (zob. bio) - strefa kuli ziemskiej zamieszkana przez organizmy żywe, gdzie odbywają się procesy ekologiczne. Biosfera jest częścią zewnętrznej skorupy Ziemi, która obejmuje również powietrze, ląd i wodę.
Biom - rozległy obszar o podobnym klimacie, charakterystycznej szacie roślinnej i szczególnym świecie zwierzęcym.
Ekosystem - jedno z podstawowych pojęć w ekologii. Termin ten został utworzony przez brytyjskiego ekologa Arthura Tansley'a w 1930 (opublikowany w 1935[1]) roku jako skrót od angielskich słów ecological system.
Na ekosystem składają się dwa składniki:
biocenoza - czyli ogół organizmów występujących na danym obszarze powiązanych ze sobą w jedną całość różnymi zależnościami,
biotop - czyli nieożywione elementy tego obszaru, a więc: podłoże, woda, powietrze (środowisko zewnętrzne).
Biocenoza (gr. bios życie i koinós wspólny) - zespół populacji organizmów roślinnych (fitocenoza), zwierzęcych (zoocenoza) i mikroorganizmów danego środowiska (biotopu), należących do różnych gatunków, ale powiązanych ze sobą różnorodnymi czynnikami ekologicznymi i zależnościami pokarmowymi, tworzących całość, która pozostaje w przyrodzie w stanie homeostazy (czyli dynamicznej równowagi). Biocenoza oraz biotop, czyli środowisko fizyczne (nieożywione) tworzą ekosystem.
Biocenozy mogą być naturalne (sawanna, las, jezioro) i sztuczne (park, ogród).
Biotop (gr. bíos życie, tópos miejsce) - środowisko życia biocenozy, środowiskowa część ekosystemu. Pierwotnie biotopem określano tylko abiotyczne elementy siedliska. Obecnie często rozumiany jest jako siedlisko nieożywione zmienione przez biocenozę. Biotop razem z biocenozą tworzy ekosystem.
Siedlisko - zespół czynników abiotycznych (klimatyczno-glebowych), niezależnych od biocenozy, które panują w określonym miejscu, działających na rozwój poszczególnych organizmów, ich populację lub całą biocenozę. Siedlisko określa warunki istnienia zajmujących je typów zbiorowisk roślinnych i związanych z nimi zgrupowań zwierzęcych. Siedlisko danego gatunku to przestrzeń, w której ten gatunek występuje.
Nisza ekologiczna - Zespół czynników biotycznych i abiotycznych zapewniający populacji warunki do życia (np. światło, pokarm, miejsce). Na terenie biocenozy populacje konkurują o korzystne czynniki. Zgodnie z zasadą Gausego jedna nisza może być zajęta tylko przez jedną populację. Nisza ekologiczna określa miejsce danej populacji w biocenozie.
Określa znaczenie i rolę danego gatunku w ekosystemie, tj. sposób przetwarzania energii (miejsce w łańcuchu pokarmowym), zachowania się, wpływ na środowisko i zależności od innych gatunków. Rodzaje nisz ekologicznych:
Środowisko - ogół elementów nieożywionych i ożywionych, zarówno naturalnych, jak i powstałych w wyniku działalności człowieka, występujących na określonym obszarze oraz ich wzajemne powiązania, oddziaływania i zależności. Jest to pojęcie podrzędne w stosunku do przyrody, obejmującej również elementy ożywione.
Przez strukturę troficzną rozumiemy powiązania pokarmowe między producentami, konsumentami, reducentami.
- Poziom producentów złożony jest z autotrofów, głównie roślin zielonych wytwarzających w procesie fotosyntezy materię organiczną.
- Poziom konsumentów stanowią heterotrofy, tworzą go wszystkie pozostałe organizmy spożywające bezpośrednio lub pośrednio zasoby wytworzone przez producentów. Poziom ten reprezentują:
konsumenci I rzędu, czyli roślinożercy,
konsumenci II rzędu, czyli drapieżcy,
konsumenci III rzędu odżywiają się konsumentami II rzędu.
- Reducenci (destruenci) rozkładają materię organiczną do nieorganicznej; są to głównie bakterie i grzyby.
- Zależności pokarmowe między organizmami różnych poziomów troficznych obrazują łańcuchy pokarmowe (troficzne).
Formy ochrony przyrody w Polsce najważniejszym składnikiem systemu ochrony są 23 polskie parki narodowe. W obrębie parków, których łączna powierzchnia zajmuje ponad 3000 km2, wydzielono na obszarze 683 km2 strefy ochrony ścisłej, gdzie nie dochodzi do ingerencji człowieka w ekosystemy. Na pozostałych terenach pracownicy parków i naukowcy wspierają odradzanie się naturalnej przyrody.
Mniejszymi, chociaż równie cennymi obiektami przyrodniczymi są rezerwaty przyrody. Jest ich w Polsce ponad 1300.
Innym ważnym składnikiem jest 120 parków krajobrazowych o łącznej powierzchni 24 500 km2, a zasadniczą różnicą jest to, że można w nich prowadzić działalność gospodarczą i rolniczą. Z kolei obszary chronionego krajobrazu o łącznej powierzchni 71 400 km2 są łącznikiem w systemie ochrony tak, że stanowi on ciągłość. Chroni się także niewielkie odizolowane obszary (tzw. użytki ekologiczne), mniejsze fragmenty pięknych krajobrazów zespoły przyrodniczo-krajobrazowe, a także pojedyncze obiekty - pomniki przyrody i stanowiska dokumentacyjne przyrody nieożywionej.
W 2004 r. rozpoczęto też wprowadzanie w Polsce europejskiej formy ochrony przyrody - obszarów Natura 2000, na których chroni się te elementy przyrody, które są zagrożone w skali Europy. Docelowo takie obszary obejmą prawdopodobnie ok. 15-20% powierzchni kraju.
Niezmiernie ważnym dopełnieniem w systemie ochrony przyrody jest gatunkowa ochrona zwierząt, grzybów i roślin.
Ważnymi osiągnięciami polskiego systemu ochrony przyrody są ochrona bobra, łabędzia, żubra, sokoła wędrownego, czy też łosia.
Przykłady łańcuchów pokarmowych:
Producent: liście, gałązki - konsument I rzędu: zając szarak - konsument II rzędu: lis - konsument III rzędu: wilk.
Producent: liście, gałązki - konsument I rzędu: jeleń - konsument II rzędu: niedźwiedź.
Producent: orzechy, owoce - konsument I rzędu: wiewiórka - konsument II rzędu: kuna leśna - konsument III rzędu: lis - konsument IV rzędu: wilk.
Producent: kora - konsument I rzędu: kornik - konsument II rzędu: dzięcioł - konsument III rzędu: jastrząb.
Producent: liście, gałązki - konsument I rzędu: mucha - konsument II rzędu: biedronka - konsument III rzędu: sikora - konsument IV rzędu: sokół.
Producent: orzechy, owoce - konsument I rzędu: dzik.
Ekosystem podział
* naturalny np . las
* sztuczny np. pole uprawne
ekosystem
* wodny np. jezioro , morze , staw
* lądowe np . sad , las , łąka