Wykład 1 
Ekologia to nauka o strukturze i funkcjonowaniu przyrody, zajmująca się badaniem oddziaływań pomiędzy organizmami a ich środowiskiem. 
Określenia ekologia, ekologiczny są często używane w języku potocznym, mając szeroki i czasem nieprecyzyjny sens znaczeniowy, nie zawsze związany z ekologią. 
Ekosystem to jedno podstawowych pojęć w ekologii. Termin ten został utworzony przez brytyjskiego ekologa Arthura  Tansley???a w 1935 roku jako skrótom angielskich słów ecological system. 
Na ekosystem składają się dwa składniki: 
  Biocenoza- czyli ogół gatunków występujących na danym obszarze, oraz 
  Biotop- czyli nieożywione elementy tego obszaru , a więc podłoże, woda, powietrze       
 ( środowisko zewnętrzne) 
Ekosystem stanowi  funkcjonalną całość, w której  zachodzi wymiana materii między biocenozą i biotopem. 
Ekosystem stanowi największą jednostkę funkcjonalna biosfery. 
Przykłady ekosystemów : 
         Staw 
         Las 
         Dżungla 
         Łąka 
         Rafa koralowa 
         Pole 
CZŁOWIEK A ŚRODOWISKO 
Warunkiem równowagi wśród ludzi jest ich ilość i potrzeby. Zawsze gdziekolwiek ludzie funkcjonują, żyją w pewnej równowadze. 
Istnieją naturalne zachwiania ekosystemu( np. bobry i zatopiony las, zjawiska geologiczne, erupcja wulkanów ). 
Każdy organizm potrzebuje pojemności ekosystemu. 
Czynniki warunkujące relacje człowiek a środowisko: 
  Populacja( ile nas jest) 
  Ekonomia 
  Polityka 
  Religia 
  Technologia 
  Edukacja 
  … 
PROBLEMY DEMOGRAFICZNE 
- Ogólna liczba ludności, która cały czas rośnie( Afryka, Azja, Stany Zjednoczone) 
- Geograficzny rozkład gęstości zaludnienia( zależy od warunków przyrodniczych) 
- Obszary dobrobytu i ubóstwa 
- Dostęp do dóbr  naturalnych 
- Dostęp do surowców 
- Dostęp do wiedzy (edukacja) 
Średnia światowa dzietność spadła z 6 do 3 dzieci na rodzinę w ciągu ostatnich 30 lat w krajach rozwiniętych. Czym państwo jest bardziej rozwinięte ekologicznie tym mniejsza jest dzietność. 
Pojemność ekosystemu w którym mieszka człowiek jest ograniczona 
  Ludy koczownicze 
  Zbieractwo i myślistwo 
  Uprawa roli 
  Rozwój osad i miast 
  Współczesny zurbanizowany model aglomeracji miejskich 
Dobra naturalne 
  Ziemia 
  Woda 
  Powietrze 
  Energia 
  Cały biosystem ze swoją różnorodnością 
  
REWOLUCJA PRZEMYSŁOWA I JEJ DOBRA 
         Surowce energetyczne 
         Surowce mineralne( nieodnawialne):  rudy metali , surowce chemiczne, budowlane 
         Materiały pochodzenia biologicznego: bawełna, wełna itp. 
         Ludzka siła robocza 
         Żywność 
TWÓJ ŚLAD NA ZIEMI, CZYLI ” EKOLOGICZNY ODCISK STOPY” 
Kiedyś zapytano Mahatmę Gandhiego: „ Za ile lat mieszkańcy Indii będą mogli cieszyć się takim poziomem życia, jak mieszkańcy Wielkiej Brytanii?” 
Na co Mahatma odpowiedział pytaniem: 
„ A ile kul ziemskich musiałoby być, żeby każdy mieszkaniec Indii żył na takim poziomie jak Anglicy?” 
 Każdy z nas  w mniejszym lub większym stopniu oddziałuje na środowisko. 
Konsumując produkty, zużywamy energię, zajmujemy przestrzeń mieszkalną, korzystamy z transportu, produkujemy odpady itp. 
To oddziaływanie można przeliczyć na powierzchnię ziemi użytecznej biologicznie, która jest niezbędna, aby zaspokoić tryb życia danej osoby. 
Tę metodę oceniania naszego wpływu na środowisko nazywamy ekologicznym odciskiem stopy. 
Obszary jakie jeszcze wpływają na środowisko 
- Moda 
- Rozrywka 
- Tyrystyka 
RÓŻNICA MIĘDZY EDUKACJA EKOLOGICZNĄ A EDUKACJĄ ZRÓWNOWAŻONEGO ROZWOJU 
Edukacja na rzecz zrównoważonego rozwoju jest nierozerwalną częścią edukacji każdego człowieka, która rozpoczyna się w dniu jego narodzin. 
Edukacja ekologiczna natomiast jest tylko elementem edukacji na rzecz zrównoważonego rozwoju 
i ukierunkowana jest na zagadnienia środowiska, pomijając często aspekt społeczny i ekonomiczny

PROBLEMY ZWIĄZANE Z POWIETRZEM 
  Dziura ozonowa 
  Efekt cieplarniany( globalne ocieplenie) 
  Zmiany klimatyczne( nie tylko zmian temperatury) 
  Zanieczyszczenia atmosfery 
         Smog 
         Substancje zakwaszające( kwaśne deszcze) 
         Związki toksyczne 
  Zanieczyszczenia wewnątrz pomieszczeń 
  
Skład chemiczny atmosfery 
SKŁADNIKI STAŁE 
(skład niezmienny do wysokości  80 km, w stanie suchym czyli 0% pary wodnej) 
78.09% AZOT 
20.95% TLEN 
1% ARGON, NEON, HEL, METAN, KRYPTON, WODÓR I INNE 
  
SKŁADNIKI ZMIENNE 
(różne,  w zależności od położenia geograficznego lub też sytuacji, np. erupcji wulkanu) 
PARA WODNA( ok. 0-4%) 
DWUTLENEK WĘGLA(ok. 0.02-0.04%) 
DWUTLENEK SIARKI 
OZON 
SKŁADNIKI MINERALNE: pył, sadza 
SKŁADNIKI ORGANICZNE: drobnoustroje, zarodniki roślin. 
Strumień energii docierający do Ziemi od słońca 
         Całą energię funkcjonowania dostarcza nam słońce( z wyjątkiem energii jądrowej) 
         Protuberancje- kłęby gorącego i rzadkiego gazu, najczęściej wodoru, w postaci ”języków” lub łuków wyrzucanych  z powierzchni Słońca. Protuberancje mają zwykle temperaturę  od 8 000 K do  15 000 K, a ich masa wynosi ok. 10 14 kg. Wznoszą się one na tysiące kilometrów nad powierzchnię Słońca. 
         Wiatr słoneczny i burze magnetyczne( efekt działania wiatru słonecznego na atmosferę- zorza polarna- strumień jonów wpadających w atmosferę. 
         Rozkład światła, który dochodzi do powierzchni ziemi 
- ultrafioletowe( niewidzialne) ??? 7%- wysokoenergetyczne promieniowanie, które oddziałuje na atmosferę 
- widzialne 
PROMIENIOWANIE ULTRAFIOLETOWE 
Wysokoenergetyczne cząstki: egzosfera, termosfera, mezosfera, ozonosfera, stratosfera i troposfera. 
          Dziura ozonowa 
                   →  część ozonosfery ulega zniszczeniu( ozon ulega degradacji na biegunach). Ubytek ozonu przeszkadza w funkcjonowaniu ludzi. 
                  →  Instytut Meteorologii I Gospodarki Wodnej( prognozowany indeks UV). 
PODSTAWOWE WIADOMOŚĆI O PROMIENIOWANIU UV 
Ilość docierającego do powierzchni ziemi promieniowania ultrafioletowego zależy od: 
» wysokości słońca nad horyzontem, tj. szerokości geograficznej, pory roku i pory dnia. Najsilniejsze promieniowanie w strefie zwrotnikowej, najsłabsze w obszarach polarnych. W Polsce najsilniejsze promieniowanie występuje latem w godzinach południowych. 
» wysokości nad poziomem morza; największe wartości Indeksu UV występują w Tatrach. 
» rozpraszania w atmosferze przez aerozole i parę wodną 
» zawartości ozonu w atmosferze, szacunkowo 1% zmiany całkowitego ozonu powoduje zmianę 1.1-1.3% promieniowania UV 
» pochłaniania i odbicia przez powierzchnię ziemi. Stosunek promieniowania odbitego do padającego jest nazywany albedo i wynosi dla lodu i śniegu ok. 0.5  a dla powierzchni roślinnej 0.03. Wpływ albedo zaznacza się najsilniej wysoko w górach( odbicie od skał  i śniegu) i nad morzem( odbicie od piasku i wody). 
» wielkości i rodzaju zachmurzenia- promieniowanie UV jest silnie pochłaniane przez chmury 
Ultrafioletowa część promieniowania słonecznego jest aktywna biologicznie 
Dzielimy ją umownie na 3 pasma: 
UV-C ( 100-280nm) 
UV-B (280-320nm) 
UV-A (320-400nm) 
Zabójcze dla życia promieniowanie UV-C ( stosowane do sterylizacji narzędzi chirurgicznych)  jest na szczęście całkowicie pochłaniane przez górne warstwy atmosfery. 
Bardzo aktywne biologicznie promieniowanie UV-B, powodujące szybko widoczny efekt oparzenia skóry, jest w znacznej  części pochłaniane przez warstwę ozonową w atmosferze ( tylko kilka procent dociera do powierzchni Ziemi). 
Natomiast promieniowanie UV-A w znikomym stopniu osłabiane przez atmosferę wnika głębiej w skórę i wpływa na system immunologiczny. 
  
Charakterystyka typów skóry europejskiej populacji 
  
  
typ
skóry 
charakterystyka 
reakcja na opalanie 
opalenizna 
uwagi 
I 
Skóra bardzo jasna,
często pokryta piegami,
włosy jasny blond lub rude, oczy niebieskie. 
Zawsze reakcja rumieniowa na nawet krótki kontakt ze Słońcem 
Nie występuje (brak pigmentacji) 
Należy bezwzględnie unikać kąpieli słonecznych 
II 
Skóra jasna, włosy blond do brązowych, oczy niebieskie, zielone lub szare. 
Znaczna skłonność do oparzeń słonecznych 
Słaba opalenizna 
Należy umiarkowanie korzystać z kąpieli słonecznych 
III 
Skóra jasnobrązowa, włosy ciemnoblond lub brązowe 
Umiarkowana skłonność do oparzeń słonecznych 
Wyrazista opalenizna 
Można korzystać z kąpieli słonecznych 
IV 
skóra brązowa lub oliwkowa, włosy ciemnobrązowe 
Brak skłonności do oparzeń słonecznych. 
Mocna opalenizna 
Można korzystać z kąpieli słonecznych 
Bez względu na rodzaj skóry nie należy dopuszczać do oparzeń (rumienia).
Należy się chronić przed nadmiernym opalaniem.
Należy unikać opalania się w godzinach południowych.
Dzieci do lat 3 nie należy w ogóle wystawiać na pełne Słońce.

Skutki działania nadmiernej dawki promieniowania UV na organizm 
         Rak skóry 
         Przedwczesne starzenie skóry 
         Choroby oczu- katarakta 
         Osłabienie systemu odpornościowego organizmu 
  
  
Wykład 2 
Największe zastosowania freonów i związków freonopodobnych jest w systemach chłodniczych 
( np. klimatyzacje, samochody chłodnicze, chłodnie) 
  
Problemy związane z powietrzem: 
- Dziura ozonowa 
- Efekt cieplarniany- Globalne ocieplenie 
- Zmiany klimatyczne 
- Zanieczyszczenia atmosfery: 
    ~ smog 
    ~ substancje zakwaszające 
    ~ związki toksyczne 
  
Średni wzrost temperatury powietrza w pobliżu powierzchni Ziemi, w latach 1906 - 2005 wyniósł 
0,74 ± 0,18 °C 
Istotą problemu związanego z wyjaśnieniem globalnego ocieplenia jest ustalenie w jakim stopniu nam to zjawisko wpływa działalność człowieka,  a w jakim czynniki naturalne. 
  
Gazy, które biorą udział w globalnym ociepleniu: 
  Freon, ozon, tlenki azotu → 20% 
  Metan → 20% 
  Dwutlenek węgla → 60% 
Najwięcej CO2  emituje USA, a najmniej Korea 
Albedo- zdolność ciał do odbijania promieniowania, procent promieniowania padający na ziemię. 
  
Czwarty Raport IPCC (The Fourth Assessment Report of the IPCC; w skrócie AR4) - czwarty raport podsumowujący zmiany klimatu, raporty są publikowane przez Międzyrządowy Zespół do spraw Zmian Klimatu (IPCC). 
  
Główne wyniki Pierwszej Grupy Roboczej  
  Następuje globalna zmiana klimatu. 
  Prawdopodobieństwo, że te zmiany są wywołane przez czynniki naturalne jest około 5%. 
  Prawdopodobieństwo, że zmiany te są spowodowane przez antropogeniczną emisję gazów cieplarnianych jest ponad 90%. 
  Przewiduje się, że w XXI wieku temperatura na świecie wzrośnie od 1,8 do 4 °C. Z tym, że możliwe są zmiany od 1,1 do 6,4 °C. 
  Poziom wód oceanu wzrośnie prawdopodobnie o 28 do 42 cm. 
  Istnieje 90% prawdopodobieństwo, że będą występowały upały i silne opady. 
  
Wykład 3 
Co to jest zanieczyszczenie powietrza? 
       Zanieczyszczenie powietrza to gazy oraz aerozole (czyli cząstki stałe i ciekłe unoszące się w powietrzu), które zmieniają naturalny skład powietrza atmosferycznego.  
       Mogą one być szkodliwe dla zdrowia ludzi, zwierząt i roślin, a także niekorzystnie wpływać na glebę, wody i inne elementy środowiska przyrodniczego. 
Czyste powietrze a rośliny.
Rośliny żyjące na pniach drzew (porosty) są bardzo wrażliwe na zanieczyszczenie powietrza i rosną tylko w czystym powietrzu. 
Naturalne zanieczyszczenia powietrza 
       Naturalne zanieczyszczenia powietrza pochodzą z wybuchów wulkanów, pożarów lasów, ale są to także drobinki soli z rozbryzgów wody morskiej, pył kosmiczny i pyłki roślin oraz inne substancje pochodzące z naturalnych źródeł, np. bagien.  
       Zanieczyszczenia te pojawiały się w atmosferze prawie od początku jej istnienia i nie wywoływały większych szkód w środowisku naturalnym.  
Naturalne zanieczyszczenie powietrza.: Dym z wulkanu Sakura-jima, Japonia  
       Zjawiska wulkaniczne 
       Pożary lasów ( np. na Borneo- Indonezja) 
Antropogeniczne zanieczyszczenia powietrza 
       Zanieczyszczenia powietrza spowodowane przez działalność ludzi, czyli antropogeniczne, pochodzą z wielu źródeł. 
       Są to np. dymy z kominów domów i fabryk, spaliny samochodowe, rolnictwo, spalanie węgla, ropy i gazu w elektrociepłowniach, górnictwo czy składowanie odpadów. 
       Często te dodatkowe zanieczyszczenia osiągają wysokie, szkodliwe koncentracje w danym miejscu czy regionie.    
Podstawowe źródła zanieczyszczeń powietrza i ich podział 

 
 
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
Najczęściej występujące związki toksyczne w powietrzu 
  
Gazy:                                                     Ciecze:                                                               Ciała stałe: 
- tlenki azotu                                           - kwaśne aerozole                                          - sadza 
- tlenki siarki                                               - substancje smoliste                                 - WWA 
- ozon                                                         - ciężkie węglowodory                            - dymy 
- tlenek węgla                                            „<wow>lejowe”                                                      - dym tytoniowy 
- siarkowodór                                                                                                                    - metale ciężkie 
- cyjanowodór                                                                                                                   - arsen 
- lotne związki organiczne (VOC)                                                                                  - azbest 
                                                                                                                                              - pyły krzemionki 
                                                                                                                                              - pyły węgla 
                                                                              
                                                                   
Zanieczyszczenia biologiczne 
  Pyłki kwiatowe 
  Zarodniki pleśni i grzybów 
  Roztocza i pierwotniaki 
  Bakterie 
  Wirusy 
  Produkty metabolizmu organizmów żywych 
  
  

Tlenek węgla ( CO) 
  
W Europie, w roku 2001, zostało wyemitowane 30 679 Gg CO. Głównym źródłem antropogenicznego CO w powietrzu był transport (60%) i przemysł (36% całkowitej emisji). Utylizacja odpadów i rolnictwo miały znikome znaczenie. Emisje CO w Europie w roku 2001 według sektorów gospodarki. 

 
  
Tlenki azotu (NOx) 
  
Transport był także głównym źródłem NOx i dostarczył 63% ich całkowitej emisji, czyli 10 056 Gg w roku 2001. Udział przemysłu wyniósł 35%. Ponownie emisje z utylizacji odpadów i rolnictwa miały znikome znaczenie. Emisje NOx w Europie w roku 2001 według sektorów gospodarki. 
  

 
Tlenki siarki (SOx) 
  
W przeciwieństwie do CO i NOx, głównym źródłem emisji SOx był przemysł. Dostarczył on 93% całkowitej emisji SOx w roku 2001, a emisja całkowita wyniosła 5 949 Gg. Wszystkie pozostałe działy gospodarki dostarczyły łącznie zaledwie 7%. Emisje SOx w Europie w roku 2001 według sektorów gospodarki. 
  
  
  
  
Rola przemysłu i innych działów gospodarki w zanieczyszczeniu powietrza atmosferyczne 
  
+  Źródłami zanieczyszczeń są nie tylko przemysł energetyczny i transport 
+  Dużą rolę odgrywają także inne działy gospodarki, m. in. hutnictwo, przemysł materiałów budowlanych, zakłady chemiczne, rafinerie, przemysł elektromaszynowy i celulozowo-papierniczy.  
+  Nie bez znaczenia dla jakości powietrza są również rolnictwo oraz gospodarka komunalna. 
  
Zakłady hutnicze 
o    Do podstawowych źródeł emisji zanieczyszczeń przemysłowych zalicza się hutnictwo żelaza i stali oraz metali kolorowych. 
o    Podstawowymi rodzajami wytwarzanych przez hutnictwo zanieczyszczeń są dwutlenek siarki i pył, ale jest to przede wszystkim pył składający się z cząstek różnego rodzaju metali ciężkich, a więc bardzo toksyczny.  
o    Ponadto huty żelaza i stali emitują znaczne ilości tlenku węgla, zaś huty aluminium - związków fluoru, pierwiastka bardzo szkodliwego dla wszystkich organizmów zwierzęcych i roślinnych. 
Cementownia 
→      Wybitnie pyłotwórczy jest przemysł materiałów budowlanych. 
→      Cementownie emitują pyły neutralne pod względem chemicznym, których oddziaływanie jest łagodniejsze od pyłów toksycznych, ale ich ilości są uciążliwe dla otoczenia. 
→      Pyły te mogą być przenoszone przez wiatr na znaczne odległości i oddziaływać na obszary położone daleko od emitora.  
→      Pozostałe zakłady tej gałęzi przemysłu (wapienniki, zakłady przeróbki kruszyw, kamieniołomy oraz huty szkła i ceramiki) nie charakteryzują się tak znaczną emisją, toteż ich uciążliwość jest odczuwalna jedynie w skali lokalnej. 
Zakłady chemiczne 
    Najbardziej rozległą gamę zanieczyszczeń emitują do atmosfery zakłady przemysłu chemicznego. 
    Zaliczyć należy do nich produkcję nawozów azotowych i fosforowych, paliw płynnych, olejów i smarów oraz włókien sztucznych. 
    W procesie wytwarzania najpopularniejszego z nawozów azotowych - saletry amonowej - podstawowymi rodzajami zanieczyszczeń emitowanych do atmosfery są pyły samej saletry i mocznika oraz amoniak i tlenki azotu. 
  
  
Rafineria ropy naftowej 
   Rafinerie ropy naftowej, produkujące paliwa, oleje i smary to także bardzo uciążliwe źródła emisji zanieczyszczeń. 
   W trakcie przebiegu procesów technologicznych do atmosfery dostają się obok znacznych ilości dwutlenku siarki i węglowodorów także mniejsze ilości, ale za to bardzo toksycznych i dokuczliwych substancji, takich jak: aceton, amoniak, benzen, czteroetylek ołowiu, fenol, ksylen i toluen. 
Przemysł włókien sztucznych 
            W procesie produkcji włókien sztucznych podstawowymi surowcami niezbędnymi w procesie technologicznym są dwusiarczek węgla i siarkowodór (H2S).  
            Substancje te stanowią zarazem podstawowe rodzaje emitowanych do atmosfery zanieczyszczeń. 
            Obok szczególnie silnych właściwości toksycznych charakteryzują się one wyjątkowo nieprzyjemnym zapachem. 
Rolnictwo 
Powszechne używanie nawozów sztucznych i środków ochrony roślin, rozpylanych przez samoloty ponad polami uprawnymi, powoduje zanieczyszczenie atmosfery substancjami stałymi o bardzo małych rozmiarach cząstek. 
  
Spalanie zanieczyszczeń i odpadów 
- Spalanie jest jedną z dość popularnych form unieszkodliwiania odpadów, zwłaszcza w krajach najbardziej uprzemysłowionych.  
- Wszelkiego rodzaju odpadki pochodzące z gospodarstw domowych mają w tych krajach dużą wartość kaloryczną. Umożliwia to nie tylko ich bezpośrednie spalanie, ale także energetyczne wykorzystanie. 
- Ilość zanieczyszczeń emitowanych przez wszystkie spalarnie, zainstalowane na świecie, szacuje się na tym samym poziomie, co zanieczyszczeń dostarczanych wskutek naturalnych pożarów lasów i stepów. 
- Erozja gleb może dostarczać dużych ilości cząstek stałych o średnicy do 2,5 µm. Mogą być one unoszone z wiatrem na znaczne odległości. 
  
Zanieczyszczenia wewnątrz pomieszczeń 
Palenie papierosów, fajki czy cygar dostarcza do powietrza dym będący mieszanką ponad 4000 składników, z których ponad 40 jest znane jako substancje rakotwórcze. Ponadto wiele z nich wywołuje silne podrażnienia. 
  
Inne zanieczyszczenia 
      Rozpuszczalniki 
      Chemia domowa 
      Meble i wykładziny 
      Kominki 
      Procesy pieczenia 
 

---