Wykład 1 - Podstawowe pojęcia ekologii

1. Czym jest i czym zajmuje się ekologia (nauka interdyscyplinarna, należąca do nauk biologicznych zajmuje się wzajemnymi relacjami pomiędzy organizmami i środowiskiem, czyli jest nauką o strukturze i funkcjonowaniu przyrody, zakres badań ekologii na tle poziomów organizacji żywej materii-organizm, populacja, biocenoza, ekosystem, biom, biosfera)

2. Podstawowe kierunki ekologii (synekologia - bada zależności biocenoza i siedlisko, autoekologia - bada zależności organizmów danego gatunku od środowiska)

3. Czym jest środowisko przyrodnicze (zespół czynników przyrody ożywionej-biotycznych i zespół czynników przyrody nieożywionej - abiotycznych)

4. Podstawowe pojęcia ekologii (gatunek, populacja, biotop, biocenoza, ekosystem, ekoton (bogactwo organizmów - efekt styku), biom, biosfera (wierzchnia warstwa litosfery, hydrosfera, dolne warstwy atmosfery - troposfera).

5. Podstawy funkcjonowania przyrody (obieg materii i przepływ energii). Udział organizmów w funkcjonowaniu przyrody (autotrofy - producenci, heterotrofy - konsumenci kolejnych rzędów: roślinożercy, zwierzęta drapieżne, detrytofagi, detrytus - martwa materia organiczna, reducenci - mineralizacja materii organicznej, łańcuch pokarmowy, sieć troficzna).

6. Cykle biogeochemiczne pierwiastków - typu gazowego H₂O, C, N- rezerwuar powietrze i woda, trwałe, stabilne, łatwo dostosowujące się do zakłóceń. Obiegi wody- duży i mały (czas trwania odpowiednio kilka lat do wieku geologicznego, mały doba do miesiąca). Cykle sedymentacyjne P, S, Fe rezerwuar litosfera, mnie doskonałe bardziej wrażliwe na wpływy antropogenne. P - wypadanie z obiegu w postaci osadów dennych w oceanach, S - przenoszenie z litosfery do atmosfery i hydrosfery).

7. Środowiska życia organizmów: wodne i lądowe - warunki.

8. Czynniki środowiska — biotyczne i abiotyczne (edaficzne: gleba, struktura, skład
   chemiczny, klimatyczne: woda, światło, ciśnienie, wiatr). Czynniki ograniczające biotyczne i abiotyczne.

Zakres tolerancji - przedział wartości danego czynnika, w obrębie, którego organizm bytuje i utrzymuje swoje funkcje życiowe. Wskaźniki tolerancji wyznaczają punkty krytyczne - min i max.

Optimum życiowe - warunki, w których organizm ma najlepsze warunki bytowania i najlepiej wzrasta.

Prawo minimum Liebiga mówi, że możliwość rozwoju i wzrostu organizmu określa ten składnik, którego jest najmniej w stosunku do zapotrzebowania.

Prawo tolerancji Shelforda jest rozszerzeniem prawa minimum: możliwości bytowania organizmu określają minima i maksima danego czynnika.

Reguły pomocnicze rozszerzające prawo Shelforda - tolerancja w stosunku do jednego czynnika zmienia się w zależności od sumy czynników działających w tym samym czasie, organizm może mieć szeroki zakres tolerancji w stosunku do jednego czynnika, a wąski do innego, organizmy o szerokim zakresie tolerancji w stosunku do wszystkich czynników są najszerzej rozprzestrzenione, kiedy warunki środowiska nie są optymalne dla gatunku ze względu na jeden czynnik ekologiczny, to jego granice tolerancji wobec innych czynników mogą być zawężone.

Gatunki eurytopowe (eurybionty) charakteryzują się szerokim zakresem tolerancji i mogą żyć i rozwijać się w środowisku o zróżnicowanych warunkach, o dużych wahaniach czynników zewnętrznych.

Gatunki stenotopowe (stenobionty) - cechują się małą tolerancją w stosunku do czynników środowiska i występują w ściśle określonych warunkach o niewielkich wahaniach wartości tych czynników. Stenobionty są bardziej wyspecjalizowane niż eurybionty. Jeżeli strefa tolerancji stenobiontów mieści się w górnej granicy zmienności czynnika (lub czynników) w środowisku (wymagania wąskie i wysokie) - to takie wyspecjalizowanie gatunki nazywa się polibiontami. Jeżeli strefa tolerancji stenobiontów mieści się w dolnej granicy zmienności czynnika (lub czynników) w środowisku (wymagania wąskie i niskie) - to takie wyspecjalizowanie gatunki nazywa się oligobiontami Organizmy stenobiotyczne mogą być wykorzystywane jako bioindykatory, czyli gatunki wskaźnikowe w ocenie czystości środowiska.

9. Człowiek a środowisko. Etapy oddziaływania na środowisko. Obecnie - etap współpracy z przyrodą „zrównoważony rozwój" - Konferancja „Szczyt Ziemi" Rio de Janeiro (1992).

Przyczyny rozwoju zanieczyszczeń: wzrost populacji, maksymalizacja produkcji, rozwój naukowo-techniczny, wzrost produkcji żywności.

10. Zasoby przyrody: niewyczerpywalne i wyczerpywalne (odnawialne i nieodnawialne). Zasoby wodne (udziały, zasobność w wodę Polski, zużycie racjonalne 100 l/db),

Zasoby powietrza - budowa atmosfery, skład podstawowy troposfery - 4 podstawkowe składniki).

Przyczyny ograniczenia zasobów przyrody ożywionej (introdukcja obcych gatunków, niszczenie siedlisk, łowiectwo, inne).

Wykład 2 - Zagadnienia prawne i ekonomiczne w ochronie środowiska

1. Pojęcie emisji w rozumieniu prawa ochrony środowiska. (Emisja - wprowadzane
   bezpośrednio lub pośrednio, w wyniku działalności człowieka: a) substancje b) energie
   (takie jak ciepło, hałas, wibracje lub pola elektromagnetyczne)

2. Zanieczyszczenia - w rozumieniu prawa ochrony środowiska (Zanieczyszczeniem jest
   natomiast emisja, która może: być szkodliwa dla zdrowia ludzi lub stanu środowiska,
   powodować szkodę w dobrach materialnych, pogarszać walory estetyczne środowiska,
   kolidować z innym, uzasadnionym sposobem korzystania ze środowiska)

3. Instalacje i urządzenia (Instalacjami w świetle Prawa Ochrony Środowiska są:
   stacjonarne urządzenia techniczne, powiązany technologicznie zespół stacjonarnych
   urządzeń technicznych, do których tytułem prawnym dysponuje ten sam podmiot,
   położonych na terenie jednego zakładu, budowla nie będąca urządzeniem technicznym,
   których eksploatacja może powodować emisję. Urządzenia: „niestacjonarne urządzenia
   techniczne" a także środki transportu)

4. Pozwolenia emisyjne wymagane w odniesieniu do instalacji (wprowadzanie gazów do powietrza, wprowadzanie ścieków do wód i do ziemi, wytwarzanie odpadów, emisja
   hałasu, pozwolenia zintegrowane w przemyśle spożywczym dotyczy zakładów i ferm
   hodowlanych o b.dużej produkcji, przy sporządzaniu wniosku o pozwolenie zintegrowane wymagane jest zastosowanie „najlepszej dostępnej technologii - Best Available Techniques - BAT)

5. Działy objęte prawem ochrony środowiska (zagadnienia planowania przestrzennego, normy jakości środowiska, ochrona przed zanieczyszczeniami, racjonalne gospodarowanie zasobami przyrody, konserwatorska ochrona przyrody)

6. Źródła prawa (wewnętrzne i zewnętrzne), przepisy prawa - (charakter powszechny ustawy i rozporządzenia oraz prawo miejscowe i uchwały RM oraz zarządzenia Ministrów - akty prawne wiążące jednostki organizacyjne)

7. Hierarchia aktów prawnych (Konstytucja, umowy międzynarodowe przyjęte na drodze ustawowej, ustawy, rozporządzenia, pojęcie delegacji ustawowej, do wydania
   rozporządzenia, prawo miejscowe-rozporządzenia wojewodów, uchwały jednostek
   samorządowych, zgodność ustaw z Konstytucją bada Trybunał Konstytucyjny, zgodność prawa miejscowego - Sądy Administracyjne)

8. Podstawowe akty prawne UE (traktaty założycielskie, umowy, inne akty przyjęte przez UE. w zakresie ochrony środowiska - dyrektywy)

9. Najważniejsze akty implementujące prawo UE zawiązane z działalnością przetwórstwa spożywczego (Ustawa Prawo Ochrony Środowiska 2001 r i ustawa wprowadzająca z 200l r., pojęcie tekstu jednolitego, publikacja ustaw i rozporządzeń: Dziennik Ustaw)

10. Polityka ekologiczna państwa, lokalne programy i plany ochrony środowiska

11. Podstawowe zasady prawa ochrony środowiska i wynikające z nich wymagania (zasada zrównoważonego rozwoju; zasada kompleksowości ochrony środowiska, zasada prewencji, zasada przezorności, zasada „zanieczyszczający płaci", zasada uspołecznienia procesów podejmowania niektórych rozstrzygnięć, zasada powszechnego dostępu do informacji o stanie środowiska i jego ochronie, zasada legalizmu (korzystanie ze środowiska wymaga stosownych decyzji administracyjnych), zasada równego dostępu do środowiska przyrodniczego)

12. Najważniejsze akty prawne w zakresie ochrony wód, ochrony powietrza, ochrony przed odpadami (hasłowo nazwy ustaw, hasłowo akty wykonawcze, ujęcie historyczne wprowadzania regulacji w zakresie oddziaływania na środowisko - najstarsze regulacje dot. ochrony wód, następnie ochrony powietrza, najnowsze regulacje - gospodarowanie odpadami)

13. Organy ochrony środowiska (wójt, burmistrz lub prezydent miasta, starosta, wojewoda, minister właściwy do spraw środowiska

14. Wymagania środowiskowe, którym zakłady przetwórstwa spożywczego muszą się
    podporządkować wynikają z trzech głównych źródeł: bezpośrednio z przepisów prawa
    (głównie aktów prawnych rangi ustawowej i rozporządzeń); decyzji administracyjnych
    (m.in. wymaganych prawem pozwoleń i zezwoleń), umów cywilno-prawnych

15. Zakład prowadzący działalność wpływającą na środowisko stosuje się do norm prawa administracyjnego, norm prawa cywilnego, norm prawa karnego)

16. Gospodarowanie wodą (rodzaje korzystania z wód,, operat wodnoprawny, pozwolenie
    wodnoprawne - zakres decyzji administracyjnej- okres obowiązywania pozwolenie dla
    wody max 10 lat, ścieki 4 lata)

17. Emisje do powietrza (operat ochrony powietrza, pojęcie norm emisyjnych i imisyjnch,
    postępowanie kompensacyjne, pozwolenia dot. emisji hałasu)

18. Gospodarowanie odpadami (def. odpadu, rodzaje odpadów, katalog odpadów- kod
    sześcio cyfrowy, zasady postępowania z odpadami, zależność wymaganych decyzji od
    ilości i rodzaju odpadów)

Prawno - ekonomiczne instrumenty ochrony środowiska (rodzaje opłat za korzystanie ze środowiska, opłaty podwyższone, kary jednorazowe i biegnące, zmiany wymiaru kary biegnąc

Wykład 3-4 - Ochrona powietrza

1. Podstawowe składniki powietrza atmosferycznego (troposfera: azot - 78,09% tlen -20,95%, argon - 0,93 %, dwutlenek węgla - 0,03% (w miastach do 0,04%) oraz znikome ilości wodoru i gazów szlachetnych.

2. Zanieczyszczenia powietrza (wszystkie substancje stale, ciekłe i gazowe, których udziały w powietrzu przekraczają średnią zawartość tych substancji w powietrzu atmosferycznym (zanieczyszczenia nadmiarowe, substancje obce, nie będące naturalnymi składnikami powietrza (zanieczyszczenia antropogeniczne)

3. Podział zanieczyszczeń ze względu: na stan skupienia (stale, ciekłe i gazowe), podział układów wieloskładnikowych w zależności od stanu skupienia fazy rozpraszanej (dym, mgła, mieszanina gazów, smog), podział zanieczyszczeń ze względu na sposób powstawania (zanieczyszczenia pierwotne, zanieczyszczenia wtórne, będące produktami reakcji chemicznych i fotochemicznych zachodzących pomiędzy zanieczyszczeniami i składnikami atmosfery),

kryteria pochodzenia (zanieczyszczenia naturalne i antropogeniczne),

źródła zanieczyszczeń,

formy źródeł emisji.

4. Przemiany zanieczyszczeń w atmosferze (reakcje zobojętniania, utleniania, reakcje fotochemiczne).

5. Zanieczyszczenia emitowane powszechnie z większości źródeł (pyły CO₂ i CO, NO_x SO₂, węglowodory (w tym WWA), utleniacze - oksydanty, substancje radioaktywne

6. Zanieczyszczenia emitowane ze źródeł naturalnych (gazy, pyły: nieorganiczne i organiczne)

7. Warunki meteorologiczne i topograficzne rozprzestrzeniania zanieczyszczeń, powstawanie warstwy inwesyjnej.

8. Na pierwszym miejscu znajdują się zanieczyszczenia z energetycznego spalania paliw (w tym zwłaszcza przemysł energetyczny - 35,3% zanieczyszczeń pyłowych i 36% zanieczyszczeń gazowych: ditlenek węgla, tlenek węgla, ditlenek siarki, tritlenek siarki i tlenki azotu) - Emisje zawiązane z rozwojem spalania paliw przez środki transportu kołowego: CO, NO₂, H₂, węglowodory, aldehydy, SO₂, pyły (sadza i związki ołowiu).

9. Skutki zanieczyszczenia powietrza: wpływ na organizmy żywe (człowiek, zwierzęta roślinność), lista substancji toksycznych - (indeks szkodliwości środowiskowej najwyższy SO₂), smog siarkowy - angielski, smog kalifornijski (PAN- azotan nadacetylu), kwaśne deszcze, efekt cieplarniany - gazy cieplarniane Udział gazów emitowanych za sprawą działalności człowieka w procesie ocieplania klimatu: CO₂ (55%), CHCl₃ (CFC₁₁) i CF₂Cl₂ (CFC₁₂) - 17%, metan (CH₄) 15%, inne freony - 7%, podtlenek azotu (N₂O) -6%., dziura ozonowa - niekorzystny ubytek ozonu w stratosferze, wzrost ozonu w troposterze niekorzystne skutki biologiczne dla ludzi, zwierząt i roślin, freony i halony jako związki przyczyniające się do powstawania dziury ozonowej i wpływające na efekt cieplarniany, gazy spiżarniane (w stratosferze obecne są również związki chroniące warstwę ozonową (w wyniku czasowego wiązania chloru ) - gazy te noszą nazwę gazów spiżarnianych, należą do nich: metan, NO₂, N₂O₅ oraz kwas podchlorawy HClO).

10. Zapobieganie zanieczyszczeniom atmosfery: redukcja emisji, dobór i lokalizacja emitorów, strefy ograniczonego użytkowania

11. Zmniejszenie zapylenia i ograniczanie emisji gazów związanych z procesami energetycznymi (metody odpylania - Urządzenia odpylające: odpylacze grawitacyjne, odpylacze uderzeniowo-inercyjne, odpylacze odśrodkowe (cyklony, multicyklony), odpylacze filtracyjne, odpylacze tkaninowe (workowe, kieszeniowe); elektrofiltry, odpylacze mokre (skrubery, płuczki), metody usuwania gazów: absorpcja, adsorpcja, kondensacja, spalanie bezpośrednie i katalityczne, ograniczenia emisji odorów - biofiltry.

12. Zakłady szczególnie uciążliwe dla czystości powietrza, zanieczyszczenia wnoszone przez zakłady przetwórstwa spożywczego (zanieczyszczenia typowe dla wszystkich branż, zanieczyszczenia charakterystyczne).

Wykład 4-5 - Ochrona wody

1. Zasobność Polski w wodę, podział wód pod względem sanitarnym (wody podziemne, opadowe, powierzchniowe - charakterystyka),

Podział źródeł zanieczyszczenia wód ze względu na powstawanie: punktowe, liniowe, obszarowe.

Podział składników wody ze względu na zawartość ilościową: składniki podstawowe, makroskładniki, mikroskładniki (substancje śladowe).

2. Rodzaje zanieczyszczeń wód: naturalne (autochtoniczne), antropogeniczne (allochtoniczne)

Źródła antropogenicznych zanieczyszczeń wód: ścieki przemysłowe, ścieki komunalne zanieczyszczone wody opadowe oraz spływy powierzchniowe.

3. Podział wód pod kątem sanitarnym: wody zanieczyszczone, wody czyste, niezanieczyszczone.

Formy występowania zanieczyszczeń: zanieczyszczenia fizyczne, zanieczyszczenia chemiczne, zanieczyszczenia biologiczne, zanieczyszczenia radioaktywne Zanieczyszczenia wód Bałtyku.

4. Struktura poboru wody i źródła poboru wody.

Jakość wody pobieranej dla potrzeb przetwórstwa spożywczego (w przeważającej liczbie przypadków niezbędne jest: stosowanie wody odpowiadającej wymaganiom stawianym wodzie pitnej, (Rozp. Ministra Zdrowia),

Jakość ścieków odprowadzanych z przetwórstwa spożywczego powinna odpowiadać: w przypadku odprowadzania ścieków do wód i do ziemi (Rozp. Min. Środowiska) wymagania jakościowe bardziej restrykcyjne niż w przypadku kierowania ścieków do kanalizacji.

5. Wskaźniki jakości wody i ścieków - miara zanieczyszczenia wód (fizyczne, chemiczne, BZT (5-dniowe, 30-dniowe) ChZT (dichromianowe i nadmanganianowe) (ChZT_Mn < ChZT_Cr, ChZT_Cr > BZT₅, ChZT_Mn ~ BZT₅), substancje ekstrahowane rozpuszczalnikami organicznymi (eter naftowy - oznaczenie tłuszczów, można również stosować chloroform, eter etylowy), pierwiastki eutroficzne (N, P), zawiesiny, substancje rozpuszczone, wskaźniki bakteriologiczne, wskaźniki biologiczne

6. Uzdatnianie wody (metody mechaniczno-fizyczne: usuwanie zawiesin (sączenie,
   sedymentacja, filtracja, oraz odparowanie, napowietrzanie), metody fizyczno-chemiczne: koagulacja i flokulacja, elektrokoagulacja; zmiękczanie, demineralizacja, odżelazianie, odmanganianie, odbarwianie, dezynfekcja

7. Oczyszczanie ścieków (samooczyszczanie, metody mechaniczne, chemiczne, biologiczne)

8. Wymagany efekt oczyszczania ścieków (redukcja zanieczyszczeń)

9. Biologiczne metody oczyszczania ścieków z przemysłu spożywczego (metody naturalne, półnaturalne, sztuczne, metody tlenowe: osad czynny, złoża biologiczne, oczyszczanie beztlenowe: fermentacja metanowa - zalety i wady metod tlenowych i beztlenowych).

10. Usuwanie substancji biogennych (usuwanie azotu - nitryfikacja: przeprowadzenie azotu w azotany (V), denitryfikacja - przeprowadzenie azotanów (V) w azot cząsteczkowy, usuwanie fosforu - metody chemiczne i biologiczne)

11. Podatność ścieków z przetwórstwa spożywczego na oczyszczanie biologiczne (ścieki biodegradowalne, zawierające substancje biogenne)

12. Charakterystyczne wskaźniki jakości ścieków pochodzących z przetwórstwa spożywczego.

Rodzaj i stężenie zanieczyszczeń występujących w ściekach technologicznych nie oczyszczonych („surowych") pochodzących z różnych branż przetwórstwa spożywczego.

Wykład 6-7 - Odpady

1. Oddziaływanie odpadów na środowisko (powietrze, gleba, wody)

2. Gleba i jej funkcje ekologiczne i techniczne

3. Właściwości gleby

4. Makroskładniki gleby (istotne dla życia roślin i plonowania)

5. Zanieczyszczenia gleby mechaniczne, chemiczne, biologiczne

6. Związek miedzy toksycznością i rozpuszczalnością formy występowania metali

7. Definicja odpadów, odpady niebezpieczne

8. Hierarchia postępowania z odpadami (zapobieganie, wykorzystywanie, unieszkodliwianie)

9. Magazynowanie odpadów a składowanie odpadów

10. Techniki minimalizacji i recyrkulacji odpadów (preferencje ekologiczne), bodźce sprzyjające minimalizacji ilości odpadów

11. Rodzaje odpadów powstające w zakładach przetwórstwa spożywczego - katalog odpadów, kod odpadów

12. Główne składniki odpadów technologicznych i kierunki wykorzystania odpadów technologicznych przetwórstwa spożywczego, odpady z procesów pomocniczych

13. Odpady niebezpieczne powstające w zakładach przetwórstwa spożywczego

14. Odpady infrastrukturalne w przetwórstwie spożywczym

15. Kierunki wykorzystania (unieszkodliwiania) odpadów organicznych - preferencje ekologiczne

16. Metody biochemiczne przetwarzania odpadów z przetwórstwa spożywczego (odpady biodegradowalne)

17. Kompostowanie (etapy, warunki, efekty)

18. Wermikomposty

19. Fermentacja metanowa

20. Termiczne unieszkodliwianie odpadów (bariery)

3

7

---