ZAGADNIENIA NA ZALICZNIE Z EKOLOGII I OCHRONY SRODOWISKA
Ekologia, a ochrona środowiska.
Pojęcia podstawowe w ekologii o ochronie środowiska
Cele, zadania i zakres ekologii
Podstawowe zasady ekologii
Poziomy organizacji biologicznej
Ekologia człowieka
Modele pojedynczych i cyklicznych populacji
Przystosowania i konkurencja
Wielogatunkowe układy ekologiczne
Czynniki ograniczające
Skutki wzrostu populacji ludzkiej
Wzrost produkcji i spożycia
Problem wyżywienia ludzkości
Degradacja środowiska naturalnego
Charakterystyka zanieczyszczeń środowiska
Klasyfikacja odpadów
Zanieczyszczenia powietrza, wody, gleby i zywności,
Zanieczyszczenia szczególnie niebezpieczne
Transgraniczne przemieszczanie odpadów
Metody i systemy monitoringu
Państwowy monitoring środowiska
Sieci krajowe, regionalne i lokalne
Monitoring powietrza, wód powierzchniowych i podziemnych powierzchni ziemi w tym gleb i odpadów oraz przyrody nieożywionej.
Skutki zanieczyszczenia powietrza atmosfery
Oczyszczanie gazów odlotowych z zanieczyszczeń stałych
Oczyszczanie gazów odlotowych z zanieczyszczeń gazowych.
Biologiczne oczyszczanie gazów odlotowych
Ochrona powietrza w srodowisku sztucznym
Metody ograniczenia emisji gazowo -pyłowych
Skutki zanieczyszczenia wody.
Przemiany zanieczyszczeń w wodach płynących i stojących.
Oczyszczanie wód do celów zaopatrzenia ludności w wodę do picia
Oczyszczanie wód dla celów przemysłowych
Oczyszczanie ścieków miejskich i przemysłowych
Ochrona przed powodzia.
Odpady poprodukcyjne hałdy i wysypiska.
Identyfikacja i klasyfikacja odpadów niebezpiecznych
Przeróbka i unieszkodliwienie odpadów mineralnych i organicznych.
Zabezpieczenie środowiska przed ujemnym działaniem odpadów.
Rekultywacja składowisk odpadów.
Odziaływanie drgań akustycznych na człowieka
Metody pomiarów drgań akustycznych
Ochrona przeciwdzwiękowa
Konstrukcje przeciwhałasowe
Organizacje ochrony środowiska
Przepisy i regulacje prawne w polsce
Przepisy i regulacje prawne w UE
EKOLOGIA
-nauka zajmująca się wzajemnymi zależnościami między żywymi organizmami między żywymi istotami a ich środowiskiem żywym i nieożywionym, bada korelacji między organizmami lub ich grupami oraz między nimi a ich środowiskiem życia.
Znajomość ekologii umożliwia podejmowanie działań chroniących środowisko naturalne i wspomagających jego restytucję -odtwarzanie. Ekologia integruje działania na rzecz naszej przyrody.
E to nauka o stosunkach między organizmem a otaczającym go światem (wszelkie warunki decydujące o egzystencji)
E to nauka o ekonomii i gospodarowaniu przyrodą, o związkach między organizmami lub ich grupami a środowiskiem, nauka o przekształceniu energii w zespołach organizmów żywych, ekonomia dóbr przyrody. Itp.
E jest nauką, jest częścią teorii ewolucji (skład atmosfery, rudy żelaza skały pośrednio lub bezpośrednio zostały utworzone przez organizmy żywe)
EKOLOGIA łączy w sobie wszystko -przedmiotem badań i wiedzy jest przyroda
WIEDZA EKOLOGICZNA A WYRORY WARTOŚCI - nie należy mylić faktów przyrodniczych, które można badać obiektywnie i naszych wyborów wartości wyborów moralnych które są i powinnybyć subiektywne. Funkcjonowanie całej przyrody zywej i nieozywionej łącznie jest niezmiernie złożone i bez gruntownej rzetelnej wiedzy nie możemy przewidzieć wszystkich skutków ludzkiego działania.
AUTEKOLOGIA zajmującą się poszczególnymi populacjami lub gatunkami np. rysia albo jarząbu szweckiego
SYNEKOLOGIA która bada grupy organizmów tworzących pewnne całości np. nadmorski bór bażynowy.
Wyróżnia się ponadto:
-ekologię środowisk lądowych, wód słodkich oraz oceanów.
SOZJOLOGIA =ochrona przyrody i jej zasobów
Układ biologiczny to:
Cząsteczka nukleoproteinowa -organellum - komórka -narząd -organizm - populacja -biocenoza -ekosystem -biosfera
POPULACJA to ogół osobników danego gatunku zamieszkujących dany teren (ekosystem) Każda populacja jest jednogatunkowym zbiorem osobników, a jednocześnie żadna nie jest prostą sumą elementów składowych czyli organizmów ją tworzących populacje tworzą biocenozy.
BIOCENOZA to ogół populacji zyjących na określonym terenie, ma swoiste cechy wynikające z wielorakich zależności między populacjami. Biocenoza to łąka jezioro itp.
Biocenoza wraz ze środowiskiem abiotycznym tworzą ekosystem.
Żywa część ekosystemu zespół organizmów powiązanych ze sobą w ramach określonego ekosystemu.
EKOSYSTEM jest kompletną jednostką ekologiczną, która obejmuje wszystkie żywe organizmy na danym terenie czyli biocenozę oraz ich środowisko nieożywione (abiotyczne) Ekosystem to zależności związane z przepływem energii i krążeniem materii, prowadzą do charakterystycznej struktury troficznej i zróżnicowania biologicznego. Ekosystemy tworzą BIOMY
Ekosystem to układ biotyczny wraz z towarzyszącym mu środowiskiem abiotycznym.
BIOTYCZNE czynniki -ożywione elementy środowiska przyrodniczego.
ABIOTYCZNe czynniki -nieożywione składniki środowiska przyrodniczego, wpływające na życie biologiczne, jest to klimat, gleba, atmosfera woda itp.
BIOTOP siedlisko w którym występuje pewien zespół czynników wpływających na żyjące tam organizmy zespołem może być np. klimat
BIOM to jednostka ekologiczna najwyższego rzędu na którą składają się całe zespoły ekosystemów określonego obszaru geograficznego. Jest to łatwy do rozpoznania region biologiczny o charakterystycznych cechach morfologicznych wynikających z dominacji określonej formacji roślinnej i charakterystycznej dla niej fauny biomem jest tundra, tajga, wilgotny las równikowy czy sawanna Wszystkie biomy ziemi wyznaczają sferę występowania życia -biosferę.
OCHRONA ŚRODOWISKA -zespół przedsięwzięć mających na celu zachowanie lub przywrócenie rónowagi ekologicznej co pozwala na korzystanie z zasobów i funkcji środowiska przyrodniczego przez obecne i przyszłe pokolenie.
ŁAŃCUCH TROFICZNY -łańcuch pokarmowy) szereg organizmów będących dla siebie pokarmem.
FOTOSYNTEZA CO2 w tlen -proces syntezy węglowodanów z CO2 i wody z wykorzystaniem energii promieniowania świetlnego za pomocą chlorofilu ( w organizmach roślin zielonych) i niektórych bakterii)
EROZJA -mechaniczne niszczenie powierzchni ziemii pod wpływem wiatru i wody
EKOROZWÓJ -strategia rozwoju społ -ekon uwzględniająca czynniki przyrodnicze i zakładająca ochronę podstawowych procesów ekologicznych.
ROLNICTWO EKOLOGICZNE - produkcja rolna oparta na integracji harmonii i stymulacji procesów zyciowych (naturalnych) do produkcji żywności.
RÓWNOWAGA EKOLOGICZNA -równowaga przyrodnicza r. srodowiska - jest to stan srodowiska przyrodniczego w którym działające w nim siły mogą samodzielnie przeciwdziałać antropopresji.
ANTROPOPRESJA - oddziaływanie człowieka na elementy i komponenenty srodowiska naturalnego.
ANTROPOGENNY - pochodzący z działalności człowieka, powstający pod jego wpływem
SRODOWISKO PRZYRODNICZE -ogół elementów przyrodniczych występujących w stanie naturalnym lub i nie przetworzonym przez człowieka
SRODOWISKO NATURALNE -ogół elementów przyr występujących w stanie naturalnym nie przetworzonym przez działalność człowieka.
REZERWAT PRZYRODY -obszar o powierzchni poniżej 1000 hektarów podlegający szczególnej ochronie ze względu na walory przyrodnicze. R są mniejsze niż parki narodowe
KRAJOBRAZ jest to całośc przyrody naturalnej oraz elementów wprowadzonych przez człowieka , występujących na naturalnie ograniczonym obszarze ziemii sa to charakterystyczne cechy estetyczno -widokowe. Ochrona krajobrazu nie wyklucza ochrony pomnikowej i biocenotycznej.
REZERWAT BIOSFERY - najcenniejsze przyrodniczo obszary stanowiące dziedzictwo całego świata
CZERWONA KSIĘGA - międzynarodowy rejestr rzadkich ginących lub zagrożonych gatunków roślin i zwierząt.
GOSPODAROWANIE
Gospodarowanie obejmuje produkcje i konsumpcję. Produkcja -działalność człowieka, konsumpcja -wykorzystanie przetworzonych lub nieprzetworzonych dóbr lub usług w celu zaspokojenia potrzeby ludzkiej.
Gospodarowanie jest procesem wyroru decyzyjnego WYRÓZNIAMY:
G nieorganiczonymi potrzebami człowieka
G rzadkimi zasobami.
Nasze nieograniczone zpotrzeby są motorem rozwoju cywilizacji człowieka, a obie te wartości zmuszają człowieka do procesu gospodarowania. Przedsiębiorstwo przez swoje wyroby dokonuje powiększenia zysku a gospodarstwo domowe zwiększa poziom odczuwalnej użyteczności.
PODSTAWOWE ASPEKTY GOSPODAROWANIA:
rzadkość zasobów
nieograniczone potrzeby
korzysci z dokonywanego wyboru
koszt alternatywnego wyboru.
RACJONALNOŚĆ dzielimy na
R rzeczową - występuje wówczas, gdy dobór środków do działania odpowiada prawdziwej, obiektywnie istniejącej sytuacji. Działanie racjonalne rzeczowo jest zawsze skuteczne.
R metodologiczną -oznacza ze działanie jest racjonalne z punktu widzenia wiedzy posiadanej przez podmiot działający.
2 PODEJSCIA DO RACJONALNOŚCI
NORMATYWNE racjonalność jest okreslana przez zespół warunków który powinien spełniać preferencje decydenta. Wyroru dokonuje się w sytuacji pewności warunki te można sprowadzić do zasady maksymal. Uzyteczności decyzji. Jeżeli wybór dokonuje się przy dużym ryzyku to te warunki sprowadza się do zasady użytecznosci oczekiwanej
DESKRYPTOWE
Potęga i zdolności racjonalne każdego społeczeństwa zależą od tego w jaki sposób i z jaką skutecznością potrafi ono eksploatować energię i materię i wykorzystywać informację.
MAKROSYSTEM
System społ -gosp wraz ze środowiskiem przyrodniczym tworzą zwartą całość.
Makrosystem składa się z 3 podstawowych podsystemów:
1). Społeczeństwo - którego elementami są zarówno poszczególne jednostki ludzkie, jak i stworzone przez nich podukłady kreujące kulturę, politykę, etykę i uznawane systemy aksjologiczne, naukę społeczeństwo i indywidualną świadomość, język i ogół stosunków generowanych przez ludzi i między ludźmi.
2). Gospodarka -całokształt procesów produkcji i konsumpcji wraz z towarzyszącym im wysposażeniem materialnym i symbolicznym.
3). Przyroda (srodowisko przyrodnicze) obejmuje atmosferę, litosferę, hydrosferę i biosferę w ich geograficzno -biologicznym rozumieniu.
OTWARTY system : społeczeństwo -gospodarka -przyroda oraz dochodzące do niego informacje, materia i energia, w otoczeniu kosmicznym
Elementami łączącymi ten układ z otoczeniem kosmicznym są dopływ i odpływ energii i materi. Przepływ energi oznacza przemieszczanie się jej w postacji różnych form promieniowania. Rozwój społeczno -gospodarczy nie rozszerza w istotny sposób wymiaru tej przestrzeni zmienia jedynie zakres wykorzystabnia materii i energi, która potencjalnie stanowi przedmiot działalności gospodarczej.
Działalnośc gospodarcza polega na przekształceniu zasobów przyrody w dobra mające zaspokoić potrzeby.Początkiem łańcucha transformacji ( produkcji i konsumpcji) są zasoby przyrodnicze, a końcem jest odpad (zanieczyszczenie) powracający do środowiska naturalnego.
OTWARTY system : społeczno ekonomiczny w otoczeniu przyrodniczym
Jego elementami są jednostki ludzkie, czy grupy społ jak i stworzone przez nie produkty określające kulturę, politykę, etykę, i syst. Aksjologiczne, naukę społeczną i indywidualną świadomość, język i całokształt stosunków generowanych przez ludzi i między ludźmi, a także ogół procesów gospodarczych wraz z towarzyszącym im wyposażeniem. Otoczeniem takiego,systemu będzie środowisko przyrodnicze. Występują również przepływy energi, obieg materi i informacji.
Głównym problemem współczesnego społeczeństwa jest kwestia wzajemnych stosunków między szybko rosnącą liczbą ludności oraz towarzyszącym jej potencjałem przemysłowo -technicznym a biosferą ziemi będącą środowiskiem życia dla ludzkości.
ZASADY TERMODYNAMIKI.
I zasada -
II zasada mówi o nieodwracalności procesów prawo entropii
III zasada -entropia ciała maleje do 0 stopni C gdy temp tego ciała zbliża się do 0 stopnia bezwzględnego
Zasada ZEROWA współczesnej T -warunkiem jest równość temperatur wszystkich ciał należących do tego układu.
IV zasada z Onsagera -jeżeli procesy stacjonarne zachodzą w obecności zewn pola magnetycznego lub pola w układzie bracającym się z prędkością kątową to między współczynnikami i kątami kinetycznymi zachodzącą pewne związki
WSZELKIM przejawom życia towarzyszą zawsze przemiany materii i energii. Z praw termodynamiki wynika ze ENERGIA
-nigdy nie powstaje ani nie znika,
-przyjmuje różną postać, którą można zmieniać (elektryczna w mechaniczną)
-ulega samorzutnemu rozpraszaniu. Podstawową przyczyną tego zjawiska jest wydajność procesów zachodzących w przyrodzie. Nigdy nie wynosi ona 100% i zawsze jakaś część energii jest tracona.
Układy żywe zdolne są do przekształcania różnych form energii -Przyroda korzysta głównie z energii czystej -energi słonecznej a ludzie z energi chemicznej paliw kopalnianych lub jądrowej.
Bez energi nic nie może funkcjonować.
PRAWO ENTROPII I ENTROPIJNOŚĆ PROC KONSUMPCJI I PRODUKCJI.w przyrodzie występuje tendencja wg której wszystkie procesy powodują rozproszenie i degradację energii do jej cieplnej trudno kontrolowanej postaci.
II zasada termodynamiki mówi ze każdy proces w przyrodzie przebiega w ten sposób ze energia wszystkich uczestniczących w niej ciał wzrasta , czyli zjawisko niekorzystne dla ekologii.
ZASADA MIN ŹRÓDŁA wyraża zmysł ekonomiczny martwej materii w pewnych typach procesów nieodwracalnych a mianowicie w procesach zblizonych do równowagii termodynamicznej i w stanach niezaleążnych od czasu -stanach stacjonarnych.
ENTROPIJNOŚĆ wielu procesów i zjawisk których łączne istnienie decyduje o poziomie entropijności danego systemu gosp można rozpatrywać w kilku aspektach -poziomach
a kreacja dezorganizacji i nieuporządkowania w systemie lub w ich otoczeniu
b niezbędność transakcji niskiej entropii potrzymującej egzystencję syst.
C generowanie wysokiej entropii w postaci zanieczyszczeń i odpadów.
D stworzenie nowych struktur i zasad funkcjonowania systemu
ENTROPIJNOŚĆ jest zdolnością systemu do kreowania rosnącego nieuporządkowania entropijność systemu społ ekon wyraża się w ścisłym materialno -energetycznym wymiarze procesów konsumpcji i produkcji.
Entropijność oznacza tworzenie zanieczyszczeń i odpadów będących strumieniami wysokiej entropii. Entropjnośc proc społ ekon wyraża się ich zdolnością do samorealizowania.
WIELKIE OBIEGI MATERII
Obiegi te nazywamy cyklami biogeochemicznymi. Obieg mały - w skali ekosystemu i w któtkim czasie.
Obieg duży - w skali całego globu i w długim czasie.
ETAPY OBIEGU BIOGEOchemicznego
1). Substancje mineralne ze środowiska
(przenikanie do 2)
2). Organizmy żywe (wydalanie I)
3). Odchody i substancje wydalone z organizmu (wydalanie II)
4). Smierc organizmów zywych (redukcja)
5). Rozkład substancji organicznych na nieorganiczne.
3 NAJWAŻNIEJSZE ELEMENTY OBIEGU BIOGEOCHEMICZNEGO
-obieh cieczy,
-obieg gazu,
-sedymentacja substancji
OBIEGI występujące w przyrodzie
-o wody,
-o węgla,
-o tlenu,
-o azotu
-o fosforu.
-o siarki
OBIEG AZOTU:
1 Atmosfera -azot atmosferyczny
1.1. bakterie i sinice wiążące wolny azot
2 łączenie symbiotyczne w glebie i roślinach (rośliny bakterie glony) np. wskutek nawożenia gleby azotem
2.1. azotany w glebie
2.2. protoplazma roślin
3 zwierzęta -przyswajanie poprzez odżywianie (mocznik zwierząt)
4 destrudenci rozkładający materię organiczną
5 amonitryfikatory (zasilanie naturalne np. erupcja wulkanów)
6 amoniak (amonifikacja)
7 nikryfikatory (niktryfikacja)
8 azotyny (denitryfikacja)
9 wietrzenie skał do azotanów
10 oceany -prądy wypłujujące wody głebinowe na powietrzchnie
OBIEG FOSFORU:
1 skały fosforanowe
2 fosforany rozpuszczalne (nawożenie fosforowe)
3 budowa protoplazmy
4 rośliny
5 zwierzęta
6 bakterie rozkładające organiczne związki fosforowe
7 osady oceaniczne
8 fauna mórz i oceanów
9 ryboustwo
OBIEG WEGLA
1 Co2 w powietrzu i w wodzie
2 Związki organiczne autotrofów (proces fotosyntezy)
3. związki organiczne zwierząt
4 związki organiczne reducentów (oddychanie wewnatrzkomórkowe)
równoległy obieg to przenikanie to atmofsery paliw kopalnych przez spalanie przemysłowe oraz przez rozkład skał osadowych głównie caCO3
OBIEG WODY
Woda jest wszechstronnym rozpuszczalnikiem. Woda w organizmie służy do transportu substancji, ma bardzo duże ciepło właściwe, występuje w 3stanach skupienia.
Obieg mały obejmuje:
-parowanie,
-przemieszczanie,
-skraplanie,
-opady wody (deszcz) w któtkim czasie
Obieg mały trwa kilka do kilkunastu dni)
Obieg Duży
To roczne kilku letnie krążenie wody.
Największy zbiornik wodny tworzą oceany stanowią 94% wody w skali całego globu. Zajmują powierzchnię 1,370mld km3 drugim co do wielkości są zasoby wód podziemnych 64mld km3
Trzeci lądolody, lodowce i wieczne śniegi
30mld km3
Czwarte -wszystkie słodkowodne zbiorniki
280tyśkm3
Piąte wody gruntowe 80 tyśkm3
Szóste -rzeki 2tys km3
W atmosferze jest ok. 20tys km3 wody, na terenach podmokłych i torfowiskach 4tys km3, w organizmach zywych 2tys km3
Globalny bilans wody w skali globu wynosi 1,5mld km3 wody.
OBIEG TLENU
Główny obieg tlenu
1). Tlen w atmosferze.(ozon)
2). Oddychanie (łączenie w CO2)
3). Fotosynteza (redukcja do 02)
4). Emisja naturalna i antropogenna Co2
5).Wymiana z oceanami
FOTOSYNTEZA wiąże co2w postaci złożonego procesu - proces fotosyntezy mogą realizować w swoich komórkach rośliny zielone zawierające chlorofil oraz bakterie zawierające bakteriochlorofil.
OBIEG SIARKI
Działanośc człowieka niekorzystnie wpływa na obieg siarki jest jej zdecydowanie za dużow przyrodzie i atmosferze.
OBIEG CIECZY I GAZÓW - są to obiegi sedymentacyjne-osadzające się w glebie.
GLOBALNE ZASOBY PRZYRODNICze
To substancje i energia mieszalne, które można wyrazić w jednostkach masy -inaczej sa to bogactwa naturalne
Są nimi:
-organizmy żywe,
-elementy nieożywione środowiska
-woda,
-powietrze,
-gleba,
-energia cieplna,
-energia kinetyczna wód, wiatru
-energia
Zalicza się również:
-piękne krajobrazy,
-położenie geograficzne,
-wolną przestrzeń powietrzną
wolną przestrzeń podziemną.
Intensywna eksploatacja tych zasobów powoduje, że jest ich coraz mniej.
WODA WODA WODA WODA
zasoby wody na kuli ziemskiej, które są stałe:
a woda słona w morzach i oceanach,
b woda słodka w rzekach jeziorach i innych zbiornikach lądowych,
c woda w atmosferze ziemskiej w postaci chmur,
d woda w lądolodach i lodowcach,
e woda w biosferze
woda w sferze aeracji (wody glebowe)
WODA
W sali świata najwięcej wody słodkiej zużywa rolnictwa 69% globalnego zużycia, następnie przemysł 23% oraz gospodarstwa domowe 8%
Od rewolucji przemysłowej zużycie wody na świecie wzrosło ponad 30x sięgając obecnie poziomu 3500km3 w ciągu roku.
Wytworzenie żywności spożywczej przeciętnie w ciągu dnia przez 1 człowieka wymaga ok. 10m3 wody.
Zasoby wody pitnej są odnawialne Proces odnawialności jest regulowany obiegami hydrologicznymi
-w rzekach woda odnawia się w czasie 18 -20 dni
-w atmosferze 12 dni
-w jeziorze 10dni
Wody podziemne odnawiają się 5000lat.
GLEBA
EKO wykład 3
3 zasady termodynamiki
We współczesnej termodynamice formułuje się zasadę zerową - Warunkiem równowagi cieplnej układu fizycznego jest równość temperatur wszystkich ciał należących do tego układu.
IV zasada Onsagera
Jeżeli procesy zachodzą w obecności wewnętnego pola magnetycznego lub w układzie obracającym się z prędkością kątową W to między współczynnikami kinetycznymi zachodzą związki.
I zasada termodynamiki - ilość energii jak i masa jest stała tylko forma jest różna.
Prawo entropii i entropijność procesów produkcji oraz konsumpcji.
Kierunek przebiegu przemian został określony II zasadą termodynamiki wg której wszystkie procesy powodują .................. i degradacje energii do jej cieplnej trudno kontrolowanej postaci.
II zasada termodynamiki -mówi że każdy proces w przyrodzie przebiega w ten sposób, że energia wszystkich uczestniczących w niej ciał wzrasta. Zasada minimum źródła entropii wyraża zmysł ekologiczny martwej materii w pewnych typach procesów nieodwracalnych a mianowicie w procesach zbliżonych do równowagii termodynamicznej i w stanach niezależnych od czasu (stacjonarnych).
Entropijność wielu procesów i zjawisk, których łącznie istnieje decyduje o poziomie entropijności danego systemu społeczno -gospodarczym można rozpatrywać w kilku aspektach (poziomach)
kreacja dezorganizacji i nieuporządkowania w systemach lub ich otoczeniu,
niezbędność „transmisji” niskiej entropii potrzymującej egzystencję czy funkcjonowanie systemu,
generowanie wysokiej entropii w postaci zanieczyszczeń czy odpadów,
sposób tworzenia nowych struktur i zasad funkcjonowania systemu.
Entropijność jest zdolnością systemu do kreowania rosnącego nieuporządkowania.
Entropijność systemu społeczno -ekonom wyraża się w ścisłym materialno -energetycznym wymiarze procesu zwłaszcza konsumpcji i produkcji.
Entropijność oznacza tworzenie zanieczyszczeń i odpadów będących strumieniami wysokiej entropii
Entropijność systemów społeczno -ekonomicznych wyraża się w ich zdolności do samoorganizowania (dysyperatywności) jedynie poprzez wykorzystanie zasobów niskiej entropii z bezpośredniego otoczenia przyrodniczego i samego otoczenia kosmicznego.