GOSPODARKA A ŚRODOWISKO WYKŁAD 3

Zanieczyszczenia środowiska jest to dziedzina ochrony środowiska, którą zaczęto się przejmować. Kwaśne strumienie są to zanieczyszczenia gazowe powietrza przenoszone z wiatrem. Kwaśne strumienie w największym stopniu zaczęły być postrzegane jako problem międzynarodowy a to z powodu dużej wartości przenoszenia się tych zanieczyszczeń wraz z przesuwanymi masami powietrza. Szczególnie wyraźnie widać to w Europie, gdzie przez cały rok dominuje zachodnia cyrkulacja i powietrze przenoszone jest znad Atlantyku stopniowo na wschód Europy a wraz z nim przenoszone są owe zanieczyszczenia. Przede wszystkim są to: rozpuszczony w wodzie atmosferycznej dwutlenek siarki, tlenki azotu, czyli te wszystkie zanieczyszczenia gazowe, złożone z cząsteczek gazu o własnościach kwasotwórczych. Po raz pierwszy problem ten rozszerzono w latach siedemdziesiątych, kiedy to stwierdzono występowanie silnego zakwaszenia wód w jeziorach Skandynawii a tak się składa, że kraje skandynawskie pod względem własnych zanieczyszczeń powietrza znajdują się stosunkowo daleko i stąd tych źródeł zanieczyszczenia tam właściwie nie ma. Tymczasem okazało się, że tam właśnie pojawiły się skutki tych zanieczyszczeń gazowych. Zaczęto ten problem badać no i okazało się, że są to wszystko zanieczyszczenia napływające znad zachodniej Europy (przy południowo zachodniej cyrkulacji, gdzie wszystko leci nad Skandynawię) przy czym jest jeszcze jeden czynnik, który trzeba brać pod uwagę. Mianowicie jeżeli mamy ów kwaśny strumień, czyli te zanieczyszczenia powietrza przenoszone z masami powietrza (niesione z wiatrem) w ich cyrkulacji te masy powietrza napotkają na barierę programiczną (wzdłuż całego półwyspu skandynawskiego występuje pasmo górskie) następuje intensywne skraplanie pary wodnej i tym silniejsze oddziaływanie tych zanieczyszczeń na powierzchnię. Do tego trzeba dodać jeszcze jeden czynnik oprócz kwaśnych deszczów. Niemniej groźnym i szkodliwym zjawiskiem jest zaleganie mgły złożonej z kropelek wody z rozpuszczonymi zanieczyszczeniami gazowymi. Ta szkodliwość bierze się stąd, że o ile deszcz jest zjawiskiem przejściowym, wręcz krótkotrwałym i w miarę trwania opadów stopniowo ta ilość zanieczyszczeń maleje, to mgła potrafi się w skrajnych przypadkach utrzymywać nawet całymi tygodniami i wówczas to oddziaływanie zanieczyszczeń na roślinność na przykład, tym bardziej jest długotrwałe. Zanieczyszczenia wpływające (importowane) do Szwecji wynoszą 88%, zaś eksport tych zanieczyszczeń wynosi tylko 12%. Norwegia zaś importuje do siebie 92% a eksportuje do innych krajów tylko 8%. Norwegia kraj o niewielkiej liczbie ludności (4,5 mln.) położony nad morzem, własnych źródeł zanieczyszczeń ma bardzo niewiele, bo nawet energetyka oparta jest na elektrowniach wodnych, które nie zanieczyszczają powietrza. Kraje skandynawskie zaczęły zwracać uwagę na to, że chociaż same zamieszczeń emitują niewiele to odczuwają negatywne skutki oddziaływania tych zanieczyszczeń produkowanych i emitowanych w innych krajach.

Zestawienia z Europy (dane sprzed 10 lat)

	NRD	RFN	Czechy	Hiszpania	W. Brytania	Austria
Import	26%	60%	50%	22%	19%	97%
Eksport	74%	40%	50%	78%	81%	3%

Austria jest krajem gdzie przemysł nie jest rozwinięty, ale są zaawansowane technologie. Austria importuje z Czech energię elektryczną. Do Hiszpanii zaś napływa powietrze, ze słabo uprzemysłowionej Portugalii, sama zaś dużo zanieczyszczeń eksportuje.

Bilans importu i eksportu emisji siarki do Polski (w tysiącach ton rocznie)

	Niemcy	Czechy	Ukraina
Import	95	65	3,5
Eksport	30	26	83

Ukraina jest krajem, gdzie struktura przestrzenna przemysłu jest dokładnie odwrotna w stosunku do innych krajów tej części Europy. Przemysł jest rozwinięty na wschodniej części Ukrainy, natomiast na zachodzie jest słabo rozwinięty. Ukraina jest wręcz zacofana gospodarczo.

Najtrudniejsze do opanowania są zanieczyszczenia z drobnych emisji (rozproszonych), gdzie pojedyncze źródło nie emituje dużej ilości, natomiast problem wynika ze znacznego nagromadzenia tych drobnych źródeł i kumulowania się tychże zanieczyszczeń powietrza. Bardzo dużo zależy od warunków pogodowych.

Trzy zasadnicze sytuacje atmosferyczne przy których w odmienny sposób zachowują się zanieczyszczenia (a ma to dość istotne znaczenie m.in. w Jeleniej Górze)

Otóż wraz ze wzrostem wysokości nad poziomem morza temperatura powietrza maleje, przeciętnie o 0,6ºC na 100 metrów. Z tymże biorąc pod uwagę z punktu widzenia dynamiki atmosfery znacznie większe znaczenie ma gradient (różnica temperatur) wynoszący 1ºC /100m. Sytuacja, w której ów gradient jest większy niż 1ºc/100m nazywamy równowagą chwiejną. Jeżeli występuje taka sytuacja przeanalizujmy co się będzie działo z cząsteczka powietrza wytrącona ze stanu równowagi. W momencie kiedy w atmosferze występuje równowaga chwiejna, jeżeli wytracimy ze stanu równowagi cząsteczkę powietrza, zacznie ona przesuwać się do góry i wówczas jej temperatura będzie malała w tempie 1º/ 100m. Natomiast w otoczeniu powietrze będzie ochładzało się szybciej. Cząsteczka ta cieplejsza od powietrza będzie cały czas wypychana do góry . Jest to istotne dlatego że w sytuacji równowagi chwiejnej, wyobraźmy sobie zanieczyszczenie emitowane do atmosfery, będzie się ono unosiło w górę coraz bardziej rozpraszając. A zatem stan równowagi chwiejnej sprzyja szybkiemu usuwaniu zanieczyszczeń

Jeżeli teraz przeanalizujemy sytuacje odwrotną, kiedy to gradient atmosferyczny jest mniejszy niż 1ºc/100m .Wówczas weźmy ten sam przykład :

Wytrącamy cząsteczkę ze stanu równowagi. Gdyby tę cząsteczkę powietrza przesuwając do góry o 100 m miałaby wówczas -1ºC, natomiast w otoczeniu byłoby 0,5ºC. Wówczas ta cząsteczka powietrza byłaby chłodniejsza, a więc cięższa od cząsteczek ją otaczających i będzie w związku z tym z powrotem cofana do tego stanu równowagi, dlatego mówimy o równowadze stałej. Stan równowagi stałej nie sprzyja rozpraszaniu zanieczyszczeń.

Natomiast jest jeszcze jeden przypadek z tych wszystkich może najważniejszy. Mianowicie sytuacja inwersji termicznej. Sytuacja inwersji polega na tym, że temperatura powietrza ze wzrostem wysokości rośnie zamiast maleć. Wówczas cząsteczka wytrącona z równowagi będzie po prostu przyduszona do ziemi. Wogóle powietrze w stanie inwersji nie jest w stanie się podnosić. Mamy wówczas sytuację taką, że zanieczyszczenia kumulują się przy powierzchni Ziemi, nie tylko nie unosząc się w górę, ale są wręcz przyciskane. Wyjście z tego jest jedno: budowanie wysokich kominów, tak żeby przebijały warstwę inwersji. Z tymże nie zawsze jest to skuteczne, ponieważ ta strefa inwersji może występować na różnych wysokościach. Inwersja termiczna przede wszystkim występuje przy wyżowej pogodzie śródgórskich kotlinach, szczególnie zimą kiedy to zimne powietrze z gór spływa w doliny i tam tworzą się zastoiska zimnego powietrza. Typowym przykładem obszaru narażonego na częste inwersje jest kotlina jeleniogórska. Czasami słysząc komunikaty pogodowe w zimie, można wyłapać takie informacje, że na Śnieżce jest 1ºC a w Jeleniej - 15ºC. Kiedy się patrzy z grzbietu Karkonoszy w stronę Jeleniej Góry cała kotlina zasnuta jest szarą, brunatną, popielatą poświatą. Przy czym najgęstsza poświata jest w centrum miasta, tam gdzie znajdują się największe osiedla, tam gdzie znajduje się najwięcej domów opalanych węglem i tam gdzie jeździ najwięcej samochodów. Szczególnie w takich sytuacjach, w sytuacjach inwersyjnych wówczas dochodzi do koncentracji zanieczyszczeń pochodzących z drobnych źródeł (z drobnych emisji). One wtedy najbardziej mogą być szkodliwe. Jelenia Góra jest jednym z przykładów. Biorąc to pod uwagę to tym bardziej widać jak z punktu widzenia warunków środowiska bezsensownym posunięciem była budowa uciążliwych zakładów przemysłowych takich jak „Celwiskoza” w Jeleniej Górze (zakład ten zatruwał powietrze przez wiele lat). Ale są rejony dużo większe, gdzie to zjawisko jeszcze w większym stopniu występuje. Takim obszarem są praktycznie całe Czechy, które ze wszystkich stron otoczone są łańcuchami górskimi. Natomiast najbardziej zaludnionym obszarem jest centralna część kraju (Praga). W zimie taka inwersyjna sytuacja pogodowa potrafi utrzymywać się nawet przez dwa tygodnie. Wówczas występuje tam silna koncentracja zanieczyszczeń i w skrajnych przypadkach nawet dochodzi do tego, że centrum zostaje całkowicie zamykane dla ruchu samochodów .

Niedobory i zanieczyszczenia wód

Wydawałoby się, że na ziemi ilość wody jest nieograniczona. Tym niemniej trzeba wziąć pod uwagę, że zasoby wodne w przeważającej części składają się z wód zasolonych znajdujących się w oceanie. Natomiast z punktu widzenia gospodarki użyteczne dla człowieka są zasoby wód słodkich. Górną granicą zasobów wodnych można określić jako całoroczny odpływ ze wszystkich rzek płynących na ziemi. Wyliczono że jest to około 40 tyś. km³. Wydawałoby się, że jest to ilość potężna tyle, że trzeba wziąć pod uwagę, że przepływy wielu rzek wykazują sezonowość ( są okresy wyżówki i niżówki, kiedy tej wody płynie mniej) natomiast zapotrzebowanie człowieka na wodę jest mniej więcej równomierne. A więc jeżeli chcemy wyznaczyć realne zasoby wody musimy brać pod uwagę nie tyle sumaryczny odpływ tych wszystkich rzek, co zsumować minimalny, czyli z tego okresu kiedy rzeki niosą najmniej wody (z 40 tysięcy zostanie nam 12 tysięcy km³), ale teraz jeszcze trzeba wziąć pod uwagę, że znaczną część wielkich rzek niosących do mórz potężne ilości wody płynie przez obszary niezaludnione i ta woda też jest praktycznie dla człowieka niedostępna. Jeżeli to też odejmiemy zostanie nam około 7 tyś. km³, z czego wykorzystuje człowiek w różne sposoby około 3,5 tyś. km³, czyli połowę. Te zasoby wody są nierównomierne, występują obszary, gdzie wody jest bardzo dużo, natomiast nie ma na nią takiego zapotrzebowania. Są z kolei tereny takie, gdzie występują niedobory wody. Pierwszy taki obszar to strefa równikowa. Tutaj owe nadwyżki wody wynikają z olbrzymich opadów. W strefie mogą one sięgać 10 000 mm w ciągu roku (w naszym klimacie dolnośląskim jest około 600 mm rocznie). Drugi to obszar południowo wschodniej Azji. Tam również występują nadwyżki wynikające z bardzo wysokich sum opadów. W innych strefach klimatycznych takie nadwyżki mamy w obszarach o klimacie oceanicznym. W warunkach europejskich takim przykładem jest Norwegia, kraj położony po zachodniej stronie gór skandynawskich bezpośrednio przylegający do Morza norweskiego, za którym jest już otwarty Atlantyk i masy powietrza napływające znad Atlantyku spiętrzające się w górach skandynawskich dają obfite opady deszczu. A przy tym wszystkim jest to kraj o niskiej liczbie ludności i zapotrzebowanie na wodę jest niskie. Natomiast większość obszarów na kuli ziemskiej, zwłaszcza tereny gęsto zaludnione to tereny borykające się z deficytem wody, przy czym są to nawet kraje leżące na obszarach z wysokimi opadami (np. Chiny, gdzie mają duże ilości wody, ale też potężną liczbę ludności). W Polsce zasoby wód powierzchniowych szacuje się na około 187 mld m³ i daje to w przeliczeniu na jednego mieszkańca 1800 m³ rocznie. Polska znajduje się na jednym z ostatnich miejsc w Europie pod względem dostępności wody na jednego mieszkańca. Podobne zasoby wody na jednego mieszkańca ma Sahara, tyle że tam ludności jest mniej niż w Polsce. Można również porównać Polskę z Egiptem, gdzie zasoby wody są podobne. Wynika to z warunków klimatycznych, polegających na tym, że jakkolwiek przesuwając się z zachodu na wschód Europy, sumy opadów maleją, ponieważ odsuwamy się od Atlantyku, który jest źródłem wód opadowych w Europie, to jednak na wschód od Polski maleje też parowanie i jeżeli weźmiemy pod uwagę zarówno wielkość opadów jak i wielkość parowania wody z powierzchni Ziemi, to te proporcje dla Polski są najmniej korzystne i również bilans wodny jest mniej korzystny. Druga sprawa: Polska prawie dokładnie pokrywa się z dorzeczem Wisły i Odry i to oznacza, że Polska nie otrzymuje żadnych dostaw wód z zewnątrz, jedynie to co spada z deszczu na terenie Polski. Na ograniczenie zasobów wody wpływają znacząco także czynniki antropogeniczne, czyli działalność człowieka. Przy czym tutaj zasoby wodne ograniczane są dwojako. Po pierwsze zmniejszane są same zasoby dostępne a po drugie problemem jest degradacja jakości tej wody, która pozostaje do dyspozycji.

Najważniejsze czynniki ograniczające zasoby wodne:

• Nadmierna eksploatacja gruntów ziemnych - wody podziemne stanowią najważniejsze źródło wody pitnej z uwagi na stosunkowo najlepszą ich jakość

• Niewłaściwie prowadzone melioracje. Melioracja polega na regulowaniu stosunków wodnych, przeprowadzana jest dla osiągnięcia określonych celów gospodarczych, chociażby dla odpowiedniego utrzymywania terenów rolnych. Tym niemniej bywała ona przeprowadzana w sposób niewłaściwy lub prowadzono ją tam gdzie jej celowość była wątpliwa. W efekcie doprowadziło to do występowania niedoboru wód a szczególnie do ograniczania zasobów wodnych gromadzonych na terenach podmokłych, które miały istotne znaczenie w gromadzeniu wód.

• Regulacja rzek i potoków. Regulacja polega na prostowaniu i pogłębianiu koryt rzek. Prostowanie koryt powoduje przyśpieszanie spływu wody, natomiast pogłębianie niesie za sobą obniżanie wód podziemnych w dolinie rzecznej, ponieważ rzeka nie płynie tylko po powierzchni.

• Niekorzystne zmiany szaty roślinnej w tym przede wszystkim wylesianie rozległych obszarów (ograniczanie obszarów leśnych). Las podobni jak mokradła ma zdolności do retencjonowania wody, natomiast usunięcie szaty leśnej ogranicza zdolności do zatrzymywania wody w środowisku.

• Odwadnianie kopalń odkrywkowych - wykopując wyrobiska przecina się wodę i musi być ona wypompowywana a to powoduje przyśpieszony spływ wody i obniżenie poziomu wód podziemnych wokół takiego wyrobiska. Taką strefę, w której nastąpiło obniżenie wód podziemnych nazywamy lejem depresyjnym. Lej to strefa zanikania wód podziemnych (np. kopalnia węgla brunatnego koło Bełchatowa - lej sięga kilkadziesiąt kilometrów, kopalnia węgla w Turoszowie w mniejszym stopniu) Niemcy zapobiegają powstawaniu leju poprzez zalewanie wyrobisk betonem.

• Zanieczyszczenia wód

---