OCHRONA ŚRODOWISKA CZ III

Polska należy do kraju o małych zasobach wody (21 miejsce w Europie).Rodzaj stężenia substancji w wodach naturalnych zależy od ich rozpuszczalności, procesów fizyko-chemicznych i biochemicznych oraz od powszechności ich stosowania..

Na skład wód wpływają opady atmosferyczne oraz wymiana składników pomiędzy wodą a osadami dennymi. Gazy rozpuszczane w wodzie pochodzą głównie z powietrza atmosferycznego, ich skład jest zbliżony do składu powietrza przy czym ogromne znaczenie mają procesy chemiczne i biochemiczne zachodzące w wodach powierzchniowych oraz procesy wietrzenia i wymywania skał i gleb. Ze względu na zanieczyszczenie głębi atmosfery skład jakościowy wód naturalnych uległ wzbogaceniu o substancje wymywane z różnych elementów środowiska.

H₂O = H₂O + D+ Z

D-domieszki

Z-zanieczyszczenia

Substancje występujące w wodzie na skutek oddziaływań naturalnych uważa się za domieszki, a pozostałe pojawiające się na skutek działalności człowieka nazywamy zanieczyszczeniami.

W zależności od stężenia w wodzie występują substancje dzielące się na:

- mikroskładniki (substancje śladowe)- występują mniej niż kilkuset mikrogramów na litr

-makroskładniki - od kilkuset mikrogramów do kilkunastu miligramów

- składniki podstawowe - od kilkunastu do kilkuset miligramów na litr

Do podstawowych składników wód należą: kationy wapnia, sodu, chloru, krzemionka,magnezu,HCO₃^- , SO₄ ^-2.

Kilka klasyfikacji zależne od ich pochodzenia, właściwości tych substancji, właściwości zanieczyszczeń, podatności na rozkład mikrobiologiczny lub obecności charakterystycznych grup substancji.

Zarówno granice stężeń jak i przynależność do poszczególnych grup zanieczyszczeń nie są ścisłe, stałe z powodu reakcji jakim podlegają w środowisku wodnym.

Kryterium to pochodzenie związków występujących w wodzie. Rozróżniamy 2 grupy:

• substancji pochodzenia naturalnego (geogeniczne)

• substancji pochodzenia antropogenicznego

Z punktu widzenia właściwości zanieczyszczenia dzielimy:

- fizyczne - substancje rozpuszczone, zawiesiny, substancje koloidalne

Substancje rozpuszczone -występują w rozdrobnieniu molekularnym w postaci uwodnionych wolnych jonów, kompleksów obojętnych i jonowych, parionowych i cząsteczek substancji organicznych i nieorganicznych.

Zawiesiny - składniki rozpoznawalne gołym okiem tworzą cząstki i jony od d=10^-7 do 10^-5.

Zawiesiny mineralne np. piasek, muł. Zawiesiny organiczne np. szczątki roślinne , pierwotniaki, bakterie.

Koloidy- aniony związków organicznych, krzemionka koloidalna i substancje ilaste.

Zawartość substancji rozpuszczonych i zawiesin zależy od rodzaju substancji, odczynu wody, temperatury składu wody, rozpuszczalności substancji w wodzie i zdolność tych substancji do adsorpcji na czystkach stałych.

W aspekcie właściwości chemicznych rozróżniamy substancje

a)organiczne

b) nieorganiczne

Kryterium do zdolności podatności na rozkład biochemiczny

- związki całkowicie rozkładalne mikrobiologicznie

- związki refrakcyjne - nierozkładalne mikrobiologiczne np. fenole

- biogenne substancje - wszelkie sole nieorganiczne potrzebne do rozwoju żywych organizmów np. związki fosforu

Według charakterystycznych grup zanieczyszczeń:

• substancje promieniotwórcze

• pestycydy

• metale ciężkie

• WWA- wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne

• bioksyny

• substancje mutagenne

• związki alkilujące

• antybiotyki

• preparaty hormonalne

• antymetabolity

Według toksyczności, biorąc pod uwagę częstość występowań

- nieszkodliwe np. sód ,magnezu, potas, Ca, fosfor, Fe, Cl, Br, S, fluor, C, N, Li

- toksyczne - słabo rozpuszczalne np. gal, tytan

Wśród wód powierzchniowych wyróżnia:

- wody płynące np. rzeka

- stojące np. jeziora, zbiorniki, zaporowe

W rzekach materia nie krąży lecz jest transportowana w dół strumienia pod wpływem sił cieżkości. W jeziorach woda może cyrkulować w wyniku działania wiatru, przepływ grawitacyjny na ogół nie występuje, prądy spowodowane wiatrem powodują transport materii turbulencyjnej.

Zmienny skład wód powierzchniowych zależy od czasu kontaktu z glebą, rodzaju gleby, powierzchniowych kontaktu z powietrzem atmosferycznym, pory roku, ilości wód opadowych, sposobu zagospodarowania zlewni, ukształtowania i pokrycia terenu.

Podstawową cechą rzek i jezior jest ich naturalna podatność na przyjmowanie różnych zanieczyszczeń w wyniku spływu powierzchniowego, odprowadzania ścieków, nieczyszczonych lub nieodpowiednie oczyszczonych dopływu odcieków ze składowiska odpadów, zanieczyszczeń z awarii przepływowych i chemizacji rolnictwa.

Główne przyczyny zanieczyszczenia wód powierzchniowych

Ze względu na przypadkowość i duże wahania w stężeniach i toksyczności związków chemicznych względnie mikroorganizmów ujmowane wody powierzchniowe nie nadają się do picia bezpośrednio, muszą podlegać uzdatnieniu.

Wody powierzchniowe mają zdolność do samooczyszczania, które prowadzi do rozpadu związków organicznych na związki proste nieorganiczne np. CO₂, azotany, siarczany i wodę.

Wpływ zanieczyszczeń na jakość ( rysunek)

I dopływ ścieków, zanik glonów

II strefa aktywnego rozkładu, woda mętna, przykry zapach, brak ryb, bakterie specyficzne dla rozkładu ścieków

III strefa odnowy stanu pierwotnego, ryby karpiowate, ślimaki, rozwój glonów

IV woda czysta, krasnorosty, ryby charakterystyczne

Samooczyszczanie wód:

- rozcieńczanie zanieczyszczeń wody z odbiornika i mieszanie

- sedymentacja zawiesin ( zależy od prędkości przepływu)

- adsorpcja cząsteczek związków chemicznych na drobnych zawiesinach = opadanie

- biologiczne usuwanie zanieczyszczeń

Faza wstępna:

-biosorpcja na powierzchni i przez żywą komórkę

- mineralizacja: 1) biodegradacja

2) dalsze utlenianie produktów CO₂,H₂O,NO₃,PO₄ ^-3,SO₄ ^-2

procesy wymiany gazów między wodą a atmosferą.

Biokumulacja- dzięki niej oczyszczają się wody przez np. ryby.

Charakter przestrzenny ogniska zanieczyszczeń:

1. wielopowierzchniowy

2. małopowierzchniowy

3. punktowy

4. liniowy, pasmowy

…………………………………………………………………………………………………..

WYKŁADY ZE Zbigniewem BAGIEŃSKIM

Temat: Modele realizacji polityki ochrony środowiska w ujęciu historycznym

1. Model zrzutów niekontrolowanych

2. Model zrzutów kontrolowanych

3. Model usuwania skutków ( plusy i minusy)

1992 - szczyt ziemi Rio De Janeiro było rozwinięcie i wdrożenie zasady zrównoważonego rozwoju ( ta zasada jest autorstwa Gro Harlem Brundtland).

1987 - w/w pani, powstał raport Brundtland - po raz pierwszy przedstawiono koncepcję zrównoważonego rozwoju.

W/w pani był premierem Norwegii.

Rozwój zrównoważony - rozwój społeczno gospodarczy, w którym następuje proces integrowania działań politycznych, gospodarczych, społecznych z zachowaniem równowagi przyrodniczej oraz trwałości podstawowych procesów przyrodniczych w celu zagwarantowania możliwości zaspakajania podstawowych potrzeb poszczególnych społeczności i obywateli, zarówno współczesnego pokolenia jak i przyszłego.

Szczyt Ziemi. Przyjęte:

I zasada - istoty ludzkie stanowią centrum zainteresowania procesu rozwoju, mają prawo do zdrowego i twórczego życia z przyrodą.

IV zasada- do osiągnięcie trwałego i zrównoważonego rozwoju konieczne jest, aby ochrona środowiska była nierozłączną częścią procesów rozwojowych i żeby nie była rozpatrywana oddzielnie od nich.

AGENDA XXI - program działań w zakresie ochrony środowiska na wiek XXI W zakresie również gospodarki z uwzględnieniem aspektów środowiskowych. Pojawiła się zasada „ Myśl globalnie, działaj lokalnie”.

Agenda XXI:= składa się z IV części:

I - problemy społeczno - ekonomiczne

II- ochrona i zarządzanie zasobami przyrody

III - rola głównie grup społecznych i organizacji

IV - uwarunkowania realizacyjne

W I zasadzie zawarte są rozdziały:

- nadanie zrównoważonego rozwojowi priorytetu w działaniach międzynarodowych i krajowych

- umożliwienie biednym osiągnięcia godziwego poziomu życia

- ograniczenie i eliminacja niezrównoważonych sposobów produkcji i konsumpcji w krajach rozwiniętych

- promowanie zrównoważonego rozwoju osiedli i sposobu życia, miejsca wraz z zapewnieniem domu dla każdego człowieka

W II zasadzie:

- umacnianie roli biznesu i przemysłu w osiągnięciu trwałego zrównoważonego rozwoju

- promowanie czystszej produkcji

1. Model zrzutów niekontrolowanych - niekontrolowane odprowadzanie odpadów stałych, ciekłych, gazowych do środowiska bez zamierzonych działań ograniczających np. wysypiska w pobliży siedlisk ludzi, otwarte obiegi wodne, ścieki do rzeki, odpady do lasu, spalanie odpadów ( w nocy).

Model prawnie zakazany ( w krajach rozwiniętych), ale nadal stosowany świadomie lub nieświadomie w tych krajach oraz w krajach na niższym poziomie rozwoju.

2. Model zrzutów kontrolowanych - rozcieńczania szkodliwych substancji np. budowa wysokich kominów, wyprowadzanie kolektorów ściekowych głęboko do odbiorników wodnych. Model funkcjonujący powszechnie jeszcze w latach 70. a czasem również obecnie.

3. Model usuwania skutków - model statyczny ochrony środowiska- model końca rury- polega na redukcji wytworzonych już zanieczyszczeń. Po raz pierwszy świadoma ingerencja w kierunku likwidacji skutków działalności przemysłowej i ponoszenie przez producenta kosztów środowiskowych ( części).

Zasada- zanieczyszczający płaci - jako początek wprowadzania instrumentów ekonomicznych do realizacji polityki ochrony środowiska.

Jest to częściowa internalizacja kosztów ochrony środowiska -czyli włączenie ich do kosztów produkcji.

Wprowadzenie czynnika ekonomicznego spowodowało:

• potrzebę wprowadzenia klasyfikacji odpadów

• opracowanie metod bilansowych odpadów

• opracowanie metod oceny odpadów

• opracowanie systemów kontroli ilości i jakości odpadów

• utworzenie systemu opłat za korzystanie ze środowiska

Równocześnie powstają nowe przemysły redukcji, przeróbki, składowania odpadów- które generują nowe koszty ekologiczne i energetyczne.

Niedogodności modelu i wprowadzenie rachunku ekonomicznego stymulują nowe działania:

od usuwania odpadów→ do zapobiegania ich powstawaniu

1. Model zapobiegania zanieczyszczeniom - model dynamiczny ochrony środowiska- model działania u źródła.

Model ochrony środowiska wbudowany w funkcję czasu - czynnik ciągłej poprawy. Model Czystszej produkcji - jako strategia nowoczesnej polityki ochrony środowiska.

Wprowadzenie dynamicznego modelu ochrony środowiska wykazuje szereg cech:

• nastąpiło poszerzenie możliwości stosowania modelu na wszystkie obszary życia społecznego - od indywidualnego konsumenta, poprzez producenta, jednostkę usługową, administracyjną

• potrzebę ciągłej poprawy odniesiono nie tylko do odpadów, lecz do całego cyklu produkcyjnego i usługowego

• model obejmuje zarówno ograniczenie zrzutów do środowiska jak i zasadę poszanowania zasobów przyrody: energii, wody, surowców

• zasada ciągłej poprawy powoduje objęcie analizą nie tylko samego procesu produkcyjnego lecz również produktu - jego jakości, czasu życia oraz wpływu produktu na środowisko w trakcie i po zakończeniu cyklu życia.

1. Model produkcji bezodpadowej - jako następny ( czasowo) model ochrony środowiska.

Nowoczesna polityka ochrony środowiska musi zawierać pojęcie ,, przezorności” podstawowe obszary ,, przezornego działania”

1. Zdolność do przewidywania skutków, jakie mogą wywołać w przyszłości w środowisku przyrodniczym działania zamierzone przez człowieka w tym:

• kształtowanie proekologicznej filozofii życia, produkcji, komsumbcji

• rozwój nauk podstawowych w kierunku kształtowania rozwoju zrównoważonego społecznego

• rozwój nauk stosowanych w kierunku opracowywania odpowiednich rozwiązań w zakresie energetyki, pozyskiwania surowców, wytwarzania produktów, operacji i procesów o wyższej sprawności itp.

Myślenie globalne - działanie lokalne.

2. Stosowanie ciągłej strategii zapobiegania i ograniczania negatywnych skutków w całym obszarze działalności człowieka w tym głównie:

- poszukiwanie możliwości podnoszenia ogólnej skuteczności w całym cyklu produkcyjnym.

- dochodzenie do ,,czystego” produktu w bezodpadowym cyklu produkcyjnym

- filozofia „ Czystszej produkcji”

Coraz częściej przyjmuje się zasadę maksymalnego ograniczania tworzenie nowych sztucznych związków chemicznych - których składowanie w przyrodzie przynosi nieodwracalne skutki. W zamian poszukiwanie i stosowanie naturalnych związków, które mogą wchodzić w naturalny cykl metaboliczny.

3. Rozpoznawanie i likwidacja istniejących już zagrożeń dla człowieka i środowiska przyrodniczego jako działania o największym priorytecie, czyli działania naprawcze w tym:

• rozpoznanie zagrożeń wywołujących ,,nieodwracalne” skutki w przyrodzie i życiu człowieka, np. efekt cieplarniany, wylesianie stoków górskich, błędnie wykonana regulacja rzek, kwaśne deszcze, niecki depresyjne w wyniku odkrywkowej eksploatacji złóż, składowiska materiałów toksycznych - tzw. mogielniki, źle wybudowane i źle eksploatowane składowiska odpadów.

• klasyfikacji i opracowanie metod neutralizacji zagrożeń, substytucji niebezpiecznych materiałów ( freony w obiegach chłodniczych) oraz likwidacji niebezpiecznych odpadów

• opracowanie regulacji prawnych do neutralizacji zagrożeń i zapobieganiu ich powstawaniu w przyszłości.

W 2001r. ukazała się ustawa o ochronie środowiska - Prawo Ochrony Środowiska ( najnowszy tekst ukazał się w Dz U 08.25.150 z 21.01.08

Zawiera ona:

- definicję pojęć np. emisja, instalacje, ochrona środowiska, powietrze

- postępowanie w sprawie oceny oddziaływań na środowisko ( plan rozwoju np. lokalnego zakresie np. energetyki musi być poprzedzony z analiza działania na środowisko i oceny tych oddziaływań

- procedura OOŚ ( ocena ochrony środowiska) niezbędna do pozwolenia na budowę,

- uzyskanie pozwoleń na pozwolenie wprowadzenia do środowiska zanieczyszczeń ramach jakiegoś przedsięwzięcia

- pozwolenia na inwestycję:

* zgłoszenie ( ładunek zanieczyszczeń)

* pozwolenie branżowe, wodno- prawne, hałasowe

* pozwolenie zintegrowane

- ewidencja o ilości i rodzaju odpadów stałych, ilość jakości wody powierzchniowej i podziemnej itp. którą dokonuje każdy podmiot

- opłaty w zakresie dopuszczalnych wartości ładunków zanieczyszczeń wprowadzonych do środowiska, a w przypadku przekroczenia - kara.

- organy organizacyjne

ENERGIA

1. Źródła energii pierwotnej:

- odnawialne ( słońce, biomasa, wiatr)

- nieodnawialne ( węgiel kamienny, uran, deuter, gaz ziemny, ropa naftowa)

Wpływ na odnawialne OCET ( energia płynów) - Ocean Thernal Energy Conversion - energia geotermalna

ΔT / ΔZ (głębokość) = 33 K/km

T- średni wzrost temperatury ziemi

średnia gęstość gęstość = 60 kV/km² z wnętrza ziemi otrzymujemy 60kV ciepła

c= λƔ

c- prędkość światła

λ - dł. fali

Ɣ częstotliwość

c= 2,9998 * 10⁸ m/s ( prędkość światła w próżni)

E = nhƔ

E - energia kwantu ( promieniowania)

Im większa częstotliwość tym większa energia.

Prawo przesunięć Wien'a

T * λmax = const = 0,28999 cm* K

Im wyższa temperatura tym mniejsza λmax.

stała słoneczna I_o = 1,35* 1,44 kV/km²

Troposfera - zjawisko odbicia rozproszenia(bez zmiany długości fali)oraz absorpcji (wiąże promieniowanie i może reemitować ale o inne długości fali, zmiana jakościowa)

- promieniowanie bezpośrednie np. promieniowanie słoneczne w konkretne miejsce jako natężenie I= I_o * Pⁿ.

P - współczynnik przezroczystości atmosfery

n- ilość mas optycznych

- promieniowanie rozproszone np. promieniowanie wtórne, bezkierunkowe (rys)

ilość mas optycznych/ grubość warstwy atmosferycznej, przez którą przechodzi promieniowanie słoneczne

dla α = 60⁰ m=1,15

α = 30⁰ m=2,0

α = 10⁰ m=5,6

p= 0,9 dla idealnej czystej atmosfery

p= 0,7 do 0,85 obszary nizinne

p = 0,7 równik ( dżungla afrykańska) wynika z dużej koncentracji pary wodnej w powietrzu

-bilans promieniowania długofalowego

---