1. Ochrona środowiska - definicja, raport U`Thanta, Rio de Janeiro, Kyoto
Ochrona środowiska- działanie lub zaniechanie zmierzające do ochrony elementów przyrodniczych, takich jak woda, powietrze, gleba oraz krajobraz. Dotyczy elementów w stanie naturalnym oraz w stanie zmienionym przez człowieka.
CEL ochrony środowiska to zachowanie lub przywrócenie równowagi przyrodniczej.
Raport U`Thanta „Człowiek i jego środowisko” Ich rezultatem było utworzenie „klubu trzydziestu” tj: grupy państw deklarujących zmniejszenie emisji dwutlenku siarki do 1993-1995 o 30%
Lipiec 1992 Rio de Janeiro- zakres niezbędnych działań do przełomu XX, XXI do powstrzymania degradacji środowiska i zrównoważonego rozwoju.
1997- Kyoto Protocal- obniżenie o 5,2% emisji CO2 z 1990 roku
2.Oznaki zmian klimatycznych w przyrodzie
-brak wiosny, skrócenie zimy
-w ciągu 100 lat temperatura wzrosła o 0,5oC, a poziom mórz podniósł się o 10-20 cm.
-Porastanie tundry w okolicach podbiegunowych drzewami (Alaska, Labrador, Syberia)
-W latach 70-tych katastrofalna susza w 30 stanach i 1200 okręgach USA, unieruchomiania żegluga na Missisipi
-Na preriach kanadyjskich przesuniecie granicy upraw na północ o 80-160 km, ponieważ okres wegetacji wydłużył się o ok 10 dni
-W Szwecji linia zadrzewień na stokach gór przesunęła się aż o 20 m
-W 1950 roku na Grenlandii pojawiło się 25 nowych gatunków ptaków
-W latach 1920-1950 ocieplenie w USA wyniosło 3,5 oC
-Porty na Spitsbergenie, zwykle otwarte przez 3 miesiące, stały się żeglowne przez 7 miesięcy
-Nasilenie anomalii pogodowych, klęsk żywiołowych
-W Polsce zanik zimy lub zimy bezśnieżne
3.Emisja, imisja
Emisja - ilość zanieczyszczeń wydzielona do atmosfery z danego źródła - emitora w jednostce czasu kg/h, t/rok, % produkcji
Imisja - ładunek zanieczyszczeń powietrza, który w następstwie emisji oraz dyspersji dotarł do punktu lub obszaru w którym następuje oddziaływanie zanieczyszczeń na receptory. Mg/m3, ppm, ppb
4.Źródła zanieczyszczeń powietrza
a.naturalne:
- erupcja wulkaniczna
-mokradła
-wyładowania tmosferyczne
-martwe cząstki roślin i wierząt
-erozja
- wietrzenie skał i minerałów
- pyły kosmiczne
- pożary lasów i stepów
b) sztuczne:
- spalanie paliw stałych - cele grzewcze
- spalanie paliw płynnych - motoryzacja
- przemysł
- paliwa jądrowe
5. Rodzaje zanieczyszczeń powietrza
PYŁY - zanieczyszczenia stałe
a.toksyczne-pyły metali ciężkich (Pb, Hg,Cd, As, Cu, Zn), fluorki, nawozy sztuczne.
Pyły ołowiu (Pb)- powodują zmiany neurologiczne
Rtęć (Hg)- W Polsce duże ilości rtęci wprowadza sie do Bałtyku
Cu- psuje układ krwionośny
Kadm (Cd)- wdychany powoduje Kadmice
b.szkodliwe ( dłuższy kontakt działa szkodliwie na człowieka) - pyły krzemowe, glinokrzemianowe
c.neutralne- pyły wapnia, magnezu, żelaza, gipsu i inne
GAZY - zanieczyszczenia lotne
a.gazy toksyczne- tlenki siarki, azotu, tlenki wapnia ( powodują kwaśne deszcze), fluor, chlor, ozon i inne.
Fluor- jak występuje w dużej ilości to trawi szkło
Ozon- bardzo silnie działa na śluzówkę, wysusz gardło, problemy z oczami
b.zapachowe- węglowodory, siarkowodory, merkaptany ( powstają przy spalaniu gazów płynnych)
MGŁY - zanieczyszczenia ciekłe ( drobnocząsteczkowe
DYMY- układy 2-składnikowe, zanieszczyszczenia stałe i gazy
SMOG- układ 3-składnikowy, powstaje w warunkach inwersji termicznej
Smog londyński- pochodzenie ze spalania węgla przy inwersji na wysokości 100-300m , działa redukująco
Smog fotochemiczny typ Los Angeles powstaje podczas spalania paliw płynnych, inwersja na wysokości 750-1500m, działa utleniająco, klimat tropikalny i subtropikalny
6.Energia odnawialna
Odnawialne zasoby energii: biomasa, energia wodna, zasoby geotermalne, energia wiatrowa, promieniowanie słoneczne.
Elektrownie wiatrowe
Zalety: czyste powietrze - redukcja poziomu CO2 oraz zapylenia, oszczędność węgla i gazu, ograniczenie konieczności budowy elektrowni jądrowych
Wady: najdroższy sposób redukcji CO2 w atmosferze, zwiększenie śmiertelności ptaków, ryzyko podniesienia w nocy temperatury o 2 C i prędkości wiatru o 3-5 m/s, hałas pracujących turbin, przekształcanie krajobrazu, uzależnienie od występowania wiatru
Energia morska
Norwegia Szkocja (wykorzystanie prądów morskich, instalowanie turbiny która powolutku się okręca
Energia geotermiczna
-Polska posiada bardzo duże zasoby wód geotermalnych
Polska na tle innych krajów UE z biomasy i zasobów geotermalnych najwięcej, energetyki wodnej - Szwecja przoduje.
7.Przyczyny eutrofizacji
Przyczyną eutrofizacji jest wzbogacenie wód w mineralne składniki pokarmowe, głównie w fosforany i w nieco mniejszym stopniu związki azotu. Najważniejsze przyczyny wzmożonego dopływu substancji powodujących eutrofizację mają charakter antropogeniczny i są to:
-Niewłaściwe i niepełne oczyszczanie ścieków komunalnych i przemysłowych (przemysł spożywczy); całkowity brak oczyszczania części ścieków
-Wzrost ilości ścieków bytowych
Wzrost zawartości fosforanów w ściekach komunalnych ze środków piorących (detergenty)
Intensywne rolnictwo głównie chodzi o substancje nawozowe, które zarówno w formie mineralnej jak i organicznej są groźne gdy stosuje się je w dużych ilościach lub w sposób nieprawidłowy
-Niekorzystne zmiany w krajobrazie - wyrąb lasów, wzrost udziału gruntów ornych
-Erozja
8.Skutki eutrofizacji
-Nadmierny rozwój fitoplanktonu (glonów). Który powoduje:
- nadmierną biomasę produkcji pierwotnej, powodujący nadmierny wzrost wszystkich ogniw łańcucha pokarmowego
- odcięcie dopływu światła do głębszych warstw co uniemożliwia rozwój roślin (zanik makrofitów)
- brak możliwości produkcji tlenu w zacienionych głębszych warstwach - deficyt tlenowy
-Rozwój glonów w stadium skrajnym przyjmuje formę tzw zakwitu wody. Gdy zakwit jest zdominowany przez sinice, jakość wody szczególnie się pogarsza, rybi zapach, toksyczne substancje
-Nadmierna biomasa organizmów w wodzie po obumarciu ulega rozkładowi i powoduje:
- duże zużycie tlenu - pogłębienie się deficytu tlenowego
- akumulacja osadów dennych- wypłacenie się zbiorników wodnych
-Poziom tlenu jest bardzo zmienny w różnych częściach akwenów a jego ubytki dochodzą do całkowitego jego zaniku w głębszych warstwach lub zimą pod lodem. Brak tlenu powoduje:
- procesy beztlenowe, rozkładu, którego produktem są toksyczne gazy (siarkowodór i inne)
- reakcje związków fosforu do form rozpuszczalnych (wzmaganie eutrofizacji)
-Niedobór tlenu i trujące gazy powodują zmiany w składzie gatunkowym bezkręgowców i ryb - pozostają jedynie nieliczne najodporniejsze gatunki
9.Typy troficzne wód
a.oligotrofie - bardzo uboga żyzność woda czysta
- mało materii organicznej
- mało osadów dennych
- mała aktywność biologiczna
- duża przeźroczystość wody
- obecność charakterystycznych gatunków np. troć jeziorna, mchy swagnowe
b) mozotrofia - średnia żyzność
- mały dopływ miogenów
Produktywność pierwotna nieco większa niż przy oligotrofie ryba sieja- poj. Drawskie
c)eutrofia
- wody zmętnione
- duża zasobność w biogeny
- wysoka produktywność biogenna
- część gatunków ustępuje
d) hypertrofia
- bardzo zmętnione wody - wysoka produktywność biologiczna
- wiele gatunków charakterystycznych dla wód czystych ginie
- zaznacza się dominacja kilku odpornych gatunków leszcz, okoń, płoć
e) dystrofia
- niski poziom miogenów
- zabarwienie spowodowane rozpuszczonymi związkami humusowymi i materią organiczną - turzyca bagienna, rosiczka okrągłolistna
10.Biogeny w wodach: fosfor i azot
a.fosfor dociera do wód powierzchniowych wraz z odpadami, dopływami ze zlewni, nawozami, ściekami
Występują w formie:
- nierozpuszczalne związki mineralne
- biomasa organizmów
- związki uwalniane z biomasy
- fosforany - połączenia mineralne rozpuszczone w wodzie (dostępne dla roślin)
1kg łatwo dostępnego fosforu w wodzie = 1 tona glonów
b.azot - związki azotu stanowią najważniejsze elementy budulcowe organizmów. Nieorganiczne związki N w wodach pochodzą z atmosfery, spływów powierzchniowych i wód gruntowych.
Organiczne związki N pochodzą ze szczątków organizmów, koloidów, ścieków.
c.wapń - występuje w wodach w formie rozpuszczonego CaCO3, stanowi rezerwę CO2 dla potrzeb fotosyntezy, ogranicza wahania pH wody. Jest używany na budowę muszli mięczaków
d.siarka - występuje w wodach w postaci siarkowodoru w procesach beztlenowych oraz jako siarczany. Rośliny czerpią siarkę do budowy białek.
11.Ramowa Dyrektywa wodna - wprowadzona w 2003r jako prawo obowiązujące w UE. W 2015r winno być osiągnięty cel środowiskowy.
Uwzględnia wody śródlądowe, przejściowe, przybrzeżne i podziemne oraz sztuczne i silnie zmienione:
- ekologiczne podejście do oceny wód
- gospodarka wodna w skali dorzecza
- likwidacja szkód u źródła ich powstania
- obowiązek publicznej informacji i konsultacji
Cele:
- zapobieganie dalszemu pogarszaniu się stanu ekosystemów wodnych oraz ich ochrona
- propagowanie zrównoważonego korzystania z wód opartego na długotrwałej ochronie zasobów wodnych
- dążenie do większej ochrony i poprawy stanu środowiska wodnego min poprzez zaprzestanie lub stopniowe eliminowanie zrzutów, emisji i strat substancji niebezpiecznych
- zapewnienie ograniczeniu zanieczyszczenia wód podziemnych
- dążenie do zmniejszenia skutków powodzi i susz a przez to do przyczynienia się do zaopatrzenia w dobrej jakości wodę powierzchniową i podziemną.
12.Zagrożenie wód Morza Bałtyckiego
Eutrofizacja - użyźnianie wód poprzez dopływ nadmiernych ilości soli biogenicznych azotu i fosforu. W początkowej fazie jest to proces korzystny, powoduje przyrost biomasy fitoplanktonu i dalszych ogniw łańcucha pokarmowego do ryb włącznie. Z czasem eutrofizacja wywołuje niekorzystne efekty, pogarszają się stosunki tlenowe w głębiach Bałtyku.
Zmiany w Bałtyku są spowodowane: dużym dopływem miogenów, zakwitem fitoplanktonu, wzrostem biomasy zooplanktonu, obumieraniem organizmów i ich rozkładem,
Występowanie deficytów tlenowych w Bałtyku jest zjawiskiem naturalnym, związanym z uwarstwieniem wód i brakiem dopływu tlenu. Eutrofizacja pogłębia to zjawisko powstają tzw. obszary pustyni tlenowych powiększają się i coraz częściej na dnie Bałtyku pojawia się siarkowodór.
Ponad to dochodzi do zatrucia organizmów morskich - intoksykacja. Wszystkie stężenia toksyczne w wodzie morskiej mogą powodować bezpośrednie zatrucie organizmów ich skarłowacenie i śmierć. Substancje takie jak pestycydy, rtęć, metal ciężkie mogą akumulować się w organizmach morskich stwarzając zagrożenie dla konsumentów wyższych rzędów - człowieka.
13.Biomagnifikacja - procesy zachodzące w ekosystemie, w wyniku których następuje wzrost stężenia substancji toksycznej w organizmie, zajmującym wyższy poziom w łańcuchu zależności troficznych (pokarmowym).
14.Degradacja jezior
Jeziora w Polsce są najbardziej zagrożone zrzutem do nich ścieków komunalnych i przemysłowych, jak również spływem powierzchniowym wymywanych nawozów mineralnych. Efektem tego jest eutrofizacja, czyli wzrost żyzności wód, spowodowany napływem nadmiernej i substancji organicznych. Niebezpieczny jest także dopływ pestycydów zawierających w swoim składzie metale ciężkie oraz węglowodory chlorowane. Niebezpieczeństwo ze strony pestycydów polega na ich kumulacji w organizmach oraz na tym, że przez długi czas pozostają w wodzie w formie toksycznej i powodują wymarcie wielu organizmów. Degradacja wód jezior jest procesem praktycznie nieodwracalnym. Wody zatrutych jezior jedynie w minimalnym stopniu są w stanie same się oczyścić.
14.Pomiary jakości wody- przyrządy:
- pHmetr określa nam odczyn wody, konduktometr- zasolenie, tlenomierz, przyrządy wielofunkcyjne, krążek Secchiego do pomiaru przezroczystości, czerpak do poboru próbek z głębokości, czerpak do osadów dennych, siatki planktonowe, pułapki na bezkręgowce, mikrobiologia- łapki pożywki na bakterie
15.Zagrożenia wód arktycznych jezioro Wostok znajdujące się pod lodowcem. Naukowcy nie dokończyli odwiertu z obawy przed zagrożeniem jeziora feronami oraz paliwem lotniczym zastosowanym w celu nie zamarzania odwiertu. Dotarcie do jeziora może spowodować gwałtowny wyrzut gazów oraz nieodwracalne skażenie wody ponieważ panuje tam duże stężenie tlenu.
16.Ocena przekształceń morfologicznych rzek
RHS został zaprojektowany by charakteryzować i oceniać strukturę fizyczną strumieni rzek. Jest prowadzony na odcinku o dł 500m. Obserwacje są prowadzone w 10 równomiernie rozłożonych przekrojach wzdłuż badanego odcinka. Warunkiem koniecznym w metodzie opierającej się na obserwacjach jest rzetelność zebranych danych. Spójność i rzetelność zapisywanych informacji musi być zapewniona poprzez dobór kompetentnych i dobrze przeszkolonych badaczy. Ocenia się: materiał denny, modyfikacje brzegów- profilowany czy umocniony lub wydeptany, cechy - widoczne skały lub obsuwiska czy wyspy, typ przepływu: gładki, wartki, wznoszący. Powracając do pierwszego przekroju dokonywany jest zapis cech które nie znalazły się w badanych przekrojach: użytkowanie terenu w pasie 50m, profile brzegów - pionowe czy łagodne, obecność drzew. Ponad to utrudnienie przepływu, rośliny obce, olchy.
17.Ocena przekształceń morfologicznych jezior np. LHS
Metoda ta ma 8 lat i wzoruje się z metody rzecznej. Jezioro można obejść jeżeli jest małe lub opłynąć łódką. Na każdym wyznaczonym punkcie zatrzymujemy się i robimy badanie, natomiast jeśli idziemy to oceniamy przeciwległy brzeg.
Badanie składa się z 7 etapów: informacje wstępne, ocena całościowa, warunki hydrologiczne, profil termiczno-tlenowy, cechy fizyczne i warunki fizyczno-chemiczne.
Ponad to stopień antropopresji człowieka na jezioro, charakter zlewni jeziora, lokalizacja np. hoteli, koleji, mosty jeżeli występują. Również ocenie podlegają: modyfikacje brzegu, użytkowanie brzegu, osady jeziorne, gatunki obce, region.
18.Teoria gier w ochronie środowiska to dział matematyki zajmujący się badaniem optymalnego zachowania w przypadku konfliktu interesów. Teoria gier znajduje zastosowanie również w ochronie środowiska. Jest pomocna w analizowaniu procesów biologicznych, przewidywaniu efektów różnych działań, w tym ingerencji człowieka w ekosystemy, a także przy proponowaniu i optymalizowaniu doświadczeń naukowych.
19.Przekształcenia środowiska spowodowane jest przez:
- kopalnie odkrywkowe: przekształcenie terenu, lej depresyjny, brak okrywy roślinnej, hałdy duże zużycie energii elektrycznej
- zanieczyszczenie powietrza: np. w górach Izerskich zniszczone drzewa strefa twz czarnego trójkąta Niemcy Polska i Czechy powołano program regionalny ze stacjami pomiarowymi
- aglomeracje miejskie: duże zapotrzebowanie na energię, duże zużycie wody, produkcja odpadów, ścieki, zanieczyszczenie wszystkich elementów środowiska, duże skupiska ludzi grożą epidemią, choroby cywilizacyjne
- ruch drogowy: zanieczyszczenia wód i powietrza, wypadki, hałas, izolowanie populacji zwierząt lądowych, duża śmiertelność zwierzyny na drogach, rozczłonkowanie ekosystemów lądowych
- autostrada: ekrany akustyczne, zbiorniki ekologiczne, przejścia dla zwierząt, przepusty rurowe dla gadów i płazów, ogrodzenia
- wydobycie rudy miedzi - dopływ odpadów z kopalni miedzi, odpady poflotacyjne
- energetyka - elektrownia Rybnik
- odpady radioaktywne: powstają podczas wykorzystywania paliwa jądrowego i stosowania izotopów promieniotwórczych, odpady przechowuje się w mogilnikach, stanowią zagrożenie dla środowiska.
20.Rekultywacja jezior
Rekultywacji poddajemy jeziora silnie zdegradowane na terenie naszego kraju przyjęła się metoda napowietrzania (aerator)
Termo linia - warstwa wody która oddziela górną utlenioną wodę od dolnej. Na brzegu znajduje się pompa, zasysa ona wodę tuż nad dnem tłoczy ja na samą górę i wydobywa się na zewnątrz i utlenia się. Następnie ta natleniona woda dostaje się do większej rury i dalej natleniona woda przedostaje się poniżej termo linii
Rekultywacja może też odbywać się zimą woda zassana z dna jest wylewana na górną wodę Metodę tą stosujemy w najgłębszych miejscach. Innym sposobem zabezpieczania jeziora przed zdegradowaniem jest rów opaskowy wzdłuż jeziora który odprowadza ścieki z pól. Odprowadza je bezpośrednio do cieku pozwala na zatrzymanie 90 % odcieków. Metoda stosowana na jeziorze Kortowskim. W przegłębieniu jeziora układa się rury i odpompowuje się osady
Nawodnienia - można uratować jezioro przed eutrofizacją przez zamknięty obieg. Stosuje się wówczas rów opaskowy który prowadzi odcieki do przepompowni i dalej rozpryskiwane są na teren przy cieku . W Skandynawii usunięto całą warstwę osadów (do 6 m) po usunięciu tych osadów można wpuścić do jeziora ryby i rośliny
Oczyszczalnia Schauera
Drewniane pale na nich rozciągnięte worki na których osiadają glony skorupiaki co jakiś czas są zmieniane.
21.Renaturyzacja rzek polega na: przywrócenie rzece uprzednio uregulowanej lub przekształconej, stanu zbliżonego do naturalnego i istniejącego przed regulacją. Celem jest zlikwidowanie lub ograniczenie przeobrażeń rzeki niekorzystnych. Wymaga realizacji działań technicznych z zakresu inżynierii.
Celem zabiegów jest: poprawa czystości wód, odtworzenie ciągłości ekosystemów, wzrost różnorodności biologicznej, zwiększenie retencyjności doliny, poprawa walorów krajobrazowych.
Renaturyzacja realizowana jest w długim okresie czasu począwszy od: prac porządkowych a następnie konserwacja, dozór i monitoring.
22.GMO a środowisko
Definicja GMO - organizm modyfikowany genetycznie to organizm inny niż organizm człowieka w którym materiał genetyczny został wymieniony w sposób nie zachodzący w warunkach naturalnych w skutek krzyżowania lub rekombinacji
To organizmy transgeniczne zawierają w swoim genomie obce geny pochodzące z obcego organizmu Inżynieria genetyczna technika umożliwiająca wyizolowanie oraz rozmnażanie genu z dowolnego organizmu
Modyfikacji dokonuje się przez
- wszczepienie do genu modyfikowanego organizmu fragmentu DNA z innego organizmu który odpowiedzialny jest za daną cechę
- modyfikacja genu
- całkowite usunięcie genu z organizmu
Transgen - gen podlegający przenoszeniu jest on na stale włączony do genu organizmu modyfikowanego i będzie obecny we wszystkich organizmach potomnych
Pierwszym roślinnym organizmem modyfikowanym genetycznie był tytoń
Pierwszym organizmem roślinny wprowadzonym do obrotu był pomidor (Flavr Savr)
Charakter modyfikacji genetycznej zmniejsza aktywności genu który odpowiada za proces dojrzewania więdnięcia pomidora dlatego też pomidor ten lepiej znosił transport i dłużej zachowywał świeżość
Cel modyfikacji:
- zwiększenie suchej masy
- poprawa barwy
- poprawa smaku
- uzyskanie odporności na herbicydy
- zwiększenie odporności na szkodniki
- zwiększenie odporności na niekorzystne warunki środowiska czyli zasolenie gleb
23.Metody i urządzenia w ochronie powietrza
Ze względu na stan skupienia zanieczyszczeń urządzenia oczyszczające dzieli się na:
- urządzenia do oddzielania zanieczyszczeń stałych (pyłów),
- urządzenia do oddzielania kropli cieczy (mgły),
- urządzenia do redukcji zanieczyszczeń gazowych.
ODPYLACZE
mogą być suche i mokre i mogą działać na zasadzie wykorzystania zjawisk: - siły ciążenia (komory osadcze)
- siły bezwładności (koncentratory inercyjne i odśrodkowe)
- siły odśrodkowej (cyklony i multicyklony)
- zjawisk elektrostatycznych (elektrofiltry)
- zjawisk filtracji (filtry tkaninowe, włókninowe, filcowe, bibułowe, papierowe itp.)
URZĄDZENIA DO REDUKCJI GAZÓW
zależnie od metod oczyszczenia (zjawisk fizyko-chemicznych) dzielą się na:
- absorbcyjne (absorbery) - przechwytujące gazy w cieczach
- adsorbcyjne (adsorbery) - wychwytujące gazy na złożach ciał stałych
- katalitycznego utleniania i redukcji (z wykorzystaniem katalizatorów)
- spalania bezpośrednim płomieniem
- kondensacyjne (skraplające przez oziębienie)
- kompresyjne (przez sprężanie i równoczesne odprowadzanie ciepła)
INNE działania na rzecz ochrony powietrza:
.
- tworzenie ochronnych pasów sanitarnych (z odpowiednio ukształtowaną
szatą roślinną, działającą filtracyjnie i absorbcyjnie)
- ograniczanie emisji przez pojazdy mechaniczne (zmiany konstrukcyjne silników, katalitycznczne dopalanie spalin, benzyna bezołowiowa, inne paliwa i sposoby napędu)
- likwidacja wydziałów i zakładów szczególnie uciążliwych
- przepisy prawne, opłaty i kary, wzmożona kontrola, współpraca międzynarodowa