25.02.2013

Atmosfera - mieszanina gazów otaczająca planetę, wystarczająco duża, by ją utrzymać grawitacyjnie

Hydrosfera - wodna powłoka Ziemi, obejmuje wodę w postaci ciekłej, gazowej i stałej

Pedosfera - powierzchniowa warstwa gleby

Gleba to mieszanina składników mineralnych, organicznych, gazowych i mikroorganizmów

-wiele interakcji pomiędzy tymi sferami

-środowisko jako układ naczyń połączonych

Klasyfikacja zanieczyszczeń:

-ze względu na pochodzenie

.naturalne (erupcje wulkanów, erozja, powodzie, tsunami, pożary)

.antropogeniczne (spalanie paliw, transport, procesy technologiczne)

-chemicznie

.organiczne

.nieorganiczne (w tym radioaktywne)

Rozprzestrzenianie się zanieczyszczeń (skala lokalna i globalna)

-naturalny transport atmosferą i hydrosferą

-siły grawitacji (np. z hałd do rzek, wód gruntowych i podziemnych; substancje ropopochodne)

-rozwój cywilizacji (transport lądowy, morski, lotniczy)

Film o Wyspie Wielkanocnej, czyli jak rabunkowa gospodarka człowieka doprowadziła do katastrofy ekologicznej i demograficznej.

4.03.2013

Atmosfera

-bezbarwna, widoczne są tylko chmury (skroplona para wodna)

-warunki całkowicie bezchmurne występują tylko wtedy, kiedy powietrze jest zimne, w PL średnio dwa dni w roku, na przełomie grudnia i stycznia

-rozprasza światło - im wyżej, tym mniej

-50% masy atmosfery w odległości 5,5 km od powierzchni Ziemi, 75% do 10,5 km, 90% do 20 km, 99% do 35 km

-granica umowna atmosfery to 80 km od powierzchni Ziemi (w tej miąższości ma mniej więcej stały skład chemiczny)

-zawartość CO₂ stała w atmosferze (0,03%), ale w troposferze ulega znacznym wahaniom

-składniki stałe to azot, tlen, argon, dwutlenek węgla w znaczących ilościach oraz neon, hel, krypton, wodór, ksenon, ozon w ilościach śladowych + składniki zmienne (domieszki)

> podział na składniki gazowe (para wodna, tlenki), ciekłe (np. woda) i stałe (aerozole)

Substancje w atmosferze

-para wodna

.w 3 stanach skupienia (ciekły - chmury, aerozole, mgły i stały - kryształki lodu budujące chmury wysokie)

.zawartość w atmosferze od ilości śladowych (obszary polarne, pustynie) do 4% (lasy równikowe)

.prawie cała woda do wysokości 10 km

-ozon

.ilości śladowe, z czego 90% w stratosferze (ozon w stratosferze jest dobry - chroni przed promieniowaniem UV) i 10% w troposferze (ozon w troposferze jest zły)

.ozon w troposferze:

> napływa z rejonów zanieczyszczonych tlenkami azotu, najwięcej powstaje latem, przy małym zachmurzeniu

> stężenie progowe to 120 μg/m³, tolerowane to 80 μg/m³, alarmowe to 180 μg/m³, powoduje pieczenie oczu i gardła, podrażnienie błon śluzowych

> informacje o stężeniach progowych rzadko pojawiają się na terenach niezabudowanych

-aerozole

.podział na organiczne (bakterie, pyłki, zarodniki) i nieorganiczne (kropelki wody, kryształki lodu i soli, dymy, sadze)

.stanowią jądra kondensacji dla tworzenia chmur

.udział w wychładzaniu atmosfery, ale nie rekompensuje efektu cieplarnianego

.związek z jakością powietrza nad miastami niewiadomy (co ma być, żeby była lepsza)

Zanieczyszczanie powietrza - wprowadzanie do atmosfery substancji (w dowolnym stanie skupienia) w ilościach, które ujemnie wpływają na jakość życia ludzi i środowisko

> wszystkie substancje zmieniające średni stan atmosfery

-emisja zanieczyszczeń - wprowadzanie do atmosfery substancji w jakimkolwiek stanie skupienia

-wielkość emisji - ilość substancji wprowadzonej na jednostkę czasu

-źródła emisji - miejsce wytworzenia substancji zanieczyszczającej

-przemieszczanie zanieczyszczeń

.w atmosferze zachodzi bardzo szybko

.zależy od prędkości i kierunku wiatru, temperatury powietrza, wilgotności względnej, zachmurzenia (efekt zamkniętej kotliny), wielkości opadu (w skali lokalnej), jakości chemicznej wód opadowych i powietrza - czynniki te dotyczą propagacji zanieczyszczeń w skali lokalnej, nie globalnej

-źródła zanieczyszczeń

.geochemiczne - pyły z pustyń, pyły i gazy wulkaniczne (SO₂, CO₂, HCl, HF)

.biologiczne - pożary, roślinność (związki organiczne, metan), gleby, mokradła (metan), mikroorganizmy w oceanach

.antropogeniczne - środki gaśnicze, freony, spalanie biomasy i odpadów, przemysł

> freony powodują powstawanie ozonu w troposferze

> najgorsze źródła przemysłowe - chemiczne i metalurgiczne (spalanie, transport, produkcja ropy, przeróbka minerałów, produkcja żywności)

> aerozole (pył, dym, ?), gazy i pary (NO₂, CO, SO₂, NH₃, kwasy, odory, substancje organiczne, związki fluorowe)

-90% zanieczyszczeń to cząsteczki stałe (pył i dym), tlenki siarki, azotu i węgla oraz węglowodory

.w prawodawstwie rozróżnia się dwa rodzaje pyłów:

> pyły drobne (PM 2,5) - mogą przenikać do krwi, a razem z nimi metale ciężkie, dopuszczalne stężenie 25 μg/m³

> pyły grube (PM 10) - mogą przenikać do górnych dróg oddechowych i płuc, dopuszczalne stężenie 50 μg/m³ (może być przekroczone nie więcej niż 35 dni w roku), stężenie alarmowe 200 μg/m³ (wartość średnia na rok)

> wyniki pomiarów stężeń pyłów w atmosferze (i nie tylko) są dostępne po DWÓCH LATACH od przeprowadzenia pomiarów, ha ha (WTF?).

.tlenki siarki (SO₂) powodują powstanie smogu kwaśnego (londyńskiego)

.tlenki azotu (N₂O, NO, NO₂, NO₃) powodują powstanie smogu fotochemicznego (typu Los Angeles) - reakcja z węglowodorami pod wpływem UV powoduje powstawanie azotanu nadtlenku acetylu (C₂H₃NO₅) i ozonu w dolnych warstwach atmosfery (w troposferze)

.tlenki węgla są toksyczne dla ludzi i zwierząt - blokują hemoglobinę

.węglowodory:

> WWA (wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne) - 30 z nich kancerogenne (np. benzopiren, benzoantracen), teratogenne (naruszają strukturę kodu genetycznego, uszkadzają płód)

> dioksyny - mutagenne i teratogenne

> polibromopochodne i polichloropochodne, dibenzo-p-dioksyny, dibenzofuran

-ocena stanu powietrza - ocena techniczna, stałe powierzchnie obserwacyjne

.pomiary stężenia gazów i aerozoli (analiza jakościowa i ilościowa)

.opad atmosferyczny (analiza jakościowa i ilościowa)

.odczyn pH opadu

11.03.2013

Gleba - powierzchniowa warstwa skorupy ziemskiej powstała ze skały macierzystej, w której żyją organizmy. Charakteryzuje się urodzajnością (zdolność zaspokajania potrzeb organizmów na tlen, zawartość związków mineralnych itd.)

-skład: 25% powietrza, 25% wody, 45% cząstek mineralnych, 5% substancji organicznych

-po ulewie woda spływa kapilarami w głąb lub nie (siła adhezji do ścian przestworów > niż siła ciążenia); im przestwory większe, tym mniejsze siły adhezji

Degradacja gleb - zmiana właściwości fizycznych, chemicznych i biologicznych gleby, powodująca obniżenie lub zniszczenie jej aktywności biologicznej, pogorszenie stanu higienicznego, zmniejszenie produktywności

Przyczyny:

-utwardzanie gleby - pokrycie przez materiał skalny, beton, asfalt, budynki - utrata kontaktu z atmosferą (brak możliwości przenikania tlenu i wody opadowej z atmosfery) - brak organizmów glebowych; zmiany odwracalne, ale trudno - zwiększenie temperatury, daleko idące zmiany

-zagęszczenie gleby - zmniejszenie ilości przestworów powietrznych i wodnych przez nacisk mechaniczny (np. przez duży ruch turystyczny, narciarstwo, też przez stosowanie sprzętu ciężkiego w rolnictwie - orka nie pomaga, bo zmiany sięgają głębiej)

-erozja wodna - wymywanie najżyźniejszych składników gleby (próchnica, frakcja ilasta która sorbuje związki mineralne, np. fosfor, azotany nie mają powinowactwa do kompleksów sorpcyjnych, więc są wymywane jeszcze łatwiej), zanieczyszczenia zbiorników wodnych

-erozja wietrzna - największa w okresie wczesnowiosennym i jesienią, ochrona przez roślinność (miedze, zadrzewienia przydrożne), pogłębiana przez:

.nieprawidłową uprawę ziemi

.zły dobór roślin do uprawy

.zły wypas bydła

.złe melioracje wodne

.większa na powierzchni bardziej nachylonej

-wylesienie - brak procesów glebotwórczych, intensywna erozja wodna, zwłaszcza na nachylonych terenach

> szczególnie niebezpieczne w strefach tropikalnych - bardzo cienka warstwa próchnicy, która szybko znika po wycięciu drzew

> morze Egejskie w starożytnej Grecji: wylesianie - erozja - zasypanie delt i zmniejszenie powierzchni

-osuwiska - odspajanie gleby od skały macierzystej powodowane przez brak zadrzewienia i długotrwałe deszcze (związek z erozją wodną), tereny górskie, zwłaszcza obszary zabudowane (ciężar budynków)

-pustynnienie - obszary położone w pasie aridowym (mniej opadów niż parowania), powodem zniszczenie roślinności np. przez wypas

-rolnictwo - nieprawidłowe metody uprawy gleby, nieprawidłowy sposób użytkowania, użycie niewłaściwych maszyn rolniczych, nadmierna chemizacja (pestycydy, herbicydy)

> rolnictwo ekologiczne - skrajne, kompostowanie obornika

> rolnictwo zrównoważone - małopowierzchniowe (rodzinne), nawożone obornikiem własnej produkcji

> rolnictwo intensywne - brak własnej produkcji obornika - nawozy mineralne

-spadek zawartości materii organicznej - przez intensywne rolnictwo (wielkie połacie monokultur - mniejsze nawożenie obornikiem - mniej rodzajów substancji organicznych), zwiększone wymywanie nawozów

-spadek różnorodności biologicznej - herbicydy i pestycydy powodują wymieranie mikroorganizmów i bezkręgowców glebowych, co powoduje gwałtowny spadek tempa rozkładu substancji organicznych, najgorsze są wielkopowierzchniowe monokultury (najmniejsza bioróżnorodność, brak miedz) -> zastosowanie płodozmianu, podział na mniejsze jednostki

> np. Puszcza Notecka - monokultura sosnowa, prawie całkowicie zniszczona przez motyla brudnicę nieparkę

-źródła zanieczyszczeń:

.działalność człowieka - ścieki, pyły, odpady z przemysłu

.rolnictwo - nawozy

.budowa dróg

.osady ze ścieków komunalnych (wykorzystywane jako nawóz - gnojowica)

-zasolenie - nie tylko NaCl - ogólnie zwiększenie ilości jonów, mierzone przez przewodnictwo elektryczne

.odśnieżanie za pomocą soli

.nawozy mineralne

.związane z górnictwem - im głębiej, tym woda ma więcej soli mineralnych - wydobycie surowców wiąże się z wypompowywaniem tej wody - trafia do wód powierzchniowych

> np. Bałtyk, Kujawy - pojawiają się słonorośla

-zakwaszenie - przenikanie soli i kationów w głąb profilu glebowego, sprzyjają opady atmosferyczne o pH <7 (kwaśne deszcze to pH ~2), kwasy organiczne i nieorganiczne wytwarzane przez mikroorganizmy i rośliny wyższe; obniżenie pH gleby też przez wymywanie węglanu wapnia

-metale ciężkie w glebach - opadają razem ze związkami siarki, dostają się do gleby z nawozami mineralnymi (zwłaszcza fosforowymi), z osadami ściekowymi, z odpadami przemysłowymi

.mobilność: Cd>Ni>Zn>Mn>Cu>Pb

.najbardziej toksyczne kadm, rtęć, ołów, miedź, cynk; mniej toksyczne molibden, mangan, żelazo, nikiel, kobalt; niskie zagrożenie strontem i cyrkonem

.kumulacja w łańcuchu troficznym - im wyżej zwierzę stoi w łańcuchu, tym więcej metali ciężkich gromadzi w swoim ciele i się zatruwa

> najbardziej zanieczyszczone Górny Śląsk i okręg miedziowy (Legnica, Lublin, Polkowice, Głogów)

> rozporządzenie ministra środowiska z 2002 r. określa wartości dopuszczalne substancji, w tym metali ciężkich (na liście metale, niemetale, węglowodorowce, węglowodory chlorowane, środki ochrony roślin i inne); podział na obszary chronione / użytki rolne i lasy / tereny przemysłowe i komunikacyjne; gleba jest zanieczyszczona, jeżeli jeden z parametrów jest przekroczony; przeprowadzanie analizy w trzech etapach (opracowanie listy substancji spodziewanych - pomiary wstępne czyli czy te substancje faktycznie występują - badanie szczegółowe czyli określanie stężeń)

18.03.2013

Osady denne i ich rola w ekosystemie

Podział na:

-jeziora polimiktyczne - płytkie, mieszają się przez cały rok

-jeziora dimiktyczne - głębokie, mieszają się dwa razy w roku (wiosną i jesienią), zimą pokrywa lodowa, latem tworzą się trzy warstwy (epilimnion - strefa ciepła, mezolimnion - strefa przejściowa, hypolimnion - strefa zimna, około 4°C na terenach wyżej położonych, 8 - 10°C na nizinach, może dojść tam do wyczerpania tlenu)

Strefy jeziora

-litoral (strefa płytka - osady zależą od roślinności) i pelagial (strefa głęboka - roślinności zazwyczaj brak, ale może pojawiać się w zbiornikach oligotroficznych) + profundal (część pelagialu, strefa denna)

-strefa eufotyczna - głębokość, do której dociera światło i mogą żyć producenci pierwotni - fitoplankton, osad zależy od tego, co jest w toni wodnej

-w obrębie litoralu strefa abrazyjna (erozja) i strefa akumulacyjna (odkładanie się materiału)

> wahania roczne poziomu wody około 0,5 m, największy poziom wody zimą

Strefy roślinności litoralu

-roślinność zanurzona - dociera tak głęboko, jak światło (szczególnie ważne w maju - kiełkowanie)

-nymfeidy - roślinność o liściach pływających, np. lilia wodna

-szuwar wysoki (strefa oczeretów) - np. trzcina, oczeret, pałka wodna

-szuwar niski - np. turzyce, jeżogłówka, manna

-zbiorowiska zaroślowe (łozowiska z wierzbą, niskie) i drzewiaste (olsy z olchą)

Osady denne

-wodne (limniczne), ziemnowodne i ziemne

-gytie - powstaje na skutek sedymentacji planktonu (głównie fitoplanktonu, ale też zooplanktonu i większych organizmów), zawartość materiału z zewnątrz niewielka - czasami opadające jesienią liście

-torfy

.powstaje z roślin naczyniowych - całych roślin zielnych, liści, gałązek, drzew itp.

.proces torfotwórczy - niepełna mineralizacja materii organicznej zachodząca w warunkach wodnych, z niedoborem tlenu

.proces murszenia torfu - szybki, tlenowy rozkład torfu pojawiający się przy całkowitym lub okresowym osuszeniu torfowiska, np. przez meliorację

.nazwy torfu mogą pochodzić od rodzaju roślin, z jakich są zbudowane (torfy turzycowe, trzcinowe) lub od jego konsystencji (torf grubodetrytusowy, drobnodetrytusowy)

Proces sukcesji jezior - stopniowe zarastanie jezior, odzwierciedlone w budowie osadów dennych, np. pod turzycowiskiem może być torf trzcinowy, niżej gytia i jeszcze niżej osady mineralne (iły)

- ?

Zawartość materii organicznej i wapnia

-eutrofizacja jezior to proces naturalny

-jeziora oligotroficzne - mezotroficzne - eutroficzne + dystroficzne

-zawartość substancji organicznych rośnie, zawartość wapnia najpierw rośnie, potem spada

-jeziora dystroficzne - pH kwaśne, brunatna barwa wody, powstaje kiedy brak buforującego działania węglanu wapnia (kwaśne deszcze, powstawanie kwasów huminowych z rozkładających się kwasów humusowych), porośnięte głównie torfowcami, brak bakterii (powstaje słabo zmineralizowany osad, tzw. dy)

-im niższe pH, tym mniejsza różnorodność gatunkowa, np. w jeziorach eutroficznych 50 - 100 gatunków glonów, w jeziorach dystroficznych kilka

> osady krzemianowe (> 50% krzemianów) - krzemiany pochodzą z erozji iłów w zlewni (szczególnie jeziora zaporowe w górach), z pancerzyków okrzemek

> osady organiczne (> 50% substancji organicznych) - zbiorniki dystroficzne, często antropogeniczne

> osady wapienne (> 50% węglanu wapnia) - jeziora hipertroficzne (antropogeniczne, silne zakwity), jeziora mezotroficzne (łąki ramienicowe)

Klasyfikacja Overbecka

- podział na osady mineralne (M), wapienne (W) i organiczne (O)

Klasyfikacja Lundquista (z 1927 r.)

-A: gytia ilasta (M) - przeważają cząstki ilaste

-B: kreda jeziorna (W) - przeważa węglan wapnia

gytia wapienna (W) - przeważa materia organiczna

-C: gytia muszlowa (W) - duża zawartość muszli

-D: ochra okrzemkowa i ruda darniowa (M) - duża zawartość związków żelaza

-E: dy jeziorne (O) - osad grubostrukturalny, brunatny przed wysuszeniem

gytia grubodetrytusowa (O) - szczątki roślin po wysuszeniu

gytia drobnodetrytusowa (O) - mikroskopowo widoczne części roślin

gytia glonowa (O) - po wysuszeniu traci do 90% objętości

Polska klasyfikacja osadów limnicznych Stangenberga

Pobieranie próbek

-czerpacze - np. dwuszczękowe (do badań jakościowych, pobierania prób fauny), rurowe (do badań ilościowych)

-wymienialne rdzenie do pobierania osadu z wodą nadosadową, do badań ex situ (poza miejscem pobrania)

Fosfor i azot

-zasilanie wewnętrzne jeziora w fosfor (uwalnianie z osadów dennych) - w warunkach beztlenowych wydzielanie z osadu, w warunkach tlenowych kumulacja z toni wodnej do osadów (kompleks sorpcyjny)

-zasilanie zewnętrzne jeziora w fosfor - spływa ze zlewni

> zasilanie wewnętrzne może być większe niż zewnętrzne

-azot nie ma powinowactwa do kompleksów sorpcyjnych

-użyźnianie (eutrofizacja) może być powodowana przez ryby naruszające osad denny i falowanie w miejscach, gdzie nie ma roślinności (resuspendowanie zawiesin w toni wodnej, powstawanie warunków tlenowych na większej głębokości w osadach dennych)

25.03.2013

Cykl hydrologiczny - zespół dróg, którymi woda krąży w przyrodzie i podlega transformacjom. Cały cykl odbywa się do głębokości 0,8 km w litosferze i do wysokości 16 km w atmosferze. Istnieje duży obieg wody (nad oceanami i lądami) ora mały obieg wody (tylko nad oceanami)

> 97% wody jest zgromadzona w oceanach (woda słona), reszta to woda słodka, z której 75% znajduje się w lodowcach i lodzie polarnym - deficyt wody słodkiej możliwej do użycia

Bilans wodny

-zestawienie przychodów (opad atmosferyczny), rozchodów (parowanie, odpływ, zużycie gospodarcze) i retencji (zdolność do gromadzenia wody) w określonym czasie (od 1.11. do 31.10. trwa rok hydrologiczny)

-równanie:

P = E + R + G + ΔS

P - opad

E - ewaporacja (parowanie)

R - spływ powierzchniowy

G - spływ podziemny

S - retencja

> w PL niewielka ilość wody jest retencjonowana

Wody podziemne

-ich występowanie zależy od:

.budowy geologicznej (rodzaju skał i ich struktury) - skały przepuszczalne (wodonośne) mogą gromadzić wodę, skały nieprzepuszczalne nie mogą

.czynników atmosferycznych (temperatura, opad) - definiują ilość wody, jaka może być retencjonowana, wpływają na parowanie

> większość wód podziemnych pochodzi z przenikania wody z powierzchni

-strefa aeracji - strefa przypowierzchniowa, gdzie woda nie wysyca wszystkich porów w glebie (obok wody w porach jest powietrze)

-strefa saturacji - całkowite wysycenie porów i szczelin wodą

-granica między strefą aeracji i saturacji to zwierciadło wód podziemnych

> w czasie powodzi zwierciadło wód podziemnych znajduje się przy powierzchni

-woda w strefie aeracji:

.chemicznie związana z cząstkami gleby

.higroskopijna - związana z cząstkami gleby siłami absorpcji

.błonkowata - związana siłami elektrostatycznymi

.kapilarna - związana ze ścianami porów siłami adhezji

.wsiąkowa - siły grawitacji

Podział wód podziemnych:

-według genezy

.infiltracyjne (meteoryczne) - powstają przez przesiąkane wód opadowych, odnawialne

.kondensacyjne - pochodzące ze skraplania, w PL około 100 mm wody kondensacyjnej rocznie (65 - 80%), ale są miejsca, gdzie jest to główne źródło wody (pustynie)

.juwenilne - powstają przy wychładzaniu się magmy, z nich tworzą się gejzery i gorące źródła

.reliktowe (szczątkowe) - znajdujące się na dużych głębokościach pozostałości ekosystemów słonych, silnie zmineralizowane, nie biorą udziału w krążeniu wody

-według rodzaju wypełnianych szczelin

.szczelinowe - w szczelinach skał zbitych (mało porów), o małej przepuszczalności, np. granitu

.porowe - wypełniające struktury porowate skał

.krasowe - w szczelinach skał podatnych na procesy krasowienia (intensywny wpływ wód na teren > wywierzysko)

-według form występowania

.soczewki - niewielkie formy na warstwach nieprzepuszczalnych

.zbiorniki - duże formy na warstwie skał nieprzepuszczalnych

.strumienie - podziemne wody płynące

-według temperatury

.chłodne - < 20°C (większość, zwłaszcza płytkich)

.hipotermiczne - 20 - 35°C

.homeotermiczne - 35 - 40°C

.hipertermiczne - > 40°C

.geotermiczne - > 80°C

> w PL średnia temperatura wód podziemnych jest wyższa niż średnia temperatura powietrza

-według głębokości zalegania

.przypowierzchniowe (podskórne) - do 2 m, zasilane głównie wodami opadowymi, zmienny poziom zwierciadła wody, często zanieczyszczone materią organiczną (np. związkami humusowymi)

.gruntowe - na głębokości 0,5 - 100 m, poziom zależy od opadów, temperatura do głębokości 20 m zależy od temperatury powietrza, poniżej stała, występują na podłożu nieprzepuszczalnym

.wgłębne - niezależne od opadów, izolowane od powierzchni warstwą nieprzepuszczalną, często zmineralizowane

.głębinowe - występują na głębokości do kilku km, oddzielone od powierzchni kilkoma warstwami izolującymi, brak wpływu czynników zewnętrznych, rodzaje: reliktowe (najwięcej), juwenilne, sedymentacyjne, metamorficzne

> wody artezyjskie - wgłębne, znajdujące się pod ciśnieniem hydrostatycznym

> wody mineralne - zawierające co najmniej 1 g rozpuszczonych soli mineralnych i gazów na litr, lub mniej, ale z rzadkimi jonami

.niskozmineralizowane - do 500 mg/l

.średniozmineralizowane - 500 do 1500 mg/l

.wysokozmineralizowane - powyżej 1500 mg/l

.wody radoczynne (zawierające śladowe ilości pierwiastków promieniotwórczych), siarczkowe, szczawy, szczawy żelaziste, solanki, wody jodkowe, bromkowe itp.

> polskie zasoby wód mineralnych niewielkie - mamy deficyt

Zagrożenia dla wód podziemnych

-geogeniczne (naturalne) i antropogeniczne

-zanieczyszczenie wód podziemnych - zmiana ich składu lub stanu przez człowieka

.chemizacja rolnictwa i leśnictwa (nawożenie nadmierne i w niewłaściwych okresach, zwiększenie zawartości azotu w glebie)

.niewłaściwe stosowanie nawozów naturalnych

.zły stan sanitarny wsi

.zanieczyszczenie atmosfery

.transport (resztki olejów i paliw)

.złe składowanie środków chemicznych, stacje paliw

.górnictwo (naruszanie warstw wodonośnych)

.przemysł (ścieki przemysłowe)

Monitoring jakości wód podziemnych - ich ocena na podstawie parametrów chemicznych i fizycznych

-klasyfikacja jakości

.klasy I - III reprezentują stan dobry wód podziemnych (bardzo dobry, dobry i zadowalający)

.klasy IV - V reprezentują zły stan wód podziemnych (niezadowalający i zły)

-jednolite części wód podziemnych (JCWPd) - jednostki hydrogeologiczne wydzielone na podstawie krążenia wód podziemnych, pokrywają się w większości z działami wodnymi (w PL 161 takich jednostek)

-OSN - obszary szczególnie narażone na zanieczyszczenie związkami azotu (w PL 19 takich obszarów)

> monitoring diagnostyczny, operacyjny i badawczy

-miejsce pobrania próbek do badań: studnie wiercone i kopane (eksploatowane stale, czasowo i nieeksploatowane), piezometry (otwory obserwacyjne)

-próby należy jak najszybciej przefiltrować (filtr 0,45 μm, usuwa się też bakterie)

-utrwalanie, przechowanie (w temperaturze około 4°C), transport prób

> OPIS! - źródło, metoda pobrania, kto, najlepiej wszystko, co się da

8.04.2013

Wody powierzchniowe

Źródła - styk wód gruntowych i powierzchniowych

-podział ze względu na temperaturę: zimne (< 10°C), normalne (10 - 30°C), termiczne (=ciepłe, > 30°C)

-homotermiczne (charakteryzują się stałą temperaturą) i heterotermiczne (niestała temperatura, cieplejsze latem)

-zawartość substancji mineralnych: słodkie (< 1 g/l) i mineralne (> 1 g/l)

> źródliska traktowane są jak wody gruntowe

Podział na wody

-słone (morskie) - duża zawartość rozpuszczonych jonów (Na⁺, Cl ^-, też K⁺, Mg⁺, Al³⁺), średnia zawartość jonów 35‰ (35 g substancji mineralnych w 1000 g wody; fluktuuje od 30 do 50 ‰); zasolone wody są cięższe, zamarzają w niższych temperaturach (przy 35‰ w -2°C), przewodzą prąd, nie nadają się do spożycia/ogrodnictwa/przemysłu (są agresywne wobec metali - korozja)

> najbardziej zasolone są zbiorniki śródlądowe (jeziora) - Morze Martwe (231‰), Asal w Dżibuti (348‰), Patience w Kanadzie (428‰), Don Juan na Antarktydzie (400‰)

-słonawe (brakkiczne) - zasolenie od 0,5 do 30‰, wody w ujściach rzek, ale też Bałtyk (średnio 8 - 10‰, najwięcej przy cieśninach duńskich - 20‰, najmniej w zatoce Botnickiej - 2‰)

-słodkie - 3% całości wód, w większości śródlądowe, podział na ekosystemy wód lotycznych (wody płynące - rzeki i strumienie) i lenitycznych (wody stojące - stawy i jeziora)

Wody płynące

-rzeka - dorzecze powyżej 100 km², potok i strumień - dorzecze mniejsze niż 100 km²

-rzeka i zlewnia to system związany ze sobą wieloma zależnościami, zlewnia nachylona w kierunku rzeki, płynie w dół w kierunku oceanu

-rzeki mogą się tworzyć, kiedy opadów jest więcej niż parowania

-różnice między rzekami a systemem wód stagnujących:

.rzeki funkcjonują dzięki grawitacji - spływ do bazy drenażu (morza, oceanu)

.zazwyczaj mała głębokość rzek w stosunku do jezior

.rzeki mają charakter otwarty - przepływ energii i materii z lądów do rzek i z rzek do oceanu

.ruchy turbulencyjne

.wysoka energia kinetyczna (zależna od nachylenia zlewni)

.wysoka koncentracja tlenu (dyfuzja - dobre natlenienie w całym przekroju rzeki)

.wyrównane warunki fizykochemiczne w całym przekroju rzeki

.utrudniona sedymentacja i powstawanie osadów organicznych

.brak w rzekach pionowej stratyfikacji warunków fizykochemicznych

-pozioma stratyfikacja rzek:

.bystrza - szybki przepływ, przetlenienie wód, bardzo silne energia kinetyczna, zazwyczaj brak sedymentacji (dno kamieniste i żwirowe), zajmują je organizmy, którym odpowiada bystry nurt

.plosa - obszary depozycji sedymentów, wolny przepływ, możliwy spadek koncentracji tlenu, pojawiają się inne organizmy (np. słabsze nogi, bo nie muszą przeciwstawiać się prądowi)

-zróżnicowanie przepływu rzeki

.rzeka u źródła (rząd 1-3) - niewiele wody, często zacienione koryto (ciek znajduje się w lesie), brak światła powoduje brak produkcji pierwotnej, początkowo temperatura podobna do temperatury źródła (niska)

> rozkład przeważa nad produkcją - podstawą drobnocząsteczkowa (< 1 mm) materia organiczna, allochtoniczna (pochodząca z zewnątrz), dalsze poziomy troficzne to organizmy, które mogą się tym żywić (np. bakterie, detrytusożercy, rozdrabniacze)

.(rząd 3-6) - dolne odcinki cieplejsze, światła wystarcza do fotosyntezy, jest materia drobnocząsteczkowa, szybki nurt w środkowym biegu, a glony planktonowe tego nie lubią, więc ?, przewaga produkcji nad rozkładem

.(rząd > 6) - dużo fitoplanktonu, zakwity, zaczyna sedymentować materia organiczna, rozkład przeważa nad produkcją

-teoria river continuum - zmienność fizykochemicznych parametrów w skali globalnej, wpływa to na stan biologiczny rzek

> cech fizykochemiczne określają jakość, ale nie klasyfikują rzek

Ekosystemy stagnujące

-jeziora - duże (> 1 ha), głębokie (> 3 m) i drobne zbiorniki wodne - małe (< 1 ha), płytkie (< 1 m)

-stratyfikacja pionowa warunków fizykochemicznych jezior

.główny czynnik warunkujący to światło - reguluje temperaturę; do powierzchni docierają długości fali w granicach 280 - 3000 nm (280 - 380 nm to promieniowanie UV, 380 - 750 nm to światło widzialne, umożliwiające fotosyntezę, 750 - 3000 nm to promieniowanie podczerwone, ciepło)

.promieniowanie na powierzchni wody częściowo ulega odbiciu, częściowo przenika w głąb i ulega pochłanianiu (fale długie szybciej znikają niż krótkie - w 1 m czystej wody zostaje pochłonięte 65% promieniowania czerwonego i 0,5% promieniowania niebieskiego)

.dostępność światła reguluje produkcję pierwotną (fotosyntezę)

.fotosynteza brutto to całkowita wartość fotosyntezy, fotosynteza netto = brutto - respiracja

.punkt kondensacji - powyżej strefa trofogeniczna (eufotyczna), poniżej strefa rozkładu

.w jeziorach głównym źródłem tlenu jest fotosynteza - tam, gdzie dociera światło zachodzi produkcja tlenu, tam gdzie nie dociera tlen jest konsumowany (w procesach rozkładu)

.zdolność do rozpuszczania tlenu w wodzie zależy od temperatury

.nasycenie wody tlenem - ilość tlenu faktycznie występująca w porównaniu z ilością, która mogłaby tam występować w danych warunkach

-stratyfikacja tlenowa

.w lecie dużo tlenu w strefie naświetlonej i mało w przydennej, okres stagnacji letniej

.zimą woda najzimniejsza przy powierzchni, najcieplejsza (4°C - największa gęstość) na dnie

.wiosną i jesienią występuje stan homotermii - wody mieszają się, natleniona zostaje warstwa głębokodenna, a wszystko, co jest w hypolimnionie (oprócz osadów) może unosić się wyżej

-różne właściwości fizykochemiczne jezior

.woda stagnująca - akumulacja

.nitryfikacja (warunki tlenowe) i denitryfikacja (warunki beztlenowe)

.eutrofizacja - proces naturalny, odkładanie się osadu do zaniknięcia jeziora i powstania ekosystemu klimaksowego (lasu), do wody dostają się pierwiastki ze zlewni (głównie fosfor, azot i węgiel, rozpuszczalne ortofosforany) - więcej substratów dla producentów pierwotnych - woda z glonami mniej przezroczysta - brak tlenu - rozkład - sedymentacja - szybka eutrofizacja

> jeziora oligotroficzne - mezotroficzne - mezoeutroficzne - eutroficzne - hipertroficzne

> stan jeziora wyróżnia się na podstawie:

-przezroczystości (krążek Secchiego - niezmieniony od 1865 roku!)

-zawartości chlorofilu

-zawartości fosforu

> trofia zbiornika może być różna w różnych jego częściach

.twardość wody - zawartość wapnia i magnezu

-jeziora twardowodne - zawartość Ca > 25 mg/l, duża zdolność buforowa, stabilne pH

-jeziora miękkowodne - zawartość Ca < 25 mg/l, małe zdolności buforowe, tendencje do fluktuacji pH

> zwłaszcza jeziora oligotroficzne dzieli się w ten sposób - twardowodne to ramienicowe, miękkowodne to lobeliowe

-do 2006 roku ocena jakości jezior oparta o System Oceny Jakości Wód (SOJW), po 2005 Ramowa Dyrektywa Wodna

.typologia w PL jezior > 50 ha

.elementy morfologiczne i tylko kilka właściwości fizykochemicznych (wydziela się granice dla pierwszych dwóch klas)

15.04.2013

Ocena stanu powietrza oparta na parametrach fizykochemicznych. W latach 90. zrezygnowano z systemu bioindykacji.

Ocenie podlega

-stężenie gazów i aerozoli (analiza jakościowa i ilościowa)

-opad atmosferyczny (analiza jakościowa i ilościowa)

-odczyn pH

Ocena odnosi się do przestrzeni:

-aglomeracji - > 250 tysięcy mieszkańców

-miast - > 100 tysięcy mieszkańców

-pozostałego obszaru województw

Kryteria: ochrona zdrowia ludzi i ochrona roślin

Parametry oceny powietrza: głównie tlenki, aldehydy, metale ciężkie, ozon, pyły

Klasyfikacja powietrza względem:

-parametrów (wartości zanieczyszczeń)

-zanieczyszczeń (konkretnych substancji)

Klasa wynikowa - ocena długofalowa

-klasy ABC - czystości bez ozonu

-klasy O₁ i O₂ - ozon

Nakaz pomiaru ozonu i substancji przyczyniających się do tworzenia ozonu przyziemnego, np. tlenki azotu, węgla, etan, etylen, acetylen, propan, propylen, butan, benzen, toluen, ksylen

Badania jakościowe powietrza od połowy lat 90. w systemie stałych i mobilnych stacji pomiarowych, urządzenie wykonuje pomiar tlenków siarki, azotu, węgla itd.

Badanie powietrza - depozycje (zanieczyszczenia usuwane z atmosfery)

-depozycja mokra - z opadem (deszcz, śnieg, rosa, mgła)

-depozycja sucha - sedymentacja grawitacyjna cząstek

-pochłanianie zanieczyszczeń gazowych z aerozoli przez podłoże

> ilość depozytu zależy od:

.stopnia zanieczyszczenia atmosfery

.warunków meteorologicznych (kierunek i prędkość wiatru, częstość i wielkość opadów)

Zakres badań opadów atmosferycznych:

-metale ciężkie, rtęć

-aldehydy (węglowodory alifatyczne i aromatyczne)

-WWA (wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne)

-związki kwasotwórcze (HF, HCl, tlenki siarki i azotu)

---