WYKŁADY Z HIGIENY

Wykład 1, 2

ANTROPOGENICZNE ZAGOŻENIA ŚRODOWISKA

Zanieczyszczenia powietrza:

I) Skutki bezpośrednie:

a) pierwotne:

- zmiany jakości powietrza,

- zmiany jakościowe i ilościowe zasobów wodnych,

- zmiany jakościowe i ilościowe zasobów biotycznych,

- ograniczenie areału lub zmiana jakości gleb.

b) wtórne:

- zmniejszenie produktywności ekosystemów,

- zmiany wartości ekosystemów krajowych,

- zmiany innych pozamaterialnych wartości środowiska.

II) Skutki pośrednie:

- straty w produkcji przemysłowej,

- straty w produkcji rolnej i leśnej,

- straty w gospodarce rybackiej i łowieckiej,

- straty w gospodarce komunalnej i mieszkaniowej,

- straty w drogownictwie, transporcie i łączności,

- inne straty materialne,

- pogorszenie warunków pracy,

- pogorszenie warunków rekreacji i wypoczynku,

- pogorszenie stanu zdrowotnego ludzi,

- pogorszenie komfortu życia,

- utrudnienia w twórczym (naukowym) i oświatowym wykorzystywaniu środowiska,

- inne skutki pozamaterialne.

Straty gospodarcze:

- bezpośrednie,

- pośrednie (straty społeczne).

Straty ekologiczne:

- Polska traci ok. 20% dochodu narodowego w wyniku zanieczyszczenia środowiska.

Kryzys ekologiczny:

- to całokształt niebezpieczeństw i zagrożeń wynikających z istniejącego stanu powiązań i zależności między człowiekiem a przyrodą. Kryzys ten oznacza stan środowiska w którym stopień ingerencji człowieka w przyrodę oraz intensywność jej przekształcania przekracza jego zdolności do samodzielnej kompensacji zachodzących zmian.

Do najważniejszych zjawisk składających się na współczesny kryzys ekologiczny zalicza się:

- globalne ocieplenie,

- niszczenie ozonosfery,

- wycinanie lasów tropikalnych,

- niszczenie lasów przez emisje przemysłowe,

- kwaśne deszcze,

- zanik różnorodności gatunkowej i genetycznej,

- awarie urządzeń jądrowych,

- produkcje i składowanie odpadów radioaktywnych,

- erozje,

- pustynnienie,

- wzrost zasolenia gleb,

- zanieczyszczenie mórz i oceanów ropą,

- eutrofizacja wód słodkich,

- rozprzestrzenianie się pasożytów.

Katastrofa ekologiczna:

- oznacza tak daleko posuniętą degradację, że podjęcie środków zaradczych jest niemożliwe lub nadzwyczaj utrudnione, środowisko przestaje pełnić swoje podstawowe funkcje, nie zaspokaja ludzkich potrzeb i zatraca zdolności reprodukcji zasobów odnawialnych.

Środowisko na świecie. Podstawowe wskaźniki stanu ziemi i zmiany:

Wskaźniki stanu Ziemi	Zmiany
Pokrywa leśna	Powierzchnia lasów tropikalnych zmniejsza się o 11mln ha rocznie, 31mln ha lasu.
Warstwa orna gleby	Corocznie traci się 26mld warstwy ornej na obszarach uprawnych.
Obszary pustynne	Powstaje co roku 6mln ha nowych pustyń.
Jeziora	Na części terytoriów Afryki, Chin, Indii i Ameryki Pół. Poziom wód gruntowych spada, gdyż zapotrzebowanie na wodę przewyższa zdolność ponownego ...
Różnorodność gatunków	Kilka tys. gatunków roślin i zwierząt corocznie ginie. Ocenia się, że w ciągu następnych lat może ulec zagładzie ok. 1/5 wszystkich gatunków.
Jakość wód gruntowych	50 rodzajów pestycydów powoduje skażenie wód gruntowych w 32 stanach USA. Ok. 2,5 tys. wysypisk odpadów toksycznych w tym kraju wymaga oczyszczenia. Nieznane są rozmiary skażenia toksycznego w skali świata.
Klimat	Powoduje, że średnia temp. wzrośnie do 2050r. o 1,5 - 4,5^0C.
Poziom mórz	Do 2100r. przewiduje się podniesienie poziomu wód morskich od 1,4 - 2,2m.
Warstwa ozonu w górnych partiach atmosfery	Powiększająca się dziura ozonowa nad Antarktydą w okresie wiosennym może być zapowiedzią zmniejszania warstwy ozonu wokół całego globu ziemskiego.

Podstawowe wskaźniki sytuacji ekologicznej świata:

- wyczerpywanie zasobów przyrody wykorzystywanych gospodarczo,

- obciążenie środowiska zanieczyszczeniami i odpadami,

- zagrożenie i ochrona różnorodności biologicznej.

W celu ochrony różnorodności powołuje się obszary chronione.

Najbardziej zdegradowane obszary w Polsce to obszary ekologicznego zagrożenia, jest ich 27.

Najważniejsze zagrożenia dla środowiska Polski:

- nadchemizacja środowiska zanieczyszczeniami przemysłowymi, komunalnymi i rolniczymi,

- przemiany użytkowania ziemi niszczące strukturę przyrody,

- zmniejszenie się różnorodności biologicznej,

- zmniejszenie się powierzchni obszarów biologicznie czynnych na terenach zurbanizowanych i uprzemysłowionych.

Głównymi zanieczyszczeniami powietrza w Polsce są:

- SO₂, pyły, NO₂.

Najwięcej zanieczyszczeń powietrza dostarcza:

- energetyka zawodowa, energetyka przemysłowa, inne źródła stacjonarne, źródła mobilne.

Skutki emisji zanieczyszczeń powietrza:

- przede wszystkim zakwaszenie gleb,

- niszczenie maszyn i budowli w skutek korozji,

- spadek plonów w rolnictwie w wyniku zakwaszenia gleb, spadek produktywności lasów i zamieranie drzew, zagrożenia zdrowotne.

UŻYTKOWANIE I ZANIECZYSZCZENIE WÓD:

- zasoby nienaruszalne,

- 73 m³ wody można zużytkować (zmarnotrawić),

- 14 km² - zasoby podziemne wód.

* najwięcej wody zużytkowuje przemysł,

* mniej gospodarstwa komunalne i rolnictwo,

* najmniej leśnictwo.

Polska najbardziej zanieczyszcza M. Bałtyckie (220 tys. ton N - 11%; 38% P).

Bałtyk i Zatoka Fińska są strefami deficytu tlenu w strefie przydennej.

Odpady - stanowią znaczne zagrożenie dla ludzi i zwierząt. Najwięcej jest odpadów przemysłowych z gospodarki komunalnej. Ponad 80% odpadów przemysłowych pochodzi z przemysłu metalurgicznego, wydobywczego i energetyki.

Największa ilość (40%) odpadów jest składowana na składowiskach.

30% wysypisk komunalnych jest eksploatowanych zgodnie z wymogami, a 20% nie ma nadzoru.

Odpady przemysłowe mogą być: - toksyczne,

- rakotwórcze.

Odpady są: - stosowane w rolnictwie,

- przeznaczone do produkcji kompostów,

- składowane,

- przeznaczone do uprawy roślin.

Obszary ekologicznego zagrożenia:

- są to takie obszary, na których nastąpiło całkowite załamanie stanu równowagi przyrodniczej, przejawiające się utratą odporności, wyeliminowania procesów samooczyszczania, degradacji układów biologicznych a także nasileniu się zagrożenia dla zdrowia i zachorowań na choroby uwarunkowane stanem zdrowia.

Obszary te eliminowane wg następujących kryteriów:

1. przekroczenie dopuszczalnych stanów normatywnych co najmniej dwóch elementów środowiska.

2. wielokrotne bądź szczególnie uciążliwe toksyczne przekroczenie stanu normatywnego jednego elementu.

W Polsce istniej 27 obszarów ekologicznego zagrożenia, zajmują one 11,4% powierzchni kraju, a zamieszkuje je 35% ludności.

Wykład 3

Konwencja o różnorodności biologicznej:

W 1997r podczas szczytu Ziemi w Rio literzy światowi przyjęli ogólną strategie dla równoczesnego rozwoju, jednym z kluczowych porozumień była Konwencja o różnorodności biologicznej.

Konwencja przedstawia 3 różne cele:

1. Konwencja o różnorodności biologicznej.

2. umiarkowane użytkowanie jej elementów.

3. sprawiedliwy podział korzyści wynikający z wykorzystania zasobów biologicznych.

Artykuł 2 konwencji przedstawia różnorodność biologiczną jako różnicowanie wszystkich żywych organizmów występujących na ziemi w ekosystemach morskich, lądowych i słodkowodnych oraz zespołach ekologicznych, których są częścią. Dotyczy to różnorodności w obrębie gatunku, pomiędzy gatunkami oraz różnorodności ekosystemów.

Brak konwencji o różnorodności mógłby spowodować:

* problem zaopatrzenia w żywność, paliwo, zanieczyszczenie gleby, powietrza.

Zagrożenia różnorodności biologicznej obejmują:

- leśnictwo,

- rolnictwo,

- rybactwo i wędkarstwo,

- gospodarkę łowiecką,

- zagospodarowanie przestrzenne i inne zagrożenia.

Konwencja obejmuje formy przestrzenne (Parki Narodowe) zajmujące 1% naszej powierzchni.

Ochrona przyrody obejmuje ochronę gatunkową oraz formy przestrzenne:

- Parki Narodowe,

- Rezerwaty przyrody,

- Obszary chronionego krajobrazu,

- Stanowiska dokumentacyjne,

- Użytki ekologiczne,

- Zespoły przyrodniczo krajobrazowe.

Krajowa Sieć Ekologiczna (EKONET - POLSKA) - system wymiany informacji o różnorodności ekologicznej. Jest to wieloprzestrzenny system obszarów węzłowych najlepiej zachowanych pod względem przyrodniczym i reprezentatywnym dla różnych regionów przyrodniczych kraju, wzajemnie ze sobą powiązanych korytarzami ekologicznymi, które zapewniają ciągłość więzi przyrodniczych w obrębie tego systemu.

Obszary węzłowe charakteryzuje duża różnorodność biologiczna i przestrzenna. Powołano w nich biocentra, są to najcenniejsze regiony obszarów węzłowych.

GLEBA - jest to wierzchnia warstwa litosfery, utworzona z wietrzejącej skały na skutek działania czynników środowiskowych i mikroorganizmów. Gleba jest bazą pokarmową, bardzo wolno się oczyszcza, gdyż nie ma bezpośredniego napowietrzania się i mieszania.

Funkcje gleby:

1. udział w produkcji biomasy oraz związanych z nią cyklach przemian składających się na obieg materii i energii w przyrodzie,

2. stanowi siedlisko drobnoustrojów i innych żywych mikroorganizmów.

3. pełni funkcję ochronną, czyli wykazuje funkcje filtrujące i buforujące chroniąc ekosystemy przed nadmiernym napływem substancji niepożądanych dla innych elementów biosfery,

4. magazyn wody,

5. funkcja siedliskowa, związana z działaniem ekosystemów nierolniczych współtworzących krajobraz.

Największe znaczenie w funkcji gleby ma rola retencyjna.

Pojemność sorpcyjna gleby i zdolność do unieruchamiania zanieczyszczeń

są ograniczone, pomimo, że negatywne skutki zanieczyszczenia mogą być w krótkim czasie niedostrzegalne. Stopniowa kumulacja zanieczyszczeń może jednak prowadzić do przekroczenia bariery odporności powodując uwolnienie do środowiska substancji stanowiących źródło zanieczyszczenia wód i łańcucha żywieniowego.

Zanieczyszczenia gromadzące się w glebie mogą oddziaływać na organizmy glebowe i rośliny, co może prowadzić do ograniczenia bioróżnorodności lub zmniejszenia stopnia pokrycia gleby roślinnością a w konsekwencji do nasilenia procesów erozji wodnej.

Kryteria jakości gleby określają graniczne zawartości zanieczyszczeń w glebie po przekroczeniu których może nastąpić zakłócenie określonych funkcji gleby. Zróżnicowanie progów zawartości zanieczyszczeń odnosi się nie tylko do sposobów użytkowania ale uwzględnia właściwości gleb mające wpływ na ryzyko migracji zanieczyszczeń w głąb profilu oraz do wód gruntowych.

Właściwości fizyczne gleby:

Gleba jest strukturą obejmująca 3 fazy:

* faza stała - obejmuje cząstki mineralne, organiczne i mineralno- organiczne,

* faza ciekła - w której rozpuszczone są związki mineralne i organiczne tworząc roztwór glebowy,

* faza gazowa - jest to mieszanina gazów i pary wodnej tzw. powietrze glebowe, zajmuje miejsce pomiędzy cząsteczkami glebowymi.

Faza wodna gleby i faza gazowa:

Pomiędzy powietrzem glebowym i wodą glebową istnieje układ antagonistyczny, ponieważ mogą zajmować tą samą objętość w przestrzeni nie zajętych przez fazę stałą gleby, czyli porów. Im więcej porów jest wypełnionych wodą tym gleba jest mniej napowietrzona i odwrotnie- wypełnienie powietrzem to gleba słabo wilgotna.

Stan natlenienia gleby i korzeni roślin jest efektem procesów biologicznych i chemicznych, powodujących zużycie tlenu przy równoczesnym wydzieleniu CO₂ oraz procesów fizycznych umożliwiających wymianę gazów.

Woda w glebie występuje w dwóch postaciach:

- infiltracyjna (przesiąkająca), gruntowo- glebowa.

Wymiary ziaren z których zbudowana jest gleba są ważnymi kryteriami klasyfikacji gleb. Udział poszczególnych frakcji w masie gleby określa jej skład granulometryczny stanowiący podstawę podziału gleb na gatunki.

Od składu granulometrycznego zależy:

- pojemność wodna,

- właściwości sorpcyjne i buforowe,

- zawartość próchnicy.

Grupa frakcji	Frakcja	Wielkość cząstek
Części szkieletowe	- kamienne - żwir	>20 mm 20 - 1
Części ziemiste	- piasek - pył - cząstki spławialne (iłowe)	1,0 - 0,1 0,1 - 0,02 < 0,02

Absorpcja różnego rodzaj zanieczyszczeń możliwa jest w glebie dzięki dużej powierzchni właściwej i rozproszeniu minerałów ilastych. Frakcja ta spełnia z materią organiczną rodzaj filtra.

Pojemność sorpcyjna frakcji koloidalnej zależy od rodzaju minerałów wchodzących w ich skład.

W niekorzystnych warunkach środowiskowych zanieczyszczenia mogą ulec desorpcji, przechodząc do fazy wodnej gleby staja się dostępnymi dla wody i organizmów glebowych.

Odczyn gleby:

- ujemny logarytm ze stężenia jonów,

- wartość pH powyżej 8,3 może wskazywać na obecność w glebie substancji alkalizujących pochodzenia antropogenicznego (np. tlenki metali). Przedział optymalny dla procesów biologicznych związanych z metabolizmem większości gatunków roślin i drobnoustrojów glebowych przyjmuje wartość pH 5,5 - 7,2.

Odczyn gleby w bardzo dużym stopniu decyduje o mobilności i biodostępności metali ciężkich i jonowych zanieczyszczeń organicznych. Uruchamianie metali ciężkich wzrasta wraz ze wzrostem zakwaszenia.

W glebach Polskich dominuje proces zakwaszania, który w naszej strefie ma charakter niemalże naturalny, związane jest to z obecnością CO₂ w powietrzu.

Wykład 4

SUBSTANCJA ORGANICZNA GLEBY

Substancja organiczna gleby jest mieszaniną rożnych substancji. Składa się z niepróchnicznych, nieswoistych substancji organicznych co stanowi ok.10% substancji organicznej gleby i próchnicy glebowej, czyli humusu, który jest mieszanina substancji powstałej w trakcji humifikacji.

Substancje organiczne występujące w glebie można podzielić:

I) Materia organiczna gleby - żywe organizmy (edafon),

II) Substancja organiczna gleby:

1. szczątki organiczne,

2. substancje próchniczne (próchnica, humus):

- substancje nieswoiste, substancje swoiste

Związki humusowe można podzielić na frakcje, które różnią się pomiędzy sobą właściwościami chemicznymi:

1. kwasy humusowe - charakteryzują się dużą zdolnością wiązania wody oraz pojemnością sorpcyjną,

2. kw. fulwowe - odgrywają istotna rolę w migracji zanieczyszczeń w glebie poprzez tworzenie rozpuszczalnych połączeń.

3. huminy - najcenniejsza frakcja, najmniej zbadana.

Wyróżniamy 3 funkcje próchnicy:

1. Jest źródłem azotu i fosforu dla roślin oraz wpływa na właściwości fizyko- chemiczne gleby.

2. Funkcja biologiczna - wpływa na aktywność mikroflory i mikrofauny glebowej oraz na wzrost i rozwój roślin.

3. Funkcja fizyczna - poprawia strukturę gleby wpływając na areację, retencję wodna co ułatwia uprawę gleby.

Substancja organiczna gleby charakteryzuje się znacznymi zdolnościami sorpcyjnymi gleby polegającymi na wiązaniu różnych składników w tym zanieczyszczeń.

Sorpcja metali ciężkich i zanieczyszczeń organicznych przez substancje organiczne ogranicza ich migrację w środowisku glebowym oraz ich toksyczność.

AZOT:

W glebie występuje w formie organicznej i mineralnej. Połączenia organiczne mogą stanowić 99 % całkowitej zawartości azotu.

Całkowita ilość azotu w warstwie ornej i większości gleb waha się 0,2 - 0,4%, a w glebach organicznych torfowych do 3,5%.

Głównym źródłem azotu w glebie są resztki roślinne. Występuje w formach organicznych reprezentowanych przez: - swoiste związki próchniczne,

- aminokwasy,

- aminocukry,

- kw. nukleinowe.

Niewielkie ilości występują w postaci: - glicerofosforanów,

- aminów,

- pestycydów,

- witamin,

- produktów ich rozkładu.

Związki azotu w glebie ulegają ciągłym przemianom (związki mineralne przechodzą w organiczne i odwrotnie). O przemianach decydują procesy mineralizacji i immonelizacji. Proces unieruchamiania prowadzi do czasowego włączania azotu w biomasę mikroorganizmów, po pewnym czasie większość tej formy azotu powróci do form mineralnych w wyniku procesu mineralizacji a część zostanie wbudowana w trwałe związki próchniczne.

W skład przemian mineralnych form azotu wchodzą 3 procesy:

- amonifikacja,

- nitryfikacja,

- denitryfikacja.

Efektem oddziaływania mikroorganizmów jest:

1. przekształcenie związków organicznych azotu do amoniaku - amonifikacja,

2. utlenienie amoniaku do azotynów i azotynów do azotanów - nitryfikacja.

Do normalnego przebiegu tego procesu potrzebna jest dostateczna ilość w glebie jonów P i Ca i innych mikroskładników i odpowiedni stosunek Mn do Cu.

3. redukcja azotanów do azotynów - denitryfikacja właściwa. Następnie wydzielanie wolnego azotu - denitryfikacja całkowita (zachodzi w głębszych warstwach gleby gdzie wyst. deficyt tlenu).

FOSFOR:

- jest składnikiem związków budujących komórki,

- bierze udział w procesach oddychania organizmów żywych,

- wpływa na rozwój części generatywnych roślin, jak również na rozwój systemu korzeniowego.

W glebie fosfor może występować:

* w związkach organicznych:

- związki organiczne to przede wszystkim: fityna, fosfolipidy, kw. nukleinowe,

* w związkach mineralnych:

- zw. mineralne występują w formie fosforanów wapnia, żelaza i glinu.

Formy organiczne stanowią 15 - 80% całkowitej zawartości fosforu w glebie.

Ogólna zawartość fosforu w warstwie ornej wynosi 0,03 - 0,15%.

PROCES SAMOOCZYSZCZANIA GLEBY:

Szereg zjawisk i procesów zachodzących w glebie pozwala na uwolnienie się jej od wielu zanieczyszczeń. Część drobnoustrojów jest niszczona w wyniku występującego między nimi antagonizmu. Ponad to bakterie są niszczone przez żyjące w glebie grzyby i bakteriofagi. Ważną rolę w procesie samooczyszczania gleby odgrywają dżdżownice i robaki obłe żywiące się obumarłymi tkankami roślinnymi, zwierzęcymi i drobnoustrojami.

Obumarłe tkani a także kał zwierząt i inne wydaliny zamieniane są przez żyjące w glebie drobnoustroje tlenowe i beztlenowe w proste związki nieorganiczne przyswajalne przez większość roślin.

Główną rolę w tych procesach odgrywają bakterie nitryfikujące i denitryfikujące. Rezultatem tych przemian jest wzbogacenie gleby w próchnicę, fosfor, siarkę i produkty mineralizacji.

Z punkty widzenia zoohigienicznego mineralizacja jest sanitarnym procesem samooczyszczania gleby, ponieważ większość drobnoustrojów chorobotwórczych jest w trakcie niej niszczona.

W skład drobnoustrojów glebowych wchodzą:

- bakterie,

- grzyby,

- pierwotniaki.

WIRUSY:

Pełnią pasożytniczy tryb życia, reprodukują w komórkach bakterii, zwierząt i ludzi. W środowisku glebowym najważniejszą rolę odgrywają wirusy i bakterie, tzw. bakteriofagi.

BAKTERIE:

Rozmnażają się i przerabiają substancje organiczne tworząc biomasę własnych komórek oraz gromadzą substraty do uzupełniania substancji organicznej. Rozkładają i mineralizują związki organiczne co pozwala na obieg pierwiastków.

Wśród nich dominują: - promieniowce,

- maczugowce.

- Promieniowce - większość z nich prowadzi saprofityczny tryb życia. Rozkładają ligninę, hininę, węglowodany, kw. tłuszczowe i huminowe. Ok. 90% promieniowców izolowanych z gleby to Streptomyces.

- Maczugowce - to przedstawiciele mikloflory autochtonicznej, prowadzą biodegradacje związków trudno dostępnych.

GRZYBY:

Bezwzględne chemoorganotrrofy. Energie i węgiel do budowy własnych komórek czerpią z rozkładu własnej substancji organicznej. Rozwijają się w glebach kwaśnych i wpływają na pH.

Liczebność drobnoustrojów w glebie jest zróżnicowana:

* wirusy - 0,01 tony / ha,

* bakterie - od kilka mln do kilka mld w 1g gleby,

* grzyby - poza drożdżami znajdują się w glebie w postaci grzybni lub jako spory (kilkanaście, kilkadziesiąt tys. w 1g gleby),

* pierwotniaki - kilkanaście mln w 1g.

Podział bakterii:

* autochtoniczne - zawsze obecne w glebie, występują w glebach nawet nie uprawianych. * zymogenne - rozwijają się w glebie po wprowadzeniu do niej substancji organicznej: nawozów organicznych, resztek zwierząt (grzebowiska) i człowieka (cmentarze) różnych elementów pochodzących ze śmietników, wysypisk komunalnych. Wśród nich występują również bakterie chorobotwórcze.

* przypadkowe

* patogenne - niebezpieczne.

W glebie mogą również występować grzyby:

- są chorobotwórcze,

Obecność mikloflory w glebie jest ściśle powiązana z działalnością człowieka.

Źródła drobnoustrojów:

* z obornikiem do gleby trafiają bakterie jelitowe: Escherichia, Salmonella, Pseudomonas.

* z gnojowicą: Escherichia coli, Fluorescens.

Zadania analizy sanitarnej:

1. Ustalenie ogólnego i szczegółowego stanu zanieczyszczenia gleby.

2. Określenie postępu jej samooczyszczania.

Analiza ta wymaga prowadzenia badań:

1. Miano coli

2. Miano enterokoków (paciorkowców kałowych)

3. Miano bakterii przetrwalnikujących, redukujących siarczany - wskazuje zanieczyszczenie odległe w czasie.

4. Liczba bakterii heterotroficznych - wskazuje ogólne bakteryjne zanieczyszczenie gleby.

5. Ogólna liczba bakterii przetrwalnikujących - wskazuje postęp samooczyszczania gleby jeśli liczba ta rośnie.

6. Miano bakterii nityfikujących - wskazuje przebieg samooczyszczania się gleby.

7. Liczba bakterii termofilnych - wskazuje stopień zanieczyszczenia gleby obornikiem.

8. Miano Proteus vulgaris - wskazuje intensywność przebiegu procesów gnilnych.

DEGRADACJA GLEBY

- oznacza zmiany jej właściwości fizycznych, chemicznych i biologicznych.

Wyróżniamy kilka form degradacji gleby:

1. wyjałowienie gleby ze składników pokarmowych i naruszenie równowagi jonowej,

2. zakwaszenie,

3. ubytek próchnicy i pogorszenie jej jakości,

4. zniekształcenie stosunków wodnych,

5. procesy erozyjne,

6. mechaniczna degradacja struktury gleby,

7. zniekształcenie rzeźby tereny,

8. techniczni- przestrzenne rozdrobnienie powierzchni biologiczno czynnej,

9. zanieczyszczenia mechaniczne, biologiczne i chemiczne.

Nadmierne zakwaszenie gleb - jest poważnym czynnikiem jej degradacji. Powoduje ograniczenie i zahamowanie rozwoju mikroorganizmów, utratę zdolności przyswajania składników pokarmowych.

Nadmierne zakwaszenie spowodowane jest redukcją mikroorganizmów i roślin wyższych, stężeniem jonów wodorowych (H⁺) i glinu (Al³⁺) w roztworze glebowym oraz niekorzystnymi procesami chemicznymi i biochemicznymi zachodzącymi w glebie kwaśnej.

Wykład 5

Przyczyny zakwaszenia gleb:

- naturalne,

- antropogeniczne.

Buforowość gleby - jest to zdolność gleby do przeciwdziałania zmianom odczynu, powodowana dopływem jonów kwaśnych lub zasadowych i zależy od ilości zawartych w niej koloidów wymiennych i węglanów. Wysoką buforowość mają gleby bogate w próchnicę, natomiast niską - gleby lekkie i ubogie w próchnicę.

Ekologiczne znaczenie sorpcyjnych i buforowych zdolności gleby:

- regulowanie stężenia składników pokarmowych w roztworze glebowym,

- zatrzymanie jonów np. przechodzących z nawozów co pośrednio zapobiega eutrofizacji.

Erozja gleby - zjawisko mechanicznego niszczenia powierzchni gleby poprzez różne czynniki zewnętrzne oraz towarzyszące temu zjawisku przenoszenie produktów erozji.

Wyróżniamy 2 rodzaje erozji:

1. erozja wodna - obejmuje 39% obszaru Polski,

2. erozja wietrzna (eoliczna) - zagrożone jest 28% powierzchni rolnej.

Czynniki powiększające erozję:

- wycinanie i wypalanie lasów,

- zła agrotechnika gleby,

- zbyt intensywny wypas zwierząt,

- powiększanie ferm,

- niszczenie pasów zieleni,

- niszczenie murów, które trzymają osuwiska.

Skutki degradacji gleb:

- obniżenie plonów ze względy na niedostatek wody i składników pokarmowych,

- zmniejszenie miąższości poziomu próchnicznego,

- zanieczyszczenie wód powierzchniowych,

- rozprzestrzenianie zanieczyszczeń stałych i płynnych.

Na erozje narażone są gleby w górach, stoki gdzie nachylenie wynosi powyżej 15 -20%.

Zabiegi przeciwerozyjne:

- należy dostosować sposób użytkowania gruntów ,

- pola orne na stokach o nachyleniu 15 - 20% uprawiać w poprzek stoku,

- nie obsianych pól na zimę nie bronować,

- dobierać odpowiednie rośliny uprawne,

- strome zbocza (15 - 30%) lub powyżej 35% zalesiać, zwłaszcza te powyżej 35% i pozostawiać na zimę powierzchnię gleby przykrytej.

Mechaniczne zanieczyszczenie gleb:

- gruz budowlany z powierzchni dróg,

- odpady budowlane,

- odpady poeksploatacyjne surowców skalnych,

- opakowania metalowe, szklane, ceramiczne, z tworzyw sztucznych,

- odpady z gospodarstw wiejskich.

Biologiczne zanieczyszczenie gleb - degradacja biologiczna.

Źródłem chorobotwórczych grzybów i bakterii mogą być:

- niekonwencjonalne substancje nawozowe (gnojowica, osady ściekowe, odpady),

- nawozy organiczne (obornik, komposty, fekalia),

- odpady przemysłu mięsnego,

- składowiska odpadów,

- szpitale.

Chemiczne zanieczyszczenie gleb:

Jest to wynik niewłaściwej działalności ludzkiej, prowadzącej do ich degradacji.

Gleby zdegradowane chemicznie wykazują niekorzystne zmiany aktywności biologicznej i zmiany właściwości fizycznych. Zanieczyszczenia te do gleby dostają się z opadami, pyłami.

Zanieczyszczenia pochodzą głównie z:

- przemysłu,

- energetyki,

- transportu.

METALE CIĘŻKIE

W monitoring jakości gleb uwzględnia się zawartość:

- miedzi i niklu,

- kadmu i cynku,

- ołowiu,

- siarki pierścieniowej,

- poziomu WWA.

OŁÓW:

- jest mało mobilny w warunkach glebowych,

- odczyn gleby może modyfikować formę ołowiu, jego ruchliwość i bioabsorpcję pochłanianie przez mikroorganizmy.

Fitorzyswajalość ołowiu jest na ogół mała. Dla zwierząt i ludzi groźne są zanieczyszczone gleby, na których uprawiane są warzywa i owoce.

RTĘĆ:

- występuje w połączeniach z siarką i substancjami organicznymi gleby,

- w wyniku procesów mikrobiologicznych lub chemicznej matylacji rtęci w glebach każda forma może być przyswajalna i toksyczna dla roślin.

Rtęć wpływa niekorzystnie na bakterie nitryfikacyjne, zaburzając naturalną homeostazę biologiczną gleby.

KADM:

- jest bardzo aktywny i mobilny, szczególnie w glebach kwaśnych,

- jest łatwo przyswajalny przez rośliny, a drobnoustroje glebowe są wrażliwe na działanie tego pierwiastka,

- wprowadzanie do gleb związków helatujących lub sorbentów ogranicza przyswajalność tego pierwiastka.

MIEDŹ:

- wpływ na poziom miedzi w glebach , jej rozpuszczalność, migrację, przyswajalność mają substancje organiczne, wodorotlenki metali, minerały ilaste, interakcje z innymi pierwiastkami i związkami oraz właściwości fizykochemiczne gleby.

- wzrost zawartości miedzi w glebach powoduje duże zmiany w biologicznej aktywności gleb i jej produkcyjności. Szczególnie wrażliwe na jej nadmiar są mikroorganizmy biorące udział w procesach nitryfikacji i mineralizacji zawiązków białkowych.

Degradacja i zanieczyszczenie gleb pestycydami:

PESTYCYDY - są to środki ochrony roślin, mogą również oddziaływać destrukcyjnie na powierzchnie gleby. Do gleby przedostają się w wyniku opylania, zaprawiania powierzchni nasion, opryskiwania roślin uprawnych, lub ich spłukiwania z roślin po deszczu.

Zawartość pestycydów w glebie zależy od:

- intensywności stosowania,

- właściwości gleby,

- warunków klimatycznych.

Preparaty te po spełnieniu swojej roli nie zanikają całkowicie, lecz kumulują się w glebie hamując procesy mikrobiologiczne takie jak:

- oddychanie,

- nitryfikację,

- mineralizację związków organicznych.

Stosowane nieodpowiednio mogą powodować zakłócenia we właściwym funkcjonowaniu gleby.

Zanieczyszczenie gleby przez zasolenie:

Zasolenie - polega na stopniowym gromadzeniu soli w postaci chlorków sodu i siarczanów w wierzchniej warstwie gleby, powoduje niewłaściwy wzrost roślin. Zasolenie gleb narusza równowagę kationowa i utrudnia pobieranie składników pokarmowych.

Zanieczyszczenie gleb produktami ropopochodnymi:

Może prowadzić do wyłączenia gleby z aktywności biologiczne nawet na 10 - 15 lat. Przesycenie gleb tymi produktami niszczy drobnoustroje glebowe i roślinne a w glebie powstaje niedostatek tlenu.

Główne źródłem punktowego i obszarowego zaolejenia gleby stanowią:

- górnicza eksploatacja,

- dystrybucja produktów ropopochodnych,

- motoryzacja,

- mechanizacja,

- transport.

Przeciwdziałanie degradacjom:

Rekultywacja gleb - usunięcie zanieczyszczeń do stanu określonego standardami jakości.

W świetle obowiązujących przepisów doprowadzenie gleb zanieczyszczonych do poziomu obowiązujących standardów należy rozumieć jako ich oczyszczanie.

Wykład 6

MONITORING JAKOŚCI WÓD

Woda - jest elementem środowiska naturalnego. W przyrodzie występuje w 3 stanach skupienia: stałym, ciekłym i gazowym.

Parowanie - jest procesem, w którym woda zmienia postać z ciekłego na gazową. Jest to najważniejszy etap cyklu hydrologicznego, gdy woda pojawia się w atmosferze w postaci pary wodnej.

Kondensacja - proces w którym para woda zmienia się w ciecz.

Transpiracja - proces w którym para wodna uchodząc z roślin dostaje się do atmosfery.

Ok. 90% lodu pokrywa Antarktydę,

96,5% stanowią oceany,

3,5% inne

Zasoby wody na ziemi:

* woda słodka - 3%

* woda słona - 97%

Wody podziemne stanowią 31,4%.

Światowe zużycie wody:

* 69% - rolnictwo,

* 23% - przemysł,

* 8% gospodarstwo domowe.

Wody występujące w przyrodzie dzielą się na:

I) wody opadowe - wody występujące w postaci:

- deszczu, gradu, śniegu.

II) wody powierzchniowe - wody występujące w:

- rzekach, potokach, jeziorach, stawach, bagnach.

III) wody podziemne - ze względów sanitarnych dzielimy je na:

- wody podskórne,

- wody gruntowe: płytkie, głębokie, mineralne.

- wody wgłębne.

Wody opadowe:

- opadają na powierzchnię ziemi pod postacią: deszczu, gradu, rosy, mgły.

- nie nadają się do picia - znaczne zanieczyszczenie tych wód,

- charakteryzują się znaczną zawartością gazów: azotu, tlenu i CO₂.

Wody powierzchniowe:

- to wody występujące w rzekach, jeziorach, sztucznych zbiornikach. Skład ich zależy od wielu czynników, m.in. rodzaju gleby, charakteru zlewni, czasu kontaktu z głębią, ilości i jakości opadów, itd.

Duże wahania w stężeniach związków chemicznych oraz obecność mikroorganizmów powoduje, że nie nadają się one do picia bez uprzedniego oczyszczenia i uzdatnienia.

Monitorinag powierzchniowy wód płynących jest systemem mającym na celu pozyskiwanie, gromadzenie i przetwarzanie danych o jakości zasobów wód powierzchniowych oraz o przyczynach zanieczyszczenia tych wód.

Struktura monitoringu powierzchniowych wód płynących obejmuje sieci:

- krajowe,

- regionalne,

- lokalne,

- osłonowe stacje ujęć wody.

PMŚ w zakresie jakości wód powierzchniowych realizowany jest poprzez badanie:

- jakości środowiska morskiego Bałtyku z zespołami badawczymi Ośrodka Oceanografii i Monitoringu Bałtyku Oddziału Morskiego.

- jakości wód w rzekach przez zespoły badawcze Instytutu Meteorologii i Gospodarki wodnej (IMGW).

Ogólnokrajowy monitoring wód płynących jest realizowany w układzie sieci:

- reperowej,

- podstawowej,

- granicznej.

* Sieć reperowa - służy do pozyskania niezbędnych informacji do oceny jakości wód płynących. Wyniki badań z systemu sieci reperowej stanowią podstawę prognozowania zmian jakości wód w zależności od warunków hydrologicznych.

* Sieć monitoringu podstawowego - tworzą przekroje badawcze na 20 rzekach o szczególnym znaczeniu społeczno- gospodarczym i ich dopływach.

Podstawą ogólnej oceny jakości wód jest klasyfikacja wg kryterium fizyko- chemicznego łącznie z charakterystyka stanu sanitarnego:

- umożliwia kontrole i gromadzenie informacji o ilości i jakości wód rzek kraju,

- dostarcza danych wyjściowych do opracowania rocznych komunikatów o stanie zanieczyszczenia rzek,

- jest źródłem danych dla porównania zmian jakości wód w rzekach w wieloleciu.

* Sieć graniczna - służy ocenie jakości wód w rzekach stanowiących granice państwa bądź wpływających lub wypływających na obszar państw sąsiednich.

Monitoring jakości środowiska morskiego Bałtyku:

Monitoringa Bałtyku (od 1979r) stanowi realizacje zobowiązań Polski z Konwencji Helsińskiej. Celem tego programu jest poznanie kierunku, natężenia i przyczyn zmian długookresowych.

Podstawowe zadania monitoringu:

- dostarcza danych o stanie czystości wód powierzchniowych,

- zbieranie danych umożliwiających prognozowanie zmian hydrologicznych zachodzących w zlewniach,

- prognozowanie zmian jakości wód zlewni w zmieniających się warunkach hydrologicznych,

- zapewnienie dopływu wiarygodnych danych dla ustalenia kierunku oraz charakteru i zakresu działa ochronnych,

- naukowe udokumentowanie stanu i procesu zmian jakości wód,

- dokonywanie bieżących ocen liniowych i obszarowych zmian jakości wód,

- kontrola realizacji i dokonywanie ocen skuteczności egzekwowania wymogów prawa w zakresie ochrony wód,

- stwarzanie bazy danych według światowych standardów dla wykonywania oceny i analiz porównawczych poziomu zanieczyszczenia wód dla potrzeb wewnętrznych (krajowych) i zewnętrznych (międzynarodowych),

- naukowe udokumentowanie stanu i procesy zmian jakości wód,

Monitoring stanu wód powierzchniowych prowadzi się w następujących zakresach:

1. diagnostycznym - monitoring diagnostyczny,

2. operacyjny - monitoring operacyjny,

3. badawczy - monitoring badawczy.

Zakres badań prowadzonych w monitorungu diagnostycznym obejmuje określone w wodach powierzchniowych wartości wszystkich wskaźników jakości wody.

Moniroring diagnostyczny - badania wskaźników jakości wody:

1) jeden raz na miesiąc - w odniesieniu do wskaźników fizycznych, tlenowych, biogennych, zasolenia i mikrobiologicznych.

2) dwa razy na kwartał - w odniesieniu do wskaźników biologicznych oraz metali, w tym metali ciężkich.

3) jeden raz na rok - w odniesieniu do wskaźników zanieczyszczeń przemysłowych oraz wskaźników biologicznych - makrobezkręgowców baztlenowych.

WODY POWIERZCHNIOWE

Wody powierzchniowe, które są lub mogą być wykorzystywane jako surowiec do produkcji wody do spożycia są podzielone na 3 kategorie: A1, A2, A3.

Klasyfikacja wód powierzchniowych - obejmuje 5 klas jakości wód i 3 kategorie

(A1, A2, A3).

Rozporządzenie Ministra Środowiska w sprawie wymagań, jakim powinny odpowiadać wody powierzchniowe wykorzystywane do zaopatrzenia ludności w wodę przeznaczoną do picia,

wprowadza 5 klas jakości wód powierzchniowych, z uwzględnieniem kategorii jakości wody A1, A2 i A3.

Kategoria A1 - wody wymagające prostego uzdatniania fizycznego, w szczególności filtracji oraz dezynfekcji.

Kategoria A2 - wody wymagające typowego uzdatniania fizycznego i chemicznego, w szczególności utleniania wstępnego, koagulacji, flokulacji, dekantacji, filtracji, dezynfekcji (chlorowania końcowego).

Kategoria A3 - wody wymagające wysokoprocentowego uzdatniania fizycznego i chemicznego, w szczególności utleniania, koagulacji, flokulacji, dekantacji, filtracji, absorpcji na węglu aktywnym, dezynfekcji (ozonowania, chlorowania końcowego).

Klasa wody I- wody o bardzo dobrej jakości:

a) spełniają wymagania dla wód powierzchniowych wykorzystywanych do zaopatrzenia ludności w wodę przeznaczoną do spożycia, w przypadku ich uzdatnienia sposobem właściwym dla kat. A1,

b) wartości wskaźników jakości wody nie wskazują na żadne oddziaływania antropogeniczne.

Klasa II- wody dobrej jakości:

a) spełniają w odniesieniu do większości wskaźników jakości wody wymagania określone dla wód powierzchniowych wykorzystywanych do zaopatrzenia ludności w wodę przeznaczoną do spożycia, w przypadku ich uzdatniania sposobem właściwym dla kat. A2,

b)wartości biologicznych wskaźników jakości wody wykazują niewielki wpływ oddziaływań antropogenicznych.

Klasa III- wody zadowalającej jakości:

a) spełniają wymagania określone dla wód powierzchniowych wykorzystywanych do zaopatrzenia ludności w wodę przeznaczoną do spożycia, w przypadku ich uzdatniania sposobem właściwym dla kat. A2.

b) wartości biologicznych wskaźników jakości wody wykazują umiarkowany wpływ oddziaływań antropogenicznych.

Klasa IV- wody niezadowalającej jakości:

a) spełniają wymagania określone dla wód powierzchniowych wykorzystywanych do zaopatrzenia ludności w wodę przeznaczoną do spożycia, w przypadku ich uzdatniania sposobem właściwym dla kat. A3.

b)wartości biologicznych wskaźników jakości wody wykazują, na skutek oddziaływań antropogenicznych, zmiany ilościowe i jakościowe w populacjach biologicznych.

Klasa V- wody złej jakości:

a) nie spełniają wymagań dla wód powierzchniowych wykorzystywanych do zaopatrzenia ludności w wodę przeznaczoną do spożycia.

b) wartości biologicznych wskaźników jakości wody wykazują, na skutek oddziaływań antropogenicznych, zmiany polegające na zaniku występowania znacznej części populacji biologicznych.

WSKAŹNIKI JAKOŚCI WODY:

Podział ogólnych wskaźników zanieczyszczeń obejmuje:

- Wskaźniki ujmujące całe grupy substancji zanieczyszczających (sucha pozostałość, twardość ogólna, rozpuszczony węgiel organiczny, BTT₅.

- Wskaźniki, które same nie będąc głównym składnikiem zanieczyszczeń towarzyszą mu. Są łatwe do wykrycia.

- Wskaźniki fizyczno- chemiczne i organoleptyczne informujące o zmianie warunków wskutek oddziaływania zanieczyszczeń np. przewodność elektrolityczna, pH, barwa wody, temp.

- Wskaźniki fizyczne - temp. wody, zapach, barwa, zawiesiny ogólne, odczyn.

- Wskaźniki tlenowe - tlen rozpuszczony BZT5, ChZT (Mn), ChZT (Cr), ogólny węgiel organiczny.

- Wskaźniki biogenne - amoniak, azot Kjeldehla, azotany, azotyny, azot ogólny, fosforany, fosfor ogólny.

- Wskaźniki zasolenia - przewodność w 200C, substancje rozpuszczone, zasadowość ogólna, siarczany, chlorki, fluorki, wapń, magnez.

- Wskaźniki biologiczne - saprobowość fitplanktonu, saprobowość peryfitonu, makrobezkręgowce beztlenowe, chlorofil.

- Wskaźniki mikrobiologiczne - liczba bakterii grupy coli typu kałowego, liczba bakterii gr. coli.

Metale - w tym metale ciężkie: arsen, bar, chrom ogólny, chrom (VI), Zn, Al, kadm, Mn, Cu, Pb, rtęć, selen, Fe.

Wykład 7

WODY PODZIEMNE

- powstają z wód opadowych, przenikających do głębiej położonych warstw gleby. Gromadzą się pod postacią żył wodnych lub zbiorników. Ich jakość sanitarna zależy od głębokości na jakiej znajduje się warstwa wodonośna.

Ze względów sanitarnych wody podziemne dzielimy na:

* Wody podskórne - do 5m głębokości, gromadzą się na pierwszej nieprzepuszczalnej warstwie gruntu, mogą zanikać w czasie suszy. Znaczenie biologiczne tych wód - tworzenie wody glebowej.

* Wody gruntowe - znajdują się po pierwsza warstwą nieprzepuszczalną gruntu - od 5 do 40m . Wyróżniamy 3 kategorie tych wód: - wody płytkie,

- głębokie,

- mineralne.

* Wody wgłębne - znajdują się na bardzo dużych głębokościach - poniżej 40m, s bardzo cenne ze względu na wartości higieniczne, w stanie surowym nadają się do picia.

Wprowadza się klasyfikację dla prezentowania stanu wód podziemnych obejmującą 5 klas jakości tych wód, z uwzględnieniem przepisów w sprawie wymagań dotyczących jakości wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi:

Klasa I- ody o bardzo dobrej jakości:

a) wartości wskaźników jakości wody są kształtowane jedynie w efekcie naturalnych procesów zachodzących w warstwie wodonośnej,

b)żaden ze wskaźników jakości wody nie przekracza wartości dopuszczalnych jakości wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi.

Klasa II- wody dobrej jakości:

a) wartości wskaźników jakości wody nie wskazują na oddziaływania antropogeniczne,

b) wskaźniki jakości wody, z wyjątkiem żelaza i manganu, nie przekraczają wartości dopuszczalnych jakości wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi.

Klasa III- wody o zadowalającej jakości:

a) wartości wskaźników jakości wody są podwyższone w wyniku naturalnych procesów lub słabego oddziaływania antropogenicznego,

b) mniejsza część wskaźników jakości wody przekracza wartości dopuszczalne jakości wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi.

Klasa IV- wody zadowalającej jakości:

a) wartości wskaźników jakości wody są podwyższone w wyniku naturalnych procesów oraz słabego oddziaływania antropogenicznego,

b) większość wskaźników jakości wody przekracza wartości dopuszczalne jakości wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi.

Klasa V- wody złej jakości:

a) wartości wskaźników jakości wody potwierdzają oddziaływania antropogeniczne,

b) woda nie spełnia wymagań określonych dla wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi.

Pobieranie próbek:

Program poboru próbek powinien być opracowany w taki sposób, aby uwzględniał przypadkowe systematyczne zmiany jakości wody oraz aby zapewniał reprezentatywność pobieranych próbek dla oceny jakości wody w całym systemie jej rozprowadzenia.

Częstotliwość poboru próbek musi być wystarczająca dla zrealizowania programu uzyskania wiarygodnej informacji o zanieczyszczeniu.

Wybór metod analitycznych:

Istnieje wiele znacząco różnych procedur pomiarów i określania błędów, które mogą wystąpić w metodach analitycznych. Ujednolicenie metod jest wskazane aby były publikowane szczegóły wszystkich metod analitycznych.

Standaryzacja - dostosowanie metod do warunków laboratoriów.

Ponad 80% studni w Polsce zawiera wodę nie nadającą się do picia.

Badania sanitarne wody w zależności od liczby oznaczonych czynników dzielimy na:

- monitoring kontrolny - bierze nadzór sanitarny nad jakością wody, obejmuje podstawowe badania jakości

- monitiring przeglądowy - wykonuje się przy ocenach porównawczych i długoterminowych prognozach jakości wody, obejmuje wszystkie parametry, wskaźniki wymieniane w rozporządzeniu.

Minimalny zakres badania próbek wody do spożycia w monitoringu kontrolnym i przeglądowym:

Minitoring kontrolny:

Woda pochodząca z ujęć Woda pochodząca z ujęć podziemnych

powierzchniowych: i infiltracyjnych:

* Właściwości fizyczne i organoleptyczne:

- barwa, pH, mętność, przewodność właściwa, - jak obok!

zapach, smak.

* Parametry chemiczne:

- amoniak, azotany, azotyny, - amoniak, azotany, azotyny,

chlor wolny, glin. chlor wolny, glin, magnez, żelazo.

* Wskaźniki bakteriologiczne:

- bakterie grupy coli lub typu kałowego, - jak obok!

ogólna liczba bakterii w 37 ⁰C, Clistridia.

Moniltoring przeglądowy:

Woda pochodząca z ujęć Woda pochodząca z ujęć podziemnych

powierzchniowych: i infiltracyjnych:

* Parametry chemiczne:

- arsen, benzo (a) piren, WWA, - jak obok!

bromodichlorometan, chloform,

THM, chrom, kadm, ołów, fluorki.

* Wskaźniki bakteriologiczne:

- paciorkowce kałowe, - jak obok!

ogólna liczba bakterii w 22 ⁰C.

Źródła zanieczyszczenia wód:

* naturalne - pochodzące z domieszek zawartych w wodach powierzchniowych i podziemnych, np. zasolenie, zanieczyszczenie humusem, związki żelaza.

* sztuczne (antropogeniczne) - związane z działalnością człowieka, a pochodzące głównie ze ścieków, także z powierzchniowych i gruntowych spływów z terenów przemysłowych, rolniczych, składowisk odpadów komunalnych, wysypisk śmieci.

Zanieczyszczenia sztuczne dzielimy na:

* biologiczne - spowodowane obecnością drobnoustrojów, np. bakterii, wirusów, glonów, grzybów, promieniowców i ich toksyn.

* chemiczne - odnoszą się do zmian składu chemicznego i odczynu (pH). Należą do nich: oleje, benzyna, smary, ropa, chemiczne środki ochrony roślin - pestycydy, nawozy sztuczne, węglowodany aromatyczne, sole metali ciężkich.

ŚCIEKI

Odpady:

1. Woda:

a) człowiek,

b) zwierze.

2. Gleba:

a) woda - człowiek, zwierze,

b) warzywa, pasza - człowiek, zwierze.

Podział zanieczyszczenia ze względu na pochodzenie:

* komunalne - głównie ścieki miejskie, powstają na skutek działalności człowieka i będące mieszaniną odpadów z gospodarstw, wydalin fizjologicznych człowieka i zwierząt domowych, odpadów szpitalnych, łaźni, pralni oraz niektórych zakładów przemysłowych - głównie związki organiczne: białka, tłuszcze i węglowodany.

* przemysłowe - mogą się dostawać do wód pośrednio jako ścieki przemysłowe z lub z atmosfery w postaci kwaśnych opadów, pyłów. Specyficznym rodzajem zanieczyszczeń są zanieczyszczenia termiczne, związane ze spuszczaniem do zbiorników wodnych wód ciepłych i gorących (wody z procesów chłodzenia).

Głównym zagrożeniem jakości wód podziemnych są zanieczyszczenia obszarowe powodowane przez:

- chemizację rolnictwa i leśnictwa (stosowanie nadmiernych dawek nawozów mineralnych, chemicznych środków ochrony roślin),

- niewłaściwe stosowanie nawozów mineralnych w tym gnojowicy,

- brak systemów kanalizacyjnych, niedostateczna liczba i skuteczność oczyszczalni ścieków,

- nieodpowiednio przygotowane składowiska odpadów, zwłaszcza niebezpiecznych, a także wylewiska odpadów płynnych,

- nieszczelne zbiorniki ściekowe,

- zanieczyszczenie atmosfery (imisja gazów i pyłów - kwaśne deszcze).

Stan wdrożenia Dyrektywy azotowej:

Ustanowienie 21 obszarów szczególnie narażonych na azotany pochodzenia rolniczego. Ogólna powierzchnia wyznaczonych obszarów szczególnie narażonych wynosi 6263, 25km ³, co stanowi ok. 2% powierzchni kraju.

EUTROFIZACJA WÓD

Eutrofizacja - (wzrost żyzności wód), jest to proces wzbogacenia zbiornika wodnego w substancje pokarmowe wskutek wzmożonego ich dopływu. Głównym źródłem tych składników są ścieki i nawozy (azotowe, fosforowe i potasowe) oraz przemysł (spożywczy, przetwórczy i chemiczny).

Eutrofizacja prowadzi do zachwiania równowagi ekologicznej, bujnego wzrostu roślinności wodnej, intensywnej aktywności drobnoustrojów i deficytu tlenu.

Bardzo wyraźne zagrożenie dla życia organizmów tlenowych, a także dla jakości wody, stanowią tzw. zakwity. Są one wywołane gwałtownym rozwojem glonów i sinic.

Stadium eutroficzne zbiornika jest początkiem jego zaniku, poprzez spłycanie zbiornika aż do jego zaniku.

Zużycie wody:

Rodzina 4 osobowa zużywa tygodniowo ok. 3500 l wody.

* 10 l spłukiwanie ubikacji,

* 30 l prysznic,

* 80 l kąpiel,

* 100 l pralka,

* 50 l zmywarka do naczyń.

Straż pożarna zużywa 1000 l wody.

ODKAŻANIE I OCZYSZCZANIE WODY

Wyróżnia się 4 etapy uzdatniania wody do picia i na potrzeby gospodarcze:

1. Oczyszczanie - podstawowe procesy mające na celu poprawę cech fizycznych wody, do których należą:

* sedymentacja - zanieczyszczenia widy w odstojnikach.

* aby usunąć substancje w stanie rozdrobnienia koloidalnego - dodajemy do osadników koagulanty, pod ich wpływem cząsteczki ulegają agregacji co przyśpiesza sedymentację,

* napowietrzanie - za pomocą aeratów polepsza się zapach, smak i zwiększa zawartość tlenu, a zmniejsza CO₂ - przyspiesza oczyszczanie,

* filtrowanie - na tzw. pośpiesznych, gdzie materiałem filtracyjnym jest żwir i piasek gruboziarnisty. Działanie filtru połączone jest z procesem biologicznym, czasami chemicznym,

2. Usuwanie substancji zbędnych - praktycznie pozwala tylko na usuwanie żelaza i magnezu.

3. Wzbogacanie - w substancje pożądane: jod, fluor.

4. Dezynfekcja - proces zabijania drobnoustrojów chorobotwórczych w celu zapobiegania zakażeniom.

Metody fizyczne dezynfekcji:

* gotowanie - czas wrzenia 20- 30 min zabija tylko wegetatywne formy drobnoustrojów, nie niszczy przetrwalników i wirusów zapalenia wątroby,

* pasteryzacja - jednorazowe działanie wysoka temp.,

* tyndalizacja - kilkakrotne przegotowanie i natychmiastowe oziębianie,

* promienowanie UV - metoda skuteczna tylko w przypadku wody bezbarwnej, czyli bez domieszek soli żelaza.

* ultradźwięki - nie ma przktycznego zastosowania, skuteczne fale w zakresie 240- 280 (lampy rtęciowe zawieszone nad przepływającą wodą).

Metody chemiczne:

* chlorowanie - czystym chlorem. Półgodzinny kontakt z wodą zapewnia jej skuteczną dezynfekcję. Nadaje się do picia po dwóch godzinach, po odparowaniu chlorem. Chlor zniszczy drobnoustroje poprzez wnikanie do ich wnętrza i niszczy enzymy komórkowe. Większość ginie przy stężeniu chloru wolnego 0,1 - 0,4 mg/ l przy pH = 8 i po 30 minutach działania.

* odkażanie dwutlenkiem chloru - można stosować gdy jest zanieczyszczone fenolem,

* ozonowanie - mechanizm bakteriobójczego działania ozonu polega na jego rozkładzie w wodzie na tlen, który szybko niszczy bakterie, zabieg ten pogarsza smak, zapach, barwę wody. Czas kontaktu ozonu z wodą to 10 min. Metoda ta jest znacznie skuteczniejsza niż chlorowanie.

Dyrektywa azotanowa:

Wydana w 1991r., jej celem jest ograniczenie zanieczyszczenia wód azotanami pochodzącymi ze źródeł rolniczych. Nakazuje krajom członkowskim wdrożenie do dobrej praktyki kodeksu rolniczego.

Stosowanie nawozów naturalnych:

- mogą być stosowane tylko w okresie od 1 marca do 30 listopada,

- muszą być przykryte lub wymieszane z glebą nie później niż następnego dnia po ich zastosowaniu,

- roczna dawka nawozu organicznego nie może przekraczać 170kg.

Ochrona wód:

Konwekcja Helsińska - Ochrona wód przed zanieczyszczeniami punktowymi:

- szczelne posadzki w budynku inwentarskim,

- szczelne płyty gnojowe i zbiorniki na gnojówkę i gnojowicę,

- szczelne szamba,

- myjnie maszyn rolniczych,

- przechowywanie nawozów mineralnych pod zadaszeniem.

Ochrona wód przed zanieczyszczeniami obszarowymi:

Nie należy stosować:

- nawozów na glebach zalanych wodą oraz zamarzniętych i pokrytych śniegiem,

- nawozów naturalnych w postaci płynnej i mineralnej- azotowych na gleby bez okrywy roślinnej położonych na skokach o nachyleniu większym niż 10%.

Nawozy naturalne należy stosować pod rośliny o długim okresie wegetacji.

Wykład 8

KLASYFIKACJA ODPADÓW:

1. Podział encyklopedyczny:

- odpady użytkowe,

- odpady nieużytkowe - nie nadają się do powtórnego użytkowania.

2. Podział ze względu na możliwości ich wykorzystania:

- przejściowe,

- końcowe.

3. Podział ze względu na pochodzenie:

- komunale,

- przemysłowe,

- rolnicze.

4. Podział według dominującego składnika:

- mineralne,

- niemetaliczne,

- metaliczne,

- komunalne.

5. Podział ze względu na szkodliwość:

- nieszkodliwe,

- szkodliwe,

- groźne dla środowiska.

Energetyka odnawialna, w tym także technologie energetycznej utylizacji biogazu, cieszy się dużym zainteresowaniem i znajduje w fazie intensywnego rozwoju.

Główne zasoby polskiej energetyki odnawialnej tkwią w biomasie - przede wszystkim w jej bezpośrednim spalaniu i zagazowaniu.

FERMENTACJA BEZTLENOWA:

- jest to przetestowana i akceptowana na świecie metoda biologicznego unieszkodliwiania odpadów organicznych z jednoczesną produkcją biogazu.

Gospodarka odpadami jest jednym z ważniejszych aspektów prawnych.

Wyróżniamy 3 kategorie odpadów:

I) m.in. minerały szczególnego ryzyka, zwierzęta z hodowli eksperymentalnych, resztki żywności z międzynarodowych środków konsumpcji.

II i III) mogą być przeznaczone do utylizacji metodą fermentacji beztlenowej.

Fermentacja beztlenowa (aerobowa):

- biologiczna degradacja substancji organicznej w warunkach beztlenowych.

Produktem fermentacji jest biogaz. Proces rozpoczyna się od hydrolizy wielocząsteczkowych związków organicznych do rozpuszczalnych związków prostych, a następnie zachodzą dalsze przemiany produktów.

Podział fermentacji:

* psychrofilowa - zachodzi w temp. 10- 20 ⁰C,

* mezofilowa - w temp. 27- 35 ⁰C,

* termofilowa - w temp. 50- 60 ⁰C.

Fermentacja beztlenowa - zachodzi w temp. gdzie spełnione są warunki dla rozwoju bakterii metanogennych - odpowiedni dostęp tlenu i odpowiedni zakres temperatur.

Fakt ten jest przyczyną niekontrolowanej emisji metanu.

Biogazownie:

„Biogazownie naturalne” mogą dotyczyć instalacji do produkcji i utylizacji biogazu jak i typu pochodzenia surowca poddawanego fermentacji.

Wzrost zainteresowania technologiami biogazowni w Polsce - pojawiają się pierwsze wdrożenia oraz sprzyjające zapisy w programach rozwoju krajowej energetyki.

W zależności od rozwoju dostępnych odpadów wymagane są różne czynności wstępnego przygotowania surowca do bioreaktora:

I) etap - obróbka mechaniczna,

II) obróbka techniczna - w przypadku odpadów rolniczych,

III) fermentacja mezofilowa lub termofilowa - wsad kierowany jest do bioreaktora,

IV) magazynowanie w zbiorniku,

V) produkcja energii.

Fermentacja beztlenowa - jest jednym z najlepszych sposobów utylizacji odpadów organicznych.

Korzyści ekologiczne:

- redukcja niekontrolowanej emisji gazów cieplarnianych,

- redukcja emisji zanieczyszczeń (dzięki wykorzystaniu tego paliwa do produkcji energii - zastępowanie paliw kopalnych),

- utylizacja odpadów własnych.

Potencjalne możliwości do osiągnięcia korzyści ekologicznych wynikają z:

- wymienionych wyżej oszczędności,

- produkcji wysokiej jakości produktów handlowych,

- świadczenia komersyjne usług utylizacji odpadów,

- inne jak np. ze sprzedaży limitów emisji CO₂.

Sukces ekologiczny jest uwarunkowany skalą przedsięwzięcia, logistyką oraz właściwym wyborem technologii.

Trendy w rozwoju np. :

- budowa coraz większych obiektów z założeniem współfernatacji odpadów komunalnych i rolniczych,

- dopasowanie optymalnego składu odpadów stanowiących surowiec,

- troska o jak najlepsze zagospodarowanie wszelkich strumieni produktów i półproduktów,

- intensywny rozwój technologii opartych na produkcji energii elektrycznej i cieplnej z wykorzystaniem ogniw paliwowych.

ZANIECZYSZCZENIE WÓD:

Woda zajmuje I miejsce w hierarchii wszystkich potrzeb życiowych.

Zanieczyszczenie wód - niekorzystne zmiany właściwości fizycznych, chemicznych i bakteriologicznych.

Rodzaje zanieczyszczeń:

1. naturalne - zasolenie, zanieczyszczenie humusem, związki żelaza.

2. sztuczne (antropogeniczne) - związane z działalnością człowieka.

* biologiczne - spowodowane obecnością drobnoustrojów: bakterii, wirusów, glonów, grzybów, pierwotniaków,

* chemiczne - zmiany z zakładów chemicznych.

Główne zanieczyszczenia chemiczne i ich źródła:

* detergenty - gospodarstwa domowe, przemysł farbiarski i tekstylny, budownictwo,

* środki ochrony roślin - pestycydy, nawozy sztuczne - przemysł chemiczny.

Detergenty - syntetyczne substancje czyszczące, zawierające składniki organiczne, obniżające napięcie powierzchniowe (środki myjące, piorące):

- hamują procesy samooczyszczania wód,

- działają toksycznie na organizmy żywe,

- są bardzo trwałe i nie ulegają biodegradacji.

Pestycydy - środki ochrony roślin.

Fenole - jeden z najbardziej uciążliwych dla otoczenia związków aromatyczne. Dostaje się do wód ze ściekami komunalnymi i przemysłowymi.

Węglowodory aromatyczne:

- są rakotwórcze,

- słabo rozpuszczają się w wodzie,

- kumulują się w osadach dennych oraz tkance tłuszczowej zwierząt wodnych,

- pochodzą głównie z przemysłu, motoryzacji i spalania węgla,

- do wód powierzchniowych dostają się ze ściekami.

Metale ciężkie:

- dostają się do wód ze ściekami przemysłowymi, z odpadami, ze spływami z pól, z hałd hutniczych. Mają zdolność kumulowania się w osadach dennych.

Radioizotopy - uwalniane podczas detonacji bomb.

Mikroorganizmy -

Podział zanieczyszczeń ze względu na pochodzenie:

* komunalne - głównie ścieki miejskie,

* przemysłowe.

Deficyt słodkiej wody już teraz staje się problemem o skali światowej. Należy oszczędnie gospodarować wodą, zmniejszać straty w gospodarce powodowane wodami zanieczyszczonymi, zwiększać ilość wód dyspozycyjnych.

Kwaśne deszcze:

- tworzą je tlenki siarki i azotu po połączeniu z wodą, na skutek zakłócenia naturalnej równowagi atmosfery.

ŚCIEKI:

- mieszanina zużytej wody oraz różnego rodzaju substancji płynnych.

Etapy oczyszczania ścieków:

* fizyczne (mechaniczne),

* fizykochemiczne,

* biologiczne,

* chemiczne.

Procesy te mogą zachodzić jednocześnie lub jeden po drugim.

Mechaniczne oczyszczanie ścieków:

- usunięcie substancji nierozpuszczalnych za pomocą cedzenia, rozdrobnienia, sedymentacji, flotacji.

Biologiczne oczyszczanie ścieków:

- utlenianie oraz mineralizacja związków organicznych zawartych w ściekach.

Procesy biochemiczne zachodzące podczas oczyszczania są wspólne do wszystkich metod oczyszczania: nitryfikacji, denityfikacji.

Metody biologiczne dzieli się na:

* naturalne - polega na samooczyszczaniu ścieków w glebie lub osadzie,

* półnaturalne - środowisko naturalne przystosowuje się od strony technologicznej,

* sztuczne - stosuje się w związku z brakiem możliwości wykorzystania metod naturalnych, Odbywa się w warunkach tlenowych.

Do metod tych zaliczamy:

- sztuczne złoża biologiczne,

- osad czynny.

Metody oparte na złożu aktywnym używa się przy projektowaniu małych oczyszczalni przydomowych. Wady tej metody - niska wydajność.

Organizmy osadu czynnego tworzą biocenozę, w której mogą występować:

- bakterie,

- grzyby mikroskopowe.

Niekorzystne oddziaływanie środowiska przejawia się w obniżeniu bioróżnorodności: spada populacja gatunków wrażliwych na czynnik a wzrasta odporność.

Przy niskim pH wzrost mikroorganizmów nitkowych.

Nowoczesna metodą biologicznego oczyszczania niewielkich ilości ścieków są oczyszczalnie roślinne - trzcinowe, wierzbowe, z wykorzystaniem rzęsy.

Inne metody oczyszczania ścieków:

* chemiczne - do ścieków są dodawane różnorodne odczynniki chemiczne, które reagują z zanieczyszczeniami,

* fizykochemiczne.

Wykład 9

DOBROSTAN

Mierniki obniżenia wskaźników ekonomicznych:

- zmniejszone przyrosty zwierząt,

- obniżona produkcja (jaj, mleka),

- ubije z konieczności,

- upadki zwierząt,

- brakowanie z powodu niepłodności.

Wobec zagrożenia zdrowia zwierząt gospodarskich ciągła intensyfikacja produkcji Rada Europy opublikowała 5 kategorii:

1. o transporcie zwierząt,

2. o zwierzętach gospodarskich,

3. o uboju,

4. o zwierzętach doświadczalnych,

5. o zwierzętach domowych i biotechnologii.

Główna zadania konwencji o ochronie zdrowia zwierząt gospodarskich:

1. zwierzęta powinny być utrzymywane w warunkach odpowiedniego zaopatrzenia w paszę i wodę,

2. powinny mieć zapewniona opiekę - w odpowiedni sposób do ich potrzeb fizjologicznych i behawioralnych,

3. zwierzęta powinny mieć zapewniona swobodę poruszania się , nie mogą być ograniczone, w sposób który powodowałby nieuzasadnione cierpienie lub okaleczenie,

4. przy zasiedlaniu budynku powinny być brane pod uwagę czynniki ze strony środowiska zewnętrznego (hałas, światło).

* Należy zagwarantować zwierzętom możliwości przejawiania ich naturalnych zachowań kształtowanych na drodze ewolucji.

* Należy stworzyć zwierzętom warunki utrzymania jak najbardziej zbliżone do środowiska pierwotnego (naturalnego) - ochrona przed chorobami wywoływanymi przez czynniki środowiskowe i/lub wynikające ze stosowania nowych rozwiązań lub technologii.

Prawo zwierząt dobrostanu jest przede wszystkim prawem zwierząt do zdrowia.

Dobrostan zwierząt określa nie tylko kierunki rozwoju warunków życia zwierząt.

Dobrostan - stan zdrowia fizycznego i psychicznego osiąganego w równowadze organizmu ze środowiskiem.

Jako dobrostan zwierząt - system utrzymania który :

1. zapewnia zwierzętom najlepsze warunki,

2. ...

Termin dobrostan tłumaczony jest również jako „coping”, czyli określa stan jak zwierze radzi sobie w otoczeniu.

Pojęcie „dobrostanu” należy zatem zdefiniować w oparciu o znajomość potrzeb zwierząt jakie muszą być wypełnione aby zapewnić stan równowagi między organizmem a środowiskiem.

Warunki niezbędne o spełnienia wymogów dobrostanu zwierząt gospodarskich:

- zapobieganie,

- profilaktyka,

- diagnostyka i skuteczność leczenia,

- eliminowanie czynników stresogennych,

- zapewnienie odpowiedniej przestrzeni życiowej,

- zapewnienie składu socjalnego w grupie.

- zapewnienie świeżej wody i paszy pokrywającej aktualne zapotrzebowanie,

- zabezpieczenie: * wygodnej powierzchni i odpoczynku,

* możliwości schronienia,

* oraz optymalnych warunków środowiska.

Metody oceny dobrostanu zwierząt:

- wskaźniki behawioralne,

- zdrowotne,

- fizjologiczne.

Z punktu widzenia hodowcy istotnymi elementami określającymi dobrostan są przede wszystkim stan zdrowia zwierząt i poziom produkcji.

Podział wskaźników oceny dobrostanu:

I) główne: - fizjologiczne,

- behawioralne.

II) uzupełniające:

- parametry techniczne budynków inwentarskich,

- stosowanie materiałów szkodliwych dla zdrowia,

- awaryjność stosowanych urządzeń, itp.

Zwierze nie jest przedmiotem w produkcji, lecz przedmiotem zdolnym do odczuć.

Klasyfikacja dobrostanu:

- wysoki,

- obniżony,

- niski.

Cechy wysokiego poziomu dobrostanu:

- przejawianie normalnego zachowania się,

- utrzymanie w normie wskaźników fizjologicznych.

Cechy nieodpowiedniego dobrostanu:

- obniżenie wzrostu,

- obniżenie wskaźników rozrodu,

- uszkodzenia ciała,

- choroby,

- patologie behawioralne (zmiany zachowania),

- ograniczenia naturalnych reakcji i behawioru.

Objawy naruszonego dobrostanu:

I) prepatologiczne:

- podwyższone tętno,

- zmiany temp. ciała,

- osłabienie czynności układu odpornościowego.

II) patologiczne (po przejściu symptomów prepatologicznych w formę chroniczną):

- zachowania samouszkadzające,

- behawior uszkadzający inne zwierzęta,

- symptomy strachu,

- ciężkie choroby,

- poważne zranienia i urazy zewnętrzne.

III) pospatologiczne:

- widoczne ślady uszkodzeń ciała,

- blizny,

- anomalie behawioralne przejawiające się w stereotypie i/lub apatią,

- utrzymywanie w normie wzorców behawioralnych.

Stereotypie - częste powtarzanie identycznych gestów ruchów.

Ustalenie granicy między pożądaną reakcją adaptacyjną, stresem zwłaszcza emocjonalnym, a obniżeniem dobrostanu jest trudne.

Najbardziej miarodajnym źródłem informacji o stanie zwierząt jest obserwacja ich zachowania w danych warunkach środowiskowych.

Reakcje behawioralne mogą wskazywać na konieczność modyfikacji systemu produkcji czy modyfikacji technologii.

Wszelkie odchylenia w zachowaniu zwierząt w porównaniu z „gatunkowym wzorcem” (stereotypie) są informacje dla hodowcy o zaburzeniach w ośrodkach nerwowych.

Skutki odchyleń to:

- dewiacje behawioralne,

- zmiany metabolizmu,

- obniżenie zdolności rozrodczych,

- w skrajnych sytuacjach śmierć.

Etapy reakcji adaptacyjnych u zwierząt:

I) reakcje behawioralne - nie wywołują zmian potencjału biotycznego, np. „zabijane” są zwierzęta w grupie, przy niskich temp. pomimo chwilowego przejawiania się zmian fizjologicznych (drżenia mięśni).

II) reakcje behawioralno- fizjologiczne - znaczne obciążenie dla organizmu (efektem jest nie tylko obniżenie wskaźników produkcyjnych ale przede wszystkim pogorszenie stanu zdrowia zwierząt).

Podział patoetologii ze względu na wymiar ekonomiczny:

1. Patoetologie zaawansowane (dochodzi do uszkodzenia ciała - kanibalizm, jego przejawami są m.in. wygryzanie boków, strefy genitalnej u świń.

2. Patoetologie nikłe - chodzenie w kółko, pozorowanie żucia, tkanie.

3. Nieznaczne odchylenia od wzorców - nie obciążające produkcji i trudne do zaobserwowania w środowisku życia zwierząt.

Stereotypie - w skrajnych sytuacjach mogą prowadzić do autodestrukcji (samouszkodzenia ciała, w niektórych przypadkach prowadzące nawet do śmierci):

- występowanie tego zjawiska jest ściśle skorelowane z isdustrializacją środowiska (może być związane z nieprawidłowym żywieniem samą techniką zadawania pasz, nadmiernym zagęszczeniem zwierząt, nudą).

Autonarkotyzm - rodzaj uzależnienia od mózgowych endorfin na skutek braku stymulacji środowiskowej.

Wszystkie te anomalie wynikają z niemożności utrzymania homeostazy (równowagi) w środowisku bytowania zwierząt. Podobne efekty można uzyskać usuwając czynniki zwiększające ryzyko agresji. Takie niebezpieczeństwo zaburzeń homeostazy istnieje szczególnie w fermach przemysłowych - pojawiają się wówczas infekcje.

Wykład 10

Dobrostan - cd. STRES I ADAPTACJA

Stres - to ogólny (miejscowy) odczyn organizmu na nieswoiste bodźce środowiska zewnętrznego działającego na organizm. Stres powstaje w każdym żywym organizmie i zależy od czasu trwania i nasilania.

Etapy stresu:

- alarmowanie,

- stadium odporności,

- wyczerpanie.

Stres uaktywnia działanie hormonów adaptacyjnych w wyniku nasilania układu przysadkowo- koronadnerczowego.

Podział stresów:

- fizyczne,

- biologiczne,

- chemiczne.

Rodzaje stresu - podział kliniczny:

- poporodowy,

- transportowy,

- adaptacyjny i aklimatyzacyjny,

- masowego wychowu,

- żywieniowy,

- manipulacyjny,

- klimatyczny,

- emocjonalny,

- patologiczny.

Młode organizmy a stres:

Działanie stresora jest szczególnie niebezpieczne dla zwierząt młodych, gdyż mają niewykształcone: układ hormonalny, podwzgórza.

Przykładem silnej reakcji stresowej dla niepełnosprawnego układu termoregulacyjnego są PROSIĘTA. Po porodzie oddziaływuje na nie temp. powietrza o kilkanaście stopni niższa od temp. łona matki. Zasoby dostępnej energii są u prosiąt wyjątkowo małe, osłabia to możliwości pobierania przez nie mleka matki. Prowadzi to szybko do stanu hipolihemii.

Gatunek zwierzęcia a stres:

Genetyczna odporność na stres jest cecha wysoce odziedziczalną i wysoce skorelowaną z większością cech użytkowych zwierząt gospodarskich. Dlatego też trudno jest uzyskać zwierzęta odporne na stres i jednocześnie o wysokich cechach.

PSY:

Doskonalono cechy agresywności i odporności. Uzyskana rasa pit - bullterier posiada wysoki poziom hormonów stresowych, czyli charakteryzuje się niewrażliwością na ból. Ze względu na wysoki poziom mózgowych endorfin (substancje o działaniu narkotycznym, wytwarzane są w sytuacjach stresowych) osobniki te szukają ujścia dla swojej agresywności poprzez nagłe ataki, przy czyn nie reagują na manifestowanie kapitulacji przeciwnika - zabijają, bądź zostają zabite.

Selekcja w tym przypadku dała efekt znacznie gorszy, niż zamierzano uzyskać.

TRZODA CHLEWNA:

Jest szczególnie wrażliwa na stres wśród zwierząt gospodarskich. Głównie u wysokoprodukcyjnych ras i znanych linii świń występuje „zespół ostrego stresu” lub „zespół nagłej śmierci sercowej”. U świń szczególnie częste są stany owrzodzeń przełyku żołądka i jelit. Wrażliwość świń na stres uwarunkowana jest genetycznie przez występowanie genu „Halm”, który nazwano genem wrażliwym na stres.

Ostatnie badania wykazały, że obok stresu czynnikami stresowymi są bakterie - Helicobacter pylori, Helicobacter helmanni.

Stres a technologie przemysłowe:

Współczesne razy zwierząt gospodarskich wyspecjalizowanych i ukierunkowanych na wysoką produkcyjność wykazują dużą wrażliwość na zmiany warunków bytowania. Stały się one bardziej wymagające w zakresie warunków stresowych.

Stresory wynikające z technologii przemysłowych:

- nadmierne zagęszczenie,

- obecność osobników agresywnych o skłonnościach dominowania w stadzie,

- ograniczona możliwość ruchu,

- uwiązowy system utrzymania,

- nieprawidłowe i niewygodne legowiska,

- niewłaściwy mikroklimat.

Stres socjalny (przegrupowania) wiąże się z hierarchią w stadzie.

Można stwierdzić, że współczesne rasy wysokoprodukcyjne zwierząt gospodarskich wykazują zmniejszona odporność.

Stres a rozród:

Zaburzenia w rozrodzie pod wpływem stresora powstają w wyniku zwiększonej aktywności układu przysadkowo- koro- nadnerczowego:

- wysoki poziom wydzielanego ACTH,

- obniżenie sekrecji gonadotropin.

Transport a stres:

- wstrząsy,

- hałas,

- brutalna obsługa,

- napięcie mięśni dla utrzymania równowagi,

- obijanie się o ściany i sąsiednie zwierzęta.

W efekcie dochodzi do bardzo silnego pobudzenia psychicznego, agresji, naruszana zostaje równowaga ośrodków korowych i podkorowych co prowadzi do choroby transportowej.

Skutki choroby transportowej u zwierząt rzeźnych:

- obniżenie wartości technologicznej (trwałości mięsa) na skutek przekrwienia mięśni,

- obniżenie w mięśniach poziomu cukru, wody,

- wzrost zawartości kw. mlekowego.

W tuszy świń powstaje zjawisko - mięsa białego wodnistego.

Stres a żywienie zwierząt:

Dotyczy on wszelkich gatunków zwierząt.y- nagłe zmiany karmy,

- zła jakość,

- pasza źle zbilansowana.

U przeżuwaczy - niestrawność, choroby metaboliczne.

O drobiu - upadki, zahamowanie nieśności.

U koni - zapiaszczenie.

KONIE

U koni stres żywieniowy (błędy w zbilansowaniu dawki pod względem ilościowym i jakościowym) odgrywa szczególna rolę w okresie treningów lub startów. Dochodzi do niebezpiecznych dla zdrowia wahań poziomów poszczególnych makreo i mikroelementów.

Zmiany czynnościowe i organiczne w stanach stresu u zwierząt:

Krótkotrwała i niewielka stymulacja stresowa powoduje odchylenie zarówno fizjologiczne jak i metaboliczne. Zmiany te powodowane są głównie następstwem stresora fizjologicznego (somatycznego).

W stanach stresu powstają również zaburzenia w odporności typu komórkowego i humoralnego.

Podwyższone stężenie noradrenaliny oraz kortykosterydów w stanie stresu powodować może zwiększenie naczyń krwionośnych w ścianie macicy a w konsekwencji zaburzenie procesu odżywiania rozwijającego się zarodka lub płodu.

Pod wpływem stresora obserwuje się zjawisko hipotermii, spowodowane zaburzeniami w przemianach cukrów (szybsze spalanie, później niedobór). Wyraźne są zaburzenia w przemianie białkowej, co wyraża się wzrostem poziomu we krwi azotu.

Wyraźny spadek zawartości wit. A i C w krwi.

Zapobieganie stresu u zwierząt:

* metody fizyczne,

* metody chemiczne - ich celem jest maksymalne ujednolicenie zapachu zwierząt, który stanowi element wzajemnego rozpoznania się i zwykle jest początkiem walk hierarchicznych w stadzie,

* metody farmakologiczne - stosowanie środków uspokajających (zmiany stanu napięcia).

Wykład 11

FUNKCJONOWANIE, DEGRADACJA, METODY OCHRONY ATMOSFERY:

Powietrze - mieszanina gazów o dość stabilnym składzie.

Atmosfera - powłoka gazowa otaczająca ziemię.

Atmosfera - cienka powłoka:

- odbiera i reaguje na oddziaływania między ziemią a kosmosem,

- chroni prze nadmiernym promieniowaniem UV,

- jest odbiornikiem zanieczyszczeń powietrza,

- magazynuje ciepło, kształtuje pogodę, klimat, jest zbiornikiem wolnego tlenu.

Dzieli się na:

* homosferę - obejmuje mezopauzę do termosfery,

* heterosferę - obejmuje mezosferę, stratopauzę, stratosferę, tropopauzę, troposferę.

Struktura atmosfery:

* homosfera - tzw. warstwa powietrzna atmosfery. Funkcja: chroni przed szkodliwym promieniowaniem, kształtuje klimat i pogodę, stanowi rezerwuar wolnego tlenu.

* heterosfera - pełni funkcje filtru wysokoenergetycznego promieniowania słonecznego, które mogłoby zjonizować gazy i zniszczyć życie na ziemi.

Z uwagi na warunki termiczne występuje:

* troposfera - strefa ogrzewana przez promienie słoneczne odbite od powierzchni ziemi, tutaj zachodzą złożone procesy zw. popularnie pogodą,

* stratosfera- strefa podwyższonego zużycia azotu (ozonosfera- chroni biosferę przed promieniowaniem UV),

* mezosfera - spadek temp. Można obserwować srebrzyste obłoki zbudowane z kryształków lodu lub pyłu wulkanicznego.

* termosfera (jonosfera, egzosfera, magnetosfera) - szybki wzrost temp. wraz z wysokością.

CWICZENIA

Ćwiczenie 4

Mikroklimat w pomieszczeniach

Mikroklimat- kompleks czynników klimatycznych na niewielkim obszarze czyli klimat lokalny.

Czynniki mikroklimatyczne:

1.Fizyczne: temp., wilgotność, prędkość ruchu powietrza, ochładzanie, promieniowanie,

ciśnienie. 2.Chemiczne: skład gazowy powietrza, zawartość szkodliwych gazów.3.Biologiczne: zawartość drobnoustrojów, pasożytów, owadów, makro- i mikroorganizmów.

4.Mechaniczne: kurze, pyły.

Układ termoregulacji u zwierząt gospodarskich składa się z:

a)termoreceptorów- umieszczone są m.in. w skórze, drogach oddechowych i podwzgórzu (reagują na zmiany temp.rzędu 0,3^OC), b)ośrodka termoregulacji- leży w przedniej (ośrodek termoregulacji fizycznej) i tylniej części podwzgórza (oś.term. chemicznej), c)efektorów układu (narządy i tkanka mięśniowa).

Temperatury w pomieszczeniach optymalne dla zwierząt:

* dla krów mlecznych 8 -16^OC. Dla zwierząt młodych temp. powinna być wyższa.

*kury -śmierć w temp. pow. 40^OC.

Strefa obojętności cieplnej- zakres temp. środowiskowych, przy których straty ciepła z organizmu są w równowadze z mineralną produkcją ciepła (tzw.w warunkach przemiany podstawowej).Strefę tą ograniczają temperatury krytyczne: dolna i górna.W strefie objętościowej- wydajność energetyczna organizmu jest najwyższa i wyn.25-36%energii pobranej w paszy. Uzyskanie wydajności energetycznej maksymalnej (36%)jest możliwe w węższym zakresie temperatur, czyli w tzw.strefie komfortu cieplnego.

Wymiana ciepła pomiędzy zwierzęciem a środowiskiem może zachodzić na drodze:

* promieniowania- zachodzi, gdy istnieją różnice temperatur między skórą zwierzęcia a otoczeniem (ściany, sufit, podłogi).

* konwekcji- unoszenie ogrzanego powietrza do góry i napływie na to miejsce zimnego.

* przewodzenie (kondujcja)- zachodzi przy zetknięciu się zwierzęcia z legowiskiem, ścianą.

* parowanie (ewaporacja fizjologiczna)- odbywa się na powierzchni skóry i dróg oddechowych. Utrata ciepła zależy od parowania niewidocznego i parowania wydzielonego potu. Parowanie zachodzi gdy prężność pary wodnej na powierzchni skóry, potu jest wyższa niż w otaczającym powietrzu. Strata ciepła tą drogą wynosi 21- 25% wszystkich strat ciepła tą drogą.

Ćwiczenie 5

Mechanizmy biorące udział w utrzymaniu stałej ciepłoty

Podwzgórze (receptory zimna i ciepła skóry, temp. krwi):

*Część przednia - bodźca ciepła:

- układ przywspółczulny- oddawanie ciepła, rozszerzenie naczyń krwionośnych, zmniejszenie aktywności mięśni, zwiększone wydzielanie potu, zwiększona ilość oddechów, obniżenie procesów metabolicznych.

*Część tylna - bodźce zimna:

- układ współczulny - tworzenie ciepła, wzrost procesów metabolicznych przez wzmożone wydzielanie hormonu rdzenia nadnerczy oraz hormonu tarczycy, zwężenie naczyń krwionośnych, zwiększenie aktywności mięśni .

W badaniach zoohigienicznych do pomiaru temp. używa się termometrów: a)maksymalnego i minimalnego, b)klinicznego / weterynaryjnego (termometry maksymalne), c)termografów - do ciągłej rejestracji temp. d)elektryczne (np. termistrowy):

- niestykowe - pomiar temp. radiacyjnej i pirometr, termowizja i termografia (oparte o rejestracje promieniowania podczerwonego wysyłanego przez obiekt).

Wilgotność - zawartość pary wodnej w powietrzu.

Źródłami wilgotności w pomieszczeniach inwentarskich:

a)ewaporacja fizyczna- parowanie ze wszystkich powierzchni wewnątrz pomieszczeń (podłogi, ściany, ściółka) - 15- 20%.

b)waporacja fizjologiczna-parowanie z powłok zewnętrznych i dróg oddech. zwierząt-65-75%

c)parz wodna z powietrza zewnętrznego (np. podczas wentylacji) - 10- 15%.

Stopień parowania z organizmu zależy od: stanu organizmu,

zewnętrznych warunków otoczenia (temp. otoczenia, wilgotności, prędkości ruchu powietrza).

Wilgotność powietrza określa się w zoohigienie następującymi wskaźnikami:

1.Wilgotność bezwzględna (e)- aktualna zawartość pary wodnej wyrażona w g/m³ lub jako aktualna prężność pary wodnej w mmHg w 1m³ powietrza. Optymalna dla zwierząt 5- 9 g/m³ (w praktyce 15 g/m³). 2.Wilgotność maksymalna (E)-największa ilość pary wodnej, jaką może być wysycone powietrze przy danej temp. Wyrażamy ją w g/m³lub jako prężność w mmHg. 3.wilgotność względna (f)- stosunek wilgotności bezwzględnej do maksymalnej. Wyrażamy w %w odniesieniu do aktualnej temp.powietrza f=e/E*100% Optymalne wartości wilgotności względnej w pomieszczeniach inwentarskich: bydło 75%, świnie 65- 75%, konie 80%, owce 75%, tuczniki 75- 80%

4.Niedosyt fizyczny wilgotności (Df)- różnica pomiędzy wilgotnością maksymalną a wilgotnością bezwzględną powietrza w danej temperaturze. Df=E-e Informuje nas ile g pary wodnej może zmieścić się w1m³ aby uzyskać stan nasycenia. Im większy tym większe parowanie. OptymalneDf=0,4-4,5 g/m³.

5. Niedosyt fizjologiczny wilgotności (Nf)- różnica między wilgotnością maksymalną w temp. 39⁰C (średnia ciepłota ciała zwierząt) w wilgotnością bezwzględną (aktualną). Informuje nas o intensywności parowania organizmu. 6.Punkt rosy (T)-temp. w której wilgotność aktualna jest równa wilgotności maksymalnej. Poniżej tej temp. następuje skraplanie się pary wodnej.

Wpływ wilgotności na organizm zwierząt w zależności od układu termicznego wilgotnościowego:

1. Wysoka temp. i wysoka wilgotność: a)utrudnione oddawanie ciepła z organizmu (upośledzone parowanie), b)zatrzymanie ciepła powoduje początkowo złe samopoczucie, zaburzenie termoregulacji - przegrzanie organizmu (hipertermia) a nawet udar cieplny.

U świń może dojść do tzw. śmierci sercowej, czyli przegrzania organizmu na skutek utrudnionego oddawania ciepła i denaturacji białka mięśnia sercowego.

2. Niska temp. i wysoka wilgotność: a)zwiększona utrata ciepła z organizmu przez przewodzenie i promieniowanie, b)spadek produkcji(mleczności, przyrostów),(wynika z zachowania bilansu energetycznego i zaburzeń procesów metabolicznych), c)spadek odporności i wzrost zachorowań(choroby krzywiczne, reumatyczne, grzybica skóry i chorób warunkowo zakaźnych jak zapalenie płuc, oskrzeli). Najbardz. wrażliwe są zwierz młode.

3. Wysoka temp. i niska wilgotność (występuje w pomieszczeniach ogrzewanych): a)intensywne parowanie powoduje wysychanie i pękanie skóry i błon śluzowych, a to ułatwia inwazje drobnoustrojów, b)kaszel, zmniejszony apetyt i podwyższenie ciepłoty ciała, u loch może powodować to bezmleczność.

4. Niska temp. i niska wilgotność:

a)układ praktycznie nie spotykany - zależy od wrażliwości gatunkowej na niskie temp.

Pomiary wilgotności (higrometria): 1. metody pośrednie: a)psychrometr zwykły Augusta lub aspiracyjny Assmana i psychrograf. b)higrometr włosowy ,higrograf. 2. metody bezpośrednie - metody wagowe.

Metody z zastosowaniem psychrometrów:Opierają się na zjawisku pobierania ciepła podczas parowania i polegają na zastosowaniu dwóch termometrów „suchego”, „wilgotnego”(pokryty wilgotną gazą).

* Im większa różnica na tych termometrach tym niższa jest wilgotność bezwzględna.

* Brak różnic - całkowite wysycenie powietrza parą wodną (wilgotność wzg. = 100%, a niedosyt fizyczny = O).

Ćwiczenie 6

Ruch powietrza i ochładzanie w budynkach inwentarskich

Ruch powietrza- przemieszczanie się mas powietrza pod wpływem zmian ciśnienia wywołanych zmianami temp. i ciśnienia.

Wiatr- ruch poziomy powietrza na otwartych przestrzeniach. Opisuje się go podając kierunek i szybkość od strony z której wieje. Opisuje się go tzw. różą wiatrów.

Wpływ ruchu powietrza na zwierze: a)wpływa na proces oddawania ciepła i oziębiania skóry - pozytywny i negatywny wpływ zależy od prędkości ruchu, temp., wilgotności - przy temperaturach optymalnych i niższych jest niekorzystny, b)wiatr zachodni (zmienna prędkość łagodna temp.) hartuje zwierzęta (rodzaj masażu) zwęża i rozszerza podskórne naczynia krwionośne - usprawnia termoregulację, zwiększa ilość hemoglobiny i erytrocytów, c)wiatr wschodni i północny przy niskiej temp. prowadzą do przeziębień.

Zalecane prędkości ruchu powietrza dla zwierząt w pomieszczeniach:

*Bydło:porodówki -prędkość ruchu powietrza 0,1- 0,2m/s; obory z systemem wiązania i nie wiązania 0,3m/s.*Trzoda chlewna: pomieszczenia dla prosiąt odsadzonych zimą i w przejściowej porze 0,2 m/s; latem 0,6 m/s. *Drób: pomieszczenia dla kurcząt - 0,2-0,3 m/s; pomieszczenia dla kur niosek 0,3.

Sposoby pomiaru ruchu powietrza:

* w praktyce duże prędkości mierzy się anemometrami a mniejsze katatermometrami.

1. Pomiar anemometryczny- za pomocą różnych anemometrów: styczne (ciśnieniowe) np. wiatromierz Wilda, dynamiczne (rotacyjne), elektryczne, jonowe.

2. Pomiar katatermometryczny: katatermometr Hilla - zw. suchym, bardzo dokładny do pomiarów małych prędkości ruchu powietrza

Do wykonania oznaczeń konieczne jest: a)wartość indeksu katatermometru (H), czyli ochładzanie. b)wartości temp. powietrza podczas pomiarów.

Ochładzaniem- nazywamy oddawanie ciepła przez ustrój bez zmiany temp. ciała. Zjawisko to zachodzi gdy zmieni się chociaż jeden z czynników: ruch powietrza, temp, promieniowanie, parowanie (wilgotność).

Do pomiarów ochładzania stosuje się katatermometr lub frygoromer (przyrząd elektryczny) lub frygorygrafy.

Katatermometr- z wyglądu podobny do zwykłego termometru, ale wskazuje nie temperaturę lecz utratę ciepła przy ochładzaniu z temp. 38⁰C do 35⁰C. Wilgotność ochładzania wyliczona na podstawie pomiaru katatermometrycznego nazywa się katawartością lub kataindeksem. Rodzaje katateemometrów: suchy, wilgotny, srebrzysty.

Rodzaj katatermometru:

1.wilgotny ~ Czynniki wpływające na ochładzanie: ruch powietrza, temperatura powietrza, temperatura powierzchni otaczających lub natężenie promieniowania słonecznego, wilgotność powietrza. 2.suchy ~ Czynniki wpływające na ochładzanie: ruch powietrza, temperatura powietrza, temperatura powierzchni otaczających lub natężenie promieniowania słonecznego, wilgotność powietrza. 3.srebrzony ~ Czynniki wpływające na ochładzanie: ruch powietrza, temperatura powietrza.

Wielkość ochładzania: H = F/S

F - cecha katatermometru (umieszczona na urządzeniu trzycyfrowa liczba) - oznacza ile ciepła (w J) traci 1 dm³ powierzchni zbiornika z katatermometrem w czasie spadku słupka cieczy z 38⁰C do 35⁰C.

S - czas ochładzania.

H - katawartość w W/dm³.

Wzory empiryczne do obliczenia ruchu powietrza:

1. dla V do 1 m/s

2. dla V powyżej 1 m/s

V - prędkość ruchu powietrza.

H - katawartość (indeks katatermometru).

Q - różnica między średnicą temp. katatermometru a temp. powietrza /36,5 - t/ W⁰C.

Wpływ ochładzania na zwierzęta: a)wysokie wartości ochładzania prowadzą do nadmiernych strat cieplnych, a nawet do hipotermii, obserwuje się zwiększone pobieranie paszy na cele nieprodukcyjne (wrażliwe szczególnie zwierzęta młode).

b)niskie wartości mogą wiązać się z przegrzaniem zwierząt, a nawet hipotermią. Obserwuje się spadek apetytu, mniejsze zużycie paszy i mniejsze przyrosty (ujemnie reagują samce reproduktory, szczególnie buhaje, knury - pogorszenie jakości nasienia).

Ćwiczenie 7

Zanieczyszczenia

Źródła powstawania domieszek gazowych w pomieszczeniach dla zwierząt: same zwierzęta, odchody (świeżo wydalone i przetrzymywane w budynkach, zbiornikach gnojowicowych), pasza, urządzenia technologiczne.

Zwierzęta: wydzielają przede wszystkim CO₂ i amoniak (NH₃), w mniejszej ilości gazy śladowe: aldehydy, aminy, kw. organiczne, związki siarkowe

Odchody: CO₂, metan (CH₃), amoniak (NH₃), tlenek azotu (N₂O), gazy śladowe: aldehydy np. formaldehyd, aminy np. dwumetyloamina, węglowodory aromatyczne np. fenol, kwasy organiczne np. kw. masłowy, związki siarki.

Pasza: gazy śladowe: aldehydy np. formaldehyd, aminy np. dwumetyloamina, węglowodory aromatyczne np. fenol, kwasy organiczne np. kw. masłowy, związki siarki.

Procesy technologiczne, urządzenia: tlenek węgla (CO).

Tlenek węgla: a)Gazy spalinowe z kominów, pieców grzewczych i motorów spalinowych. b)Łatwo łączy się z metalami w tym i żelazem enzymów oddechowych - hamowanie oddychania tlenowego. c)wykazuje 210 razy większe powinowactwo do hemoglobiny niż tlen, łączy się z hemoglobiną tworząc karboksyhemoglobinę niezdolną do łączenia się z tlenem.

Zatrucia przewlekłe - objawy ze strony układu nerwowego: wzmożona pobudliwość nerwowa, bóle i zawroty głowy, bezsenność, brak koncentracji, itp.; objawy ze strony układu pokarmowego: brak łaknienia, nudności, wymioty, zaburzenia trawienia.

Ostre zatrucia - przy stężeniu 20- 30% karboksyhemoglobiny we krwi. Śmierć - przy stężeniu Hb CO 60- 80% (przy zawartości 1% tlenku węgla w powietrzu).

Norma 0,03%.

Zależność objawów zatrucia od poziomu karboksyhemoglobiny w krwi:

Poziom Hb CO w krwi (%):

0- 10% - objawów nie stwierdza się. ; 10- 20% - uczucie ucisku i lekkiego bólu głowy, 4ozszerzenie naczyń skórnych. ; 20- 30% - ból głowy i tętnienie w skroniach. ; 30- 40% - silny ból głowy, osłabienie, oszołomienie, wrażenie ciemności w oczach, nudności, wymioty, zapaść. ; 40- 50% - jak wyżej, zwiększona możliwość zapaści, zaburzenie akcji serca, przyspieszenie tętna i oddychania. ; 50- 60% - zaburzenia akcji serca, przyspieszenie tętna i oddychania, śpiączka przerywana drgawkami.;

60- 70% - śpiączka przerywana drgawkami, upośledzenie akcji serca i oddychania, możliwość śmierci. ; 70- 80% - tętno niskie, oddychanie zwolnione, porażenie oddychania i śmierci.

Dwutlenek węgla: a)gaz bezbarwny i bezwonny, b)źródło: powietrze wydychane, procesy gnilne zachodzące w mokrej ściółce i odchodach.

Działanie na organizm przy różnych stężeniach w powietrzu:

Stężenia %; Działanie toksyczne:

3% - nie wywołuje zatrucia lecz zwalnia przyrosty masy ciała.;

4% - obniżenie produkcyjności oraz złe samopoczucie zwierząt.;

4- 10% - duszność, przyspieszony oddech. ; pow. 25% - może powodować narkozę. ; Duże - wskutek hamującego wpływu na procesy spalania i na procesy wytwarzania ciepła - obniża temp. ciała. Norma 0,3%.

Siarkowodór: a)gaz o wyraźnie nieprzyjemnym zapachu (zapach zgniłych jaj), bardzo toksyczny,

b)powstaje przy rozkładzie (gniciu) substancji organicznych zawierających siarkę, szczególnie aminokwasów siarkowych, c)jest produkowany i wydzielany przez przewód pokarmowy zwierząt przy spożywaniu dużej ilości białka,

d)działa drażniące na spojówki oczu i nabłonek rogówki (pow.0,03mg), e)stykając się z wilgotną powierzchnią dróg oddechowych łączy się z zasadami tworząc siarczek sodu, który powoduje podrażnienie błony śluzowej, f)przedostając się do krwi atakuje układ nerwowy i wywołuje ogólne zatrucie organizmu - podrażnia ośrodek oddechowy i naczynioruchowy,

g)łącząc się łatwo z metalami, wiąże i blokuje działanie enzymów oddechowych, h)w krwi łączy się z methemoglobiną tworząc sulfohemoglobinę.

Objawy zatrucia: zapalenie spojówek, nieżyt dróg oddechowych, zapalenie żołądka i jelit, ogólne osłabienie, utrata masy ciała i schorzenia układu nerwowego.

Norma: 0,01% lub 0,015 mg/l.

Amoniak: a)gaz bezbarwny o drażniącym zapachu, b)powstaje w wyniku mikrobiologicznego rozkładu (mikroorganizmy urykolityczne - ureazy, białka, mocznika, aminokwasów a głównie kw. moczowego). c)w górnych odcinkach układu oddechowego i spojówkach oczu tworzy zasadowy wodorotlenek amonowy - podrażnienie miejscowe, obrzęk i nadżerki (u kur- zapalenie spojówek - karatoconjuctivitis) a następnie śluzowo - ropne zapalenie oskrzeli, obrzęk płuc, d)zmienia hemoglibinę w hemotynę alkaliczną, e)śmieć może nastąpić wskutek obrzęku głośni, porażenie ośrodka oddechowego lub ostrej niewydolności krążenia.

Dłuższe działanie podwyższonej koncentracji: * osłabia ogólną odporność organizmu, * zwiększa podatność organizmu na działanie wszelkich szkodliwych czynników.

Norma: 0,026‰

Działanie amoniaku w różnych stężeniach na organizm człowieka:

Stężenie mg/l; Działanie toksyczne

0,03 mg/l - lekko wyczuwalny zapach, ; 0,35 - wyraźnie wyczuwalny zapach, ; 0,3 - podrażnienie gardła, ; 0,5 - podrażnienie oczu, ; 0,21- 0,35 - możliwe do zniesienia (1/2- 1godz.), ; 1,75- 3,15 - niebezpieczne w ciągu 30 min.,; 3,5- 7 - gwałtowna śmierć.

Pozostałymi związkami, które są szkodliwe i wpływają na zwierzęta w fermach są: dekantol, oktanol, heksanol, pentanol. Przy dużych stężeniach wywołują szkodliwe działanie na błony śluzowe i oczy.

Organiczne związki siarki: tiofenol, siarczek dwuetylu.

Ketony: aceton, dekanow.

Zapylenie powietrza:

- domieszki mechaniczne w postaci drobnych cząstek pochodzenia nieorganicznego i organicznego w powietrzu pomieszczeń inwentarskich.

Pyły pochodzenia nieorg. to cząstki:

* gleby, skał, sadzy, rozproszkowanych nawozów mineralnych, środków ochrony roślin, owadobójczych, itp.

Pyły pochodzenia organicznego pochodzą z: roślin, paszy, obornika, złuszczonego nabłonka, sierści.

Pyły negatywnie oddziałują u zwierząt na:

1. Skórę: a)może pojawić się świąd skóry i objawy zapalne,

b)może dojść do zatkania gruczołów potowych a następnie stanów zapalnych, powstawanie wągrów - skóra jest odtłuszczona, staje się sucha, łatwo ulega uszkodzeniom - staje się łatwą brama wejściową do zakażenia.

c)zatkanie gruczołów potowych zmniejsza wydzielanie potu, a w konsekwencji tego jest zmniejszone oddawanie ciepła przez parowanie, d)pył pokrywający skórę osłabia jej zdolności czucia i reakcja odruchowe.

2. Oczy: a)zanieczyszczenia pyłowe mogą prowadzić do zapalenia spojówek.

3. Drogi oddechowe: a)szkodliwość pyłu jest większa im głębiej jego cząsteczki przenikają do dróg oddechowych,

b)cząsteczki o wielkości 10µm są całkowicie zatrzymywane w górnych drogach oddechowych i nie dostają się do pęcherzyków płucnych, c)cząsteczki o rozmiarach 5- 10µm są zatrzymywane prawie w 80% w drogach nosowych, d)pyły mniejsze niż 5µm są zatrzymywane w płucach, e)pyły osiadające w oskrzelach są stopniowo usuwane przez nabłonek migawkowy przy kaszlu oraz dzięki fagocytozie przez leukocyty, f)zachodzi również częściowe rozpuszczenie pyłu w śluzie oskrzelowym i tchawicowym, g)część pyłu, która nie została wydalona i rozpuszczona wnika do węzłów chłonnych, pęcherzyków płucnych a nawet innych narządów.

Nagromadzenie się pyłu wwęzłach chłonnych powoduje powstanie choroby zwanej pylicą płucną.

Dopuszczalna norma zapylenia w stajniach, oborach wynosi 300- 400 cząsteczek /1m² powietrza.

Metody pomiaru pyłów:

1.grawimetryczne (wagowe) - mało dokładne, 2.konimetryczne (obliczeniwe, np. pyłomierz Owensa, konimetr Zaissa).

Najbardziej znanym i dokładnym przyrządem do pomiarów zapylenia jest konimetr Zaissa: a)mikroskop o zdolności powiększania 200-krotnego, b)pompka ssąca powietrze, c)ruchoma szklana płytka -n posiadające 30 pól.

Liczbę pyłów ustala się w zakreślonym polu widzenia z powierzchni 1 cm.

Metody konimetryczne Owensa:

* liczbę cząsteczek wylicza się ze wzoru P = N * S /V

P-suma cząstek pyłu. N-długość smugi wyrażona jako liczba kratek przypadająca na jej długość. S-średnia zawartość pyłów w jednym szeregu poprzecznym.V-ilość przepompowanego przez pyłomierz powietrza w cm³.

Klasyfikacja zapylenia powietrza w pomieszczeniach inwentarskich:

Stopień zapylenia ;Stan zanieczyszczenia powietrza;

Liczba cząstek pyłów (szt./cm³)

I - powietrze dobre - do 50szt./cm³

II - słabo zanieczyscz.- 50- 100

III - średnio - 100- 200

IV - znacznie - 200- 300

V - silnie - 300- 400

VI - b. silnie - ponad 400

Mikrobiologiczne zanieczyszczenie pomieszczeń inwentarskich: w powietrzu pomieszczeń inwentarskich obok zanieczyszczeń chemicznych i pyłowych występują również mikroorganizmy,

W skład zanieczyszczeń biologicznych wchodzą: bakterie, wirusy, grzyby, glony, pyłki kwiatowe, nasiona, sierść.

Aerozolem biologicznym - nazywamy drobne kropelki pyłu lub drobne cząsteczki materii stałej, które zawierają mikroorganizmy znajdujące się w stanie dyspersyjnym w powietrzu.

Ze względu na ich skład jakościowy i znaczenie dla ludzi i zwierząt dzielimy je na: saprofityczne, patogenne (zakaźne), mieszane (składające się z obu w/w).

Wyróżniamy następujące fazy aerozoli: 1.faza gruboziarnista - cząsteczki składnika rozpuszczonego są większe od 100nm, 2.f. drobnoziarnista - cząsteczki składnika rozpuszczonego są większe od 100- 50nm, 3.f. jądrowo - kropelkowa - od 50- 1nm, 4.f. pyłu bakteryjnego - od 50-0,5nm.

Najbardziej niebezpieczne z punktu widzenia epizootycznego są fazy: jądrowo- kropelkowa, pyłu bakteryjnego.

Metody oznaczania ogólnej liczby drobnoustrojów w powietrzu:

* Metoda osadzania (sedymentacji): mechaniczne osiadanie pyłu i mikroorganizmów znajdujących się w powietrzu na powierzchnię stałego podłoża bakteryjnego (agar w płytkach Petriego). Płytki indukuje się 24godz. w 37⁰C i liczy się wyrosłe kolonie. Ogólną ich liczbę lub średnią liczbę kolonii z kilku płytek podstawia się do wzoru:

A = a* 100* 100 / t₁ * r² * 1/5 * t

A - liczba drobnoustrojów w 1cm³ powietrza. a - średnia liczba kolonii na pożywce z kilku płytek Petriego. t₁r² - powierzchnia podłoża (cm²). t - czas ekspozycji podłoża (min.). 1/5 - uwielokrotniony czas ekspozycji podłoża do 5 min.

* Metoda zdarzeniowa: aparaty zw. aeroskopami. Zasada działania - wymuszony przepływ przez szczeliną, która uderza o powierzchnię płytki z podłożem stałym (agar na płytce), mikroorganizmy przyklejają się do podłoża

Ćwiczenie 8

Oświetlenie i wpływ oświetlenia

Promieniowanie elektromagnet. docierające do atmosfery ziemskiej, w zależności od długości światła dzielimy na:

-kosmiczne, gamma, rentgenowskie, ultrafioletowe, świetlne, podczerwone, radiowe.

Promieniowanie ultrafioletowe:

1)tworzenie się wit.D₃ - zapobiega powstawaniu krzywicy- reguluje gospodarkę wapniowo- fosforowo.

2)uczynnienie gruczołów dokrewny wpływających budująco na powierzchnię na materii,

3)silne działanie bakteriobójcze,

4)przyspieszają gojenie się ran i owrzodzeń, 5)wzmagają siły odpornościowe ustroju Dłuższe działanie promieniowania UV: powoduje rumień skóry, stany zapalne (dermatitis). Obrona organizmu przed nadmiernym parowanie jest pigment skóry.

Promieniowanie widzialne:

1)pozwala zwierzętom na orientację w otoczeniu, poszukiwanie pokarmu, ucieczkę,

2)podnosi odporność zwierząt,

3)wzmaga aktywność ruchową, przemianę materii, prawidłowy rozwój kośćca, mięśni i narządów wewnętrznych, 4)wpływa na wydzielanie gruczołów gonadotropowych, 5)wpływa na redukcja i produkcyjność zwierząt.

Ograniczony dostęp światła widzialnego u zwierząt powoduje: * u loch- częściowa lub całkowitą sterylność, * u krów- słabe manifestowanie objawów rujowych, zmniejszenie wskaźnika zapłodnień, wydłużenie okresu międzyciążowego, spadek mleczności. * u drobiu- opóźnienie wzrostu i rozwoju, obniżenie nieśności, zaburzenia w spermatogenezie, obniżenie czynności płciowych.

Promieniowanie podczerwone:

1)są źródłem ciepła, 2)wnikają najgłębiej (20mm) rozszerzając naczynia krwionośne, powodują większy lepsze ukrwienie, podwyższona odporność, 3)przyspieszają gojenie się ran i rekonwalescencją przy schorzeniach reumatycznych.

Metody pomiaru natężenia promieniowania:

* fotometryczne (pomiary dla części widzialnej widma),

* kolorymetryczne (pomiary natężenia promieniowania w całym obszarze widmowym) - pyranometry, solarymetry (np. Gorczańskiego), aktynometry, perheliometry.

Solarymetr Gorczańskiego służy do pomiaru: promieniowania całkowitego, bezpośredniego, rozproszonego, albeda (stosunek promieniowania odbitego do padającego).

Usłonecznienie - okres kiedy słońce oświetla dane miejsce, mierzymy heliografem.

Oświetlenie naturalne pomieszczeń zależy od:

1)szerokości geograficznej,

2)usytuowania budynku względem stron świata (najwięcej okna południowe) 3)odległości od przeszkód terenowych (drzewa i inne budynki), 4)koloru i czystości ścian, 5)struktury ścian (gładkie zwiększają natężenie oświetlenia w porównaniu z chropowatymi), 6) kształtu okien (najwięcej- okna okrągłe), 7)czystości okien (brudne szyby pochłaniają od 15- 60% światła), 8)umiejscowienia okien (okna umiejscowione wyżej dają więcej światła ale nie mogą być zacienione przez okapy).

Metody pomiaru oświetlenia pomieszczeń inwentarskich:

* pośrednie: 1)współczynnik oświetlenia - stosunek powierzchni okien do powierzchni podłogi (O:P), 2) kat padania promieni (światła) (nie mniejszy niż 25⁰ - norma 27⁰), 3)kąt otworu okiennego (nie mniejszy niż 5⁰).

* bezpośrednie: 1)pomiar natężenia oświetlenia luksomierzem (światłomierz), zarówno naturalne i sztuczne- WOP (WON) (%)- współczynnik oświetlenia naturalnego.

Kąt padania światła:

* okna z jednej strony- kąt ten zawarty jest między linia podłogi a linia poprowadzona od górnego ościeża okiennego do styku przeciwległej ściany z podłogą.

* okna z obu stron - kat zawarty między linia poprowadzona z polowy szerokości pomieszczenia do górnego ościeża a linia podłogi.

Kąt otworu okiennego- określony jest dwiema liniami prowadzonymi od górnego ościeża i parapetu okiennego do styku przeciwnej ściany z podłogą (przy oknach z dwóch stron linie zbiegają się w połowie szerokości podłogi). Nie powinien być mniejszy os 5⁰.

Oświetlenie pomieszczeń inwentarskich wg Trietiakowa:

- budynki dla bydła (obory wydojowe): współ.ośw.pom.-WOP: 0,8- 1; stosunek okien do podłogi 1:10- 1:15,

- budynki dla trzody chlewnej: współ. ośw. Pom.-WOP 1,2; O:P 1:10, tuczniki 0,5; O:P 1:20

- budynki dla owiec (porodówki): współ.ośw.pom.- WOP 0,5; O:P 1:20

Sztuczne oświetlenie budynków inwentarskich:

Zwierzęta reprodukcyjne, ze względu na wpływ świata na zdolność reprodukcyjną, wymagają oświetlenia o wyższym natężeniu niż zwierzęta przeznaczone do tuczu. Tucz zwierząt w pomieszczeniach bez naturalnego oświetlenia sprzyja większym przyrostom wagowym oraz ogranicza do minimum kanibalizm i walki hierarchiczne u młodych osobników.

Barwa światła:

1)biała- pozytywny wpływ na samopoczucie zwierząt - zakres widm zbliżony do dziennego światła naturalnego, 2)czerwona - światło to przeciwdziała kanibalizmowi, 3)niebieskie - traktowane jest jako robocze, niewidzialne dla ptaków. Używa się do prac porządkowych i pielęgnacyjnych, jak również do chwytania ptaków.

Norma oświetlenia w pomieszczeniach inwentarskich:

1)do pobierania pasz, przynajmniej 20 lx na wysokości stojących zwierząt, 2)przy doju i czynnościach porządkowych 40- 60lx.

Promieniowanie świetlne docierające do ziemi dzielimy na 3 zakresy fal: 1)promieniowanie ultrafioletowe (do ziemi docierają fale 280- 400nm)- ok. 1%. 2)promienie widzialne - światło (400- 760nm)- ok. 39%. 3)promieniowanie podczerwone (760- 2300nm)- 60%.

Bakteriobójcze działanie różnych zakresów promieniowania UV na pałeczki jelitowe:

I)FrakcjeUV: II)Długość fal: III)Potrzebny zakres działania bakteriobójczego:

I)C II)200-210 III)120

210-220 30

220-240 20

240-260 2

260-280 4

B 280-300 1200

300-330 1920

A 300-330 1920

340-360 480

380-400 960

430-440 7680

15

---