ANTROPOPRESJA PRZEMYSŁOWA

REWOLUCJA PRZEMYSŁOWA 1760 - 1830

• całokształt przemian technicznych, ekonomicznych oraz społecznych związanych z powstawaniem przemysłu fabrycznego i nowoczesnej cywilizacji przemysłowej.

• Najwcześniej, ok. 1760-1830, rewolucja przemysłowa dokonała się w Anglii. Wśród wielu wynalazków, które się tam wówczas pojawiły, zasadnicze znaczenie miały innowacje w hutnictwie, włókiennictwie i energetyce.

• W hutnictwie główną rolę odegrały nowe metody wytapiania i obróbki żelaza. Zastąpiono węgiel drzewny węglem kamiennym i koksem. Skonstruowano nowy typ pieców (wielkie piece), a także pieców do rafinacji surówki żelaza (piece pudlingowe) i zastąpiono kucie walcowaniem.

• Pozwoliło to na wytwarzanie dużych ilości produktów o jednakowych właściwościach i zapoczątkowało erę masowej produkcji żelaza.

• Rozwojowi hutnictwa towarzyszyło powstanie górnictwa węgla kamiennego i szybki wzrost wydobycia tego surowca.

• Zużycie węgla kamiennego w Wielkiej Brytanii:

• 1800 - 10 mln ton

• 1856 - 60 mln ton

• 1869 - 97 mln ton

• 1900 - 167 mln ton

• 1913 - 189 mln ton

• 1929 - 176 mln ton

• 1950 - 194 mln ton

• Przewrót w energetyce dokonał się w wyniku zastosowania maszyny parowej do napędu urządzeń mechanicznych w górnictwie, hutnictwie, włókiennictwie, następnie w innych dziedzinach produkcji, na końcu w transporcie. Pierwsza użyteczna maszyna parowa została uruchomiona 1770; wynalazek ten doprowadził do znacznego uniezależnienia źródła energii od warunków naturalnych.

•   W przemyśle włókienniczym najważniejszym procesem rozwojowym była mechanizacja pracy.

• Jej początki nastąpiły wraz z pojawieniem się maszyn przędzalniczych i mechanicznych warsztatów tkackich w 2. połowie XVIII wieku.

• Zastosowano maszyne parowa do napędu urządzeń przędzalniczych i tkackich:

• 1830 - 3000 maszyn parowych

• 1870 - 50 000-100 000 maszyn parowych

• 1712 - tłokowa maszyna parowa atmosferyczna, do pompowania wody z kopalni (Thomas Newcomen - Anglia).

• 1720 - wiertarki do metali i obrabiarki do kół zębatych,

• 1732 - maszyna parowa (Newcomena) do napędu maszyn obrotowych (Darby - Anglia).

• 1733 - mechaniczne czółenko tkackie (Kay - Anglia),

• 1735 - wytop żelaza tylko przy użyciu koksu (Darby - Anglia),

• 1754 - pierwsza walcownia żelaza (H. Cort)

• 1761 - maszyna do urobku węgla (M. Menzies - Anglia)

• 1764 - przędzarka mechaniczna (Hargreaves - Anglia)

• 1769 - przemysłowa maszyna parowa (Watt - Anglia)

• 1800 - bateria elektryczna (Volta - Włochy)

• 1808 - kolej parowa na szynach (R. Trevithick - Anglia)

• 1825 - pierwsza publiczna linia kolejowa Stockton - Darlington (G. Stephenson - Anglia) - Prowadzony przez Stephensona parowóz Locomotion ciągnął 80 ton ładunku węgla i mąki na odcinku 15 km przez ponad dwie godziny, osiągając na jednym z odcinków prędkość 39 km/h.

• Skutki:

• Spalanie węgla zwiększyło zanieczyszczenie powietrza - na szerszą skalę pojawiły się:

• zapylenie (spalanie metanu z niedoborem tlenu)

• smog.

Druga REWOLUCJA PRZEMYSŁOWA 1870 - 1914

• 1829 - pierwszy silnik elektryczny (Jedlicka)

• 1832 - pierwsza prądnica prądu zmiennego (Pixii - Francja)

• 1853 - lampa naftowa (Ignacy Łukasiewicz - Polska),

• 1854 - wydobycie i przetwarzanie ropy naftowej (Łukasiewicz - Polska), pierwsza żarówka elektryczna (Goebel - Niemcy),

• 1856 - masowa produkcja stali (Bessemer - Anglia),

• 1875 - pojazd z silnikiem benzynowym (Austria),

• 1879 - lokomotywa elektryczna (Niemcy), żarówka elektryczna (Edison - USA),

• 1885 - samochód z silnikiem benzynowym (Benz - Niemcy),

• 1901 - nawiązanie łączności radiowej poprzez Atlantyk (Marconi - Włochy),

• 1903 - samolot: pierwsze udane loty (Wright, Hawk - USA),

• 1934 - sztuczna promieniotwórczość (Curie - Francja).

• 1942 - pierwszy reaktor jądrowy (Fermi, Chicago),

• 1945 - bomba atomowa (Oppenheimer - USA),

• 1948 - tranzystor (USA),

• 1971 - pierwszy mikroprocesor (USA),

• 1981 - pierwszy w świecie komputer osobisty (IBM PC),

Przemysł czynnikiem zmian zachodzących w środowisku

• Zmiany w skali globalnej spowodowane wykorzystaniem paliw kopalnych: początkowo węgla a potem ropy naftowej, jej pochodnych i gazu ziemnego :

• efekt cieplarniany - globalne ocieplenie

• zanik warstwy ozonowej

• zakwaszenie środowiska (efekt regionalny)

Globalne ocieplenie- Hipotezy globalnego ocieplenia próbują wytłumaczyć dlaczego średnia globalna temperatura wzrosła od końca 19 wieku do początku 21wieku o 0,7st. C i ocenić w jakiej mierze efekt ten jest wywoływany przez działalność człowieka.

Przyczyny zmian klimatycznych

Roczna emisja substancji gazowych do atmosfery

Efekt cieplarniany- w atmosferze zidentyfikowano ponad 30 gazów szklarniowych.

Efekt cieplarniany

Skutkiem może być:

• wymieranie gatunków,

• ubożenie gleb,

• niedobory wody na obszarach, gdzie dotychczas nie było z nią kłopotów,

• anomalie klimatyczne,

• zmniejszenie się powierzchni lądów, w tym obszarów możliwych do zasiedlenia

• Wzrost globalnej średniej rocznej temperatury powietrza od 1,4 do 5,8°C w okresie 1990-2100 (jeżeli koncentracja gazów cieplarnianych podwoi się).

• Wzrost poziomu morza od 9 do 88 cm w okresie 1990-2100 na skutek termicznej ekspansji oceanów oraz topnienia lodów. Wzrost poziomu morza może mieć negatywny wpływ na infrastrukturę energetyczną, przemysłową i transportową, siedliska ludzkie, system ubezpieczeń majątkowych oraz turystykę.

• Zmiany cyrkulacji atmosferycznej wpływające na warunki klimatyczne w różnych regionach świata oraz zmiany w cyrkulacji oceanicznej, która będzie zaburzać przebieg prądów morskich.

• Zmiany w reżimie opadów, co wpłynie na częstość i zasięg występowania susz i powodzi oraz związanego z tym ograniczania w dostępie do zasobów wodnych niektórych regionów świata.

• Zanik lodowców górskich, zmniejszanie pokrywy śnieżnej, zmniejszenie zasięgu lodu morskiego i kurczenie się wiecznej zmarzliny.

• Spadek produkcji rolnej w strefie międzyzwrotnikowej, co wiąże się z rozszerzeniem strefy głodu przy jednoczesnym wzroście produktywności rolniczej strefy umiarkowanej.

• Zmiany w składzie gatunkowym wielu ekosystemów (takich jak lasy, rafy koralowe).

• Zwiększenie zagrożenia zdrowia społeczeństw przez rozszerzenie się zasięgu występowania chorób.

Sprzężenia zwrotne - a postęp ocieplenia

• Geofizyczne sprzężenia zwrotne, które bezpośrednio wpływają na system radiacji:

• Przykładem takiego sprzężenia dodatniego (czyli potęgującego efekt) jest wzrost zawartości pary wodnej spowodowany wzrostem temperatury i parowania (emisja najważniejszego gazu szklarniowego do atmosfery) i powodujące dalsze nasilenie efektu cieplarnianego.

• Drugim, najbardziej dyskusyjnym przykładem jest zwiększony rozwój chmur. Chmury zmniejszają dopływ promieniowania słonecznego do powierzchni Ziemi przez pochłanianie i odbijanie energii promienistej w zakresie krótkofalowym, co powoduje ochłodzenie atmosfery. Równocześnie chmury absorbują promieniowanie długofalowe Ziemi, kierując je z powrotem do jej powierzchni, a więc działają tak, jak gazy szklarniowe, powodując ocieplenie atmosfery. Wynik netto oddziaływania chmur pozostaje nadal nieokreślony.

Ocieplenie globalne - wpływ innych zanieczyszczeń

• Uważa się, że zarówno naturalna, jak i antropogeniczna emisja pyłu do atmosfery (np. w wyniku erupcji wulkanicznych, procesów spalania, działalności przemysłu materiałów budowlanych, składowania produktów przemysłu wydobywczego) oraz antropogeniczna emisja SO2 do atmosfery, który podlega przemianom do aerozolu siarczanowego, są zjawiskami osłabiającymi efekt cieplarniany.

• Dzieje się tak głównie dlatego, że substancje te (albo zanieczyszczenia wtórne powstające w wyniku emisji tych substancji) ograniczają dopływ promieniowania słonecznego do powierzchni Ziemi.

Sprzężenia zwrotne -a postęp ocieplenia

• Biochemiczne sprzężenia zwrotne, które wpływają na system radiacyjny poprzez biosferę.

• Przykładem sprzężenia dodatniego jest zmniejszenie rozpuszczalności dwutlenku węgla w oceanach wraz ze wzrostem temperatury, co prowadzi do zwiększenia ilości CO2 w powietrzu atmosferycznym i spotęgowanie efektu cieplarnianego.

• Przykładem ujemnego sprzężenia jest wzrost szybkości reakcji zaniku metanu wraz ze wzrostem temperatury, co powoduje osłabienie efektu cieplarnianego w związku z redukcją CH4 w atmosferze.

• Przykładem sprzężenia o nieznanym kierunku jest stopień wymiany dwutlenku węgla między atmosferą a oceanem, związany ze wzrostem temperatury.

Ubytek warstwy ozonowej

Dziura ozonowa to zjawisko ubytku ozonu w ozonosferze, wywołane zanieczyszczeniem atmosfery związkami reagującymi z ozonem. W wyniku reakcji następuje spadek stężenia ozonu i tworzenie się tzw. dziur ozonowych.

• Wśród gazów wywierających niszczący wpływ na warstwę ozonową największy udział mają freony, halony, tlenki azotu, chlorek metylu i bromek metylu

• Pod względem chemicznym freony (CFC) są pochodnymi chlorowcowymi węglowodorów nasyconych. W cząsteczce zawierają atomy chloru i fluoru, niekiedy również bromu.

• Halony są pochodnymi fluorowcowymi metanu i etanu.

Ubytek warstwy ozonowej

• Ozon mierzymy w dobsonach. 300 dobsonów to wartość typowa dla warstwy ozonowej. Co to oznacza? Gdyby przyjąć, że wszystkie cząstki ozonu zostały zgromadzone przy powierzchni ziemi to grubość takiej warstwy wynosiłaby około 3 mm (= 300 dobsonów).

• 1 dobson = warstwa o grubości 0,01 mm składająca się z czystego ozonu przy powierzchni ziemi ( w temperaturze 0 st. Celsjusza)

Nazwy najpopularniejszych freonów i innych związków chłodniczych

Oznaczenia Nazwa polska

• R-11 CFC-11 trichlorofluorometan

• R-12 CFC-12 dichlorodifluorometan

• R-13 CFC-13 chlorotrifluorometan

• R-22 HCFC-22 chlorodiflurometan

• R-23 HFC-23 trifluorometan

• R-113 CFC-113 trichlorotrifluoroetan

• R-114 CFC-114 1,2-dichloro-1,1,2,2-tetrafluoroetan

• R-115 CFC-115 1-chloro-1,1,2,2,2-pentafluoroetan

• R-116 CFC-116 heksachloroetan

• R-134a HFC-134a 1,1,1,2-tetrafluoroetan

• R-227ea HFC-227ea 1,1,1,2,3,3,3-heptafluoropropan

Kwaśne deszcze:

• Kwaśne deszcze - opady atmosferyczne, o odczynie kwaśnym; zawierają kwasy wytworzone w reakcji wody z pochłoniętymi z powietrza gazami, jak: dwutlenek siarki, tlenki azotu, siarkowodór, chlorowodór, wyemitowanymi do atmosfery w procesach spalania paliw oraz różnego rodzaju produkcji przemysłowej.

• Wraz z opadami atmosferycznymi, zanieczyszczenia spadają na ziemię i roślinność w postaci opadu zwanego "depozycją mokrą". Mogą jednak osiadać na cząsteczkach pyłu zawieszonego w powietrzu, które to cząsteczki z czasem opadają. Mówi się wtedy o "depozycji suchej".

• Niebezpieczeństwo pochodzi jednak z powietrza, a całe zjawisko łączenia się tlenków z wodą i dostawania się w ten sposób kwasów do wód, gleb, i płuc ludzi i zwierząt, oraz na mury budynków określa się ogólnie nazwą "kwaśnego deszczu".

ANTROPOPRESJA ROLNICZA

Wpływ rolnictwa na środowisko

• Zmiana krajobrazu -utrata siedlisk naturalnych

• degradacja gleby

• zanieczyszczenie wód

• zmiany genetyczne organizmów (biotechnologia)

Użytkowanie ziemi -użytki rolne na kontynentach

Coraz więcej ziemi uprawnej , coraz intensywniejsza uprawa

• system leśno-odłogowy

• system zaroślowo-odłogowy

• system dwupolowy

• system trójpolowy

• płodozmian - uprawa ciągła

Pustynnienie

• Degradacja ziemi na obszarach suchych i pólsuchych spowodowana różnymi czynnikami naturalnymi i antropogenicznymi.

• Zbiór różnych procesów: obniżanie poziomu wody gruntowej, usychanie drzew, ubożenie florystyczne, powstawanie ruchomych wydm.

AZOT

• Drogi migracji w rolnictwie:

• wymywanie w formie azotanów do wód gruntowych i powierzchniowych

• ulatnianie do atmosfery w formie amoniaku NH3

• ulatnianie do atmosfery w formie produktów denitryfikacji NO, NO2, N2

Ekologiczne skutki strat azotu w rolnictwie

Azot tracony w produkcji rolniczej ulega rozproszeniu do wód

gruntowych, powierzchniowych i atmosfery, co może mieć wiele

niekorzystnych następstw dla środowiska, do których m.in.należą:

(1) obniżenie jakości glebowych zasobów wód pitnych,

(2) eutrofizacja jezior i rzek,

(3) udział w tworzeniu kwaśnych deszczy,

(4) udział w efekcie cieplarnianym.

Źródła globalnej emisji amoniaku- NH3

Wzrost zanieczyszczenia powietrza

• gazy pochodzące ze spalanego węgla - do 4% wagi węgla

• pyły z produkcji hutniczej - 8-10% wagi wyprodukowanej surówki

• rozwój przemysły chemicznego

• wzrost ilości odpadów przemysłowych

Zanieczyszczenie rzek w Anglii - pomór ryb w latach 1820-1830.

---