POWRÓT

ZARZĄDZANIE ŚRODOWISKIEM - SEMESTR II

WPROWADZENIE DO TEMATYKI OCHRONY ŚRODOWISKA


Spis treści rozdziału - tutaj kliknij

Dylematy XXI w.
Składniki środowiska (powietrze, woda, gleba)
Zanieczyszczenia
Odpady

 

Dylematy XXI w.

   


Rozwój cywilizacji wiąże się z wieloma atakami na życie, na ożywioną część środowiska przyrodniczego. Degradacji ulega również część nieożywiona, np. zanik warstwy ozonowej. W ożywionej części środowiska przyrodniczego obserwujemy wylesienie znacznych obszarów Europy Południowej i Zachodniej oraz do naruszenia na tych terenach równowagi biologicznej. W niektórych regionach naszego globu obserwujemy zmiany klimatu, składu atmosfery, osłabienia produktywności ekosystemów ( dziura ozonowa). Efektem tego jest zanik wielu gatunków na znacznych przestrzeniach.
Podobnie zjawiska obserwujemy w naszym kraju. W wielu rejonach naszego kraju stan środowiska znacznie pogarszył się, przede wszystkim poprzez nadmierne zanieczyszczenie rzek, powietrza i degradację powierzchni ziemi. Największe zanieczyszczenie środowiska naszego kraju, miało miejsce w latach 1950 - 1988 r. Polska należała w tym czasie do najbardziej zanieczyszczonych państw Europy, a przyczynami tego stanu były m.in. niskie ceny wody i surowców, forsowany rozwój przemysłu ciężkiego oraz narastające opóźnienie technologiczne i cywilizacyjne. Podjęte w latach 90-tych działania znacznie ten proces zahamowały, porzez podjęcie wielu działań mających na celu zachowanie równowagi w systemie przyrodniczym.
Skutki zagrożeń naruszenia równowagi w środowisku przyrodniczym są tak duże, że powodują zagrożenia życia ludzkiego w wymiarze międzynarodowym. Konieczne stało się podjęcie działań w zakresie globalnym jak i krajowym mających na celu zachowanie równowagi w systemie przyrodniczym poprzez;

  • wprowadzenie spójnego i łącznego zarządzania środowiskiem,
  • zapobieganie powstawaniu negatywnych dla środowiska skutków działalności gospodarczej (ochrona środowiska),
  • racjonalne użytkowanie zasobów przyrodniczych (gospodarka wodna, leśnictwo, ochrona i wykorzystanie zasobów surowcowych i glebowych, planowanie przestrzenne).

Znalazło to swoje odbicie w odpowiednich strukturach zarządzania na szczeblu państwowym, wojewódzkim i samorządowym oraz takim podziale kompetencji, zadań i dostępnych procedur, aby cele polityki ekologicznej na każdym szczeblu były wyznaczane w oparciu o rozpoznanie potrzeb - lokalnych, regionalnych i krajowych, zaś środki do ich osiągnięcia były dobierane przede wszystkim w oparciu o kryteria efektywności ekologicznej i ekonomicznej. Jednocześnie wśród przedsiębiorstw, bezpośrednio lub pośrednio korzystających z zasobów środowiska oraz wprowadzających w nim zmiany, konieczne stało się promowanie i tworzenie warunków dla rozwoju prośrodowiskowych systemów zarządzania, ukierunkowanych na systematyczne eliminowanie, a jeżeli nie jest to możliwe, na minimalizowanie niekorzystnych oddziaływań na środowisko i jego zasoby. Tylko w takim przypadku można mówić o zapewnieniu bezpieczeństwa ekologicznego.

Do góry


 

Składniki środowiska (powietrze, woda, gleba)

   


Powietrze


Powietrze jest to bezbarwna i bezwonna mieszanina gazów, składająca się z azotu (N2), tlenu (O2), gazów szlachetnych, dwutlenku węgla (CO2) oraz pary wodnej i zanieczyszczeń pochodzenia organicznego i mineralnego.

Składniki powietrza

Nazwa

Udział %

Azot
Tlen
Argon
Dwutlenek węgla
Inne gazy szlachetne

78,09
20,95
0,93
0,023 - 0,050
0,0025

Tlen

Tlen jest najważniejszym składnikiem powietrza a jako substancja jest niezbędny do życia ludzi, zwierząt i roślin. Jest zużywany podczas oddychania a odzyskiwany w czasie reakcji fotosyntezy.


Obieg tlenu w przyrodzie

Jest gazem bezbarwnym i bez zapachu a w postaci skroplonej o lekkim niebieskim zabarwieniu.
Na Ziemi oprócz atmosfery, duże ilości tlenu spotykamy w postaci związanej w wielu minerałach, tkankach roślinnych i zwierzęcych oraz w wodzie. Minerałem najczęściej spotykanym jest krzemionka.
Z powietrza tlen wydziela się przez skroplenie i destylację.

Tlen wykorzystuje się

  • w produkcji stali
  • w lecznictwie dla podtrzymania procesów oddychania
  • w aparatach tlenowych
  • w palnikach wodorowo-tlenowych i acetylenowo-tlenowych
  • jako utleniacz w paliwie rakietowym

Azot

Azot znajdujący się w powietrzu w odróżnieniu od tlenu nie jest tak aktywny chemicznie. W stanie wolnym jest gazem bezbarwnym i bez zapachu.
Duże ilości azotu spotykamy na Ziemi w organizmach zwierzęcych i roślinnych pod postacią białek, gdzie znajduje się jego ok. 16%. Azot w postaci związków chemicznych jest konieczny do rozwoju większości roślin i organizmów żywych. Tymi związkami są najczęściej sole dostarczane do gleby pod postacią nawozów sztucznych i sole wytwarzane przez bakterie znajdujące sie w glebie. Wytworzone sole (sole amonowe i azotany) są następnie przyswajane przez rośliny i zamieniane w białko
Przemiana materii u roślin i zwierząt, jak i rozkład obumarłych organizmów przyczyniają sie do odtworzenia zużytych soli.


Obieg azotu w przyrodzie

Znanymi związkami azotu są;

  • saletra - wykorzystywana jako nawóz sztuczny
  • amoniak - stosowany jako nawóz sztuczny oraz jako czynnik chłodzący.

Dwutlenek węgla

Dwutlenek węgla jest składnikiem powietrza o zmiennej zawartości. Wydychają go ludzie i zwierzęta. Jest bezbarwnym, bezwonnym gazem, dobrze rozpuszczalnym w wodzie.
W odróżnieniu od tlenu i azotu dwutlenek węgla jest substancją złożoną z dwóch pierwiastków - węgla i tlenu.
Uwalniany do atmosfery w procesie oddychania dwutlenek węgla, bierze udzial w procesie fotosyntezy. Fotosynteza jest podstawowym procesem o podstawowym znaczeniu dla świata żywego.

Fotosynteza to wiązanie dwutlenku węgla przez rośliny zielone i jest najważniejszym procesem biochemicznym na Ziemi


Obieg dwutlenku węgla w przyrodzie

Życie w stanie, w jakim istnieje obecnie, możliwe jest tylko dzięki fotosyntezie. Energią dla jego utrzymania jest światło słoneczne pochłaniane przez chlorofil (barwnik roślin) i przekształcane w cukier o nazwie glukoza, która z kolei przekształca się w skrobię i celulozę.


Fotosynteza

Otrzymane cukry, służą następnie za material wyjściowy dla różnych przemian zachodzących w żywych organizmach. Przebieg fotosyntezy możemy zapisać jako:

woda + dwutlenek węgla + światło słoneczne ---> cukry (węglowodany)

Duże ilości dwutlenku węgla na Ziemi występują pod postacią minerałów. Najważniejszym z nich jest skała wapienna.


Woda


Woda jako substancja występuje na Ziemi w znaczących ilościach. Praktycznie 3/4 powierzchni Ziemi zajmują morza i oceany. Jest również podstawowym składnikiem żywych organizmów. Zawartość wody w tkankach u poszczególnych organizmów jest różna, lecz zwykle wynosi nie mniej niż 65% całej masy.


Obieg wody w przyrodzie

Woda jest dobrym rozpuszczalnikiem dla licznych substancji. Ogromna ilość związków potrzebnych do życia występuje w wodzie w postaci rozpuszczonej. Przykładem jest cukier który spożywamy razem herbatą, kawą czy jako dodatek do napoi.
Woda podobnie jak dwutlenek węgla bierze udział w procesie fotosyntezy. Brak lub niedostatek wody powoduje ustanie procesów życiowych znacznie szybciej niż niedobór jakichkolwiek innych składników pokarmowych. Zwykła woda nie jest czysta; z reguły zawiera rozpuszczone minerały i gazy, a niekiedy substancje organiczne


Gleba

Powierzchniową warstwę skorupy kontynentalnej zdolną do zaspokojenia zapotrzebowania roślin na składniki pokarmowe i wodę nazywamy glebą. Środowisko glebowe to składnik przyrody, mieszczący się na styku litosfery, atmosfery i biosfery, składający się z organicznych i mineralnych ciał stałych (40 - 50 %), z wody (20 - 25 %) i powietrza, które wypełnia przestrzenie między ziarnami gruntu.
Najwyższą warstwę gleby stanowi warstwa próchnicza, w której przebiega większość procesów życiowych roślin i organizmów żywych. Składa się ona z obumarłych nierozłozonych do końca części roslin, martwych mikroorganizmów, substancji humusowych
Pod warstwą próchniczą występuje poziom eluwialny. Pod wpływem wód opadowych i procesów chemicznych w tej strefie występują procesy wypłukiwania soli Ca(II), Mg(II), Na(I), K(I) i Fe(II), a także przemieszczania i przemiany związków organicznych wymywanych z poziomu próchniczego.
Gleba jest naturalnym siedliskiem dla wielu organizmów. W glebie rozwijają się populacje takich organizmów jak; wirusy, bakterie, samożywne, cudzożywne, promieniowce, pleśnie, a także pierwiotniaki, glony i nicienie. Wśród organizmów wyższych dominiują dżdżownice, stawonogi, pajęczaki i inne owady. Glebę zamieszkują także kręgowce, takie jak; myszy, susły, krety, piżmaki, chomiki i świstaki oraz jest także źródłem surowców mineralnych, takich jak glina, iły, piasek i żwir.
Jedną z najważniejszych funkcji gleby jest to, ze dzięki niej możliwa jest produkcja żywności.

Do góry


 

Zagrożenia

   


Eksperci wyróżniają w ostatnich latach główne rodzaje zagrożeń do których zaliczamy:

  • rozprzestrzenianie się substancji toksycznych (metale ciężkie) nie dających się biologicznie rozłożyć chemicznych lub radioaktywnych,
  • niszczenie lasów i zakwaszanie akwenów wodnych przez trucizny przemysłowe (kwaśne deszcze),
  • zanieczyszczenie górnych warstw atmosfery przez chlorofluorowęglowodory, które powodują uszkadzanie warstwy ozonu (dziura ozonowa) i na skutek tego wzrost przenikania szkodliwych promieni ultrafioletowych,
  • efekt cieplarniany,
  • smog.

Poza tym istnieje stałe zanieczyszczenie powietrza przez inne pierwiastki i związki chemiczne oraz zapylenie, a także katastrofalny przyrost ilości śmieci. Szczegółowe problemy to zagłada lasów tropikalnych i doprowadzanie do masowego, przyśpieszonego wymierania gatunków.


Zanieczyszczenie powietrza

Zanieczyszczenie powietrza następuje wkutek wprowadzenia substancji stałych, ciekłych lub gazowych w ilościach, które mogą oddziaływać szkodliwie na zdrowie człowieka, klimat, przyrodę żywą, glebę, wodę, albo też powodować inne szkody w środowisku. Substancje zanieczyszczające atmosferę, ze względu na swój charakter i łatwość rozprzestrzeniania się, oddziałują na wszystkie elementy środowiska, na żywe zasoby przyrody, na zdrowie człowieka i wytwory jego działalności. Najczęściej zanieczyszczenia są wynikiem:

  • procesów naturalnych (np. tumany kurzu przy silnym wietrze, gazy wulkaniczne, wyładowania atmosferyczne)
  • procesów dzialności człowieka

Zanieczyszczenia będące wynikiem działalności człowieka przeważają nad obszarami przemysłowymi i o dużej gęstości zaludnienia. Główne źródła zanieczyszceń to:

  • spalanie paliw kopalnianych (węgiel kamienny, brunatny, ropa naftowa)
  • wypalanie lasów i nieużytków
  • spalanie paliw w silnikach spalinowych
  • wysypiska śmieci
  • nawożenie nawozami sztucznymi
  • hodowla zwierząt
  • stosowanie różnego rodzaju środków chłodniczych

W wyniku działalności człowieka do atmosfery przedostają się następujące substancje: dwutlenek węgla, tlenek węgla, metan, tlenki azotu, tlenek siarki(IV), węglowodory i fluorochloropochodne weglowodorów.

Zwiększenie udziału tlenku węgla(IV) (CO2) w powietrzu prowadzi do zachwiania naturalnej równowagi i w konsekwencji Ziemia zostaje otoczona gazową powłoką, w której CO2 odgrywa rolę jednokierunkowego filtru przepuszczającego część promieniowania słonecznego na Ziemię, a zatrzymującego część promieniowania emitowanego przez powierzchnię Ziemi.

W wyniku tego procesu temperatura powietrza, a tym samym Ziemi, wzrasta. Jest to tzw. efekt cieplarniany.

Efekt cieplarniany jest to zjawisko występujące w atmosferze spowodowane obecnością w powietrzu pary wodnej, dwutlenku węgla, ozonu , tlenku węgla oraz metanu i występował zawsze od kiedy w atmosferze Ziemi pojawił sie dwutlenek węgla i woda. Wymienione substancje posiadają zdolność pochłaniania (zatrzymywania) w atmosferze ciepła pochodzącego z nagrzewania Ziemi przez Słońce oraz własnego ciepła powstającego we jej wnętrzu. A to oznacza, że ciepło zostaje uwięzione, co daje efekt podobny do efektu wywołanego przez dach szklarni. Największy udział w tym efekcie ma para wodna i dwutlenek węgla.


Rys. Efekt cieplarniany

Jeżeli w przyrodzie jest zachowana równowaga wymienionych gazów to mówimy, że mamy do czynienia z naturalnym efektem cieplarnianym. W ostatnich dziesięcioleciach w wyniku działalności człowieka ta równowaga została zachwiana. W atmosferze zanotowano znaczny wzrost zawartości dwutlenku węgla. Jest to wynikiem;

  • spalania dużej ilości paliw (węgiel, benzyna, olej napędowy)
  • wycinania drzew, które pochłaniają dwutlenek wegla w procesie fotosyntezy

Przypuszcza się, że jest to główny czynnik wzrostu średniej temperatury na Ziemi. Skutki mogą okazać się tragiczne, szczególnie dla tych miejsc, które są położone blisko oceanów i mórz. W wyniku topnienia lodów ulegną zalaniu znaczne obszary kontynentów a klimat wielu miejsc ulegnie zmianie. Przypuszcza się, że w Polsce będziemy mieli klimat podobny do tego, który występuje dziś na południowych Morawach.

W konsekwencji może to doprowadzic do zmiany klimatu, ocieplenia, topnienia lodowców i zalewania części kontynentów.

Obecność w powietrzu tlenków siarki i azotu przyczynia się do występowania tzw. kwaśnych deszczów, które powodują uszkodzenia budowli, korozję metali, zakwaszenie gleby i wód a to prowadzi do wymierania lasów. Przykładem jest zniszczenie drzewostanów Karkonoszy, gdzie głównym źródłem zanieczyszczeń było spalanie węgla brunatnego w elektrowniach.


Zanieczyszczenia wód

Jakość wody jest właściwością względną i zazwyczaj zależy ona od zawartości tlenu, ciał stałych, biologicznego zapotrzebowania tlenu, zawieszonych osadów, kwasowości i temperatury.
Rozpuszczony w wodzie tlen jest potrzebny wszystkim roślinom, rybom i bakteriom żyjącym wodzie. Zmniejszenie stanu tlenu w wodzie może spowodować obecność;

  • organicznych substancji (białko, tłuszcze, węglowodany, węgiel, zywice i olej
  • nieorganicznych substancji (kwasy, alkalia, sole)

Podział zanieczyszczeń wód

Ogólnie zanieczyszczenia wód dzieli się na:

  • zanieczyszczenia fizyczne
  • zanieczyszczenia fizjologiczne
  • zanieczyszczenia biologiczne

Zanieczyszczenie fizyczne wody na ogół pochodzi od zmętnienia, podniesionej temperatury i zawiesin. Zmętnienie wody powstaje wskutek erozji gleby i ścieków koloidalnych, którymi są białka, tłuszcze i węglowodany.
Zanieczyszczenie termiczne najczęściej spowodowane jest wypuszczaniem do rzek, zbiorników wodnych ciepłej wody z elektrowni i różnego rodzaju zakładów wytwórczych.

Zanieczyszczenia fizjologiczne powodują zły smak i niepożądany zapach.

Zanieczyszczenie biologiczne spowodowane jest obecnością w wodzie bakterii, wirusów, pierwotniaków, pasożytów i toksyn roślinnych. Właśnie takie choroby jak cholera, tyfus, dezynteria oraz infekcje wątroby najczęściej biorą swe początki od skażenia źródeł wody.
Wszystkie zanieczyszczenia wód spowodowane są wypuszczaniem do wód różnego rodzaju ścieków tj.

  • ścieków z gospodarstw domowych - pochodzących z prania i mycia, z urządzeń sanitarnych. W większości zawierają zanieczyszczenia organiczne
  • ścieków przemysłowych i rzemieślniczych - pochodzą z cukrowni, mydlarni, garbarni i zakładów rolnych. W większości w ściekach znajdują się zanieczyszczenia organiczne i niektórych przypadkach nieorganiczne.


Zanieczyszczenia gleby


Zanieczyszczenia gleby pochodzą od szkodliwych substancji zawartych w powietrzu, jonów metali ciężkich, trwałych substancji organicznych, nawozów sztucznych nadmiernie użytych w terenie, pozostałości po nieczynnych zakładach przemysłowych i stacjach paliw.

Co może zanieczyszczać glebę?

Zakwaszenie gleby - z gleby nadmiernie zakwaszonej wymywane są substancje odżywcze, uwalniane są toksyczne jony glinu oraz wprowadzane w obieg jony metali ciężkich. W konsekwencji zatruciu ulegają wody gruntowe.

Nawozy sztuczne - nadmiernie użyte są wypłukiwane do rzek i zbiorników wodnych wywołując eutrofizację wód.

Metale ciężkie (Pb, Cd, Hg) - pochodzą od zanieczyszczeń wywołanych spalaniem benzyn zawierających czteroetylek ołowiu, przenikaniem ścieków z hut, wyrzucaniem akumulatorów, farb i środków antykorozyjnych. Z gleby przenikają do roślin a następnie spożywane są przyczyną chorób takich jak: anemia, uszkodzenie szpiku kostnego, uszkodzenie układu nerwowego, osteoporoza i wiele innych.

Do góry


 

Odpady

   


Odpady są to substancje wytwarzane w wielkich ilościach w procesach produkcyjnych i syntezach chemicznych jako produkt uboczny oraz są to substancje, które powstają w czasie konsumcji i na skutek zużycia nie są już potrzebne. Ta grupa odpadów ogólnie nazywana jest śmieciami.

Odpady mogą pochodzić z:

  • gospodarstw domowych
  • zakładów rzemieślniczych
  • rolnictwa i przemysłu

Wszystkie odpady odpowiednio nie zabezpieczone i nie przetworzone zanieczyszczają środowisko co w konsekwencji prowadzi do zanieczyszczenia wód gruntowych, powietrza i gleby.
Dlatego należy tak zorganizować gospodarkę odpadami aby zminimalizować straty w środowisku. Cel ten osiąga się poprzez:

  • recykling, który polega na ponownym wykorzystaniu odpadów do wytwarzania nowych produktów. Recykling największe zastosowanie ma w stosunku do takich materiałów jak papier, tworzywa sztuczne, metale i szkło.
  • kompostowanie, który polega na biologicznym rozkładzie i przekształcaniu śmieci organicznych, masy roślinnej i szlamu ściekowego.
  • spalanie odpadów, który polega na pozbywaniu się odpadów (śmieci z gospodarstw domowych) na drodze spalania

Do góry


   

 

 (C) 2018 Wydział Przyrodniczo-Techniczny KPSW. All Rights Reserved