Download
1 / 57
570 likes | 754 Views
DANE INFORMACYJNE. ID grupy: B1 Lokalizacja: Białystok Opiekun: Adam Więcko Kompetencja: Matematyczno-przyrodnicza Temat projektowy: Badanie wpływu przemysłu na składniki biosfery – powietrze, wodę, glebę Semestr/rok szkolny: V/2011-2012.
E N D
DANE INFORMACYJNE • ID grupy: B1 • Lokalizacja: Białystok • Opiekun: Adam Więcko • Kompetencja: Matematyczno-przyrodnicza • Temat projektowy: Badanie wpływu przemysłu na składniki biosfery – powietrze, wodę, glebę • Semestr/rok szkolny: V/2011-2012
Można powiedzieć, że zawdzięczamy wodzie życie. Gdyby nie woda, nasza planeta wyglądałaby jak pustynia. Sam człowiek składa się głównie z wody. Woda służy dziś ludziom także do produkcji energii, jest wykorzystywana w przemyśle oraz do celów sanitarnych.
Woda, wydaje się wielu ludziom, jest dobrem, które nigdy się nie wyczerpie. Tymczasem wody coraz częściej brakuje. Dlatego warto ludziom uświadomić, że jest ona drogocenna i należy ją szanować — korzystać z niej tak, by nie zabrakło jej wszystkim potrzebującym.
W ciągu doby każda osoba zużywa i zanieczyszcza około 130 litrów wody 7L na zmywanie naczyń 30L w toalecie 50 l do kąpieli 30 l na pranie 6 l na gotowanie i picie
Produkcja 1 tony papieru wymaga 1700 kg drewna, dużej ilości energii i 2500 l wody. Taka sama ilość papieru wyprodukowanego z makulatury wymaga już 1500 l wody. Zbieraj makulaturę — tak też przyczynisz się do oszczędności wody Do wyprodukowania jednego samochodu trzeba około 3000L wody.
Woda występuje w 3 stanach skupienia: Cieczy ciała stałego i gazu
Krążenie wody Lód (ciało stałe)
Szczególnie ważną rolę dla człowieka odgrywa woda w rzekach oraz stawach. W nich występuje woda słodka nadająca się do spożycia . Dzięki rzekom niektóre tereny mogą być nawadniane, ratując od głodu i biedy tubylców. Ważne jest to iż sam człowiek w około 70% składa się z wody, dlatego jest ona mu tak potrzebna do życia.
Często jednak obfite opady deszczu powodują tragiczne w skutkach powodzie.
Wszechobecna woda ma naprawdę bardzo wiele, nie da się ich wszystkich wymienić, zastosowań. Jednym z nich jest jej obecność w herbacie. Jest też wykorzystywana w przemyśle, budownictwie, celach sanitarnych, czystościowych, kulinarnych, rekreacyjnych.
Gdyby nie woda żyli byśmy w ciemnościach, ponieważ produkujące prąd turbiny w elektrowniach są napędzane parą, ciężka woda jest potrzebna do produkcji energii jądrowej.
Woda ogrzewa nam domy, jest w kaloryferach. Dzięki wodzie możemy gasić pożary oraz odbywać podróże statkami.
Jak wiemy, woda jest wykorzystywana w wielu dziedzinach życia. Jednak mało kto martwi się jej czystością. Niewiele osób wie, że choćby używając do czyszczenia środki chemiczne, niszczymy ją. Największym trucicielem wody jest przemysł wytwarzający gigantyczne ilości odpadów, które czasami zamiast do utylizacji trafiają wprost do pobliskiej rzeki. Musimy mieć trochę wyobraźni i bardziej dbać o czystość wody, ponieważ przy obecnym postępie przemysłowym Ziemia nie potrafi poradzić sobie z zanieczyszczeniami.
Zagrożenia dla wody • Fabryki odprowadzające do rzek oraz jezior wodę zawierającą trujące substancje, przez co zdarzają się lokalne katastrofy biologiczne.
Zagrożenia dla wody • Miasta, z których wylewają się do rzeczek potoki ścieków zawierających: resztki pożywienia, odchody, brudną wodę po myciu i praniu. Miasta muszą dużo inwestować w oczyszczalnie ścieków.
Zagrożenia dla wody • Przez kominy elektrowni cieplnych, hut, cementowni oraz zakładów chemicznych wypuszcza się w powietrze duże ilości trujących gazów i pyłów, które powracają na ziemię w formie kwaśnych deszczy.
Zagrożenia dla wody • Niebezpieczne mogą być cmentarze położone zbyt blisko zbiorników wody.
Zanieczyszczenia wód występują, gdy organizmy żywe, zanieczyszczenia mechaniczne lub substancje chemiczne, które występują naturalnie, są w stężeniu przekraczającym dopuszczalną normę, lub nie są naturalnymi składnikami wody. Zanieczyszczenia wód mają katastrofalny wpływ na życie w zbiorniku wodnym oraz na wszystkie inne istoty korzystające ze skażonej wody. Zanieczyszczona woda ma inny smak, zapach jest mętna. Najważniejszymi czynnikami zanieczyszczającymi wodę są: azotany, chlorki, siarczany, fosforany, jony metali ciężkich, fenole, aminy aromatyczne, barwniki, pestycydy, detergenty, policykliczne węglowodany aromatyczne, polichloropochodne bifenylu, radioizotopy, bakterie Escherichia coli. Za zanieczyszczenia wód w przeważającej mierze odpowiadają ludzie wylewając ścieki oraz wrzucając do wód różne przedmioty.
Oczyszczanie wody Przyroda nie jest w stanie poradzić sobie ze wzrastającymi pokładami zanieczyszczeń, zwłaszcza ściekami. W celu ich usuwania powstają oczyszczalnie ścieków, ich skuteczność jest różna, te starsze mogą obecnie działać niewydajnie. Do oczyszczania wody stosuje się także przydomowe oczyszczalnie, stosuje się je wtedy gdy dom nie jest przyłączony do miejskiej kanalizacji, a produkuje dużo odpadków. Niestety nie wszystkich stać na takie przydomowe oczyszczalnie, lecz niekoniecznie, aby dbać o środowisko trzeba kupować sprzęt za ok. 3000 zł. Pożytecznym sposobem dbania o środowisko jest zakładanie przydomowych szamb na domowe ścieki.
Oczyszczanie wody • 1.Odcedzanie. Najpierw za pomocą siatek z drutu odcedza się patyki, papier itp. Następnie się je spala albo zakopuje. • 2.Osadniki piasku. Odcedzone ścieki gromadzi się w zbiornikach, w których następuje osadzenie się: piasku, kamieni oraz innych ciężkich obiektów. • 3.Osadniki cząsteczek lżejszych. Ścieki przepompowuje się następnie do innych zbiorników, w których następuje osadzenie się lżejszych cząstek. Osadzony szlam używa się do produkcji nawozów. • 4.Napowietrzanie. Płynne ścieki są napowietrzane za pomocą wpuszczonego z dołu powietrza, które ma umożliwić wzrost bakterii. Bakterie trawią odpadki zamieniając je na niegroźne odpadki. • 5.Oczyszczanie biologiczne. Płyn wprowadzany jest za pomocą spryskiwaczy do zbiorników wypełnionych kamykami i żużlem. Pokryte są one bakteriami, które trawią kolejne porcje składników zawartych w ściekach. W wyniku tych zabiegów powstaje oczyszczona ciecz, którą wypuszcza się do rzeki.
Dlaczego wody studzienne są w większości przypadków niezdatne do picia? Według badań sanepidów ponad 80% studni w Polsce zawiera wodę niezdatną do picia! To bardzo alarmujące dane, jeśli zważyć, że połowa ludności Polski korzysta nadal ze studni. Również większość posiadaczy studni ocenia jakość swojej wody po jej wyglądzie i smaku. Nawet jeśli wiedzą oni o wysypywanych na sąsiednie pola pestycydach, to wierzą, że woda deszczowa, które je w sobie rozpuszcza, ulegnie oczyszczeniu zanim przejdzie do studni przez warstwy gruntu.
Tymczasem nic bardziej mylnego - wszystkie pestycydy, nawozy sztuczne, azotany, odcieki z gnojowic itp., które rozpuszczają się w wodzie, przejdą do studni bez problemu przez różne warstwy geologiczne gruntu i zostaną wypite przez ludzi korzystających z niej. Gotowanie takiej wody służy tylko do wyniszczenia bakterii i wirusów, ale nie usuwa z niej rozpuszczonych związków chemicznych. Długie gotowanie powoduje zagęszczenie związków chemicznych w wodzie.
Dlaczego wody mineralne i źródlane są dzisiaj takie same jak wody z kranu? Wody mineralne pochodzą bez wyjątku z głębi ziemi. Znalazły się tam miliony lat temu w momencie tworzenia się skorupy ziemskiej, bowiem woda wypełniła już wtedy wszystkie szczeliny i pustki jakie w tej skorupie się pojawiły. Człowiek przez minione miliony lat nigdy nie korzystał z wód mineralnych, bowiem nigdy dotąd nie miał do nich dostępu. Eksploatacja tych wód rozpoczęła się stosunkowo niedawno (około 100 lat temu), od momentu wynalezienia technik wiertniczych do wykonywania głębokich otworów w skorupie ziemskiej, a w ostatnich latach eksploatacja ta czyniona była w sposób rabunkowy.
Ale nie zapominajmy praw fizyki - jeśli wydobywa się na powierzchnię ziemi wodę mineralną z jej głębi, to w tym samym czasie zasysa się z powrotem wodę powierzchniową, najczęściej skażoną chemicznie. Taki proces mieszania czystych, na początku ich eksploatacji, wód mineralnych z zanieczyszczonymi wodami powierzchniowymi trwał tak długo aż doszło do ich skażenia.
CO TO JEST GLEBA? • warstwa powierzchniowa pokrywająca skorupę ziemską. • powstała w wyniku długotrwałych procesów, które przebiegały na powierzchni Ziemi. • o długości procesu świadczy fakt, iż warstwa ziemi o grubości 2 – 3 cm kształtuje się od 200 do 1000 lat. • proces ten polega na oddziaływaniu czynników klimatycznych, które powodują wietrzenie skał, jak i na oddziaływaniu organizmów. • rozdrobniona skała zatrzymuje cząstki wody i powietrze. Z czasem pojawiają się rośliny utrwalające glebę. • bardzo ważną funkcję pełnią drobnoustroje, których zadaniem jest rozkładanie szczątków roślinnych i zwierzęcych, wzbogacając w ten sposób glebę w próchnicę i minerały.
JAKI JEST SKŁAD GLEBY? • materia organiczna (5%); • minerały (45%); • woda (25%); • powietrze (25%). • Utrzymanie wysokiej jakości gleby zapewniają organizmy glebowe. W związku z tym można potraktować glebę jako żywą warstwę skorupy ziemskiej. Jak wiadomo wszystko co żywe podlega ciągłym zmianom, będących wynikiem oddziaływania czynników naturalnych, a także wpływem działalności samego człowieka.
SKŁADNIKI CHEMICZNE GLEBY • Wyróżniamy następujące pierwiastki: węgiel C, glin Al, wapń Ca, żelazo Fe, chlor Cl, wodór H, potas K, magnez Mg, azot N, sód Na, tlen O, fosfor P, siarka S, krzem Si, mangan Mn, molibden Mo, miedź Cu, kobalt Co, ołów Pb, cynk Zn, bor B, tytan Ti. • część mineralna to przede wszystkim: krzem Si, glin Al, żelazo Fe, wapń Ca. • krzem występuje w 60 do 90% pod postacią krzemionki. • glin występuje w granicach 5 – 12%. • żelazo występuje w postaci Fe2+ oraz Fe3+ • wapń w postaci węglanu wapnia CaCO3, którego zawartość waha się pomiędzy ilościami śladowymi, a kilkudziesięcioma procentami. • pozostałe pierwiastki mierzymy w ppm; mogą sięgać najwyżej 1% zawartości
ODCZYN GLEBY • Właściwość gleby wyrażona przez stosunek stężenia jonów wodorowych H+ do jonów wodorotlenowych OH- (odczyn roztworu określony w jednostkach pH) w fazie stałej gleby i w jej roztworze. Można wyróżnić: • gleby o odczynie kwasowym, pH < 6,6, z przewagą jonów wodorowych i jonów glinu. Gleby te dzielimy na: • - gleby o odczynie silnie kwasowym, pH < 4,5; • - gleby o odczynie kwasowym, pH 4,6 - 5,5; • - gleby o odczynie lekko kwasowym pH 5,6 - 6,5; • gleby o odczynie obojętnym, pH 6,6 - 7,2, jony występują w równowadze; • gleby o odczynie zasadowym, pH > 7,2, z przewagą jonów wodorotlenowych, znaczenie ma tutaj obecność takich składników zasadowych jak węglan wapnia, jony wapnia, magnezu i sodu.
CO TO JEST KOLOID? • Układ koloidalny (koloid, układ koloidowy, roztwór koloidalny) – niejednorodna mieszanina, zwykle dwufazowa, tworząca układ dwóch substancji, w którym jedna z substancji jest rozproszona w drugiej. Rozdrobnienie (czyli dyspersja) substancji rozproszonej jest tak duże, że fizycznie mieszanina sprawia wrażenie substancji jednorodnej, jednak nie jest to wymieszanie na poziomie pojedynczych cząsteczek. • Typowy układ koloidalny składa się z dwóch faz: • fazy ciągłej, czyli substancji rozpraszającej, zwanej też ośrodkiem dyspersyjnym albo dyspergującym, • fazy rozproszonej, czyli substancji zawieszonej (zdyspergowanej) w ośrodku dyspersyjnym i w nim nierozpuszczalnej.
Na powierzchni ciała zanurzonego w elektrolicie jest zaadsorbowana warstwa jonów. Ta warstwa przylega ściśle do powierzchni i tworzy tak zwany ładunek powierzchniowy. Dalej od powierzchni jest warstwa dyfuzyjna ("rozmyta") jonów o ładunku przeciwnym do ładunku powierzchniowego. Całkowita algebraiczna suma ładunku elektrycznego jest zerowa. Nierównomierne rozmieszczenie ładunku powoduje różnicę potencjału elektrycznego na granicy międzyfazowej.
CO TO JEST SORPCJA? • Faza stała gleby ma zdolność zatrzymywania par, gazów, drobnych zawiesin, molekuł i jonów. Zjawisko to nazywamy sorpcją. • W gleboznawstwie wyróżnia się pięć rodzajów sorpcji: • mechaniczna • fizyczna • chemiczna • biologiczna • wymienna
RODZAJE SORPCJI Sorpcja chemiczna polega na wytrącaniu się osadów na skutek reakcji między jonami znajdującymi się w roztworze glebowym lub między jonami roztworu glebowego a kompleksem sorpcyjnym. Sorpcja chemiczna ma bardzo duże znaczenie w przypadku fosforanów. Dzięki niej rozpuszczalne w roztworze glebowym fosforany nawozowe są natychmiast strącane i nie ulegają wymywaniu w głąb profilu glebowego: H2PO4- + Al3+ + 2H2O → Al(OH)2H2PO4 + 2H+
RODZAJE SORPCJI Sorpcja wymienna (fizykochemiczna) polega na wymianie jonów między roztworem glebowym a kompleksem sorpcyjnym. Jest to proces odwracalny, dążący do zachowania równowagi między stężeniem jonów w fazie ciekłej i stałej gleby. Wzrost koncentracji danego jonu w roztworze glebowym (np. poprzez nawożenie) powoduje zwiększenie sorpcji tego jonu aż do momentu ustalenia się nowego stanu równowagi faza stała – roztwór glebowy. Spadek stężenia jonu w roztworze glebowym (np. pobranie przez rośliny) prowadzi do nasilenia procesów desorpcji.
CO TO JEST ATMOSFERA? ATMOSFERA —gazowa powłoka otaczająca planetę o masie wystarczającej do utrzymywania wokół siebie warstwy gazów, w wyniku działania siły grawitacji. Gęstość atmosfery tuż nad Ziemią osiąga maksimum i stopniowo maleje wraz ze wzrostem wysokości i staje się nieodróżnialna od gęstości gazu międzyplanetarnego.
CZYM SĄ KWAŚNE DESZCZE? KWAŚNE DESZCZE to opady atmosferyczne zawierające w kroplach wody zaabsorbowane gazy – dwutlenek siarki (SO2), tlenki azotu i inne bezwodniki kwasowe oraz produkty ich reakcji w atmosferze – słabe roztwory kwasu siarkowego (IV), znacznie groźniejszego kwasu siarkowego (VI), kwasu azotowego (V).
Kwaśne deszcze powstają głównie na obszarach, gdzie atmosfera jest narażona na długotrwałą emisję dwutlenku siarki i tlenków azotu. • Powstają głównie wskutek reakcji chemicznych między gazami SO2 i NOx i wodą. Większość SO2 i NOx jest emitowana do atmosfery wskutek spalania paliw kopalnych.
Transport drogowy, morski i lotniczy jest znaczącym źródłem emisji NOx • Źródła naturalne to wybuchy wulkanów, pioruny i rozkład materii organicznej. • Naturalne źródła SO2 to wybuchy wulkanów, oceany (siarczek metylu), rozkładmaterii organicznej i pożary lasów. • Kwaśne deszcze to jednak głównie skutek emisji antropogenicznych (budowle, huty, fabryki…)
OCHRONA PRZED KWAŚNYMI DESZCZAMI Zapobieganie występowania kwaśnych deszczy polega na budowaniu instalacji wyłapujących tlenki siarki i azotu ze spalin emitowanych do atmosfery oraz ograniczaniu spalania paliw zawierających siarkę i jej związki, głównie węgla brunatnego i kamiennego. Przeciwdziałanie występowaniu kwaśnych deszczy powinno mieć charakter międzynarodowy, ponieważ nierzadko opady kwaśnego deszczu trafiają na obszary znacznie oddalone od źródeł zanieczyszczeń atmosfery.
Wśród gazów wywierających niszczący wpływ na warstwę ozonową największy udział mają freony, halony oraz tlenki azotu. • Pod względem chemicznym freony (CFC) są pochodnymi chlorowcowymi węglowodorów nasyconych. • W cząsteczce zawierają atomy chloru i fluoru, niekiedy również bromu.
