Globalne zmiany rodowiska
Download
1 / 114

GLOBALNE ZMIANY ŚRODOWISKA - PowerPoint PPT Presentation


  • 281 Views
  • Uploaded on

GLOBALNE ZMIANY ŚRODOWISKA. Antropogeniczne zmiany środowiska: rolnictwo przemysł inne. Wpływ rolnictwa na zmiany środowiska: teoria Ruddimana przykłady z okresu historycznego systemy irygacyjne i ich wpływ na środowisko

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about ' GLOBALNE ZMIANY ŚRODOWISKA' - harlan-briggs


An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript

  • Wpływ rolnictwa na zmiany środowiska:

  • teoria Ruddimana

  • przykłady z okresu historycznego

  • systemy irygacyjne i ich wpływ na środowisko

  • skutki stosowania nawozów sztucznych

  • pustynnienie


  • Naturalne przyczyny zmian środowiska:

  • skład atmosfery

  • zmiany środowiska w okresie zlodowaceń

  • zmiany środowiska we wczesnej historii Ziemi

  • Zmiany wybranych elementów środowiska w historii Ziemi:

  • zmiany składu atmosfery

  • biosfera i jej wpływ na klimat i inne elementy środowiska

  • obieg węgla w przyrodzie

  • hipoteza Gai



KALENDARZ

  • Ziemia istnieje 4.6 miliarda lat

  • Eukarioty powstały około 1 miliarda lat temu

  • Pierwsze istoty ludzkie (hominidzi) pojawiły się na Ziemi około 4 milionów lat temu

  • Początki rolnictwa datują się na 12 tysięcy lat temu

  • Rozkwit rolnictwa 1650-1850

  • Rozkwit nowoczesnego rolnictwa 1950


Rolnictwo jest jednym z najważniejszych kulturowych czynników zmian środowiska

Rozwój rolnictwa nie byłby możliwy bez uprzedniego powstania społeczności myśliwych-zbieraczy

Narodziny rolnictwa spowodowały diametralną zmianę stosunków między człowiekiem a środowiskiem


MATERIALIZM lub MATERIALIZM KULTUROWY czynników zmian środowiska

  • Skutki:

  • dalszy wzrost liczby ludności

  • powstanie stałych obozowisk

  • handel, obawy o zasoby żywności

  • podział pracy ułatwiający różnorodne formy aktywności

  • Przyczyny:

  • wzrost liczby ludności

  • pragnienie posiadanie nadwyżek żywności

  • spadek ilości dostępnej żywności na skutek zmian środowiska

TEORIE ŚRODOWISKOWE i EKOLOGICZNE

  • Przyczyny:

  • osiadły tryb życia

  • zmiany klimatu u schyłku epoki lodowcowej

  • skupienie roślin, zwierząt i ludzi w oazach na Bliskim Wschodzie w okresie niedoborów opadów

  • przemieszczenie się źródeł żywności na skutek zmian klimatycznych i ekologicznych

  • Skutki:

  • powstanie społecznych nacisków wymuszających działania w celu zapewnienia pożywienia

  • innowacje techniczne i wzrost efektywności produkcji żywności

  • rozwój ceramiki


Ośrodki udomowienia roślin czynników zmian środowiska

owies, pszenica, groch, soczewica, len, drzewa oliwne, winogrono, figi, palmy

ryż

soja

herbata

kukurydza

fasola

kakao

pomidory

awokado

wanilia

sorgo

pochrzyn

kawowiec

palmy

ryż afrykański

ryż, banany, pieprz, trzcina cukrowa, pomarańcze, orzechy kokosowe

tytoń, orzeszki ziemne, ziemniaki, bawełna, pomidory, kokosy, ziele angielskie, kasawa, kauczukowce


Ośrodki udomowienia zwierząt czynników zmian środowiska


Rolnictwo stworzyło impuls dla rozwoju myśli technicznej począwszy od prymitywnych z dzisiejszego punktu widzenia narzędzi i naczyń do przechowywania zbiorów, po skomplikowane urządzenia, chemiczne środki ochrony, przemysł przetwórczy

pług

pług

sierp


Rozwój rolnictwa oznaczał także począwszy od prymitywnych z dzisiejszego punktu widzenia narzędzi i naczyń do przechowywania zbiorów, po skomplikowane urządzenia, chemiczne środki ochrony, przemysł przetwórczy

zmiany w krajobrazie i sposobach użytkowania ziemi – krajobrazy naturalne, cechujące się dużą różnorodnością zanikały



Zmiany te wiązały się ze zmianami albedo, teraz zwykle silnie zróżnicowanym sezonowo, w zależności od rodzaju upraw i fazy rozwoju, oraz zmianami bilansu wodnego. A te wpływały na klimat, najpierw w skali lokalnej, a w miarę przybywania terenów rolniczych, także globalnej.


Zmiana krajobrazu: utrata siedlisk naturalnych i bioróżnorodności

Zmiany pokrywy roślinnej (globalnie w okresie 1700-1980):

Lasy: -18%

Łaki: -1%

Pola uprawne 466,4%

Tempo wzrostu pól uprawnych w mln ha/rok


Zmiana krajobrazu: utrata siedlisk naturalnych i bioróżnorodności

Stopień przetworzenia krajobrazu


Rolnictwo bioróżnorodnościprzyczyniło się do zmniejszenia powierzchni zajmowanej przez mokradła. Odwadniano je już w czasach rzymskich, aby wykorzystywać pod uprawy (np. we wschodniej Anglii, czy na wybrzeżu Morza Śródziemnego)

Przekształceniu uległy też liczne delty rzek i terasy zalewowe: np. delta Rodanu i Padu.

Mokradła


Tereny podmokłe: bioróżnorodności

bagna

torfowiska

moczary i

rozlewiska


mokradła są siedliskiem wielu gatunków roślin i zwierząt, gdzieindziej nie spotykanych

trzciniak

błotniak stawowy

wodnik

czapla siwa


Korzyści z terenów podmokłych: zwierząt, gdzieindziej nie spotykanych

Zapobiegają powodziom

  • Tereny zalewowe zlokalizowane wzdłuż brzegów rzek niwelują falę powodziową

  • Pozwalają wodzie rozlać się na przybrzeżne łąki

Magazynują wodę

  • Tereny podmokłe stanowią naturalny magazyn wody, z której rośliny mogą korzystać nawet w czasie suszy

Zapobiegają erozji

  • Rośliny rosnące wzdłuż brzegów rzek zapobiegają ich podmywaniu i niszczeniu przez wodę


Konwencja o Obszarach Podmokłych zwierząt, gdzieindziej nie spotykanych, podpisana w Ramsar w Iranie w 1971, jest traktatem międzyrzadowym, który stworzył ramy dla międzynarodowej współpracy i regionalnych działań na rzecz ochrony i mądrego gospodarowania obszarami podmokłymi i ich zasobami. Obecnie Konwencjępodpisało 150 sygnatariuszy, ochrona objęła 1590 siedlisk podmokłych.Łącznie 1034 milionów hektarów, wpisano na Listę Chronionych obszarów podmokłych o Międzynarodowym Znaczeniu.


defragmentacja zwierząt, gdzieindziej nie spotykanych

Na skutek rozwoju rolnictwa i przekształcania terenów naturalnych w pola uprawne i pastwiska dochodzi do defragmentacji i izolacji siedlisk naturalnych.

Fragmentacja wpływa ograniczająco na materiał genetyczny dostępny dla środowiska biotycznego. W miarę zmniejszania się siedlisk i braku połączeń między nimi ułatwiajacych łączenie się par i rozmnażanie, niektóre gatunki nie są zdolne do przetrwania, ich liczebność spada i stopniowo zanikają.

Toczą się liczne dyskusje na temat granicznej wielkości siedlisk, poniżej której gwałtownie spada bioróżnorodność.


Bioróżnorodność zwierząt, gdzieindziej nie spotykanych

Bioróżnorodność jest niezmiernie istotna zarówno w kontekście zachowania srodowiska, jak i materiału genetycznego.

Jest istotnym elementem globalnego biogeochemicznego obiegu pierwiastków w geologicznej skali czasu i regulatorem klimatu globalnego.

Stanowi źródło zasobów, od których zależna jest ludzkość.


Bioróżnorodność, a biotechnologia zwierząt, gdzieindziej nie spotykanych

Nie tak dawno jeszcze niektórzy twierdzili, że pewne gatunki są "ekologicznie zbędne", a ich ewentualny zanik byłby bez znaczenia.

Rozwój biotechnologii zmienił diametralnie spojrzenie na bioróżnorodność. Bioróżnorodność stała sie potencjalnym źródłem surowców pożytecznych dla medycyny, ochrony upraw, ziołolecznictwa, czy źródłem genów.

Utrata bioróżnorodności, czyli zanik pewnych gatunków stanowi bezpowrotną utratę możliwości wykorzystania tych zasobów


Bioróżnorodność, a produktywność zwierząt, gdzieindziej nie spotykanych

Badania prowadzone w naturalnych ekosystemach łąkowych pokazały, że te o bardziej zróżnicowanym składzie roślinnym:

były odporniejsze na suszę i zdolne do szybszego ożywienia po jej zakończeniu,

bardziej produktywne (ocena na podstawie przyrostu biomasy),

zawartość azotanów w warstwie poniżej strefy korzeniowej (obszarze niedostępnym dla roślin) była tu mniejsza


Zmiany użytkowania ziemi, a klimat zwierząt, gdzieindziej nie spotykanych

Na przykładzie południowo-wschodniej Australii pokazano, że zastąpienie formacji roślinnych uprawami pszenicy ozimej zmniejszyło transport ciepła odczuwalnego z ziemi do atmosfery zimą i wiosną. To z kolei mogło przyczynić się do spadku opadów, który, jeśli utrzyma się dłużej, może mieć niekorzystny wpływ na inne formacje roślinne w tym rejonie.

Zmiany pokrywy roślinnej powodują zmianę albedo powierzchni Ziemi, a także wpływają na bilans cieplny powierzchni.

Lasy stanowią ogromny magazyn węgla, wylesianie powoduje powrót CO2 do atmosfery i wpływa na obieg węgla.


THE ANTHROPOGENIC GREENHOUSE ERA zwierząt, gdzieindziej nie spotykanychBEGAN THOUSANDS OF YEARS AGO

WILLIAM F. RUDDIMAN

Climatic Change 61: 261–293, 2003.


  • Porównanie insolacji w lipcu na równoleżniku 30°N ( zwierząt, gdzieindziej nie spotykanychBerger i Loutre, 1996) ze stężeniem metanu w rdzeniach lodowych

  • Seria CH4 z rdzenia Vostok(Petit i in.,1999),

  • Seria CH4 GRIP (Blunieri in. , 1995), Trend z pierwszej fazy holocenu i wartości prognozowane na podstawie przebiegu w poprzednich interglacjałach


Stężenie atmosferycznego dwutlenku węgla w antarktycznych rdzeniach lodowych

(A) Trend CO2 w rdzeniu Vostok (Petit i in., 1999) i sygnał morski δ18O(SPECMAP, Imbrie i in., 1984).

(B) Trendy CO2 z czterech ostatnich cykli : gwiazdki wskazują maksimum interglacjału ; kółka pokazują moment minimum

(C) Dane CO2 z rdzenia Taylor Dome (Indermuhle i in., 1999). Trend z wczesnego holocenu w kierunku minimum wskazanego w poprzednich integlacjałach.


Eutrofizacja rdzeniach lodowych

proces wzbogacania zbiorników wodnych w substancje pokarmowe (nutrienty, biogeny), głównie w związki azotu i fosforu.


Eutrofizacja rdzeniach lodowych

Eutrofizacja to proces wzbogacania zbiorników wodnych w substancje pokarmowe (nutrienty i biogeny), głónie w związki azotu i fosforu. Eutrofizacja jest procesem zachodzącym naturalnie lub antropogenicznie.

Użyźnienie naturalne zachodzi przez spływ ze zlewni związków mineralnych i materii organicznej, rozkładanej następnie przez mikroorganizmy w zbiorniku. Jest to proces bardzo powolny, przejście zbiornika ze stanu oligotrofii (niskiej żyzności) do eutrofii (wysokiej żyzności), trwa setki lub nawet tysiące lat.

Eutrofizacja antropogeniczna zachodzi głównie przez spływ ścieków i nawozów mineralnych. Większość biogenów dostaje się do wody wraz ze ściekami organicznymi, np. w Wiśle takie pochodzenie ma ok. 2/3 azotu i fosforu. Proces ten zachodzi bardzo szybko, niewielki zbiornik może się zeutrofizować nawet w ciągu kilku do kilkunastu lat. W szczególnie drastycznych przypadkach, np. przy zrzucaniu do jezior surowych ścieków komunalnych czy gnojówki, dochodzi o osiągnięcia przez zbiornika stanów niespotykanych w naturze: politrofii i hypertrofii. Następuje wtedy niemal całkowity zanik organizmów wyższych poza cienką, kilkudziesięciocentymetrową warstwą wody stykającą się z atmosferą.


Następstwem eutrofizacji jest wzmożona produkcja biologiczna. W dalszej kolejności pojawiają się zakwity glonów (często trujących sinic), które powodują zachwianie równowagi tlenowej zbiornika, zwłaszcza w obszarach przydennych, gdzie opadające obumarłe organizmy ulegają rozkładowi. Może to nawet spowodować zupełny zanik tlenu w warstwach dennych zbiornika i rozpoczęcie procesów beztlenowych, z wydzielaniem siarkowodoru, metanu i innych trujących substancji.

Krasnorost

Laurencja


We wschodniej Anglii w wodach śródlądowych zawartość fosforanów w latach 60-tych wynosiła 80 mg dm -3, obecnie 300.

Stężenie azotanów w rzekach europejskich wynosi ok. 4500 mg dm-3, poza Europą ok. 100.

Bezpieczna norma w wodzie pitnej to 50 mg dm-3.


Erozja gleb fosforanów w latach 60-tych wynosiła 80 mg dm -

Erozja gleby polega na niszczeniu jej górnej warstwy w wyniku wymywania przez wody opadowe i wywiewania przez wiatr. Erozja wpływa na glebe nie tylko tam skad jest ona usuwana, ale też tam, gdzie pył osadza się zmniejszając przepustowość systemów nawadniajacych, pojemność zbiorników, itp.

  • Czynniki środowiskowe o podstawowym znaczeniu dla erozji:

  • siła erozyjna opadu

  • siła erozyjna wiatru

  • podatność gleby na erozję


Globalne rozmiary erozji gleb w mln ha fosforanów w latach 60-tych wynosiła 80 mg dm -


Czynniki powodujące erozję gleby wg. Morgana ( fosforanów w latach 60-tych wynosiła 80 mg dm -Soil erosion and conservation, 1986)

  • ENERGETYCZNY:

  • podatność na erozję po opadach deszczu

  • odpływ

  • siła wiatru

  • nachylenie stoku

  • długość stoku

  • skrócenie stoku (terasy, grzbiety)

  • długość wiatrochronów

  • obecność pasów ochronnych


Czynniki powodujące erozję gleby wg. Morgana (Soil erosion and conservation, 1986)

  • CZYNNIK ODPORNOŚCIOWY:

  • podatność gleby na erozję

  • zdolność infiltracji

  • przygotowanie gleby (nawozy, systemy upraw)

  • CZYNNIK OCHRONNY:

  • gęstość zaludnienia

  • pokrywa roślinna

  • przygotowanie ziemi


Gleba piaszczysta jest bardziej narażona na erozję niż gliniasta

TYP PODŁOŻA

niezabezpieczone brzegi zbiorników wodnych

wydeptywanie przez trzodę


brzegi zbiorników w okolicach wodopojów gliniasta

rozjeżdżanie przez ciężki sprzęt


Degradacja gleb gliniasta

  • DEGRADACJA CHEMICZNA:

  • zanieczyszczenie gleby pestycydami

  • zasolenie gleby

  • utrata składników pokarmowych

  • DEGRADACJA FIZYCZNA:

  • utrata porowatości na skutek używania ciężkiego sprzętu

  • brak humusu



Pustynnienie gliniasta

"Pustynnieniem nazywa się zarówno proces zmian, jak i stan środowiska"

Thomas i Middleton, 1994

Według UNEP pustynnienie, to:

"…wyrazistość skutków ekonomicznych i społecznych procesów, zarówno naturalnych, jak i sztucznych, zakłócających równowagę gleby, roślinności, powietrza i wody w obszarach narażonych na edaficzną lub klimatyczną suszę"

ten ciągły proces

" …prowadzi do spadku lub destrukcji biologicznego potencjału ziemi, pogarszania warunków życia i rozwoju krajobrazu pustynnego"


Pustynnienie gliniasta

Skutek ?

Proces ?


  • Wśród wielu definicji pustynnienia, niektóre wydają się dopełniać inne są całkiem odmienne. Wszystkie jednak wymieniają następujące cechy:

  • Pogorszenie kondycji ekosystemu

  • Degradacja roślinności

  • Zaburzenie potencjału biologicznego

  • Redukcja produktywności

  • Zubożenie ekosystemu

  • Intensyfikacja cech pustynnych


Różne definicje koncentrują się na odmiennych cechach: dopełniać inne są całkiem odmienne. Wszystkie jednak wymieniają następujące cechy:

Zmiany gleb (zasolenie)

Zmiany roślinności (zmniejszenie gęstości biomasy)

Zmiany zasobów wody (przesuszenie, zawodnienie)

Zmiany w atmosferze (albedo)

Ponadto zmiany produktywności biologicznej


  • Przyczyny pustynnienia: dopełniać inne są całkiem odmienne. Wszystkie jednak wymieniają następujące cechy:

  • Zmiany klimatu

  • Susze

  • Praktyki rolnicze

  • Nadmierny wypas

  • Opalanie drewnem

  • Nadmiar techniki

  • Erozja gleb


Salinizacja dopełniać inne są całkiem odmienne. Wszystkie jednak wymieniają następujące cechy:

Gleby w obszarach suchych rozwijają się w środowisku o ograniczonym opadzie, z dużą częstością okresów suchych. Nadmiar parowania nad opadem powoduje, iż zubożone są zasoby wód gruntowych, a sole mineralne rozpuszczone w wodzie akumulują się w glebie, po jej wyparowaniu.

Niskie opady charakterystyczne dla obszarów suchych i półsuchych często powodują konieczność dodatkowego nawadniania. Dodatkowe zasoby wody rozpuszczają węglan wapnia oraz sole zawarte w przypowierzchniowej warstwie gleby i transportują je w głąb ziemi.


Salinizacja dopełniać inne są całkiem odmienne. Wszystkie jednak wymieniają następujące cechy:

Stopień zasolenia rzek, strumieni i zbiorników wodnych jest groźny dla środowiska. Duże zasolenie zagra za głównie obszarom suchym i półsuchym, na których stosuje się irygację.

Systemy irygacyjne zwiększają ilość parującej wody, co zwiększa stężenie soli na nawodnianym obszarze. Gleby poddane irygacji ,mogą również na skutek nawodnienia ulegać większemu zasoleniu, co zmniejsza produktywność plonów i zagraża dostawom wody pitnej.


Pond du Gard, Francja dopełniać inne są całkiem odmienne. Wszystkie jednak wymieniają następujące cechy:


współczesne systemy dopełniać inne są całkiem odmienne. Wszystkie jednak wymieniają następujące cechy:

irygacyjne


Arizona projekt dopełniać inne są całkiem odmienne. Wszystkie jednak wymieniają następujące cechy:


Chemiczne środki ochrony plonów dopełniać inne są całkiem odmienne. Wszystkie jednak wymieniają następujące cechy:

Chemiczne środki ochrony plonów są produkowane sztucznie i wykorzystywane na dużą skalę w rolnictwie, ogrodnictwie i gospodarce leśnej.

Poprawiają wydajność plonów, chroniąc rośliny przed szkodnikami, kontrolując proces ich wzrostu, zmniejszając liczbę chwastów.

W efekcie energia słoneczna, woda i składniki pokarmowe służą wzrostowi uprawianych roślin, zwiększając ich produktywność

Pestycydy np. DDT

Biopestycydy

Herbicydy


Podsumowanie: dopełniać inne są całkiem odmienne. Wszystkie jednak wymieniają następujące cechy:

Zmiana krajobrazu

Defragmentacja naturalnych zbiorowisk roślinnych

Spadek bioróżnorodności

Wylesianie, osuszanie terenów podmokłych

Erozja wietrzna i wodna

Degradacja fizyczna i chemiczna

Zasolenie

Zawodnienie

Eutrofizacja zbiorników wodnych

Pustynnienie

Wpływ na klimat:

zmiana albedo

zmiana pokrywy roślinnej – bilans cieplny, parowanie

wydzielanie i pochłanianie węgla – CO2, metan


Wp yw przemys u na zmiany rodowiska

Wpływ przemysłu na zmiany środowiska dopełniać inne są całkiem odmienne. Wszystkie jednak wymieniają następujące cechy:

zmiany krajobrazu

następstwa wydobywania surowców mineralnych

zmiany składu atmosfery

kwaśne opady

ozon

metale ciężkie

odpady przemysłowe


Krajobrazy przemysłowe dopełniać inne są całkiem odmienne. Wszystkie jednak wymieniają następujące cechy:


Krajobrazy przemysłowe dopełniać inne są całkiem odmienne. Wszystkie jednak wymieniają następujące cechy:


Krajobrazy przemysłowe dopełniać inne są całkiem odmienne. Wszystkie jednak wymieniają następujące cechy:


Następstwa wydobywania surowców mineralnych dopełniać inne są całkiem odmienne. Wszystkie jednak wymieniają następujące cechy:

Pierwsze kopalnie rud miedzi i żelaza powstały 6000-8000 lat temu

Rodzaj zmian zależy od typu kopalni, rodzaju surowca i zasobności złóż

  • Metody eksploatacji złóż:

  • metody powierzchniowe

  • metody głębinowe

  • kamieniołomy

  • odkrywki

  • odwierty

Odkrywkowa kopalnia rud uranu Anaconda w Meksyku zajmuje obszar 486 ha, z czego 445 ha jest pokrytych hałdami nadkładu in odpadów

Odpady są szczególnie podatne na erozje wodną i wietrzną. Zniszczony został lokalny system drenujący, a wody i gleby zostały zanieczyszczone radioaktywnymi odpadami uranu.

największa odkrywkowa kopalnia miedzi w Bingham Canyon (Utah) ma szyby o głębokości 700 m, średnicę 3.2 km i powierzchnię 7 km2

W Togo z przybrzeżnych skał osadowych wydobywane są fosforyty. Gleby uległy degradacji, a składowanie nadkładów stworzyło sztuczny krajobraz hałd wysokich na kilkanaście metrów i zajmujących kila tysięcy hektarów


Metody powierzchniowe i odkrywki dopełniać inne są całkiem odmienne. Wszystkie jednak wymieniają następujące cechy::

Hałdy nadkładów

Hałdy odpadów (1 tona wolframu to zwykle około 100 ton odpadów)

Drenowanie zmieniające lokalny obieg wody (spadek poziomu wód gruntowych, powstanie leja depresyjnego)

Rekultywacja terenów pokopalnianych


Górnictwo podziemne: dopełniać inne są całkiem odmienne. Wszystkie jednak wymieniają następujące cechy:

osiadanie gruntu (studzienki, rynny, jamy lub ugięcia)

zmiany systemu drenującego

hałdy odpadów

hałdy minerałów (zwłaszcza węgla)

skażenie gleb i wód metalami ciężkimi


Zmiany wywołane wykorzystywaniem paliw kopalnych: dopełniać inne są całkiem odmienne. Wszystkie jednak wymieniają następujące cechy:


Kwaśne opady dopełniać inne są całkiem odmienne. Wszystkie jednak wymieniają następujące cechy:


Kwaśne opady dopełniać inne są całkiem odmienne. Wszystkie jednak wymieniają następujące cechy:

skala kwasowości


Kwaśne opady dopełniać inne są całkiem odmienne. Wszystkie jednak wymieniają następujące cechy:


Lasy są poważnie zagrożone przez kwaśne opady dopełniać inne są całkiem odmienne. Wszystkie jednak wymieniają następujące cechy:. Drzewa mogą tracić liscie lub igły, co powoduje nadmierne parowanie wody i zakłócenia w procesie fotosyntezy - skutkiem czego zmniejsza się ich odporność na warunki klimatyczne, rośnie podatność na choroby i bezbronność wobec szkodników. Kwaśne deszcze zakwaszają glebę oraz wymywają z niej wapń, magnez i potas, powoduje to znaczny niedobór składników odżywczych, korzenie roślin mają zmniejszoną możliwość pobierania niezbędnych do rozwoju elementów, przez to zamierają, a roślina ginie. Na stokach Gór Izerskich (Sudety Zachodnie, 700-800 m. n.p.m.) lasy zamieniły się w cmentarzysko martwych drzew. Drzewa na większych wysokościach (w Górach Izerskich, Karkonoszach, Górach Świętokrzyskich) są szczególnie podatne na uszkodzenia, ponieważ krople wody we mgle i w chmurach (a góry często są spowite chmurami i mgłą) są zazwyczaj dużo bardziej kwaśne niż krople deszczu.

Kwaśne opady


Kwaśne opady dopełniać inne są całkiem odmienne. Wszystkie jednak wymieniają następujące cechy:

pstrąg

okoń

okoń

żaby

salamandry

mięczaki

raki

węże

jętki

Kwaśne opady mają negatywny wpływ na zbiorniki wodne: jesiora i stawy. W zakwaszonym jeziorze przeżywają jedynie najodporniejsze gatunki. Giną ryby, a następnie ptaki, dla których ryby stanowią główne pożywienie ( z braku pożywienia lub zatrute przez toksyczne substancje kumulujace sie w organizmach ryb). Kwaśne opady niszczą ikrę, ograniczajac w ten sposób populacje ryb.


Transgraniczny transport zanieczyszczeń dopełniać inne są całkiem odmienne. Wszystkie jednak wymieniają następujące cechy:


W 1979 r, the United Nations Economic Commission for Europe (UNECE) wprowadziła Konwencję o Transgranicznym Transporcie Zanieczyszczeń. W 1985 większość członków UNECE podpisała Protokół o Redukcji Emisji Siarki, zgadzając się na redukcję emisji tlenków siarki o 30% (w stosunku do poziomu z roku 1980) do 1993. Nazwano tę grupę krajów "klubem 30%". Wszystkie kraje, które podpisały ten Protokół, a także inne osiągnęły zakładany poziom redukcji.

Protokół Sofijski o redukcji emisji tlenków azotu wprowadzono w 1988 roku. Zakładał stabilizację emisji na poziomie tej z roku 1987, niektórym krajom udało się nawet zmniejszyć emisję o 30% do roku 1998. Niestety innym krajom nie udało się sprostać wymaganiom z powodu rosnących emisji komunikacyjnych, mimo iż prawo unijne wymagało stosowania katalizatorów w samochodach wyprodukowanych po 1993 roku.


W 1988 roku wprowadzono dyrektywę unijną nakazującą by elektrownie w krajach Unii Europejskiej zredukowały emisje dwutlenku siarki i tlenków azotu. W Wielkiej Brytanii emisję dwutlenku siarki zredukowano o 60% a tlenków azotu o 30 % do roku 1998.

Konwencja UNECE o Transgranicznym Transporcie Zanieczyszczeń Atmosfery podpisana przez 27 krajów europejskich w 1999 roku w Goteborgu w celu ograniczenia zakwaszenia, eutrofizacji i koncentracji przyziemnego ozonu wymusza zmniejszenie emisji czterech typów substancji: dwutlenku siarki, tlenków azotu, lotnych węglowodorów i amoniaku do roku 2010.


Ozon elektrownie w krajach Unii Europejskiej zredukowały emisje dwutlenku siarki i tlenków azotu. W Wielkiej Brytanii emisję dwutlenku siarki zredukowano o 60% a tlenków azotu o 30 % do roku 1998.

ozon to trójatomowa cząsteczka tlenu

 Ozon tworzy warstwę w stratosferze, najcieńszą w strefie gorącej, a gęstszą nad biegunami. Zawartość ozonu określa się w jednostkach Dobsona (DU) i wynosi ona od około 260 DU w tropikach do ponad 350 w wysokich szerokościach geograficznych.

(1/v = długość fali < ~ 240 nm)

http://www.ozonelayer.noaa.gov/science/ozhole.htm


W dolnej troposferze, przy powierzchni Ziemi, ozon jest groźny dla życia – jest głównym składnikiem smogu fotochemicznego.

Ozon zawarty w stratosferze pochłania szkodliwe dla organizmów żyjących na Ziemi ultrafioletowe promieniowanie słoneczne (UV) o długości fali od 240 do 320 nm.

Choć promieniowanie UV prowadzi do rozpadu ozonu, to może on tworzyć się znów w reakcjach:

a rozpada się w reakcji:

cykl reakcji 1-4 nosi nazwę reakcji Chapmana


Gazy aktywne chemicznie w atmosferze występują w znacznie mniejszych stężeniach w atmosferze. Niektóre z nich są również gazami szklarniowymi – jak ozon O3, który spełnia bardzo istotną rolę w procesach fotochemicznych w atmosferze. Bez ozonu skład chemiczny atmosfery byłby całkiem inny.

  • Porównując profil temperatury z profilem ozonu w atmosferze można zauważyć, że:

  • w troposferze, gdzie temperatura maleje z wysokością, zawartość ozonu jest niewielka

  • w stratosferze zawartość ozonu szybko rośnie do wysokości ok. 25-30 km, a temperatura jest prawie stała

  • z powodu braku zmian temperatury z wysokością pionowe mieszanie w stratosferze zanika

  • rozkład temperatury w stratosferze jest ściśle związany z zawartością ozonu

  • ozon, który akumuluje się w stratosferze pochłania długofalowe promieniowanie Ziemi i atmosfery i krótkofalowe (ultrafioletowe) promieniowanie słoneczne

  • pochłonięta energia stanowi źródło energii w stratosferze i powoduje, że temperatura przestaje maleć z wysokością


W troposferze jest bardzo mało ozonu, stosunek zmieszania ozonu wynosi tu około 40nmol/mol, (n=nano=10-9)

Jeśli przyjrzymy się wysokościom, do których dociera promieniowanie słoneczne o określonej długości, to fale krótsze niż 200 nm są pochłaniane prawie całkowicie do wysokości 50 km nad Ziemią, głównie przez jednoatomowe cząsteczki tlenu i azotu (O i N). Ozon pochłania promieniowanie o długościach z przedziału 200-300nm. Gdyby nie ozon promieniowanie to docierałoby do powierzchni Ziemi wywierając katastrofalne skutki.

Dla fal dłuższych niż 300 nm pochłanianie przez ozon jest słabsze, i promieniowanie to dociera do powierzchni Ziemi. Promieniowanie w zakresie 300-320 nm, tzw. UV-B (biologicznie aktywne), może powodować rumień, a nawet raka skóry, gdy pochłaniane jest w zbyt dużych dawkach, ale pełni również pozytywną, czyszcząca rolę w atmosferze. Aż do długości 335 nm promieniowanie UV może powodować rozpad ozonu na cząsteczkę tlenu i atom tlenu w stanie wzbudzonym. Ten ostatni chętnie reaguje z parą wodną zawartą w atmosferze tworząc tzw. grupę hydroksylową OH


O ozonu wynosi tu około 40nmol/mol, (n=nano=103 + h O* + O2 (<335 nm)

O* + H2O 2OH

Grupa hydroksylowa OH nazywana jest "detergentem" w atmosferze, ponieważ reaguje z prawie wszystkimi gazami usuwając je z atmosfery. Bez OH skład chemiczny atmosfery byłby całkowicie odmienny.


Ozon wykorzystywany jest do wyjaławiania wody pitnej (ozonowanie), pomieszczeń (szczególnie w szpitalach: lampa ozonowa), utleniania paliwa rakietowego, a także jako reagent w ozonolizie.

Ozonoliza jest stosowana w przemyśle do przyspieszania biodegradacji ścieków organicznych

Ozon jest jednym z najskuteczniejszych znanych środków dezynfekcyjnych, nie wytwarza rakotwórczych i innych szkodliwych produktów ubocznych. W procesie uzdatniania wody (ozonowanie) ozon jest jedną z najlepszych możliwości, ponieważ nie jest tak drogi w późniejszej eksploatacji jak np. odwrócona osmoza (ultrafiltracja), a produkt wynikowy jest porównywalny.

Typowy środek dezynfekcyjny do uzdatniania wody – chlor, podczas wstępnego procesu chlorowania wody z zawartymi w niej związkami organicznymi, powoduje powstawanie produktów ubocznych, które są umiarkowanie toksyczne dla ludzi, m.in. chloroform. Trzeba jednak podkreślić, że substancje te tworzą się w bardzo małej ilości i ich szkodliwość jest znacznie mniejsza, niż składników wody nieuzdatnianej, jednak mogą wyraźnie obniżyć jej właściwości organoleptyczne.


Działanie bakteriobójcze ozonu jest około 50 razy skuteczniejsze i 3000 razy szybsze niż chloru. Niestety, ozon ma stosunkowo krótki czas rozkładu, przez co ozonowana woda pozostaje aseptyczna przez krótki czas (tzn. nie można jej bezpiecznie przesyłać długimi rurociągami). Dlatego ozon nie może całkowicie wyeliminować chloru z procesu uzdatniania wody, jednakże może go w istotny sposób ograniczyć, w ilości niezbędnej do utrzymania w sterylności wszystkich nitek sieci wodociągowej po przejściu wody przez stację uzdatniania. Zabieg taki wyraźnie poprawia właściwości organoleptyczne spożywanej wody (brak wyczuwalnego zapachu i smaku chloru oraz mętnego zabarwienia).


Rozkład ozonu na kuli ziemskiej skuteczniejsze i 3000 razy szybsze niż chloru. Niestety, ozon ma stosunkowo krótki czas rozkładu, przez co ozonowana woda pozostaje aseptyczna przez krótki czas (tzn. nie można jej bezpiecznie przesyłać długimi rurociągami). Dlatego ozon nie może całkowicie wyeliminować chloru z procesu uzdatniania wody, jednakże może go w istotny sposób ograniczyć, w ilości niezbędnej do utrzymania w sterylności wszystkich nitek sieci wodociągowej po przejściu wody przez stację uzdatniania. Zabieg taki wyraźnie poprawia właściwości organoleptyczne spożywanej wody (brak wyczuwalnego zapachu i smaku chloru oraz mętnego zabarwienia).

Pomiary ozonu


Od połowy lat siedemdziesiątych XX wieku nad Antarktydą obserwuje się systematyczny spadek stężenia ozonu. Głównym czynnikiem odpowiedzialnym za niszczenie ozonu w stratosferze są związki węgla, chloru i fluoru zwane freonami. W warunkach naturalnych freony nie występowały. Ich produkcję rozpoczęła korporacja General Motors w 1928 roku. Miały zastąpić toksyczny amoniak w urządzeniach chłodniczych. Freony stosowane były także we wszelkiego rodzaju rozpylaczach, jako środki sterylizujące narzędzia medyczne i odtłuszczające elementy elektroniczne. Wydawały się być całkowicie nieszkodliwe, bo nie ulegały rozpadowi w dolnej troposferze i tanie w produkcji. W latach osiemdziesiątych odkryto jednak, że na skutek rozpadu freonów w stratosferze pod wpływem promieniowania słonecznego uwalnia się chlor, którego jedna cząsteczka potrafi zniszczyć nawet 100 tysięcy cząsteczek ozonu. Dzieje się tak, ponieważ w reakcji rozpadu ozonu chlor pełni jedynie rolę katalizatora i po zniszczeniu jednej cząsteczki jest gotów do niszczenia następnych dopóki nie zostanie związany w jakiejś innej reakcji chemicznej, np z dwutlenkiem azotu lub metanem.


Podczas nocy polarnej nad Antarktydą rozwija się silny wokółbiegunowy wiatr – wir polarny - w środkowej i dolnej stratosferze izolujący powietrze nad biegunem. Ponieważ brak jest promieniowania słonecznego, powietrze wewnątrz wiru wychładza się, a temperatura spada poniżej -80 °C. W tych warunkach tworzą się specyficzne chmury, zwane polarnymi chmurami stratosferycznymi, zbudowane nie z kropelek wody, a z trójhydratu kwasu azotowego. Gdy temperatura spada tworzą się większe cząstki złożone z wody, lodu i rozpuszczonego kwasu azotowego. Dzięki temu, że cząsteczki kwasu azotowego zostają związane w chmurze, spada w atmosferze stężenie tlenków azotu, które byłyby zdolne wiązać chlor w reakcji:

ClO + NO2 + M  ClONO2 + M.


Uwięzienie azotu w chmurze sprzyja utrzymywaniu się wysokiego stężenia aktywnego chloru Cl2 w stratosferze. W reakcji niszczenia ozonu bierze jednak udział chlor atomowy. Wiosną wraz z pojawieniem się promieniowania słonecznego dochodzi do fotodysocjacji dwuatomowego chloru, czyli jego rozpadu na dwa atomy pod wpływem promieniowania słonecznego:

Cl2 + hCl + Cl

To tłumaczy, dlaczego do gwałtownego spadku stężenia ozonu dochodzi na wiosnę. Nagromadzony dwuatomowy chlor rozpada się wówczas na jednoatomowe cząsteczki i wchodzi w reakcję z ozonem. W miarę postępującego ocieplenia z polarnej chmury stratosferycznej uwalniają się związki azotu, które reagując z chlorem, wiążą go i czynią niegroźnym dla ozonu. Zasoby ozonu zaczynają powoli rosnąć i w lecie półkuli południowej stężenie ozonu wraca do normy


Nad Antarktydą (a ostatnio również nad Arktyką), stratosferyczny ozon ulega cyklicznemu zanikowi wczesną wiosną. Dzieje się tak dzięki emisji do atmosfery sztucznie wyprodukowanych przez człowieka związków chloru, fluoru i węglowodorów zwanych CFC lub freonami.


Produkcja gazów niszczących warstwę ozonową jest ograniczana przez serię porozumień międzynarodowych, poczynając od tzw. "Protokołu Montrealskiego" z 1987 po jego kolejne uzupełnienia . Obecnie protokół ten podpisało (ratyfikowało) 180 państw, ustalając ścisłą kontrolę nad produkcją, która jest stopniowo ograniczana w perspektywie całkowitego zakazu produkcji przed 2050 rokiem.


Konwencja Wiedeńska w sprawie ochrony warstwy ozonowej (Vienna Convention for the Protection of the Ozone Layer) - międzynarodowy traktat podpisany 22 marca 1985, przez państwa Wspólnoty Europejskiej mająca na celu tworzenie zarysu polityki ochrony warstwy ozonowej w krajach sygnatariuszach.

Akt wszedł w życie w 1987 r. i zobowiązywał państwa sygnatariuszy do prowadzenia pomiarów poziomu w atmosferze, ograniczenia emisji gazów powodujących zubażanie warstwy ozonowej oraz prowadzenia badań nad skutkami zaniku warstwy ozonowej.


Skutki składowania odpadów (Vienna Convention for the Protection of the Ozone Layer) - międzynarodowy traktat podpisany 22 marca 1985, przez państwa Wspólnoty Europejskiej mająca na celu tworzenie zarysu polityki ochrony warstwy ozonowej w krajach sygnatariuszach.

  • Odpady:

  • ścieki i odpadki z gospodarstw domowych

  • odpady powstałe w procesach przemysłowych

Usuwanie śmieci z obszarów miejskich rozpoczęto w latach 40-stych XIX w.


ODPADY (Vienna Convention for the Protection of the Ozone Layer) - międzynarodowy traktat podpisany 22 marca 1985, przez państwa Wspólnoty Europejskiej mająca na celu tworzenie zarysu polityki ochrony warstwy ozonowej w krajach sygnatariuszach.

zanieczyszczenie wód śródlądowych lub przybrzeżnych ściekami

  • nieoczyszczone ścieki mogą zawierać patogeny wielu chorób:

  • poliometylis (choroba Heinego Medina)

  • czerwonka bakteryjna (dezynteria)

  • tyfus brzuszny

  • cholera

  • wysypiska śmieci w pobliżu wielkich miast

  • zapach (siarkowodór)

  • metan

  • tlenki azotu

  • zanieczyszczenie wód gruntowych


ODPADY (Vienna Convention for the Protection of the Ozone Layer) - międzynarodowy traktat podpisany 22 marca 1985, przez państwa Wspólnoty Europejskiej mająca na celu tworzenie zarysu polityki ochrony warstwy ozonowej w krajach sygnatariuszach.

Recycling:

szkło, papier, aluminium, plastik, stal, odpady włókiennicze

  • Spalanie:

  • zalety:

  • substancje toksyczne skoncentrowane w lotnym popiele mogą być wychwycone przez kontrolery emisji

  • popiół można wykorzystać jako kruszywo do budowy dróg

  • podczas spalania można wytwarzać energię elektryczną

  • wady:

  • depozycja rtęci

  • dioksyny i furany

ODPADY RADIOAKTYWNE


PODSUMOWANIE: (Vienna Convention for the Protection of the Ozone Layer) - międzynarodowy traktat podpisany 22 marca 1985, przez państwa Wspólnoty Europejskiej mająca na celu tworzenie zarysu polityki ochrony warstwy ozonowej w krajach sygnatariuszach.

  • zmiany krajobrazu

  • następstwa wydobywania surowców mineralnych

  • zmiany składu atmosfery

  • kwaśne opady

  • ozon

  • metale ciężkie

  • odpady przemysłowe


ad